EP1194233A1 - Honeycombed body with reinforcement elements - Google Patents

Honeycombed body with reinforcement elements

Info

Publication number
EP1194233A1
EP1194233A1 EP00938546A EP00938546A EP1194233A1 EP 1194233 A1 EP1194233 A1 EP 1194233A1 EP 00938546 A EP00938546 A EP 00938546A EP 00938546 A EP00938546 A EP 00938546A EP 1194233 A1 EP1194233 A1 EP 1194233A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
honeycomb body
housing
stiffening elements
honeycomb
sheets
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP00938546A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Helmut Swars
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of EP1194233A1 publication Critical patent/EP1194233A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B01J35/56
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/24Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
    • F01N3/28Construction of catalytic reactors
    • F01N3/2803Construction of catalytic reactors characterised by structure, by material or by manufacturing of catalyst support
    • F01N3/2807Metal other than sintered metal
    • F01N3/281Metallic honeycomb monoliths made of stacked or rolled sheets, foils or plates
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/24Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
    • F01N3/28Construction of catalytic reactors
    • F01N3/2803Construction of catalytic reactors characterised by structure, by material or by manufacturing of catalyst support
    • F01N3/2807Metal other than sintered metal
    • F01N3/281Metallic honeycomb monoliths made of stacked or rolled sheets, foils or plates
    • F01N3/2814Metallic honeycomb monoliths made of stacked or rolled sheets, foils or plates all sheets, plates or foils being corrugated
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/24Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
    • F01N3/28Construction of catalytic reactors
    • F01N3/2839Arrangements for mounting catalyst support in housing, e.g. with means for compensating thermal expansion or vibration
    • F01N3/2842Arrangements for mounting catalyst support in housing, e.g. with means for compensating thermal expansion or vibration specially adapted for monolithic supports, e.g. of honeycomb type
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2260/00Exhaust treating devices having provisions not otherwise provided for
    • F01N2260/18Exhaust treating devices having provisions not otherwise provided for for improving rigidity, e.g. by wings, ribs
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2330/00Structure of catalyst support or particle filter
    • F01N2330/30Honeycomb supports characterised by their structural details
    • F01N2330/32Honeycomb supports characterised by their structural details characterised by the shape, form or number of corrugations of plates, sheets or foils
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2330/00Structure of catalyst support or particle filter
    • F01N2330/30Honeycomb supports characterised by their structural details
    • F01N2330/32Honeycomb supports characterised by their structural details characterised by the shape, form or number of corrugations of plates, sheets or foils
    • F01N2330/321Honeycomb supports characterised by their structural details characterised by the shape, form or number of corrugations of plates, sheets or foils with two or more different kinds of corrugations in the same substrate
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2330/00Structure of catalyst support or particle filter
    • F01N2330/30Honeycomb supports characterised by their structural details
    • F01N2330/44Honeycomb supports characterised by their structural details made of stacks of sheets, plates or foils that are folded in S-form
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/12All metal or with adjacent metals
    • Y10T428/1234Honeycomb, or with grain orientation or elongated elements in defined angular relationship in respective components [e.g., parallel, inter- secting, etc.]
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/24Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.]
    • Y10T428/24149Honeycomb-like
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/24Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.]
    • Y10T428/24744Longitudinal or transverse tubular cavity or cell

Definitions

  • the invention relates to a honeycomb body, in particular a catalyst carrier body, according to the preamble of claim 1, and a method for its production.
  • the honeycomb body can be constructed from smooth and / or structured metal sheets, which can be arranged in flat or curved sheet metal layers.
  • the honeycomb body can be surrounded by a housing in which a plurality of honeycomb bodies can also be accommodated one behind the other or next to one another, the individual honeycomb bodies being able to be separated from one another in part by walls or supports.
  • EP 0 430 945 B1 discloses a generic honeycomb body consisting of at least three stacks of sheets, each of which is folded around an associated crease line and entangled around the crease line.
  • the end regions of the metal sheets are joined to one another and / or to the housing by at least part of the contact lines, preferably by brazing, in order to achieve sufficient stability of the honeycomb body.
  • honeycomb bodies are used as catalyst support bodies, they are subject to very high loads due to temporal and local temperature gradients, which in particular due to the low strength of the sheets or the joining points at high temperatures lead to cracks or compression of the honeycomb and thus to a changing Honeycomb structure that change the properties of the catalyst.
  • the honeycomb body can easily be used at temperatures of 900 ° C, temperature differences within the honeycomb body of 300 to 400 ° C can occur.
  • the connection of the sheets by brazing is comparatively complex and expensive .
  • the invention has for its object to provide a honeycomb body which is inexpensive to manufacture and has a sufficiently stable honeycomb structure under the expected loads, and which is also particularly te resistant to temperature changes.
  • stiffening elements introduced according to the invention which extend transversely to the sheet metal layers, i.e. form an angle with the main plane of the sheet layers and e.g. the honeycomb structure is adequately stabilized. Forces e.g. due to changes in temperature, the stiffening elements and no longer or no longer exclusively absorb the joining areas that connect the sheets to one another or to the housing.
  • the stiffening elements which can be subjected to tensile stress at least in the longitudinal direction extend over a plurality of channels through which flow can pass.
  • the stiffening elements can penetrate the sheets, e.g. two or more than two, and / or at least partially surround the outside of the honeycomb body, and possibly extend through or around the entire honeycomb body.
  • the stiffness of the stiffening elements can correspond to that of the sheets or, if appropriately oriented, can also be below that of the sheets, for example half the sheet thickness, for example by using appropriate wires or strips.
  • the stiffness in the transverse direction of the stiffening elements is preferably significantly higher than that of the metal sheets, but clearly below that of the housing. So, with the same Material that corresponds to the thickness of the stiffening elements twice to five times the thickness of the thinnest plates, possibly up to ten times the thickness or more.
  • the stiffening elements can be approximately half the housing thickness, advantageously a quarter to an eighth of the housing thickness, or, if the thickness of the housing and metal sheets differ accordingly, also below it.
  • the stiffness ratios do not correspond directly to the ratios of the material thicknesses.
  • the wall thickness of the housing can be approx. 0.5 to 1.5 mm, the film thickness approx. 0.02 to 0.06 mm.
  • the strength of the stiffening elements can be the film thickness or a multiple thereof.
  • the honeycomb body has a high thermal alternating strength with high stability, since the sheets are not rigidly fastened to one another by means of the stiffening elements, but rather an expansion compensation with simultaneous stabilization is provided.
  • the elastic deformability can be given in one or both directions transverse to the direction of extension of the stiffening elements.
  • the elastic regions are preferably deformable at least under the forces that act on the honeycomb body when the temperature changes between room temperature and about 600 to 1000 ° C., and preferably to an extent that the stress caused by the temperature changes is significant, e.g. by more than 25% or more than 50%, preferably practically completely, of the stretchable areas.
  • Elements of very high stiffness can also be introduced into the honeycomb body, for example in the form of one- or two-dimensional struts, the stiffness of which extends right up to the housing stiffness. ability or beyond, and which are fixed directly or indirectly to the housing via elastically deformable areas. Areas of high stiffness alternate with stretching ranges that ensure resistance to temperature changes.
  • the stiffening elements according to the invention provide a stabilization of the honeycomb body independently of the housing, which enables the sheets to move relative to the housing, which means that stiffness and load transfer to the housing on the one hand and expansion properties on the other hand, each influencing the function or stability and resistance to temperature changes of the honeycomb body can be coordinated.
  • the honeycomb body may also be independent of the housing, e.g. when coating with catalytically active material.
  • honeycomb bodies according to the invention can be used in particular as a catalyst carrier in the automotive sector, but also for other catalysts, e.g. in the power plant sector or in process engineering. Accordingly, the diameter of the flow channels can vary widely, e.g. from about 1 mm to about 1-2 cm, without being limited to this.
  • the flow channels can each be one- or two-dimensional.
  • the stiffening elements can be made in one or two dimensions, for example in the form of wires, screws, strips, sheets, in particular perforated sheets or expanded metal layers or the like.
  • the stiffening elements can be straight or curved and extend both parallel and / or perpendicular and / or inclined or obliquely to the metal sheets forming the honeycomb structure.
  • the honeycomb structure can also be divided into sub-honeycombs that are fluidically independent from one another by means of sheet-metal stiffening elements, the honeycomb body still forming a structural unit.
  • the stiffening elements can be provided with a surface toothing, such as threads, tooth profiles and the like, to form a positive connection with the respective corresponding component.
  • stiffening elements can have resiliently acting areas or plastically deformable areas extending in the longitudinal direction thereof, which are each produced by reshaping or bending, for example in the form of spiral wire springs, meandering bent wires or bands or sheet metal sections Sheets or strips, expanded metals and the like.
  • the stiffening elements can be designed as wall sections which partially or completely penetrate the honeycomb body or delimit it from the outside as a side wall.
  • the wall sections can consist of folded and, preferably flat, interconnected sections of the metal sheets.
  • the sections can be joined using joining techniques such as Spot welding or positive locking, e.g. via struts acting as additional stiffening elements, such as wires or the like. , be connected.
  • the sections can be folded in such a way that pockets are created in which areas of other metal sheets are positioned, the pockets e.g. pressed to form a non-positive and / or positive connection of the sheets or positively attached to each other by wires.
  • the wall sections can extend two-dimensionally over larger areas corresponding to a plurality of channel diameters in each longitudinal direction, or also e.g. result in ribbon-shaped individual struts.
  • the folded sections can in particular extend over the entire length of the sheets.
  • the additional stiffening elements arranged within the wall sections can be designed as wires or strips.
  • the one-dimensional stiffening elements can extend parallel and / or perpendicular and / or inclined to the individual sheets within a wall section.
  • the Stiffening elements that run in the wall plane can, if necessary, also penetrate the folded sections.
  • the side wall regions can also be formed by sheet metal folded in a meandering shape, which can be compacted over a large area, wherein the side walls can be arranged parallel and / or perpendicular to the sheets forming the honeycomb structure.
  • the meandering areas can be crossed or surrounded by stiffening elements.
  • the stiffening elements can be positively, non-positively or materially attached to the sheet metal layers or to other stiffening elements, for which purpose the stiffening elements can penetrate the respective components at a distance from their boundary edges, so that the stiffening elements are guided through passage openings which are closed on all sides.
  • Each of the sheet layers can be stabilized by appropriate stiffening elements.
  • the stiffening elements are advantageously connected to each of the sheet metal layers which penetrate or touch them, which also applies in particular to the one-dimensional stiffening elements. It is no longer possible to simply pull out the stiffening struts.
  • one-dimensional stiffening elements which penetrate the sheet-metal layers or other wall areas can be hooked onto them in a tensile manner, for which purpose the stiffening elements can be twisted in such a way that they assume a helical shape with the formation of a positive fit.
  • the stiffening struts can also be of helical design.
  • V-shaped folded sheet metal areas can be fastened to one another, for which purpose V-shaped folds are inserted into one another and pressed together under pressure.
  • one-dimensional stiffening elements can be inserted into folds of sheet metal sections, which can also be provided at the sheet ends, and pressed into them by exerting pressure.
  • Cohesive connections can be used as soldered connections, for example, brazed connections or in particular also be made free of additives, for example by spot or diffusion welding.
  • the stiffening elements can be irregular, e.g. statistically distributed, enforce the honeycomb body.
  • a plurality of stiffening elements are preferably provided which are aligned parallel to one another or whose orientation changes regularly in one or more spatial directions, e.g. whose coordinates differ by a constant amount with respect to a given reference system.
  • the stiffening elements can e.g. be evenly distributed along an arc, spiral or spiral line.
  • Several stiffening elements are thus arranged on a common surface, which can be flat or curved, so-called structural cells being formed by the virtual surfaces.
  • a plurality of groups of stiffening elements are further provided, the stiffening elements within a group being aligned parallel to one another, as described above, or having a different orientation to a reference coordinate system by a predetermined amount.
  • the stiffening elements of different groups have different orientations from one another. In this way, associations of structural cells can be created that penetrate each other. With a corresponding alignment of the stiffening elements, the honeycomb structure can absorb very high tensile forces in different directions and can thus be optimally stabilized according to the main load directions to be expected.
  • the cells of the independent cell groups can have different cell sizes and / or different stiffening elements that e.g. regarding their length, tensile strength, torsional rigidity or the like. distinguish, have.
  • the structural cells can extend in one or more spatial directions over the entire length of the honeycomb structure. ken, that is, for example, form honeycomb layers, or in each case only extend over a partial area of the honeycomb structure. In the case of several, differently nested structural cells, these can be understood as primary, secondary, tertiary cells, etc.
  • the stiffening elements of the structural cells can be arranged in such a way that their longitudinal axes each run along spatial directions which enclose an angle of 45 to 120 °, preferably 60 to 90 ° to one another, but without being limited to these angles.
  • a three-dimensional bandage is preferably built up by the longitudinal directions of the stiffening elements.
  • the stiffening elements of one group each in one spatial direction e.g. of a Cartesian, oblique-angled or radial coordinate system, wherein two or three stiffening elements can intersect at a point or the stiffening elements are spaced from each other.
  • Stiffening elements which only surround the honeycomb body on the outside, are to be included in this consideration.
  • the stability and, in particular, the natural vibration behavior of the honeycomb body or its vibration stability can be adjusted in accordance with the expected requirements by the formation of appropriate cell groups.
  • the stiffening elements which also include intermediate or side walls also constructed from sheet metal folds, are preferably fixed to the housing in a force-absorbing manner.
  • the end regions of the sheets can be angled in such a way that regions projecting outwards are formed.
  • These areas can surround the honeycomb body in a circular arc or in a helical shape over the entire length or part of the same.
  • the areas projecting outwards can be defined in corresponding recesses, for example beads, of the housing, for which purpose the housing can be plastically deformed, for example under torsional stress.
  • An essential aspect of the invention is the subdivision of the honeycomb body into partial honeycombs that are vibration-stable and possibly also flow-independent at the same time by the introduction of intermediate walls.
  • the intermediate walls can simultaneously serve to transfer the load into the housing wall and as expansion compensation areas.
  • Each film layer within the partial honeycomb can be connected with stiffening elements on two sides over the length of the honeycomb, continuously via sections folded one or more times. Due to the folds, a transverse expansion of the intermediate wall areas is possible as compensation for expansion between adjacent honeycomb parts.
  • the number and / or length of the respective bending legs can be used to absorb bending or expansion stresses in a defined manner.
  • Both the expansion compensation areas and the intermediate or side walls are preferably produced by film folding, so that the wall areas are an integral part of the films. Since transitions between components of very different material thicknesses are avoided and relative movements of the honeycomb parts and the intermediate walls to the housing are possible, differential expansions in the honeycomb structure can be absorbed evenly in the latter.
  • the limitation of the individual deformation paths on the partition walls is determined by the number of partition walls and their alignment with each other and with the housing wall. Both the deformability of the partition walls themselves and the displaceability of a plurality of partition walls with respect to one another can be adjusted via regions that can be bent.
  • the construction of the intermediate and side walls by connecting appropriately shaped sheet metal areas is not only particularly cost-effective. Even with smaller, undivided honeycombs, their indirect fastening via partition walls that run parallel to the housing wall has advantages in terms of stress. This eliminates the need for complex connections between the foils and the housing.
  • the honeycomb films can rather be in a prefabrication stage during the winding, folding or layering process can already be assembled separately into manageable, stable parts without a housing. Both mechanically too unstable and too rigid honeycomb bodies, for example manufactured by flat soldering, are avoided, as a result of which the temperature and mechanical load limits are significantly expanded.
  • the metal foils can be folded up to ten times or more, with e.g. the partition walls can be alternately assembled from layers of foil folds, which are aligned lying and / or standing with respect to the sheet metal layers. In the case of standing folds, the multiply folded areas run essentially perpendicular to the sheet metal layers, and in the case of lying folds essentially parallel to these.
  • a film dressing composed of alternately smooth and structured film layers
  • either only the structured or only the smooth film layers can be folded to form intermediate or side walls.
  • Different types of film folding can be easily combined in a honeycomb body to achieve the desired properties.
  • the number of film layers connected to each other to form an intermediate wall or the number of film doublings, in which individual film layers are brought into contact with one another by compressing the film double, is decisive for the overall thickness of the intermediate wall and thus for its load-bearing capacity or rigidity.
  • the possibility of compensating for stretching transversely to the partition walls can be varied by the height of the folds and the length of the bending or folding legs of the individual film folds in the partition wall area.
  • the individual film folds can already be firmly connected to one another with known joining techniques during the layering of the film sheets to build up the intermediate or side walls.
  • the film folds of the top layer are always easily accessible and can For example, by side pressing together or by punctiform joint connections or by continuous seams, for example by welding or adhesive or adhesion connections.
  • ceramic-coated foils can also be used here.
  • honeycomb bodies By introducing partition walls with defined expansion areas, honeycomb bodies can be produced in which rigid and deformable areas alternate, which can each extend over the entire cross-sectional width of the honeycomb body.
  • the honeycomb bodies can e.g. have block-shaped rigid areas which e.g. are produced by soldering the individual film layers, and which are separated from one another by narrow deformation zones. The deformation zones can also completely surround the block-shaped areas.
  • the honeycomb body has stiffening elements such as Wall areas, which consist of a plurality of angled sheet metal layer sections connected to one another via connection points, the sheet metal layers are advantageously fixed to the housing at a distance from the connection points.
  • the angled sections can be used to build up a wall area such as a side wall and / or intermediate wall which extends over part or all of the honeycomb body cross section and which is preferably essentially gas-tight or gas transport from the interior of the honeycomb body to the housing under the conditions of use of the honeycomb body in the interior substantially prevented.
  • a wall area such as a side wall and / or intermediate wall which extends over part or all of the honeycomb body cross section and which is preferably essentially gas-tight or gas transport from the interior of the honeycomb body to the housing under the conditions of use of the honeycomb body in the interior substantially prevented.
  • each of the sheet metal layers can be fixed separately to the housing, in regions or over the entire honeycomb body, in particular in the region of the lateral boundary surfaces of the honeycomb body.
  • only one or a few of the sheet metal layers can also be fixed to the housing.
  • the sheet metal layers can also be fixed to the housing in each case by separate sheet metal layers, the between the attached sheet metal layers arranged further sheet metal layers can only be connected to the mounting layer and thus to the housing or directly to the mounting layer via further unpaved sheet metal layers. It can also be connected, at least in sections, to each of the sheet metal layers both with the housing and with adjacent sheet metal layers.
  • the individual sheet metal layers can also be connected to a plurality of sheet metal layers in a tensile manner.
  • connection points of the sheet metal layers are advantageously spaced apart from one another in the case of successive sheet metal layers.
  • the connection points are preferably designed to absorb tensile forces. A continuous connection of an inner sheet metal layer to the housing via the connection points, which would act as a thermal bridge, is thus avoided.
  • the connection points can be spaced apart in a direction parallel to the sheet metal layers, for which purpose the angled and interconnected sections of the sheet metal layers can each have a different length.
  • the junctions are along the height of the side wall, i.e. spaced apart in a direction perpendicular to the sheet layers.
  • a bead or U-shaped groove can be provided on the housing, wherein the attachment can also be carried out in another suitable manner.
  • the sheet metal layers are preferably fastened to the housing by means of tabs which are folded outward out of the sheet metal layers.
  • the sheet metal layers preferably have sections between the gas-flowable areas of the honeycomb body and the connection points of the sheet metal layers with one another with increased extensibility compared to the sheet metal layer structure, the direction of expansion preferably running perpendicular to the wall sections.
  • the fastening sections the sheet metal layer can be folded one or more times, for example 5-10 times, for example V or zigzag.
  • the folding legs can lie close together or be slightly spaced apart.
  • the length of the expansion legs can be three to twenty times the layer thickness of the sheet metal layers or one to ten times the sheet layer spacing, without being limited to this.
  • stiffening elements for example in the form of walls, can be built up that can withstand high tensile forces in one direction and have a high degree of elasticity perpendicular to them. Areas of increased elasticity can also be provided between areas with high tensile strength by appropriate folding and fastening of the sheet-metal layer sections or stiffening elements.
  • the sheet metal layers are preferably connected to one another in such a way that, starting from the point of attachment of the sheet metal layers to the housing, a connecting line of the connection points of the sheet metal layers extending towards the interior of the honeycomb body results, which increases the elasticity of the wall area relative to the housing.
  • the walls described above advantageously extend over the entire height and entire length of the honeycomb body, it being possible for the walls to be constructed essentially gas-tight. If passage openings are provided in the walls, for example due to notched fastening tabs, then the passage openings are advantageously covered by gas-tight covers so that the area of the honeycomb body through which gas flows is separated from the housing. For this purpose, separate covers or sections of adjacent sheet metal layers can be used, for which purpose the length of the overlapping sections of the sheet metal layers can be dimensioned accordingly.
  • the sheet metal layers can be provided with notches, or the notches of different sheet metal layers are spaced apart from one another in the direction of extension of the sheet metal layers, so that a Notching in a sheet metal layer is covered by an adjacent sheet metal layer essentially gas-tight.
  • the interior of the honeycomb body can hereby additionally be thermally insulated, and at the same time the fastening areas of the sheet-metal layers on the housing lie at a lower temperature than the interior of the honeycomb body, as a result of which these are exposed to lower material stresses.
  • a special insulating effect is achieved with a multi-layer structure of the walls.
  • the wall constructed from overlapping one another in sheet metal layer sections is designed such that at a temperature of the interior of the honeycomb body of approximately 900 ° and a much lower outside temperature of the housing (for example 100 - 400 ° C or less), the fastening areas of the sheet metal layers are at a temperature of below 500 to 600 ° C and can therefore be exposed to greater mechanical loads.
  • the wall thickness and thus the length of the overlapping sheet metal sections that build up the wall must be selected accordingly.
  • the temperature gradient achieved is determined by the position of the connection points between the individual sheet layers.
  • the housing accommodating the honeycomb body preferably has a double wall, so that the housing is constructed in a sandwich-like manner and there is an inner and an outer housing.
  • the inner housing preferably consists of ferritic material and the outer housing consists of austenitic material.
  • the inner housing can have openings in order to fix areas of the honeycomb body, such as, for example, notched tabs of the sheet metal layers or stiffening elements such as stiffening wires or side or intermediate wall areas.
  • the inner housing can have regions that can be moved relative to one another, between which the regions of the honeycomb body, such as sheet metal brackets or stiffening elements, can be fixed for the end position that is to be moved toward one another.
  • the inner housing is preferably divided transversely so that two or more of the honeycomb bodies there are constantly surrounding areas of the inner housing which can be moved, for example displaced or rotated, in the longitudinal direction relative to one another for fastening the honeycomb body.
  • the inner housing can optionally also be divided lengthways or have a different dividing line.
  • the inner housing can also have tab-shaped areas that can end, in particular, on the end faces of the inner housing and that can be displaced relative to another part of the inner housing in the preassembled state.
  • the regions of the inner housing which define the honeycomb body regions are preferably toothed in order to be able to securely fasten the honeycomb body.
  • the honeycomb area defined in the opening of the inner housing engages behind the inner housing on the side facing the outer housing, so that the engaging region between the inner housing and outer housing can be additionally fixed, for example in a force fit.
  • the honeycomb body can first be fixed in the inner housing, after which the inner housing is then fixed on the outer housing in such a way that it cannot move.
  • the honeycomb body in the inner housing it is preferably at least partially already arranged in the outer housing.
  • the honeycomb body can be fastened in such a way that a further part of the inner housing is pushed into the outer housing and the fastening regions of the honeycomb body are fixed, for example clamped, between the parts of the inner housing.
  • layers of sheet metal stacked on top of one another, which are assembled in the desired size, can be stacked and the corresponding sheet metal stack can be provided with stiffening elements.
  • Layers of sheets are advantageously preformed and, before or after the deformation of the sheet layers, stiffening elements are introduced between them, the sheet layers being severed together with the stiffening elements for appropriate assembly. If necessary, additional stiffening elements for fixation can be made before the severing of the sheet layers are introduced.
  • the sheet metal layers can then be converted into their desired shape and, if necessary, stabilized in this with further stiffening elements.
  • Stacked sheets e.g. alternating smooth and corrugated sheet layers, folded into a film stack and stored meandering.
  • Sheets or expanded metal layers can be inserted as stiffening elements between the individual meandering layers and, if necessary, can be fixed to the plate layers by one-dimensional stiffening elements.
  • the meander stack formed in this way can be divided by separating devices, after which the sections formed thereby are shaped into honeycomb bodies.
  • the metal sheets When the metal sheets are deformed to form the honeycomb body, the metal sheets can be heated, if necessary only in certain areas. This is particularly advantageous if the honeycomb body consists of sheet metal laid down in a zigzag shape. For this purpose, it is usually sufficient to merely heat the metal sheets in the area of the kink points, preferably by means of resistance or induction heating. In particular, heating of the sheets is also advantageous if they are pressed together for a positive connection with one another or with stiffening elements.
  • the partition walls can be produced by permanently deforming the sheets already arranged one above the other in stacks.
  • regions of the honeycomb body that have already been preheated can be deformed by forces applied to the outside of the honeycomb body, which act longitudinally or transversely to the layering.
  • the sheet metal bends can thus be introduced in one process step over the entire height of the sheet stack regardless of its shape. If necessary, the folding of the sheets can be supported by exerting compressive or tensile forces that act perpendicular to the sheet layers.
  • the corresponding sections of the Honeycomb body can be filled with packing materials or bulk materials such as sand.
  • the sheet metal surface e.g. by roughening an oxide layer.
  • the surface of the flowable channels is provided with a ceramic coating compound which already contains the catalytically active substance or is subsequently provided with it.
  • the honeycomb body which has been brought into its final shape, can be provided with an oxide adhesive layer by heating in an oven or by resistance heating.
  • pre-oxidized sheet layers can also be used. Accordingly, the sheet layers can also be provided with an adhesive ceramic layer before the deformation.
  • the honeycomb body is calibrated before it is coated or before it is installed in the housing by being pressed together from the outside transversely to the layering, the channel shape or the expansion play on the transversely deformable cell walls also being adjustable.
  • the honeycomb body can be brought to a deformation temperature, advantageously only individual volume regions of the honeycomb body, e.g. individual layers of the same can be heated.
  • pressure is exerted on the honeycomb body in this state, the unheated areas are practically not deformed, so that a targeted shaping is possible in some areas.
  • the honeycomb body can be heated by resistance heating.
  • diffusion joining, high-temperature soldering or oxidation of the sheet surface can be carried out to increase the roughness.
  • the stiffening struts can be tensioned or re-tensioned during or after calibration.
  • honeycomb body The production of different variants of the honeycomb body can be carried out in detail as follows.
  • a cuboidal honeycomb stack can be formed from a longitudinally structured film band by transverse folding along perforation lines.
  • wires, ribbons or the like are then used during folding, depending on the specific training variant. introduced between the film layers and / or through them.
  • the webs between the perforation holes are electrically contacted on both sides in the longitudinal direction and are heated by resistance in order to form sharp-edged crease lines.
  • the foils are electrically contacted and resistance-heated at the side flaps across the corrugation, wires, strips or the like are tensioned and the foils are pressed together with lateral support.
  • the honeycomb When the calibration is heated up, the honeycomb is provided with an oxide adhesive layer for the subsequent ceramic coating if the ambient atmosphere is set accordingly.
  • the calibrated honeycomb stack is then fixed in shape and ceramic-coated by molding and joining together the outer lateral cell walls or intermediate walls and / or positive passage or screwing of struts. Individual honeycomb bodies are then divided off and the remaining outer cell walls or insulating walls and the housing fastening ribs are molded onto them. The honeycomb body can then be joined to the fastening ribs on the housing wall.
  • the structured and perforated film strip can be provided with a ceramic coating before being folded into a film stack.
  • the stack of foils can be stabilized or stabilized during electrically heated calibration in a vacuum by deliberately pressing the foil contact points with the formation of diffusion welding points.
  • solder connections can be made by using wires or tapes coated with solder material between the foil layers be arranged, or formed by locally coated films at the points of contact.
  • a honeycomb body with a housing can be produced as follows.
  • a multi-layer stacking tape with alternating smooth and corrugated foils is meandered and pre-fixed.
  • the aligned toothed folds are made beforehand.
  • the bent, kinked or wound stacks are fixed and covered with inserted sheets, e.g. Expanded metal sheets, connected.
  • Pre-fixed honeycomb stacks are divided with transverse cuts through all layers. After compressing or forming compressed multilayer folds on the film ends, the honeycomb is pressed and calibrated and then joined to the cell walls.
  • the previously catalytically coated honeycombs are fastened in the housing with externally molded fastening ribs.
  • Coated or uncoated foils which are alternately smooth and corrugated, can also be provided with foil folds during spiral winding and then joined in multi-layer cell walls in aligned, aligned toothing lines.
  • an expanded metal sheet layer is inserted inside the honeycomb and on the outer circumference and inserted into the toothing lines.
  • the honeycomb can be calibrated, with or without heating, as described above.
  • the housing can also be used as transport packaging for transporting the honeycomb bodies.
  • a housing tube with a plurality of honeycomb bodies arranged one behind the other can be cut according to the division of the honeycomb bodies.
  • the honeycomb bodies can be fixed to the housing wall, also regardless of the use of the housing as transport packaging, with ribs, for example spiral ribs, for which purpose the ribs projecting outwards in beads provided in the housing tube can be attached.
  • the housing tube can have a single or double wall and can accommodate several honeycomb bodies next to one another.
  • the inflow and outflow areas of the honeycomb body can have sheet-metal layer sections or separate inserts with surfaces that run at an angle to the main plane of the sheet-metal layers and improve the inflow behavior as a whole due to the flow deflection that causes it.
  • the sheet metal layers in the turbulent inflow area are reinforced by the corresponding sheet metal structures.
  • the inflow and outflow regions are advantageously reinforced by further stiffening elements according to the invention.
  • FIG. 1 a shows in cross section a cuboid honeycomb body 1 formed from layered corrugated foils in a sheet metal casing shell 2 as a composite structure.
  • the approximately round flow channels 3, which are formed by opposite film corrugations 4, are in the densest possible trigonal arrangement.
  • the film layers are folded in a zigzag shape in the longitudinal direction, as can be seen from FIGS. 1c and 1d.
  • the film layers advantageously remain connected to the connecting lines with narrow connecting webs 5.
  • the honeycomb structure which can be pushed together laterally like a cranesbill, is stabilized by struts 6 made of interwoven bands between every second film layer. Long rectangular secondary cells, each comprising two channel rows, are thus formed.
  • tertiary cells are formed by form-fitting screwed-in wire screws 7a or 7b, which generate additional stabilization.
  • the wire screws can be made thin 7a and aligned in the channel wall.
  • stretchable wire spiral springs 7b are advantageous. Outside on the side honeycomb edge the tertiary cells are limited by folded film ends 7c. In sections, the housing wall forms part of the tertiary cell walls on the top and bottom.
  • Fig. Lb shows an additional design alternative 7d.
  • the cell wall structure is formed by a flattened corrugated film, which is reinforced with a smooth film 8a.
  • stiffening wires 8b can also be integrated into this wall structure or into the cell walls 7c on the side.
  • the upper and lower wall 7d thus forms together with the side walls 7c an outer rectangular quaternary cell.
  • the cell walls are connected to the housing at points 9a in such a way that their differential expansion to the cold housing wall remains unimpeded.
  • the struts 7a or 7b are also connected directly to the housing wall at points 9b for load transfer.
  • the strut belts 6, the arrangement of which within the honeycomb is shown in FIG. 1d, are only firmly connected to the cell walls 7c at points 9c or are integrated with their ends in the wall structure.
  • FIG. 2a shows a perspective view of a cuboid composite honeycomb body with an illustration of alternative film structures which are known per se and can be used here.
  • the upper rows of flowable channels are formed from corrugated 24a and smooth 24b films. With the film structuring corresponding to 24c, catalytically more favorable rectangular or square channels are formed, however partially with double walls.
  • the channels of the lower rows with film structures corresponding to 24d, 24e and 24f are cheaper without double walls and in the densest possible trigonal arrangement almost an ideal round channel shape. With the exception of the sinusoidal upper channels, all other flow structures that are more favorable in terms of flow require a stabilizing outer border in order to avoid or limit channel displacements relative to one another.
  • the roughly Dratic outer secondary cell structure is formed on the sides from overlapping foil bends 27c and at the top and bottom from structured foils with flattened corrugations 27d and an additional stabilizing wire 28b.
  • it serves simultaneously for honeycomb channel support, for assembling and fixing manageable honeycombs, for attaching honeycombs to the housing 29 and for heat insulation. It may be sufficient to fasten the side walls at diagonally opposite areas at fastening points of the housing 29.
  • the honeycomb can thus rotate relative to the housing or deform in a diamond shape.
  • Right-angled, outwardly projecting film notches can also be provided, which form a fastening rib.
  • the film folds can be designed as an L-shaped single fold (A), a Z-shaped double fold (B), a V-shaped triple fold (C), a zigzag-shaped four fold (D) or as a W-shaped five fold (E).
  • the length of the folding legs 26 can vary at the same time.
  • the wall thickness can be influenced by the number of folding legs 26 fixed to each other.
  • the type and arrangement of the joint connections 28, which are each represented by a line, is also important, which can be formed, for example, as a spot weld connection or also by means of connecting wires which have little slip.
  • Both the same folding direction on film layers 21 structured in the same way (see embodiment E) and different folding directions on film layers 21a, 21b structured differently (see exemplary embodiments F, L) are possible.
  • the partition wall structure is held together only by joining elements 29b, for example screws, according to variants G and J and L, in addition to the screw connections 29, a mutual positive locking toothing of the smooth and corrugated foil layers is additionally provided.
  • the joint connections 28 in the variants A - E and H are to be produced using known methods such as spot welding or punched positive locking during the layer-by-layer partition construction.
  • variants F, G, J and L even after the partition wall has already been built, further stiffening elements such as pins, screws or strips 29 can be introduced into the partition walls.
  • variant K the V-shaped foil folds are toothed like a hinge by notches in the longitudinal direction and smaller V-shaped counterfolds of one of the double layers, whereby the foils are pushed into each other in layers and firm cross connections are created by the connecting wires 29c through the folds.
  • FIG. 2c shows various possible arrangements of intermediate walls 35a-35g and their type of fastening 37a-37h to the housing wall 31.
  • the construction of the intermediate walls 35a and 35g on the honeycomb sides parallel to the housing wall 31 corresponds to Example A according to FIG. 2b of the intermediate walls 35b, 35c and 35g in Examples C, B and D according to FIG. 2b.
  • the intermediate walls 35d and 35e are formed from a plurality of individual struts which are aligned in the flow direction.
  • the individual strut 35d is formed from perforated neckings, which are each supported on the adjacent film layer and are fixed thereon.
  • a wire-shaped additional connecting element 39a is provided which runs through the center of the hole neckings and which presses the film layers together through the hole neckings.
  • the hole neckings can e.g. also be attached to the foil layers by welded connections.
  • the film layers can also be fixed by helical or spiral spring-like struts 35e.
  • the spring constant of the spiral spring can be adapted to the strength of the foils and slightly exceed or fall short of them.
  • the clamps 37a-37g of the intermediate wall ends on the housing wall can lie opposite one another, offset or else be twisted to each other.
  • Several adjacent partitions in the honeycomb can expand or move in the same direction (see 35d, 35e, 35g) or in the opposite direction (see 35a and 35b).
  • the line-like fastenings 37a-37g can be oriented longitudinally and in the same direction to one another or (see fastening 37a and 37b to partial honeycomb 34a), also transversely to one another and to the flow direction and to the opposite intermediate wall 33g.
  • an additional external transverse stabilization on the housing wall in the inflow and outflow region is carried out with a frontal honeycomb support via the fastening 37h of the intermediate wall 35g.
  • the stiffening elements shown by way of example in FIGS. 2b and 2c can have regions of high stiffness which, for example, lie in the area of the housing stiffness, and can be fixed to the housing in such a deformable or stretchable manner that the sheet metal layers acting on the stiffening element can change position relative to the housing.
  • the areas of the stiffening elements adjacent to the housing can e.g. have increased flexibility and / or change in position due to material thickness or material properties, e.g. be fixed to the housing while allowing an angular movement relative to the housing.
  • FIG. 3 shows the cross section through a honeycomb-housing assembly with three prefabricated parallelogram-shaped individual honeycombs 31a, 31b, 31c. Each of them is divided into two triangular secondary cells and is surrounded on the outside by a tertiary cell structure 37c, 37d.
  • the tertiary cell wall 37c which is displaceable with respect to the housing, is formed by simply kinked tab-shaped end regions of the sheet metal foils which overlap one another like a scale.
  • the end areas are fastened to each other by spot welding connections and can also be stabilized by stiffening wires.
  • the stiffening wires together with the end portions of the Films are fixed in the mounting grooves 39a of the housing.
  • the triangular cell division is formed by a plurality of wire screws 37a arranged in alignment. All other cell walls 37c, 37d are simultaneously part of the inner triangular structure and the parallelogram-shaped tertiary cell structure. Two outer walls, each of the 37c and 37d types, also form the hexagonal quaternary cell enclosing all the parts due to the common clamping in the housing 39.
  • the honeycombs are connected to the housing via cell walls 37c at points 39a and additionally via struts 37a at points 39b.
  • FIG. 4a shows a perspective view of the structure and the production method of a cuboid composite honeycomb body with a narrow rectangular secondary cell structure, each consisting of two wires 46a arranged in alignment one behind the other.
  • a cuboid composite honeycomb body with a narrow rectangular secondary cell structure, each consisting of two wires 46a arranged in alignment one behind the other.
  • larger, approximately square-shaped tertiary cells are formed from V-shaped folds 47e located in the interior of the honeycomb body and from mutually overlapping folds 47c of the foils 44, which each represent further stiffening elements.
  • the housing and other cell walls on the top and bottom are omitted to simplify this illustration.
  • the primary honeycomb structure is formed by a zigzag folding of a corrugated foil tape perforated on the folding lines.
  • the perforation is formed by punching out such that only narrow connecting webs 45 remain, which enable easier, precisely fitting folding and just sufficient support and connection of the film layers with the lowest possible flow pressure loss. Folding without plastic overstretching of the connecting webs is only favored by targeted heating in this bending area.
  • the foils are progressively electrically contacted with the fold, so that all connecting webs on a fold line are brought to the forming temperature simultaneously by resistance heating.
  • the vertical inner partitions 47e are made by horizontal wires 40a.
  • the nested folds 47e are connected in a hinge-like manner with axially offset notches, see FIG. 4b.
  • perpendicular stabilization wires 40b are passed through in a weave pattern on the inner partition walls. This results in a three-dimensional wire structure integrated in the honeycomb structure from foils.
  • thicker sheet-metal layers or sheet-metal strips running parallel to them can also be arranged for additional stiffening, which can also consist of a plurality of foils arranged one above the other in a sandwich-like manner.
  • FIG. 5 shows a composite honeycomb body 50a composed of two bent partial honeycombs in a common housing 50b. Each of these partial honeycombs is in turn divided into two secondary cells, one of them trapezoidal and the other parallelogram-shaped. The formation of the inner and outer partitions is the same as that previously described.
  • FIG. 6 shows, similarly to FIG. 5, an embodiment with trapezoidal and circular-section-shaped secondary cells.
  • FIG. 7 shows a round honeycomb wound in a spiral from smooth and corrugated foils and divided into six secondary cells.
  • the walls 77a running towards the center are built up from foil folds during winding.
  • the circumferential support 77b is expanded metal sheet which is inserted during winding and interlocked in the walls 77a. In this way, cells in the form of annular sections are divided outwards.
  • the partitions are made of, for example, Z-shaped, zigzag-shaped folds in accordance with variant B and. D and others as shown in FIG. 2b, which are formed when the film strip is unwound from the coil and are interlocked and joined to form the intermediate wall.
  • the partition walls can be attached to the housing become .
  • FIG. 8a shows a U-shaped honeycomb composite structure with three secondary cells made of smooth 84a and corrugated 84b films.
  • the outer secondary cell walls 87a are formed from overlapping foil bends.
  • the inner cell walls are alternatively formed from a plurality of struts 87b arranged in alignment and from expanded metal 87c.
  • the fastening points 86 of the partition walls on the housing wall are simultaneously designed as a housing plate connection weld.
  • partition walls made of e.g. V-shaped folds can be welded into the joint seams of housing parts.
  • FIG. 8b shows a honeycomb body structure divided into three geometrically different basic shapes 84a, 84b, 84c. From a preformed, meandering curved film stack of smooth and corrugated films are in a prefabrication stage by cross-cutting z. B. separated by means of wire saws the individual honeycombs. The film ends are then bent on the end cut sides to form the built-up intermediate walls 85a and 85b in accordance with FIG. 2b.
  • the wall ends become the last step the connecting seam 87 of the housing 81 jointly fastened 87a.
  • the two other intermediate walls 87b for stabilizing the partial honeycomb 84b are formed from a plurality of individual struts 89b arranged one behind the other in the flow direction. Together they act as partitions corresponding to 35d or 35e of FIG. 2c. In order to screw in the spiral springs 89b subsequently, hole neckings are cut or shaped with a special tool.
  • 9a, 9b and 9c show the structure and the production method for a round composite honeycomb body composed of two partial honeycombs in a common housing. Both partial honeycombs are divided into secondary cells by two or more strut screws 97a. The remaining walls are formed on the outer circumference by overlapping foil folds 97c and between the neighboring cells as a common wall by an expanded metal sheet 97b.
  • the honeycomb body can also be constructed from two separately prefabricated partial honeycombs, so that the expanded metal is replaced by two opposing intermediate walls. Due to the axially offset arrangement of the strut screws 97a with the intermediate wall made of expanded metal or the side walls of the partial honeycombs, a mutually directed thermal expansion of the partial honeycombs and the struts can be absorbed by bending the intermediate walls.
  • FIG. 9b it can be seen how partial honeycomb stacks are formed by separating cuts from continuous, multilayered strips of smooth 94a and corrugated 94b films arranged next to one another.
  • both foil packages and the partition wall in between are manageably pre-fixed.
  • the entire package is shaped into a round shape.
  • the folds are connected to one another, for example by spot welding, in accordance with FIG. 9a.
  • ring-shaped ribs are formed from the end folds by transverse edging.
  • wires 98 are guided around the honeycomb body for additional stabilization and connected with the strut screws 97a.
  • the ring ribs are encircled in the surrounding beads of the housing wall Wire 98 and the ends of the strut screws 97a clamped and tightened.
  • the honeycomb structure is a multilayer spiral wrap from a meandering multilayer belt, cf. Fig. 9, formed by severing cut, end bending and round shapes.
  • a meandering multilayer belt cf. Fig. 9
  • the bracing screws 107a and the overlapping foil bends 107c as cell walls, four differently shaped cells are divided and fixed at the same time, and housing fastening structures are created.
  • the bevels 107c are to form a helical rib at half the circumference, cf. Fig. 9c, again edged transversely.
  • the folds of the cell wall structure 107c are connected to one another by, for example, spot welds for stabilization.
  • spot welds for stabilization.
  • several previously coated honeycombs can be easily screwed one behind the other in a common housing tube with a matching helical bead 109.
  • the assembly play on the honeycomb circumference and in the bead is eliminated and the honeycomb is indirectly attached to the housing wall via the rib.
  • the honeycomb half opposite the rib with the semicircular film layers is stabilized by bracing screws 107a and connected to the housing.
  • the bracing screws are cross-toothed for uniform load transfer in all foil layers and screwed through the expanded metal layer 107b. Differential expansions to the housing wall can be compensated for independently of one another via a remaining semicircular gap between the area with the closed film winding and the area of the film ends.
  • the butt screw ends are only welded and sealed after the helical rib has been fitted and fastened to the housing wall.
  • the wall 102 it is also possible to design the wall 102 as a sandwich wall made of relatively thin-walled like to perform perforated sheet or expanded metal together with an outer stable tube.
  • One or more honeycomb disks fastened therein can be separated inexpensively and flexibly for a modular system from such long tube housings, which can be transported protected as tube bundles. This saves transport packaging and connecting seams when assembling the exhaust system.
  • FIG. 11 shows a hollow cylindrical honeycomb body with a housing with honeycombs composed of round, structured foils 112 which are joined together by means of partition walls 115a (cf. FIG. 2b, variant C) and 115b (cf. FIG. 2b, variant A) and held and secured at points 117 on the housing 111.
  • the fastenings of the intermediate walls in the housing correspond to variants 37a and 37b of FIG. 2c.
  • honeycomb parts 114a and centripedal or centrifugally directed can flow through.
  • 114b can be combined through the partition walls as a hollow cylindrical ring cutout and fastened in a cylindrical or frustoconical housing.
  • Even smaller hollow cylinder cutouts 114a, 114b, each stabilized as individual honeycombs by built-up intermediate walls 115a, 115b, can be joined 117 to form a plurality of ring cutout bodies and encased together.
  • the centrally directed flow channels of the annular foil layers reduce their cross-section, which can be used advantageously for special applications, in accordance with the foil structuring 112 shown.
  • FIG. 12 in reversal of FIG. 11, shows the film layer partition wall arrangement made of smooth 122a and corrugated 122b films bent in the same manner as a cylindrical shell, which is held and joined on the top and bottom sides by built-up circular ring partition walls 125.
  • the partition structure corresponds to FIG. 2c (variant A).
  • the partition walls are fastened to the housing 121 at the top and bottom at points 127 by means of annular ribs 123, which result from right-angled flaps of the partition construction, as already shown in FIG. 2c (33g) explained. These ribs are fastened in likewise annular beads of the housing wall 127.
  • honeycomb / housing composite bodies in the form of hollow cylinder cutouts can be produced with this arrangement.
  • FIG. 13a shows the configuration for calibrating, oxidizing, diffusion joining and then fixing the foil layers 114.
  • the calibration by pressing together according to FIG. 13b on the right is carried out from above and below according to the arrows 121 while simultaneously pulling on the bands or wires 116 in the direction of the arrows 122 and supporting the structure 125 in the opposite direction in the direction of the arrows 128
  • the specified shape of the honeycomb is firmly fixed for further handling by screwing in the struts 117, as well as folding and connecting the lateral film ends.
  • Soldered connections can also be advantageously produced using a similar procedure. Only wires or tapes 116 coated simply with solder material can be connected within the honeycomb with optimal soldering gap geometries produced by pressing. Similarly, the screws 117 coated with solder material can be soldered to the foils. This type of honeycomb heating is much more precise compared to the effort required with conventional high-temperature vacuum ovens due to energy and time savings, more economical and environmentally friendly, as well as more uniform temperature and atmosphere settings.
  • FIG. 14 shows the production of a honeycomb body 114 from smooth and corrugated sheet metal layers 114a, 114b for producing Z-shaped partitions, as shown in FIG. 14 at the top left.
  • the pre-angled honeycomb body is heated in the region of the radially extending zones 114c shown in broken lines.
  • the honeycomb body can be filled with bulk material in the unheated zones for additional deformation stabilization.
  • the partitions can be created by exerting radially inward pressure on the outermost layer of film.
  • a tool suitable for this can have a plurality of wings, which together form an interior with an essentially circular cross-section, the individual wings in each case parallel to one of the longitudinal axes of the honeycomb body extending outer edges are pivotable.
  • a rotatable axis 114d can also be introduced in the center of the honeycomb body, which acts on the inner wall of the honeycomb body, for example by means of a suitable toothing, and which forms the plasticized regions of the honeycomb body inwards by rotation.
  • a corresponding tool can also be formed, the contour of which is the contour 114e of the deformed honeycomb body and, if necessary, is slowly lowered into the interior of the honeycomb body with rotation.
  • FIG. 15 shows the formation of an intermediate wall in a honeycomb body with horizontally running smooth and corrugated sheets 115a, 115b.
  • the end regions of the honeycomb body are clamped on both sides with opposing end regions 115c, 115d using pairs of jaws 115e, f and 115g, h, respectively, with a slight spacing between the two pairs of jaws.
  • a voltage is applied to the two pairs of jaws by means of the electrical voltage source 115j, so that the film regions arranged in the gap between the pairs of jaws are heated by a corresponding current flow.
  • the foils can be folded by pushing the pairs of jaws together.
  • a strut 115k is arranged in the area of the foils to be folded, which strut is connected to the metal sheets so as to withstand tensile loads.
  • defined film folds can be produced by exerting a pull or pressure on the strut 115k in the direction of the arrow.
  • two or more rows of struts arranged parallel to one another can also be provided, so that multiple folds can also be produced.
  • the two pairs of jaws 115e, f and 115g, h can also be displaced perpendicularly to the position of the foils, preferably while simultaneously reducing the width of the gap 1151, as a result of which a Z-shaped foil fold can be produced.
  • Figure 16 a shows a section of a honeycomb body with a sidewall 122 constructed from overlapping regions 120 of sheet metal layers 121, the end sections angled in a direction of the sheet metal layer plane being connected to one another by fastening points 123.
  • the fastening points are arranged offset from one another, so that no direct and straight continuous thermal bridge from the interior of the honeycomb body to the housing is formed.
  • the connection points here are offset vertically, ie perpendicular to the main plane of the sheet metal layers, but the connection line of the connection points can also be oblique or horizontal to the sheet metal layers.
  • the sheet-metal layer sections 120 building up the side wall have notched tabs 124 for fastening the sheet-metal layers to the housing. Since, according to this exemplary embodiment, all of the sheet-metal layer ends are provided with overlapping notched tabs, a breakthrough occurs in the wall, which is covered in a gas-tight manner by a sheet-metal strip 125 in order to thermally insulate the interior of the honeycomb body from the cooler housing.
  • the end faces of the areas 126 of the inner housing 127, in which the tabs are fixed, which delimit the opening, are serrated, so that the tabs 124 are clamped between the teeth when the two inner housing parts are pushed together in the direction of the arrow.
  • the tabs 124 are U-shaped in the exemplary embodiment and engage behind the inner housing, so that the free tab ends are additionally clamped between the inner housing 127 and the outer housing 128 and are thereby held in a force-fitting manner.
  • the inner housing can be connected to the outer housing, e.g. by spot welding connections 129.

Abstract

The invention relates to a honeycombed body (1), especially a catalytic converter support body. Said body has a honeycombed structure consisting of a plurality of channels (3) extending in longitudinal direction of said honeycombed structure (1) and cross-flown by a fluid, said channels consisting of smooth and/or structured sheets mounted in flat or curved position, in addition to a housing (2) surrounding the honeycombed structure. In order to produce a cost-effective honeycombed body which has a sufficiently stable honeycombed structure under expected loads and which is particularly resistant to thermal fatigue, reinforcement elements (7a, b) connected to the sheets are provided, which can be tolerate tensile loads at least in their longitudinal direction and which penetrate the honeycombed structure at least partially and/or are mounted on the outer side surrounding the honeycombed body at least partially.

Description

WABENKÖRPER MIT VERSTEIFUNGSELEMENTEN HONEYCOMB WITH REINFORCEMENT ELEMENTS
Die Erfindung betrifft einen Wabenkörper, insbesondere Katalysator-Trägerkörper, gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1, sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung.The invention relates to a honeycomb body, in particular a catalyst carrier body, according to the preamble of claim 1, and a method for its production.
Der Wabenkörper kann aus glatten und/oder strukturierten Blechen aufgebaut sein, die zu ebenen oder gebogenen Blechlagen angeordnet sein können. Der Wabenkörper kann von einem Gehäuse umgeben sein, in dem jeweils auch mehrere Wabenkörper hinter- oder nebeneinanderliegend untergebracht sein können, wobei die einzelnen Wabenkörper teilweise durch Wände oder Träger voneinander getrennt sein können.The honeycomb body can be constructed from smooth and / or structured metal sheets, which can be arranged in flat or curved sheet metal layers. The honeycomb body can be surrounded by a housing in which a plurality of honeycomb bodies can also be accommodated one behind the other or next to one another, the individual honeycomb bodies being able to be separated from one another in part by walls or supports.
Die EP 0 430 945 Bl offenbart einen gattungsgemäßen Wabenkörper, bestehend aus mindestens drei Stapeln von Blechen, die jeweils um eine zugehörige Knicklinie gefaltet und um die Knicklinie verschlungen sind. Die Endbereiche der Bleche sind untereinander und/oder mit dem Gehäuse zumindest an einem Teil der Berührungslinien fügetechnisch verbunden, vorzugsweise durch Hartlöten, um eine ausreichende Stabilität des Wabenkör- pers zu erreichen.EP 0 430 945 B1 discloses a generic honeycomb body consisting of at least three stacks of sheets, each of which is folded around an associated crease line and entangled around the crease line. The end regions of the metal sheets are joined to one another and / or to the housing by at least part of the contact lines, preferably by brazing, in order to achieve sufficient stability of the honeycomb body.
Insbesondere bei der Verwendung der Wabenkörper als Katalysator-Trägerkörper unterliegen diese aufgrund von zeitlichen und örtlichen Temperaturgradienten sehr hohen Belastungen, die insbesondere aufgrund der geringen Festigkeit der Bleche bzw. der Fügungsstellen bei hohen Temperaturen zu Rissen bzw. Stauchungen der Waben und damit zu einer sich ändernden Wabenstruktur führen, die die Eigenschaften des Katalysators verändern. Hierbei ist zu beachten, daß der Wabenkörper ohne weiteres bei Temperaturen von 900 °C eingesetzt werden kann, wobei Temperaturunterschiede innerhalb des Wabenkörpers von 300 bis 400 °C auftreten können. Des weiteren ist die Verbindung der Bleche durch Hartlöten vergleichsweise aufwendig und kostenintensiv .Particularly when the honeycomb bodies are used as catalyst support bodies, they are subject to very high loads due to temporal and local temperature gradients, which in particular due to the low strength of the sheets or the joining points at high temperatures lead to cracks or compression of the honeycomb and thus to a changing Honeycomb structure that change the properties of the catalyst. It should be noted here that the honeycomb body can easily be used at temperatures of 900 ° C, temperature differences within the honeycomb body of 300 to 400 ° C can occur. Furthermore, the connection of the sheets by brazing is comparatively complex and expensive .
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Wabenkörper zu schaffen, der kostengünstig herstellbar ist und eine unter den zu erwartenden Belastungen ausreichend stabile Wabenstruktur aufweist, und die zudem besonders te peraturwechselbeständig ist .The invention has for its object to provide a honeycomb body which is inexpensive to manufacture and has a sufficiently stable honeycomb structure under the expected loads, and which is also particularly te resistant to temperature changes.
Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs ge- löst. Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen beschrieben. Ein Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen Wabenkörpers ergibt sich aus dem Verfahrensanspruch, vorteilhafte Verfahrensvarianten aus den Unteransprüchen.The object is achieved by the features of the patent claim. Advantageous training and further education are described in the subclaims. A method for producing the honeycomb body according to the invention results from the method claim, advantageous method variants from the subclaims.
Durch die erfindungsgemäß eingeführten Versteifungselemente, die sich quer zu den Blechlagen erstrecken, d.h. mit der Hauptebene der Blechlagen einen Winkel einschließen und z.B. senkrecht zu den Blechlagen angeordnet sind, wird die Waben- Struktur ausreichend stabilisiert. Kräfte z.B. aufgrund von Temperaturwechseln werden durch die Versteifungselemente und nicht mehr bzw. nicht mehr ausschließlich durch die Fügebereiche aufgefangen werden, die die Bleche untereinander oder mit dem Gehäuse verbinden. Die zumindest in Längsrichtung zugbe- lastbaren Versteifungselemente erstrecken sich über mehrere durchströmbare Kanäle. Die Versteifungselemente können dabei die Bleche durchdringen, z.B. zwei oder mehr als zwei, und/oder den Wabenkörper außenseitig zumindest teilweise umgeben, und sich gegebenenfalls durch oder um den gesamten Waben- körper erstrecken.Due to the stiffening elements introduced according to the invention, which extend transversely to the sheet metal layers, i.e. form an angle with the main plane of the sheet layers and e.g. the honeycomb structure is adequately stabilized. Forces e.g. due to changes in temperature, the stiffening elements and no longer or no longer exclusively absorb the joining areas that connect the sheets to one another or to the housing. The stiffening elements which can be subjected to tensile stress at least in the longitudinal direction extend over a plurality of channels through which flow can pass. The stiffening elements can penetrate the sheets, e.g. two or more than two, and / or at least partially surround the outside of the honeycomb body, and possibly extend through or around the entire honeycomb body.
Die Steifigkeit der Versteifungselemente kann der der Bleche entsprechen oder, bei entsprechender Orientierung, auch unterhalb der der Bleche liegen, z.B. die halbe Blechstärke betragen, z.B. durch Verwendung entsprechender Drähte oder Bänder. Vorzugsweise ist die Steifigkeit in Querrichtung der Versteifungselemente signifikant höher als die der Bleche aber deutlich unterhalb der des Gehäuses. So kann, bei gleichem Material, die Stärke der Versteifungselemente der doppelten bis fünffachen Blechstärke der dünnsten Bleche, ggf. auch bis zur zehnfachen Blechstärke oder darüber hinaus entsprechen. Bezogen auf das Gehäus-e können die Versteifungselemente etwa die halbe Gehäusestärke, vorteilhafterweise ein Viertel bis ein Achtel der Gehäusestärke betragen, oder bei entsprechendem Unterschied der Stärken von Gehäuse und Blechen auch darunter. Es versteht sich, daß bei entsprechender Materialwahl die Steifigkeitsverhältnisse nicht unmittelbar den Verhältnissen der Materialstärken entsprechen. So kann die Wandungsstärke des Gehäuses z.B. ca. 0,5 bis 1,5 mm, die Folienstärke ca. 0,02 bis 0,06 mm betragen. Die Stärke der Versteifungselemente kann der Folienstärke oder einem Vielfachen von dieser betragen.The stiffness of the stiffening elements can correspond to that of the sheets or, if appropriately oriented, can also be below that of the sheets, for example half the sheet thickness, for example by using appropriate wires or strips. The stiffness in the transverse direction of the stiffening elements is preferably significantly higher than that of the metal sheets, but clearly below that of the housing. So, with the same Material that corresponds to the thickness of the stiffening elements twice to five times the thickness of the thinnest plates, possibly up to ten times the thickness or more. In relation to the housing-e, the stiffening elements can be approximately half the housing thickness, advantageously a quarter to an eighth of the housing thickness, or, if the thickness of the housing and metal sheets differ accordingly, also below it. It is understood that with a suitable choice of material, the stiffness ratios do not correspond directly to the ratios of the material thicknesses. For example, the wall thickness of the housing can be approx. 0.5 to 1.5 mm, the film thickness approx. 0.02 to 0.06 mm. The strength of the stiffening elements can be the film thickness or a multiple thereof.
Sind die Versteifungselemente selber in einer Richtung quer zu deren Erstreckungsrichtung relativ zum Gehäuse elastisch deformierbar und/oder elastisch deformierbar an dem Gehäuse gehaltert, z.B. durch dazwischen angeordnete Bereiche mit erhöhter Flexibilität bzw. Dehnbarkeit, so weist der Wabenkörper eine hohe thermische Wechselbeanspruchbarkeit bei hoher Stabilität auf, da die Bleche nicht mittels der Versteifungselemente starr aneinander befestigt sind sondern ein Dehnungsausgleich bei gleichzeitiger Stabilisierung gegeben ist. Die elastische Deformierbarkeit kann in einer oder beiden Richtungen quer zur Erstreckungsrichtung der Versteifungselemente gegeben sein. Die elastisch Bereiche sind hierbei vorzugsweise zumindest unter den Kräften deformierbar, die bei Temperaturwechseln zwischen Raumtemperatur und ca. 600 bis 1000°C auf den Wabenkörper wirken, und zwar vorzugsweise in einem Ausmaß, daß die durch die Temperaturwechsel auftretenden Spannung signifikant, z.B. um mehr als 25% oder mehr als 50%, vorzugsweise praktisch vollständig, von den dehnbaren Bereichen aufgenommen werden können .Are the stiffening elements themselves held elastically deformable and / or elastically deformable in a direction transverse to their direction of extension relative to the housing, e.g. through areas arranged between them with increased flexibility or extensibility, the honeycomb body has a high thermal alternating strength with high stability, since the sheets are not rigidly fastened to one another by means of the stiffening elements, but rather an expansion compensation with simultaneous stabilization is provided. The elastic deformability can be given in one or both directions transverse to the direction of extension of the stiffening elements. The elastic regions are preferably deformable at least under the forces that act on the honeycomb body when the temperature changes between room temperature and about 600 to 1000 ° C., and preferably to an extent that the stress caused by the temperature changes is significant, e.g. by more than 25% or more than 50%, preferably practically completely, of the stretchable areas.
Es können auch in den Wabenkörper Elemente sehr hoher Steifigkeit eingebracht werden, z.B. in Form von ein- oder zweidimen- sionalen Streben, deren Steifigkeit bis hin zur Gehäusestei- figkeit oder darüber hinaus betragen kann, und die über elastisch deformierbare Bereiche mittel- oder unmittelbar an dem Gehäuse festgelegt sind. Bereiche hoher Steifigkeit wechseln so mit die Temperaturwechselbeständigkeit gewährleistenden Dehnbereichen ab.Elements of very high stiffness can also be introduced into the honeycomb body, for example in the form of one- or two-dimensional struts, the stiffness of which extends right up to the housing stiffness. ability or beyond, and which are fixed directly or indirectly to the housing via elastically deformable areas. Areas of high stiffness alternate with stretching ranges that ensure resistance to temperature changes.
Durch die erfindungsgemäßen Versteifungselemente ist eine Stabilisierung des Wabenkörpers unabhängig von dem Gehäuse gegeben, die eine Relativbewegung der Bleche gegenüber dem Gehäuse ermöglicht, wodurch Steifigkeit und Lastabtragung auf das Gehäuse einerseits und Dehnungseigenschaften andererseits, die jeweils Funktion bzw. Stabilität und Temperaturwechselbeständigkeit des Wabenkörpers beeinflussen, optimal abgestimmt werden können. Des weiteren kann hierdurch ggf. auch der Wabenkörper unabhängig von dem Gehäuse, z.B. bei der Beschichtung mit katalytisch aktivem Material, gehandhabt werden.The stiffening elements according to the invention provide a stabilization of the honeycomb body independently of the housing, which enables the sheets to move relative to the housing, which means that stiffness and load transfer to the housing on the one hand and expansion properties on the other hand, each influencing the function or stability and resistance to temperature changes of the honeycomb body can be coordinated. Furthermore, the honeycomb body may also be independent of the housing, e.g. when coating with catalytically active material.
Die erfindungsgemäßen Wabenkörper können insbesondere als Ka- talysatorträger im KfZ-Bereich eingesetzt werden, aber auch für andere Katalysatoren, z.B. im Kraftwerksbereich oder in der Verfahrenstechnik. Dementsprechend kann auch der Durchmesser der Strömungskanäle in weiten Bereichen variieren, z.B. von ca. 1 mm bis ca. 1-2 cm betragen, ohne hierauf beschränkt zu sein. Die Strömungskanäle können jeweils ein- oder zweidi- mensional ausgebildet sein.The honeycomb bodies according to the invention can be used in particular as a catalyst carrier in the automotive sector, but also for other catalysts, e.g. in the power plant sector or in process engineering. Accordingly, the diameter of the flow channels can vary widely, e.g. from about 1 mm to about 1-2 cm, without being limited to this. The flow channels can each be one- or two-dimensional.
Die Versteifungselemente können ein- oder zweidimensional ausgeführt sein, z.B. in Form von Drähten, Schrauben, Bändern, Blechen, insbesondere Lochblechen oder Streckmetallagen o. dgl . Die Versteifungselemente können dabei geradlinig oder gebogen ausgeführt sein und sich sowohl parallel und/oder senkrecht und/oder geneigt bzw. schräg zu den die Wabenstruktur bildenden Blechen erstrecken. Gegebenenfalls kann durch blechförmige Versteifungselemente die Wabenstruktur auch in strömungstechnisch voneinander unabhängige Teilwaben unterteilt sein, wobei der Wabenkörper nach wie vor eine bauliche Einheit bildet. Die Versteifungselemente können mit einer Oberflächenverzahnung, wie Gewinde, Zahnprofile und dergleichen, zur Ausbildung einer formschlüssigen Verbindung mit dem jeweiligen korrespondierenden Bauteil versehen sein. Des weiteren können die Ver- steifungselemente sich in Längsrichtung derselben erstreckende federelastisch wirkende Bereiche bzw. plastisch deformierbare Bereiche aufweisen, die jeweils durch Umformung bzw. Biegung erzeugt werden, z.B. in Form von Spiral-Drahtfedern, mäandernd gebogenen Drähten bzw. Bändern oder Blechabschnitten, geschlitzten Blechen oder Bändern, Streckmetallen und dergleichen.The stiffening elements can be made in one or two dimensions, for example in the form of wires, screws, strips, sheets, in particular perforated sheets or expanded metal layers or the like. The stiffening elements can be straight or curved and extend both parallel and / or perpendicular and / or inclined or obliquely to the metal sheets forming the honeycomb structure. If necessary, the honeycomb structure can also be divided into sub-honeycombs that are fluidically independent from one another by means of sheet-metal stiffening elements, the honeycomb body still forming a structural unit. The stiffening elements can be provided with a surface toothing, such as threads, tooth profiles and the like, to form a positive connection with the respective corresponding component. Furthermore, the stiffening elements can have resiliently acting areas or plastically deformable areas extending in the longitudinal direction thereof, which are each produced by reshaping or bending, for example in the form of spiral wire springs, meandering bent wires or bands or sheet metal sections Sheets or strips, expanded metals and the like.
Die Versteifungselemente können als Wandabschnitte ausgebildet sein, die den Wabenkörper teilweise oder vollständig durch- dringen bzw. als Seitenwand nach außen abgrenzen. Die Wandabschnitte können durch abgefaltete und, vorzugsweise flächig, miteinander verbundene Abschnitte der Bleche bestehen. Die Abschnitte können hierbei durch Fügetechniken wie z.B. Punktschweißen oder formschlüssig, z.B. über als zusätzliche Ver- steifungselemente wirkende Streben wie Drähte o. dgl . , verbunden sein. Insbesondere können die Abschnitte derart abgefaltet sein, daß Taschen entstehen, in denen Bereiche anderer Bleche positioniert werden, wobei die Taschen z.B. unter Ausbildung einer kraft- und/oder formschlüssigen Verbindung der Bleche verpreßt oder durch Drähte aneinander formschlüssig befestigt werden. Die Wandabschnitte können sich zweidimensional über größere Bereiche, die in jeder Längsrichtung einer Mehrzahl von Kanaldurchmessern entspricht, erstrecken, oder auch z.B. bandförmige Einzelstreben ergeben.The stiffening elements can be designed as wall sections which partially or completely penetrate the honeycomb body or delimit it from the outside as a side wall. The wall sections can consist of folded and, preferably flat, interconnected sections of the metal sheets. The sections can be joined using joining techniques such as Spot welding or positive locking, e.g. via struts acting as additional stiffening elements, such as wires or the like. , be connected. In particular, the sections can be folded in such a way that pockets are created in which areas of other metal sheets are positioned, the pockets e.g. pressed to form a non-positive and / or positive connection of the sheets or positively attached to each other by wires. The wall sections can extend two-dimensionally over larger areas corresponding to a plurality of channel diameters in each longitudinal direction, or also e.g. result in ribbon-shaped individual struts.
Die abgefalteten Abschnitte können sich insbesondere über die gesamte Länge der Bleche erstrecken.The folded sections can in particular extend over the entire length of the sheets.
Die innerhalb der Wandabschnitte angeordneten zusätzlichen Versteifungselemente können als Drähte oder Bänder ausgeführt sein. Die eindimensionalen Versteifungselemente können sich innerhalb eines Wandabschnittes parallel und/oder senkrecht und/oder geneigt zu den einzelnen Blechen erstrecken. Die Versteifungselemente, die in der Wandebene verlaufen, können gegebenenfalls auch die abgefalteten Abschnitte jeweils durchstoßen.The additional stiffening elements arranged within the wall sections can be designed as wires or strips. The one-dimensional stiffening elements can extend parallel and / or perpendicular and / or inclined to the individual sheets within a wall section. The Stiffening elements that run in the wall plane can, if necessary, also penetrate the folded sections.
Insbesondere die Seitenwandbereiche können auch durch mäander- förmig gefaltete Bleche, die flächig verdichtet sein können, gebildet werden, wobei die Seitenwände parallel und/oder senkrecht zu den die Wabenstruktur bildenden Blechen angeordnet sein können. Die mäanderförmigen Bereiche können von Verstei- fungselementen durchzogen oder umgeben sein.In particular, the side wall regions can also be formed by sheet metal folded in a meandering shape, which can be compacted over a large area, wherein the side walls can be arranged parallel and / or perpendicular to the sheets forming the honeycomb structure. The meandering areas can be crossed or surrounded by stiffening elements.
Die Versteifungselemente können form-, kraft- oder Stoff- schlüssig an den Blechlagen oder an anderen Versteifungselementen befestigt sein, wozu die Versteifungselemente die je- weiligen Bauelemente in einem Abstand von deren Begrenzungskanten durchdringen können, so daß die Versteifungselemente durch allseitig geschlossene Durchtrittsöffnungen geführt sind. Jede der Blechlagen kann so durch entsprechende Versteifungselemente stabilisiert werden. Die Versteifungselemen- te sind dabei vorteilhafterweise mit jeder der Blechlagen, die diese durchdringen oder berühren, verbunden, was insbesondere auch für die eindimensionalen Versteifungselemente gilt. Ein einfaches Herausziehen der Versteifungsstreben ist so nicht mehr möglich. Insbesondere können eindimensionale Verstei- fungsele ente, die die Blechlagen oder andere Wandungsbereiche durchdringen, zugaufnehmend an diesen verhakt sein, wozu die Versteifungselemente derart tordiert werden können, daß diese eine schraubenförmige Gestalt unter Ausbildung eines Formschlusses einnehmen. Alternativ können die Versteifungsstreben auch von sich aus schraubenförmig ausgebildet sein. Mittels einer kraftschlüssigen Verbindung können z.B. V-förmig gefaltete Blechbereiche aneinander befestigt werden, wozu V-förmige Faltungen ineiandergesteckt und unter Druck miteinander verpreßt werden. Entsprechend können eindimensionale Verstei- fungselemente in Faltungen von Blechabschnitten, die auch an den Blechenden vorgesehen sein können, eingelegt und durch Druckausübung in diese eingepreßt werden. Stoffschlüssige Verbindungen können als Lötverbindungen z.B. Hartlötverbindungen oder insbesondere auch Zusatzstofffrei ausgeführt sein, z.B. durch Punkt- oder Diffusionsschweißen.The stiffening elements can be positively, non-positively or materially attached to the sheet metal layers or to other stiffening elements, for which purpose the stiffening elements can penetrate the respective components at a distance from their boundary edges, so that the stiffening elements are guided through passage openings which are closed on all sides. Each of the sheet layers can be stabilized by appropriate stiffening elements. The stiffening elements are advantageously connected to each of the sheet metal layers which penetrate or touch them, which also applies in particular to the one-dimensional stiffening elements. It is no longer possible to simply pull out the stiffening struts. In particular, one-dimensional stiffening elements which penetrate the sheet-metal layers or other wall areas can be hooked onto them in a tensile manner, for which purpose the stiffening elements can be twisted in such a way that they assume a helical shape with the formation of a positive fit. Alternatively, the stiffening struts can also be of helical design. By means of a non-positive connection, for example, V-shaped folded sheet metal areas can be fastened to one another, for which purpose V-shaped folds are inserted into one another and pressed together under pressure. Correspondingly, one-dimensional stiffening elements can be inserted into folds of sheet metal sections, which can also be provided at the sheet ends, and pressed into them by exerting pressure. Cohesive connections can be used as soldered connections, for example, brazed connections or in particular also be made free of additives, for example by spot or diffusion welding.
Die Versteifungselemente können unregelmäßig, z.B. statistisch verteilt, den Wabenkörper durchsetzen. Vorzugsweise sind jedoch mehrere Versteifungselemente vorgesehen, die parallel zueinander ausgerichtet sind oder deren Orientierung in einer oder mehreren Raumrichtungen sich regelmäßig ändert, z.B. deren Koordinaten sich bezüglich eines vorgegebenen Bezugs- Systems um jeweils einen konstanten Betrag unterscheiden. Die Versteifungselemente können so z.B. gleichmäßig entlang einer kreisbogen-, wendel- oder spiralförmigen Linie verteilt sein. Mehrere Versteifungselemente sind somit auf einer gemeinsamen Fläche angeordnet, die eben oder gebogen ausgeführt sein kann, wobei durch die virtuellen Flächen sogenannte Strukturzellen gebildet werden.The stiffening elements can be irregular, e.g. statistically distributed, enforce the honeycomb body. However, a plurality of stiffening elements are preferably provided which are aligned parallel to one another or whose orientation changes regularly in one or more spatial directions, e.g. whose coordinates differ by a constant amount with respect to a given reference system. The stiffening elements can e.g. be evenly distributed along an arc, spiral or spiral line. Several stiffening elements are thus arranged on a common surface, which can be flat or curved, so-called structural cells being formed by the virtual surfaces.
Vorteilhafterweise sind des weiteren mehrere Gruppen von Versteifungselementen vorgesehen, wobei innerhalb einer Gruppe die Versteifungselemente, wie oben beschrieben, parallel zueinander ausgerichtet oder um einen vorgegebenen Betrag eine jeweils unterschiedliche Orientierung zu einem Bezugskoordinatensystem aufweisen. Die Versteifungselemente unterschiedlicher Gruppen weisen hierbei zueinander unterschiedliche Orien- tierungen auf. Hierdurch können Verbände von Strukturzellen geschaffen werden, die einander jeweils durchdringen. Bei entsprechender Ausrichtung der Versteifungselemente kann die Wabenstruktur hierdurch in unterschiedlichen Richtungen sehr hohe Zugkräfte aufnehmen und so entsprechend den zu erwarten- den Hauptbelastungsrichtungen optimal stabilisiert werden. Des weiteren können die Zellen der unabhängigen Zellenverbände unterschiedliche Zellengrößen aufweisen und/oder unterschiedliche Versteifungselemente, die sich z.B. bezüglich ihrer Länge, Zugfestigkeit, Verwindungssteifigkeit o. dgl . unter- scheiden, aufweisen.Advantageously, a plurality of groups of stiffening elements are further provided, the stiffening elements within a group being aligned parallel to one another, as described above, or having a different orientation to a reference coordinate system by a predetermined amount. The stiffening elements of different groups have different orientations from one another. In this way, associations of structural cells can be created that penetrate each other. With a corresponding alignment of the stiffening elements, the honeycomb structure can absorb very high tensile forces in different directions and can thus be optimally stabilized according to the main load directions to be expected. Furthermore, the cells of the independent cell groups can have different cell sizes and / or different stiffening elements that e.g. regarding their length, tensile strength, torsional rigidity or the like. distinguish, have.
Die Strukturzellen können sich in einer oder mehreren Raumrichtungen über die gesamte Länge der Wabenstruktur erstrek- ken, also z.B. Wabenschichten bilden, oder jeweils nur über einen Teilbereich der Wabenstruktur erstrecken. Bei mehreren, unterschiedlich geschachtelten Strukturzellen, können diese als Primär-, Sekundär-, Tertiärzellen usw. aufgefaßt werden.The structural cells can extend in one or more spatial directions over the entire length of the honeycomb structure. ken, that is, for example, form honeycomb layers, or in each case only extend over a partial area of the honeycomb structure. In the case of several, differently nested structural cells, these can be understood as primary, secondary, tertiary cells, etc.
Die Versteifungselemente der Strukturzellen können so angeordnet sein, daß deren Längsachsen jeweils entlang von Raumrichtungen verlaufen, die einen Winkel von 45 bis 120 °, vorzugsweise 60 bis 90 °, zueinander einschließen, ohne jedoch auf diese Winkel beschränkt zu sein. Vorzugsweise wird durch die Längsrichtungen der Versteifungselemente ein dreidimensionaler Verband aufgebaut. Hierzu können sich z.B. die Versteifungselemente jeweils einer Gruppe jeweils in einer Raumrichtung z.B. eines karthesischen, schiefwinkeligen oder radialen Koor- dinatensystems erstrecken, wobei sich jeweils zwei oder drei Versteifungselemente in einem Punkt kreuzen können oder die Versteifungselemente jeweils voneinander beabstandet sind. Versteifungselemente, die den Wabenkörper jeweils nur außenseitig umgeben, sind in diese Betrachtung mit einzubeziehen.The stiffening elements of the structural cells can be arranged in such a way that their longitudinal axes each run along spatial directions which enclose an angle of 45 to 120 °, preferably 60 to 90 ° to one another, but without being limited to these angles. A three-dimensional bandage is preferably built up by the longitudinal directions of the stiffening elements. For example, the stiffening elements of one group each in one spatial direction e.g. of a Cartesian, oblique-angled or radial coordinate system, wherein two or three stiffening elements can intersect at a point or the stiffening elements are spaced from each other. Stiffening elements, which only surround the honeycomb body on the outside, are to be included in this consideration.
Insgesamt kann durch die Bildung entsprechender Zellverbände die Stabilität und insbesondere auch das Eigenschwingungsverhalten des Wabenkörpers bzw. dessen Schwingungsstabilität entsprechend den zu erwartenden Anforderungen eingestellt werden.Overall, the stability and, in particular, the natural vibration behavior of the honeycomb body or its vibration stability can be adjusted in accordance with the expected requirements by the formation of appropriate cell groups.
Vorzugsweise sind die Versteifungselemente, wozu auch die auch Blechabfaltungen aufgebauten Zwischen- bzw. Seitenwände zählen, kraftaufnehmend an dem Gehäuse festgelegt. Hierzu können die Endbereiche der Bleche derart abgewinkelt sein, daß nach außen vorstehende Bereiche gebildet werden. Diese Bereiche können den Wabenkörper kreisbogen- oder wendeiförmig über die gesamte Länge oder einen Teil desselben umgeben. Die nach außen vorstehenden Bereiche können in entsprechenden Ausneh- mungen, z.B. Sicken, des Gehäuses festgelegt werden, wozu das Gehäuse, z.B. unter Torsionsbeanspruchung, plastisch deformiert werden kann. Ein wesentlicher Aspekt der Erfindung ist die Unterteilung des Wabenkörpers in für sich schwingungsstabile und gegebenenfalls zugleich auch strömungsunabhängige Teilwaben durch die Einbringung von Zwischenwänden. Die Zwischenwände, aber auch die Seitenwände, für das in dieser Anmeldung gesagte entsprechend gilt, können gleichzeitig der Lastabtragung in die Gehäusewand und als Dehnungsausgleichsbereiche dienen. Jede Folienlage innerhalb der Teilwaben kann mit zwei Seiten über die Wabenlänge durchgehend über ein- oder mehrfach gefaltete Abschnitte mit Versteifungselementen verbunden sein. Durch die Faltungen ist eine Querausdehnung der Zwischenwandbereiche als Dehnungsausgleich zwischen benachbarten Wabenteilen möglich. Durch Anzahl und/oder Länge der jeweiligen Biegeschenkel können Biege- bzw. Dehnungsbeanspruchungen definiert aufgefangen werden. Vorzugsweise werden sowohl die Dehnungsausgleichsbereiche als auch die Zwischen- bzw. Seitenwände durch Folienfaltungen erzeugt, so daß die Wandbereiche integraler Bestandteil der Folien sind. Da Übergänge zwischen Bauteilen stark unterschiedlicher Materialstärken vermieden werden und Rela- tivbewegungen der Wabenteile sowie der Zwischenwände zum Gehäuse möglich sind, können Differenzdehnungen in der Wabenstruktur gleichmäßig in dieser aufgefangen werden.The stiffening elements, which also include intermediate or side walls also constructed from sheet metal folds, are preferably fixed to the housing in a force-absorbing manner. For this purpose, the end regions of the sheets can be angled in such a way that regions projecting outwards are formed. These areas can surround the honeycomb body in a circular arc or in a helical shape over the entire length or part of the same. The areas projecting outwards can be defined in corresponding recesses, for example beads, of the housing, for which purpose the housing can be plastically deformed, for example under torsional stress. An essential aspect of the invention is the subdivision of the honeycomb body into partial honeycombs that are vibration-stable and possibly also flow-independent at the same time by the introduction of intermediate walls. The intermediate walls, but also the side walls, to which the statements in this application apply accordingly, can simultaneously serve to transfer the load into the housing wall and as expansion compensation areas. Each film layer within the partial honeycomb can be connected with stiffening elements on two sides over the length of the honeycomb, continuously via sections folded one or more times. Due to the folds, a transverse expansion of the intermediate wall areas is possible as compensation for expansion between adjacent honeycomb parts. The number and / or length of the respective bending legs can be used to absorb bending or expansion stresses in a defined manner. Both the expansion compensation areas and the intermediate or side walls are preferably produced by film folding, so that the wall areas are an integral part of the films. Since transitions between components of very different material thicknesses are avoided and relative movements of the honeycomb parts and the intermediate walls to the housing are possible, differential expansions in the honeycomb structure can be absorbed evenly in the latter.
Die Begrenzung der einzelnen Verformungswege an den Zwischen- wänden wird durch die Anzahl der Zwischenwände sowie deren Ausrichtung zueinander und zur Gehäusewand bestimmt. Hierbei kann sowohl die Verformbarkeit der Zwischenwände selbst als auch die Verschiebbarkeit mehrerer Zwischenwände zueinander über abwinkelbare Bereiche eingestellt werden.The limitation of the individual deformation paths on the partition walls is determined by the number of partition walls and their alignment with each other and with the housing wall. Both the deformability of the partition walls themselves and the displaceability of a plurality of partition walls with respect to one another can be adjusted via regions that can be bent.
Der Aufbau der Zwischen- und Seitenwände durch Verbindung entsprechend geformter Blechbereiche ist nicht nur besonders kostengünstig. Schon bei kleineren ungeteilten Waben hat deren indirekte Befestigung über Zwischenwände, die parallel zur Gehäusewand verlaufen, Beanspruchungsvorteile. Aufwendige Verbindungen der Folien untereinander und zum Gehäuse hin sind hierdurch entbehrlich. Die Wabenfolien können vielmehr in einer Vorfertigungsstufe während des Wicklungs-, Faltungs- oder Schichtungsvorgangs schon separat für sich ohne Gehäuse zu handhabbaren formstabilen Teilen zusammengefügt werden. Dabei werden sowohl mechanisch zu instabile als auch zu starre, z.B. durch flächiges Verlöten hergestellte Wabenkörper vermieden, wodurch die Temperatur- bzw. mechanischen Belastungsgrenzen deutlich erweitert sind.The construction of the intermediate and side walls by connecting appropriately shaped sheet metal areas is not only particularly cost-effective. Even with smaller, undivided honeycombs, their indirect fastening via partition walls that run parallel to the housing wall has advantages in terms of stress. This eliminates the need for complex connections between the foils and the housing. The honeycomb films can rather be in a prefabrication stage during the winding, folding or layering process can already be assembled separately into manageable, stable parts without a housing. Both mechanically too unstable and too rigid honeycomb bodies, for example manufactured by flat soldering, are avoided, as a result of which the temperature and mechanical load limits are significantly expanded.
Zum Aufbau der Zwischen- bzw. Seitenwände können die Blechfolien ein- bis zu zehnfach oder mehr gefaltet werden, wobei auch z.B. lagenweise abwechselnd die Zwischenwände aus Folienfaltungen zusammengefügt werden können, die bezüglich der Blechlagen liegend und/oder stehend ausgerichtet sind. Bei stehenden Faltungen verlaufen die mehrfach abgefalteten Bereiche im wesentlichen senkrecht zu den Blechlagen, bei liegenden Faltungen im wesentlichen parallel zu diesen.To build up the intermediate or side walls, the metal foils can be folded up to ten times or more, with e.g. the partition walls can be alternately assembled from layers of foil folds, which are aligned lying and / or standing with respect to the sheet metal layers. In the case of standing folds, the multiply folded areas run essentially perpendicular to the sheet metal layers, and in the case of lying folds essentially parallel to these.
Bei einem Folienverband aus abwechselnd glatten und strukturierten Folienlagen können auch entweder nur die strukturierten oder nur die glatten Folienlagen zur Bildung von Zwischen- bzw. Seitenwänden gefaltet sein. Unterschiedlichste Arten von Folienfaltungen lassen sich in einem Wabenkörper zur Erzielung gewünschter Eigenschaften ohne weiteres miteinander kombinieren. Die Anzahl der jeweils miteinander zu einer Zwischenwand verbundenen Folienlagen bzw. die Anzahl von Foliendoppelungen, bei welchen einzelne Folienlagen durch Verdichtung der Foliendoppelung miteinander zur Anlage gebracht werden, ist entscheidend für die Gesamtdicke der Zwischenwand und damit für deren Tragfähigkeit bzw. Steifigkeit. Die Dehnungsausgleichsmöglichkeit quer zu den Zwischenwänden ist durch die Faltungs- höhe und die Länge der Biege- bzw. Faltungsschenkel der einzelnen Folienabfaltungen in dem Zwischenwandbereich zu variieren.In the case of a film dressing composed of alternately smooth and structured film layers, either only the structured or only the smooth film layers can be folded to form intermediate or side walls. Different types of film folding can be easily combined in a honeycomb body to achieve the desired properties. The number of film layers connected to each other to form an intermediate wall or the number of film doublings, in which individual film layers are brought into contact with one another by compressing the film double, is decisive for the overall thickness of the intermediate wall and thus for its load-bearing capacity or rigidity. The possibility of compensating for stretching transversely to the partition walls can be varied by the height of the folds and the length of the bending or folding legs of the individual film folds in the partition wall area.
Die einzelnen Folienfaltungen können schon bei der Schichtung der Folienbleche zum Aufbau der Zwischen- bzw. Seitenwände mit bekannten Fügetechniken fest miteinander verbunden werden. Bei der lagenweisen Herstellung des Wabenkörpers sind die Folienfaltungen der obersten Lage stets gut zugänglich und können, z.B. durch seitliches Zusammenpressen oder durch punktförmige Fügeverbindungen bzw. durch durchgehende Fügenähte, z.B. durch Schweiß- oder Kleb- bzw. AdhäsionsVerbindungen, aneinander befestigt werden. Insbesondere können hierbei auch keramisch beschichtete Folien verwendet werden.The individual film folds can already be firmly connected to one another with known joining techniques during the layering of the film sheets to build up the intermediate or side walls. When layering the honeycomb body, the film folds of the top layer are always easily accessible and can For example, by side pressing together or by punctiform joint connections or by continuous seams, for example by welding or adhesive or adhesion connections. In particular, ceramic-coated foils can also be used here.
Durch die Einbringung von Zwischenwänden mit definierten Dehnbereichen können Wabenkörper erzeugt werden, bei denen sich starre und deformierbare Bereiche abwechseln, die sich jeweils über die gesamte Querschnittsbreite des Wabenköpers erstrecken können. Die Wabenkörper können so z.B. blockförmige starre Bereiche aufweisen, die z.B. durch Verlötung der einzelnen Folienlagen erzeugt sind, und die durch schmale Deformationszonen voneinander getrennt sind. Die Deformationszonen können die blockförmigen Bereiche auch vollständig umgeben.By introducing partition walls with defined expansion areas, honeycomb bodies can be produced in which rigid and deformable areas alternate, which can each extend over the entire cross-sectional width of the honeycomb body. The honeycomb bodies can e.g. have block-shaped rigid areas which e.g. are produced by soldering the individual film layers, and which are separated from one another by narrow deformation zones. The deformation zones can also completely surround the block-shaped areas.
Weist der Wabenkörper Versteifungselemente wie z.B. Wandbereiche auf, die aus mehreren abgewinkelten und über Verbindungsstellen miteinander verbunden Blechlagenabschnitten bestehen, so sind die Blechlagen vorteilhafterweise in einem Abstand von den Verbindungsstellen an dem Gehäuse festgelegt.If the honeycomb body has stiffening elements such as Wall areas, which consist of a plurality of angled sheet metal layer sections connected to one another via connection points, the sheet metal layers are advantageously fixed to the housing at a distance from the connection points.
Durch die abgewinkelten Abschnitte kann ein Wandungsbereich wie eine sich über einen Teil oder den gesamten Wabenkörper- querschnitt erstreckende Seiten- und/oder Zwischenwand aufgebaut werden, die vorzugsweise im wesentlichen gasdicht ist bzw. einen Gastransport aus dem Wabenkörperinneren zum Gehäuse unter den Verwendungsbedingungen des Wabenkörpers im wesentlichen verhindert .The angled sections can be used to build up a wall area such as a side wall and / or intermediate wall which extends over part or all of the honeycomb body cross section and which is preferably essentially gas-tight or gas transport from the interior of the honeycomb body to the housing under the conditions of use of the honeycomb body in the interior substantially prevented.
Zur Befestigung des Wabenkörpers kann, bereichsweise oder über den ganzen Wabenkörper, jede der Blechlagen separat an dem Gehäuse festgelegt sein, insbesondere im Bereich der seitlichen Begrenzungsflächen des Wabenkörpers. Es können bei einem gegebenen Wabenkörperabschnitt auch nur eine oder einige wenige der Blechlagen an dem Gehäuse festgelegt sein. Die Blechlagen können auch jeweils durch weitere Blechlagen voneinander getrennte an dem Gehäuse festgelegt sein, wobei die zwischen den befestigten Blechlagen angeordneten weiteren Blechlagen nur über weitere unbefestigte Blechlagen mit der Befestigungslage und damit mit dem Gehäuse oder unmittelbar mit der Befestigungslage verbunden sein können. Es kann auch, zumindest abschnittsweise, jede der Blechlagen sowohl mit dem Gehäuse als auch mit benachbarten Blechlagen verbunden sein. Die einzelnen Blechlagen können jeweils auch mit mehreren Blechlagen zugaufnehmend verbunden sein.To fasten the honeycomb body, each of the sheet metal layers can be fixed separately to the housing, in regions or over the entire honeycomb body, in particular in the region of the lateral boundary surfaces of the honeycomb body. For a given honeycomb section, only one or a few of the sheet metal layers can also be fixed to the housing. The sheet metal layers can also be fixed to the housing in each case by separate sheet metal layers, the between the attached sheet metal layers arranged further sheet metal layers can only be connected to the mounting layer and thus to the housing or directly to the mounting layer via further unpaved sheet metal layers. It can also be connected, at least in sections, to each of the sheet metal layers both with the housing and with adjacent sheet metal layers. The individual sheet metal layers can also be connected to a plurality of sheet metal layers in a tensile manner.
Vorteilhafterweise sind bei den jeweiligen Versteifungselementen, die in Form von Wandabschnitten ausgeführt sein können, die Verbindungsstellen der Blechlagen untereinander bei aufeinanderfolgenden Blechlagen voneinander beabstandet. Die Verbindungsstellen sind vorzugsweise zugkraftaufnehmend ausge- führt. Eine durchgehende Verbindung einer innenliegenden Blechlage mit dem Gehäuse über die Verbindungsstellen, die als Wärmebrücke wirken würde, wird so vermieden. Die Verbindungsstellen können in einer Richtung parallel zu den Blechlagen voneinander beabstandet sein, wozu die abgewinkelten und mit- einander verbundenen Abschnitte der Blechlagen jeweils eine unterschiedliche Länge aufweisen können. Vorzugsweise sind die Verbindungsstellen entlang der Höhe der Seitenwand, d.h. in einer Richtung senkrecht zu den Blechlagen voneinander beabstandet .In the case of the respective stiffening elements, which can be designed in the form of wall sections, the connection points of the sheet metal layers are advantageously spaced apart from one another in the case of successive sheet metal layers. The connection points are preferably designed to absorb tensile forces. A continuous connection of an inner sheet metal layer to the housing via the connection points, which would act as a thermal bridge, is thus avoided. The connection points can be spaced apart in a direction parallel to the sheet metal layers, for which purpose the angled and interconnected sections of the sheet metal layers can each have a different length. Preferably the junctions are along the height of the side wall, i.e. spaced apart in a direction perpendicular to the sheet layers.
Zur Befestigung der Blechlagen können jeweils eine Sicke bzw. U-förmige Nut an dem Gehäuse vorgesehen sein, wobei die Befestigung auch auf andere geeignete Weise erfolgen kann. Vorzugsweise erfolgt die Befestigung der Blechlagen an dem Gehäu- se durch aus den Blechlagen nach außen herausgeklappten Laschen.To attach the sheet metal layers, a bead or U-shaped groove can be provided on the housing, wherein the attachment can also be carried out in another suitable manner. The sheet metal layers are preferably fastened to the housing by means of tabs which are folded outward out of the sheet metal layers.
Die Blechlagen weisen vorzugsweise zwischen den gasdurch- strömbaren Bereichen des Wabenkörpers und den Verbindungs- stellen der Blechlagen untereinander Abschnitte mit gegenüber dem Blechlagenaufbau erhöhter Dehnungsfähigkeit auf, wobei die Dehnungsrichtung vorzugsweise senkrecht zu den Wandungsabschnitten verläuft. Hierzu können die Befestigungsabschnitte der Blechlage ein- oder mehrfach, z.B. 5-10fach, gefaltet sein, z.B. V- oder zick-zack-förmig. Die Faltungsschenkel können hierbei eng aneinander anliegen oder geringfügig beabstandet sein. Die Länge der DehnungsSchenkel kann das drei- bis zwanzigfache der Schichtdicke der Blechlagen oder das ein- bis zehnfache des Blechlagenabstandes betragen, ohne hierauf beschränkt zu sein. Bei entsprechender Anordnung der Verbindungspunkte zwischen den Blechlagen können so Versteifungselemente, z.B. in Form von Wandungen, aufgebaut werden, die einer Richtung hohe Zugkräfte und aufnehmen können und senkrecht dazu eine hohe Dehnungsfähigkeit aufweisen. Zwischen zugfesten Bereichen können auch durch entsprechende Faltung und Befestigung der Blechlagenabschnitte bzw. Versteifungselemente Bereiche erhöhter Dehnfähigkeit vorgesehen sein.The sheet metal layers preferably have sections between the gas-flowable areas of the honeycomb body and the connection points of the sheet metal layers with one another with increased extensibility compared to the sheet metal layer structure, the direction of expansion preferably running perpendicular to the wall sections. For this purpose, the fastening sections the sheet metal layer can be folded one or more times, for example 5-10 times, for example V or zigzag. The folding legs can lie close together or be slightly spaced apart. The length of the expansion legs can be three to twenty times the layer thickness of the sheet metal layers or one to ten times the sheet layer spacing, without being limited to this. With an appropriate arrangement of the connection points between the sheet metal layers, stiffening elements, for example in the form of walls, can be built up that can withstand high tensile forces in one direction and have a high degree of elasticity perpendicular to them. Areas of increased elasticity can also be provided between areas with high tensile strength by appropriate folding and fastening of the sheet-metal layer sections or stiffening elements.
Vorzugsweise erfolgt die Verbindung der Blechlagen untereinander derart, daß sich ausgehend von dem Befestigungspunkt der Blechlagen an dem Gehäuse eine in Richtung auf das Wabenkör- perinnere erstreckende Verbindungslinie der Verbindungspunkte der Blechlagen untereinander ergibt, wodurch die Dehnungsfähigkeit des Wandungsbereichs gegenüber dem Gehäuse erhöht wird.The sheet metal layers are preferably connected to one another in such a way that, starting from the point of attachment of the sheet metal layers to the housing, a connecting line of the connection points of the sheet metal layers extending towards the interior of the honeycomb body results, which increases the elasticity of the wall area relative to the housing.
Die oben beschriebenen Wandungen erstrecken sich vorteilhaf- terweise über die gesamte Höhe und gesamte Länge des Wabenkörpers, wobei die Wandungen im wesentlichen gasdicht aufgebaut sein können. Sind Durchtrittsöffnungen in den Wandungen vorgesehen, z.B. aufgrund von ausgeklinkten Befestigungslaschen, so sind vorteilhafterweise die Durchtrittsöffnungen durch Abdeckungen im wesentlichen gasdicht abgedeckt, so daß der gasdurchströmte Bereich des Wabenkörpers von dem Gehäuse abgetrennt ist. Hierzu können separate Abdeckungen oder Abschnitte benachbarter Blechlagen dienen, wozu die Länge der einander überlappenden Abschnitte der Blechlagen entsprechend bemessen sein kann. Des weiteren kann auch nur ein Teil der Blechlagen mit Ausklinkungen versehen sein, oder die Ausklinkungen verschiedener Blechlagen sind in Erstreckungsrichtung der Blechlagen voneinander beabstandet, so daß ein durch eine Ausklinkung in einer Blechlage entstehender Durchbruch durch eine benachbarte Blechlage im wesentlichen gasdicht abgedeckt wird. Das Wabenkörperinnere kann hierdurch zusätzlich thermisch isoliert werden, zugleich liegen die Befestigungsbereiche der Blechlagen an dem Gehäuse auf einer niedrigeren Temperatur als das Wabenkörperinnere, wodurch diese geringeren Materialbeanspruchungen ausgesetzt sind. Eine besondere Isolierwirkung wird bei einem den mehrlagigen Aufbau der Wandungen erzielt.The walls described above advantageously extend over the entire height and entire length of the honeycomb body, it being possible for the walls to be constructed essentially gas-tight. If passage openings are provided in the walls, for example due to notched fastening tabs, then the passage openings are advantageously covered by gas-tight covers so that the area of the honeycomb body through which gas flows is separated from the housing. For this purpose, separate covers or sections of adjacent sheet metal layers can be used, for which purpose the length of the overlapping sections of the sheet metal layers can be dimensioned accordingly. Furthermore, only a part of the sheet metal layers can be provided with notches, or the notches of different sheet metal layers are spaced apart from one another in the direction of extension of the sheet metal layers, so that a Notching in a sheet metal layer is covered by an adjacent sheet metal layer essentially gas-tight. The interior of the honeycomb body can hereby additionally be thermally insulated, and at the same time the fastening areas of the sheet-metal layers on the housing lie at a lower temperature than the interior of the honeycomb body, as a result of which these are exposed to lower material stresses. A special insulating effect is achieved with a multi-layer structure of the walls.
Vorzugsweise ist die aus aneinander überlappenden in Blechlagenabschnitten aufgebaute Wandung derart ausgeführt, daß bei einer Temperatur des Wabenkörperinneren von ca. 900 ° und einer sehr viel niedrigeren Gehäuseaußentemperatur (z.B. von 100 - 400°C oder weniger) die Befestigungsbereiche der Blechlagen auf einer Temperatur von unterhalb ca. 500 bis 600 °C liegen und somit größeren mechanischen Belastungen ausgesetzt werden können. Hierzu ist in Abhängigkeit von der Stärke der Blechlagen die Wandstärke und damit die Länge der einander überlappenden und die Wandung aufbauenden Blechabschnitte entsprechend zu wählen. Des weiteren wird das erzielte Temperaturgefälle durch die Lage der Verbindungsstellen der einzelnen Blechlagen untereinander bestimmt.Preferably, the wall constructed from overlapping one another in sheet metal layer sections is designed such that at a temperature of the interior of the honeycomb body of approximately 900 ° and a much lower outside temperature of the housing (for example 100 - 400 ° C or less), the fastening areas of the sheet metal layers are at a temperature of below 500 to 600 ° C and can therefore be exposed to greater mechanical loads. For this purpose, depending on the thickness of the sheet metal layers, the wall thickness and thus the length of the overlapping sheet metal sections that build up the wall must be selected accordingly. Furthermore, the temperature gradient achieved is determined by the position of the connection points between the individual sheet layers.
Das den Wabenkörper aufnehmende Gehäuse weist vorzugsweise eine Doppelwandung auf, so daß das Gehäuse sandwichartig aufgebaut ist und ein Innen- und ein Außengehäuse vorliegt. Vorzugsweise besteht das Innengehäuse aus ferritischem Material und das Außengehäuse aus austenitischem Material . Das Innen- gehäuse kann Durchbrechungen aufweisen, um Bereiche des Wabenkörpers, wie z.B. ausgeklinkte Laschen der Blechlagen oder Versteifungselemente wie Versteifungsdrähte oder Seiten- bzw. Zwischenwandbereiche, festzulegen. Hierzu kann das Innengehäuse relativ zueinander bewegbare Bereiche aufweisen, zwischen denen der aufeinander zu bewegten Endstellung die Bereiche des Wabenkörpers, wie z.B. Blechlaschen oder Versteifungselemente festlegbar sind. Das Innengehäuse ist hierzu vorzugsweise quergeteilt, so daß zwei oder mehrere den Wabenkörper voll- ständig umgebende Bereiche des Innengehäuses vorliegen, die zur Befestigung des Wabenkörpers in Längsrichtung relativ zueinander bewegt, z.B. verschoben oder verdreht werden können. Das Innengehäuse kann gegebenenfalls auch längsgeteilt oder eine anders verlaufende Teilungslinie aufweisen. Das Innengehäuse kann auch laschenförmig ausgeklinkte Bereiche aufweisen, die insbesondere an den Stirnseiten des Innengehäuses enden können, und die relativ zu einem anderen Teil des Innengehäuses im vormontierten Zustand verschiebbar sind. Vorzugsweise sind die die Wabenkörperbereiche festlegenden Bereiche des Innengehäuses verzahnt, um den Wabenkörper sicher befestigen zu können. Vorzugsweise hintergreift der in dem Durchbruch des Innengehäuses festgelegte Wabenkörperbereich das Innengehäuse auf der dem Außengehäuse zugewandten Seite, so daß der hintergreifende Bereich zwischen Innengehäuse und Außengehäuse zusätzlich festlegbar ist, z.B. im Kraftschluß. Bei der Befestigung des Wabenkörpers in dem Gehäuse kann der Wabenkörper zunächst in dem Innengehäuse festgelegt werden, wonach anschließend das Innengehäuse verschiebungssicher an dem Außengehäuse festgelegt wird. Zur Befestigung des Wabenkörpers in dem Innengehäuse ist dieses vorzugsweise zumindest teilweise bereits in dem Außengehäuse angeordnet. Eine Befestigung des Wabenkörpers kann derart erfolgen, daß ein weiteres Teil des Innengehäuses in das Außengehäuse eingeschoben und die Befestigungsbereiche des Wabenkörpers zwischen den Teilen des Innengehäuses festgelegt, z.B. eingeklemmt, werden.The housing accommodating the honeycomb body preferably has a double wall, so that the housing is constructed in a sandwich-like manner and there is an inner and an outer housing. The inner housing preferably consists of ferritic material and the outer housing consists of austenitic material. The inner housing can have openings in order to fix areas of the honeycomb body, such as, for example, notched tabs of the sheet metal layers or stiffening elements such as stiffening wires or side or intermediate wall areas. For this purpose, the inner housing can have regions that can be moved relative to one another, between which the regions of the honeycomb body, such as sheet metal brackets or stiffening elements, can be fixed for the end position that is to be moved toward one another. For this purpose, the inner housing is preferably divided transversely so that two or more of the honeycomb bodies there are constantly surrounding areas of the inner housing which can be moved, for example displaced or rotated, in the longitudinal direction relative to one another for fastening the honeycomb body. The inner housing can optionally also be divided lengthways or have a different dividing line. The inner housing can also have tab-shaped areas that can end, in particular, on the end faces of the inner housing and that can be displaced relative to another part of the inner housing in the preassembled state. The regions of the inner housing which define the honeycomb body regions are preferably toothed in order to be able to securely fasten the honeycomb body. Preferably, the honeycomb area defined in the opening of the inner housing engages behind the inner housing on the side facing the outer housing, so that the engaging region between the inner housing and outer housing can be additionally fixed, for example in a force fit. When the honeycomb body is fastened in the housing, the honeycomb body can first be fixed in the inner housing, after which the inner housing is then fixed on the outer housing in such a way that it cannot move. To fasten the honeycomb body in the inner housing, it is preferably at least partially already arranged in the outer housing. The honeycomb body can be fastened in such a way that a further part of the inner housing is pushed into the outer housing and the fastening regions of the honeycomb body are fixed, for example clamped, between the parts of the inner housing.
Zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Wabenkörpers können Lagen übereinandergeschichteter Bleche, die in die gewünschte Größe konfektioniert sind, gestapelt werden und die entsprechenden Blechstapel mit Versteifungselementen versehen werden.In order to produce a honeycomb body according to the invention, layers of sheet metal stacked on top of one another, which are assembled in the desired size, can be stacked and the corresponding sheet metal stack can be provided with stiffening elements.
Vorteilhafterweise werden Lagen von Blechen vorgeformt und, vor oder nach der Verformung der Blechlagen, Versteifungsele- mente zwischen diese eingebracht, wobei die Blechlagen zusammen mit den Versteifungselementen zur entsprechenden Konfektionierung durchtrennt werden. Gegebenenfalls können vor der Durchtrennung weitere Versteifungselemente zur Fixierung der Blechlagen eingebracht werden. Die Blechlagen können anschließend in ihre gewünschte Form überführt werden und gegebenenfalls in dieser mit weiteren Versteifungselementen stabilisiert werden.Layers of sheets are advantageously preformed and, before or after the deformation of the sheet layers, stiffening elements are introduced between them, the sheet layers being severed together with the stiffening elements for appropriate assembly. If necessary, additional stiffening elements for fixation can be made before the severing of the sheet layers are introduced. The sheet metal layers can then be converted into their desired shape and, if necessary, stabilized in this with further stiffening elements.
Zur Formgebung können gestapelte Bleche, z.B. abwechselnd glatte und gewellte Blechlagen, zu einem Folienstapel zusammengelegt und mäandrierend abgelegt werden. Zwischen die einzelnen Mäanderlagen können Bleche bzw. Streckmetallagen als Versteifungselemente eingelegt werden und gegebenenfalls durch eindimensionale Versteifungselemente mit den Blechlagen fixiert werden. Der derart gebildete Mäanderstapel kann durch Trenneinrichtungen zerteilt werden, wonach die hierdurch gebildeten Teilstücke zu Wabenkörpern geformt werden.Stacked sheets, e.g. alternating smooth and corrugated sheet layers, folded into a film stack and stored meandering. Sheets or expanded metal layers can be inserted as stiffening elements between the individual meandering layers and, if necessary, can be fixed to the plate layers by one-dimensional stiffening elements. The meander stack formed in this way can be divided by separating devices, after which the sections formed thereby are shaped into honeycomb bodies.
Bei der Verformung der Bleche zur Ausbildung des Wabenkörpers können die Bleche, gegebenenfalls auch nur bereichsweise, beheizt werden. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn der Wabenkörper aus zickzackförmig abgelegten Blechen besteht. Hierzu ist es zumeist ausreichend, lediglich die Bleche im Bereich der Abknickstellen zu beheizen, vorzugsweise durch Widerstands- oder Induktionsbeheizung. Insbesondere ist eine Beheizung der Bleche auch vorteilhaft, wenn diese zur kraftschlüssigen Verbindung miteinander oder mit Versteifungsele- menten zusammengepreßt werden.When the metal sheets are deformed to form the honeycomb body, the metal sheets can be heated, if necessary only in certain areas. This is particularly advantageous if the honeycomb body consists of sheet metal laid down in a zigzag shape. For this purpose, it is usually sufficient to merely heat the metal sheets in the area of the kink points, preferably by means of resistance or induction heating. In particular, heating of the sheets is also advantageous if they are pressed together for a positive connection with one another or with stiffening elements.
Die Herstellung der Zwischenwände kann dadurch erfolgen, daß die bereits übereinander angeordneten Bleche stapelweise bleibend deformiert werden. Hierzu können bereits vorgewärmte Bereiche des Wabenkörpers durch außenseitig auf den Wabenkörper aufgebrachte Kräfte, die längs oder quer zur Lagenschichtung wirken, deformiert werden. Die Blechabwinkelungen können so in einem Verfahrensschritt über die gesamte Höhe des Blechstapels unabhängig von dessen Form eingebracht werden. Gegebe- nenfalls kann die Faltung der Bleche durch die Ausübung von Druck- oder Zugkräften, die senkrecht zu den Blechlagen wirken, unterstützt werden. Um eine unerwünschte Verformung der Bleche zu verhindern, können die entsprechenden Abschnitte des Wabenkörpers mit Füllkörpern bzw. Schüttgütern wie z.B. Sand verfüllt werden.The partition walls can be produced by permanently deforming the sheets already arranged one above the other in stacks. For this purpose, regions of the honeycomb body that have already been preheated can be deformed by forces applied to the outside of the honeycomb body, which act longitudinally or transversely to the layering. The sheet metal bends can thus be introduced in one process step over the entire height of the sheet stack regardless of its shape. If necessary, the folding of the sheets can be supported by exerting compressive or tensile forces that act perpendicular to the sheet layers. In order to prevent undesired deformation of the sheets, the corresponding sections of the Honeycomb body can be filled with packing materials or bulk materials such as sand.
Um den Wabenkörper als Katalysator-Trägerkörper zu verwenden, muß zumeist die Blechoberfläche, z.B. durch Ausbildung einer Oxidschicht, aufgerauht werden. Anschließend wird die Oberfläche der durchströmbaren Kanäle mit einer keramischen Be- schichtungsmasse versehen, die die katalytisch aktive Substanz bereits enthält oder nachträglich mit dieser versehen wird. Hierzu kann der in seine endgültige Form gebrachte Wabenkörper durch Erwärmung in einem Ofen oder durch Widerstandsbeheizung mit einer Oxid-Haftschicht versehen werden. Es können jedoch auch bereits voroxidierte Blechlagen eingesetzt werden. Entsprechend können die Blechlagen auch bereits vor der Verfor- mung mit einer haftenden keramischen Schicht versehen sein.In order to use the honeycomb body as a catalyst carrier body, the sheet metal surface, e.g. by roughening an oxide layer. Then the surface of the flowable channels is provided with a ceramic coating compound which already contains the catalytically active substance or is subsequently provided with it. For this purpose, the honeycomb body, which has been brought into its final shape, can be provided with an oxide adhesive layer by heating in an oven or by resistance heating. However, pre-oxidized sheet layers can also be used. Accordingly, the sheet layers can also be provided with an adhesive ceramic layer before the deformation.
Vorteilhafterweise wird der Wabenkörper vor dessen Beschichtung bzw. vor Einbau in das Gehäuse durch Zusammenpressen von außen quer zur Lagenschichtung kalibriert, wobei auch die Kanalform bzw. das Dehnspiels an den quer verformbaren Zellenwänden eingestellt werden kann. Hierzu kann der Wabenkörper auf eine Verformungstemperatur gebracht werden, wobei vorteilhafterweise nur einzelne Volumenbereiche des Wabenkörpers , z.B. einzelne Schichten desselben, aufgeheizt werden. Bei Druckausübung in diesem Zustand auf den Wabenkörper werden die nicht erwärmten Bereiche praktisch nicht deformiert, so daß bereichsweise eine gezielte Formgebung möglich ist.Advantageously, the honeycomb body is calibrated before it is coated or before it is installed in the housing by being pressed together from the outside transversely to the layering, the channel shape or the expansion play on the transversely deformable cell walls also being adjustable. For this purpose, the honeycomb body can be brought to a deformation temperature, advantageously only individual volume regions of the honeycomb body, e.g. individual layers of the same can be heated. When pressure is exerted on the honeycomb body in this state, the unheated areas are practically not deformed, so that a targeted shaping is possible in some areas.
Insbesondere kann die Erwärmung des Wabenkörpers durch Wi- derstandsbeheizung erfolgen. Zusammen mit der Kalibrierung kann ein Diffusionsfügen, Hochtemperaturlötfügen oder eine Oxidation der Blechoberfläche zur Erhöhung der Rauhigkeit erfolgen.In particular, the honeycomb body can be heated by resistance heating. Together with the calibration, diffusion joining, high-temperature soldering or oxidation of the sheet surface can be carried out to increase the roughness.
Die Versteifungsstreben können während oder nach der Kalibri- rung gespannt oder nachgespannt werden.The stiffening struts can be tensioned or re-tensioned during or after calibration.
Die Herstellung unterschiedlicher Varianten der Wabenkörper kann im einzelnen folgendermaßen durchgeführt werden.The production of different variants of the honeycomb body can be carried out in detail as follows.
Zur Herstellung eines Wabenkörpers mit einer Vielzahl zick- zackförmig geschichteter teilweise strukturierter Folienlagen kann von einem längsstrukturierten Folienband durch Querfalten entlang von Perforierungslinien ein quaderförmiger Wabenstapel gebildet werden. Zur Sekundärzellenbildung werden dann während des Zusammenfaltens je nach spezieller Ausbildungsvariante Drähte, Bänder o. dgl . zwischen die Folienlagen und/oder durch diese hindurch eingebracht. Die Stege zwischen den Perforationslöchern sind in Längsrichtung beidseitig elektrisch kontaktiert und widerstandsbeheizt, um spitzkantige Knicklinien auszubilden. Anschließend werden zur Kalibrierung die Folien quer zur Wellung an Seitenlaschen elektrisch kontak- tiert und widerstandsbeheizt, Drähten, Bändern o. dgl. gespannt und die Folien unter seitlicher Abstützung zusammengepreßt. Mit der Aufheizung zur Kalibrierung wird bei entsprechend eingestellter Umgebungsatmosphäre die Wabe mit einer Oxid-Haftschicht für die spätere keramische Beschichtung ver- sehen. Der kalibrierte Wabenstapel wird dann durch Anformen und Zusammenfügen der äußeren seitlichen Zellenwände bzw. Zwischenwände und/oder formschlüssiges Hindurchführen bzw. Schrauben von Streben formfixiert und keramisch beschichtet. Einzelne Wabenkörper werden dann abgeteilt und daran die rest- liehen äußeren Zellenwände bzw. Isolierwände und die Gehäusebefestigungsrippen angeformt. Der Wabenkörper kann dann mit den Befestigungsrippen an der Gehäusewand fügend verbunden werden .To produce a honeycomb body with a large number of zigzag layered partially structured film layers, a cuboidal honeycomb stack can be formed from a longitudinally structured film band by transverse folding along perforation lines. For the formation of secondary cells, wires, ribbons or the like are then used during folding, depending on the specific training variant. introduced between the film layers and / or through them. The webs between the perforation holes are electrically contacted on both sides in the longitudinal direction and are heated by resistance in order to form sharp-edged crease lines. Then, for calibration, the foils are electrically contacted and resistance-heated at the side flaps across the corrugation, wires, strips or the like are tensioned and the foils are pressed together with lateral support. When the calibration is heated up, the honeycomb is provided with an oxide adhesive layer for the subsequent ceramic coating if the ambient atmosphere is set accordingly. The calibrated honeycomb stack is then fixed in shape and ceramic-coated by molding and joining together the outer lateral cell walls or intermediate walls and / or positive passage or screwing of struts. Individual honeycomb bodies are then divided off and the remaining outer cell walls or insulating walls and the housing fastening ribs are molded onto them. The honeycomb body can then be joined to the fastening ribs on the housing wall.
Als alternativer Zwischen-Fertigungsschritt kann das strukturierte und perforierte Folienband vor dem Zusammenfalten zum Folienstapel mit einer keramischen Beschichtung versehen werden. Des weiteren kann der Folienstapel beim elektrisch beheizten Kalibrieren im Vakuum bei gezielter Pressung der Fo- lienberührungsstellen unter Ausbildung von Diffusionsschweißstellen oder stabilisiert werden. Alternativ können beim Kalibrieren Lötverbindungen durch Verwendung von mit Lötmaterial beschichteter Drähte oder Bänder, die zwischen den Folienlagen angeordnet werden, oder durch örtlich beschichtete Folien an den Berührungspunkten ausgebildet werden.As an alternative intermediate production step, the structured and perforated film strip can be provided with a ceramic coating before being folded into a film stack. Furthermore, the stack of foils can be stabilized or stabilized during electrically heated calibration in a vacuum by deliberately pressing the foil contact points with the formation of diffusion welding points. Alternatively, when calibrating, solder connections can be made by using wires or tapes coated with solder material between the foil layers be arranged, or formed by locally coated films at the points of contact.
Nach einer anderen Variante kann ein Wabenkörper mit Gehäuse wie folgt hergestellt werden. Ein Mehrlagen-Stapelband mit darin abwechselnd glatten und gewellten Folien wird mäandernd gebogen und vorfixiert. Je nach Ausführungsvariante werden darin die fluchtend verzahnten Faltungen vorher angebracht. Durch Einbringen von Strebelementen als zusätzliche Zellenwän- de werden die gebogenen, geknickten oder gewickelten Stapel fixiert und mit eingelegten Blechen, z.B. Streckmetallblechen, verbunden. Mit quer durchgehenden Trennschnitten durch alle Lagen werden vorfixierte Wabenstapel abgeteilt. Nach Anstau- chen bzw. Anformen verdichteter Mehrlagenfaltungen an den Folienenden wird die Wabe formgepreßt und kalibriert und danach mit den Zellwänden zusammengefügt. Mit außen angeformten Befestigungsrippen werden die vorab katalytisch beschichteten Waben im Gehäuse befestigt.According to another variant, a honeycomb body with a housing can be produced as follows. A multi-layer stacking tape with alternating smooth and corrugated foils is meandered and pre-fixed. Depending on the design variant, the aligned toothed folds are made beforehand. By inserting strut elements as additional cell walls, the bent, kinked or wound stacks are fixed and covered with inserted sheets, e.g. Expanded metal sheets, connected. Pre-fixed honeycomb stacks are divided with transverse cuts through all layers. After compressing or forming compressed multilayer folds on the film ends, the honeycomb is pressed and calibrated and then joined to the cell walls. The previously catalytically coated honeycombs are fastened in the housing with externally molded fastening ribs.
Es können auch beschichtete oder unbeschichtete Folien, die abwechselnd glatt und gewellt ausgebildet sind, beim Spiralwickeln mit Folienfaltungen versehen werden und anschließend in definiert ausgerichteten, fluchtenden Verzahnungslinien zu Mehrlagen-Zellenwänden fügetechnisch verbunden werden. Beim Wickeln wird im Wabeninnern und am Außenumfang eine Streck- metallblechlage eingebracht und dabei in die Verzahnungslinien eingefügt. Eine Kalibierung der Waben, mit oder ohne Erwärmung, kann wie oben beschrieben erfolgen.Coated or uncoated foils, which are alternately smooth and corrugated, can also be provided with foil folds during spiral winding and then joined in multi-layer cell walls in aligned, aligned toothing lines. When winding, an expanded metal sheet layer is inserted inside the honeycomb and on the outer circumference and inserted into the toothing lines. The honeycomb can be calibrated, with or without heating, as described above.
Zum Transport der Wabenkörper kann das Gehäuse zugleich als Transportverpackung verwendet werden. Zur Herstellung eines Katalysators kann ein Gehäuserohr mit einer Mehrzahl von hintereinander angeordneten Wabenkörpern entsprechend der Teilung der Wabenkörper zerteilt werden. Die Wabenkörper können dabei an der Gehäusewandung, auch unabhängig von der Verwendung des Gehäuses als Transportverpackung, mit Rippen, z.B. spiralförmiger Rippen, festgelegt werden, wozu die nach außen vorstehenden Rippen in in dem Gehäuserohr vorgesehenen Sicken befestigt werden können. Das Gehäuserohr kann eine Einfachoder Doppelwandung aufweisen und der Aufnahme mehrerer Wabenkörper nebeneinander dienen.The housing can also be used as transport packaging for transporting the honeycomb bodies. To produce a catalytic converter, a housing tube with a plurality of honeycomb bodies arranged one behind the other can be cut according to the division of the honeycomb bodies. The honeycomb bodies can be fixed to the housing wall, also regardless of the use of the housing as transport packaging, with ribs, for example spiral ribs, for which purpose the ribs projecting outwards in beads provided in the housing tube can be attached. The housing tube can have a single or double wall and can accommodate several honeycomb bodies next to one another.
Die Ein- und Ausströmbereiche des Wabenkörpers können Blechlagenabschnitte oder separate Einsätze mit Flächen aufweisen, die geneigt zur Hauptebene der Blechlagen verlaufen und aufgrund der bewirkenden Strömungsumlenkung das Einströmverhalten insgesamt verbessern. Durch die entsprechenden Blechstruktu- rierungen werden die Blechlagen im turbulenten Einströmbereich verstärkt. Vorteilhafterweise sind die Ein- bzw. Ausströmbereiche durch weitere erfindungsgemäße Versteifungdelemente verstärkt .The inflow and outflow areas of the honeycomb body can have sheet-metal layer sections or separate inserts with surfaces that run at an angle to the main plane of the sheet-metal layers and improve the inflow behavior as a whole due to the flow deflection that causes it. The sheet metal layers in the turbulent inflow area are reinforced by the corresponding sheet metal structures. The inflow and outflow regions are advantageously reinforced by further stiffening elements according to the invention.
Die Erfindung sei beispielhaft dargestellt und anhand der Figuren beispielhaft erläutert.The invention is illustrated by way of example and explained using the figures as an example.
Fig. la zeigt im Querschnitt einen aus geschichteten gewellten Folien gebildeten quaderförmigen Wabenkörper 1 in einem Blech- gehäusemantel 2 als Verbundaufbau. Die annähernd runden Durchströmungskanäle 3, die durch gegenüberliegende Folienwel- lungen 4 gebildet werden, liegen in dichtestmöglicher trigona- ler Anordnung vor. Hierzu werden die Folienlagen in Längsrichtung zickzack-förmig gefaltet, wie aus Fig. lc und Fig. ld hervorgeht. Die Folienlagen bleiben vorteilhaft mit schmalen Verbindungsstegen 5 an den Faltungslinien verbunden. Der damit jedoch noch seitlich storchschnabelartig zusammenschiebbare Wabenverband wird durch Streben 6 aus eingeflochtenen Bändern zwischen jeder zweiten Folienlage stabilisiert. Somit bilden sich lange rechteckförmige, jeweils zwei Kanalreihen umfassende Sekundärzellen. Diesen überlagernd sind durch formschlüssig eingeschraubte Drahtschrauben 7a oder 7b größere dreieckige Tertiärzellen gebildet, die eine zusätzliche Stabilisierung erzeugen. Die Drahtschrauben können bei vergleichsweise großen Strömungskanälen dünn ausgeführt 7a und fluchtend im Kanalwandverlauf angeordnet sein. Alternativ für vergleichsweise kleine Kanalquerschnitte sind dehnbare Draht- Spiralfedern 7b vorteilhaft. Außen am seitlichen Wabenrand werden die Tertiärzellen durch abgekantete Folienenden 7c begrenzt. An der Ober- und Unterseite bildet abschnittsweise die Gehäusewand einen Teil der Tertiär-Zellenwände.FIG. 1 a shows in cross section a cuboid honeycomb body 1 formed from layered corrugated foils in a sheet metal casing shell 2 as a composite structure. The approximately round flow channels 3, which are formed by opposite film corrugations 4, are in the densest possible trigonal arrangement. For this purpose, the film layers are folded in a zigzag shape in the longitudinal direction, as can be seen from FIGS. 1c and 1d. The film layers advantageously remain connected to the connecting lines with narrow connecting webs 5. The honeycomb structure, which can be pushed together laterally like a cranesbill, is stabilized by struts 6 made of interwoven bands between every second film layer. Long rectangular secondary cells, each comprising two channel rows, are thus formed. Overlying these, larger triangular tertiary cells are formed by form-fitting screwed-in wire screws 7a or 7b, which generate additional stabilization. With comparatively large flow channels, the wire screws can be made thin 7a and aligned in the channel wall. As an alternative to comparatively small channel cross sections, stretchable wire spiral springs 7b are advantageous. Outside on the side honeycomb edge the tertiary cells are limited by folded film ends 7c. In sections, the housing wall forms part of the tertiary cell walls on the top and bottom.
Die Fig. lb zeigt eine zusätzliche Gestaltungsalternative 7d. Oben wird die Zellenwand-Struktur durch eine flach gedrückte Wellfolie, die mit einer glatten Folie 8a verstärkt ist, gebildet. Alternativ oder zusätzlich zur Folie 8a sind auch versteifende Drähte 8b in diese Wandstruktur oder in die seit- liehen Zellenwände 7c integrierbar. Die obere und untere Wand 7d bildet so zusammen mit den Seitenwänden 7c eine äußere rechteckige Quartiärzelle . Zur Hauptlastabtragung sind die Zellenwände mit dem Gehäuse an den Stellen 9a so verbunden, daß deren Differenzdehnung zur kalten Gehäusewand unbehindert bleibt. Die Streben 7a oder 7b sind ebenfalls zur Lastabtragung direkt mit der Gehäusewand an den Stellen 9b verbunden. Dagegen sind die Strebenbänder 6, deren Anordnung innerhalb der Wabe in Fig. ld dargestellt ist, an den Stellen 9c nur mit den Zellwänden 7c fest verbunden bzw. mit ihren Enden in den Wandaufbau integriert. Die Quartiär-Zellenwände 7d, die eine nicht durchströmbare Mehrlagenstruktur bilden, wirken als Wärmeisolierung zwischen Primärwabe und Gehäusewand.Fig. Lb shows an additional design alternative 7d. At the top, the cell wall structure is formed by a flattened corrugated film, which is reinforced with a smooth film 8a. As an alternative or in addition to the film 8a, stiffening wires 8b can also be integrated into this wall structure or into the cell walls 7c on the side. The upper and lower wall 7d thus forms together with the side walls 7c an outer rectangular quaternary cell. To transfer the main load, the cell walls are connected to the housing at points 9a in such a way that their differential expansion to the cold housing wall remains unimpeded. The struts 7a or 7b are also connected directly to the housing wall at points 9b for load transfer. In contrast, the strut belts 6, the arrangement of which within the honeycomb is shown in FIG. 1d, are only firmly connected to the cell walls 7c at points 9c or are integrated with their ends in the wall structure. The quaternary cell walls 7d, which form a multi-layer structure that cannot be flowed through, act as thermal insulation between the primary honeycomb and the housing wall.
Fig. 2a zeigt in perspektivischer Ansicht einen quaderförmigen Verbundwabenkörper mit Darstellung alternativer, an sich bekannter, hier anwendbarer Folienstrukturierungen. Die oberen Reihen durchströmbarer Kanäle werden aus gewellten 24a und glatten 24b Folien gebildet. Mit der Folienstrukturierung entsprechend 24c werden katalytisch günstigere rechteckige oder quadratische Kanäle gebildet, allerdings teilweise mit Wanddoppelungen. Die Kanäle der unteren Reihen mit Folienstrukturierungen entsprechend 24d, 24e und 24f sind günstiger ohne Wanddoppelungen und in dichtestmöglicher trigonaler Anordnung fast einer ideal runden Kanalform angenähert. Außer bei den sinusförmigen oberen Kanälen, erfordern alle anderen dargestellten strömungsgünstigeren Kanalstrukturierungen eine stabilisierende äußere Umrandung, um Kanalverschiebungen relativ zueinander zu vermeiden bzw. zu begrenzen. Die etwa qua- dratische äußere Sekundär-Zellenstruktur wird an den Seiten aus überlappenden Folienabkantungen 27c und oben sowie unten aus strukturierten Folien mit flach gedrückten Wellungen 27d und einem zusätzlichen Stabilisierungsdraht 28b gebildet. Sie dient in Mehrfachfunktion gleichzeitig zur Wabenkanalabstüt- zung, zur Zusammenfügung und Fixierung handhabbarer Waben, zur Wabenbefestigung am Gehäuse 29 und zur Wärmeisolierung. Es kann ausreichend sein, die Seitenwände an diagonal einander gegenüberliegenden Bereichen an Befestigungsstellen des Gehäu- ses 29 zu befestigen. Die Wabe kann so eine Relativdrehung zum Gehäuse durchführen oder sich rautenförmig verformen. Es können auch rechtwinklige, nach außen vorstehende Folienausklin- kungen vorgesehen sein, die eine Befestigungsrippe bilden.2a shows a perspective view of a cuboid composite honeycomb body with an illustration of alternative film structures which are known per se and can be used here. The upper rows of flowable channels are formed from corrugated 24a and smooth 24b films. With the film structuring corresponding to 24c, catalytically more favorable rectangular or square channels are formed, however partially with double walls. The channels of the lower rows with film structures corresponding to 24d, 24e and 24f are cheaper without double walls and in the densest possible trigonal arrangement almost an ideal round channel shape. With the exception of the sinusoidal upper channels, all other flow structures that are more favorable in terms of flow require a stabilizing outer border in order to avoid or limit channel displacements relative to one another. The roughly Dratic outer secondary cell structure is formed on the sides from overlapping foil bends 27c and at the top and bottom from structured foils with flattened corrugations 27d and an additional stabilizing wire 28b. In multiple functions, it serves simultaneously for honeycomb channel support, for assembling and fixing manageable honeycombs, for attaching honeycombs to the housing 29 and for heat insulation. It may be sufficient to fasten the side walls at diagonally opposite areas at fastening points of the housing 29. The honeycomb can thus rotate relative to the housing or deform in a diamond shape. Right-angled, outwardly projecting film notches can also be provided, which form a fastening rib.
Fig. 2b zeigt beispielhaft eine größere Auswahl von anwendbaren Folienfaltungen 26 zur Bildung von Zwischen- bzw. Außenwänden mit jeweils unterschiedlichen Steifigkeiten und Querdehnvermögen. Durch das Querdehnvermögen ist eine Dehnung bzw. Verbreiterung der Zwischenwand in Querrichtung einstellbar, ohne die Lage der Zwischenwand hierbei zu verändern. Die Folienfaltungen können als L-förmiger Einfachknick (A) , Z-förmi- ger Zweifachknick (B), V-förmiger Dreifachknick (C), zickzack- förmiger Vierfachknick (D) oder auch als W-förmiger Fünffachknick (E) ausgebildet sein, wobei gleichzeitig die Länge der FaltungsSchenkel 26 variieren kann. Die Wanddicke kann durch die Anzahl der jeweils aneinander festgelegten Faltungsschenkel 26 beeinflußt werden. Für die Eigenschaften der Zwischenwände, z.B. das Querdehnverhalten, ist auch die Art und die Anordnung der jeweils durch einen Strich dargestellten Füge- Verbindungen 28 wesentlich, die z.B. als Punktschweißverbindung oder auch durch einen geringen Schlupf aufweisende Verbindungsdrähte ausgebildet sein kann. Sowohl eine gleiche Faltungsrichtung an gleichartig strukturierten Folienlagen 21 (s. Ausführung E) als auch unterschiedliche Faltungsrichtungen bei unterschiedlich strukturierten Folienlagen 21a, 21b (s. z.B. Ausführungsbeispiele F, L) sind möglich. Bei der Variante F wird der Zwischenwandaufbau nur durch die Fügeelemente 29b, z.B Schrauben, zusammengehalten, nach den Varianten G bzw. J und L ist neben den Schraubverbindungen 29 zusätzlich noch eine gegenseitige Formschlußverzahnung der glatten und gewellten Folienlagen vorgesehen. Die Fügeverbindungen 28 in den Varianten A - E und H sind mit bekannten Verfahren wie z.B. Punktschweißen oder gestanzter Formschlußverklammerung während des lagenweisen Zwischenwandaufbaus herzustellen. Bei den Varianten F, G, J und L können auch nach bereits erfolgtem Zwischenwandaufbau in die Zwischenwände noch weitere Versteifungselemente wie Stifte, Schrauben oder Bänder 29 eingeführt werden. Nach Variante K sind die V-förmigen Folienfaltungen scharnierartig durch Ausklinkungen in Längsrichtung und jeweils kleinere V-förmige Gegenfaltungen einer der Doppellagen verzahnt, wobei die Folien lagenweise ineinander geschoben sind und durch die durch die Faltungen geführten Verbindungs- drahte 29c feste Querverbindungen entstehen.2b shows an example of a larger selection of applicable film folds 26 for the formation of intermediate and outer walls, each with different stiffnesses and transverse expansion properties. The transverse stretching capacity allows the intermediate wall to be stretched or widened in the transverse direction without changing the position of the intermediate wall. The film folds can be designed as an L-shaped single fold (A), a Z-shaped double fold (B), a V-shaped triple fold (C), a zigzag-shaped four fold (D) or as a W-shaped five fold (E). the length of the folding legs 26 can vary at the same time. The wall thickness can be influenced by the number of folding legs 26 fixed to each other. For the properties of the partition walls, for example the transverse expansion behavior, the type and arrangement of the joint connections 28, which are each represented by a line, is also important, which can be formed, for example, as a spot weld connection or also by means of connecting wires which have little slip. Both the same folding direction on film layers 21 structured in the same way (see embodiment E) and different folding directions on film layers 21a, 21b structured differently (see exemplary embodiments F, L) are possible. In variant F, the partition wall structure is held together only by joining elements 29b, for example screws, according to variants G and J and L, in addition to the screw connections 29, a mutual positive locking toothing of the smooth and corrugated foil layers is additionally provided. The joint connections 28 in the variants A - E and H are to be produced using known methods such as spot welding or punched positive locking during the layer-by-layer partition construction. With variants F, G, J and L, even after the partition wall has already been built, further stiffening elements such as pins, screws or strips 29 can be introduced into the partition walls. According to variant K, the V-shaped foil folds are toothed like a hinge by notches in the longitudinal direction and smaller V-shaped counterfolds of one of the double layers, whereby the foils are pushed into each other in layers and firm cross connections are created by the connecting wires 29c through the folds.
Fig. 2c zeigt verschiedene mögliche Anordnungen von Zwischenwänden 35a - 35g bzw. deren Art der Befestigung 37a - 37h an der Gehäusewand 31. Der Aufbau der Zwischenwände 35a und 35g an den Wabenseiten parallel zur Gehäusewand 31 entspricht dem Beispiel A gemäß Fig. 2b, derjenigen der Zwischenwände 35b, 35c und 35g den Beispielen C, B bzw. D gemäß Fig. 2b. Die Zwischenwände 35d und 35e werden aus mehreren, in Durchströmungsrichtung fluchtend angeordneten Einzelstreben gebildet. Die Einzelstrebe 35d ist aus Lochaushalsungen gebildet, die sich jeweils an der benachbarten Folienlage abstützen und an dieser festgelegt sind. Hierzu ist ein durch die Mitte der Lochaushalsungen geführtes drahtförmiges Zusatzverbindungselement 39a vorgesehen, welches durch die Lochaushalsungen die Folienlagen zusammenpreßt. Die Lochaushalsungen können z.B. auch durch Schweißverbindungen an den Folienlagen befestigt sein. Die Folienlagen können des weiteren durch schrauben- oder spiralfederartige Streben 35e fixiert sein. Die Federkonstante der Spiralfeder kann auf die Festigkeit der Folien angepaßt sein und diese geringfügig unter- bzw. überschreiten.2c shows various possible arrangements of intermediate walls 35a-35g and their type of fastening 37a-37h to the housing wall 31. The construction of the intermediate walls 35a and 35g on the honeycomb sides parallel to the housing wall 31 corresponds to Example A according to FIG. 2b of the intermediate walls 35b, 35c and 35g in Examples C, B and D according to FIG. 2b. The intermediate walls 35d and 35e are formed from a plurality of individual struts which are aligned in the flow direction. The individual strut 35d is formed from perforated neckings, which are each supported on the adjacent film layer and are fixed thereon. For this purpose, a wire-shaped additional connecting element 39a is provided which runs through the center of the hole neckings and which presses the film layers together through the hole neckings. The hole neckings can e.g. also be attached to the foil layers by welded connections. The film layers can also be fixed by helical or spiral spring-like struts 35e. The spring constant of the spiral spring can be adapted to the strength of the foils and slightly exceed or fall short of them.
Die Einspannungen 37a - 37g der Zwischenwandenden an der Gehäusewand können einander gegenüberliegend, versetzt oder auch verdreht zueinander angeordnet sein. Mehrere benachbarte Zwischenwände im Wabenverbund können sich dabei zueinander gleichgerichtet (s. 35d, 35e, 35g) oder entgegengerichtet (s. 35a u. 35b) ausdehnen bzw. bewegen.The clamps 37a-37g of the intermediate wall ends on the housing wall can lie opposite one another, offset or else be twisted to each other. Several adjacent partitions in the honeycomb can expand or move in the same direction (see 35d, 35e, 35g) or in the opposite direction (see 35a and 35b).
Die linienartigen Befestigungen 37a-37g können zueinander längs- und gleichgerichtet sein oder (s. Befestigung 37a u. 37b an Teilwabe 34a), auch zueinander und zur Durchströmungsrichtung sowie zur gegenüberliegenden Zwischenwand 33g querge- richtet sein. Bei besonders großen, relativ flachen Wabenscheiben erfolgt mit einer stirnseitigen Wabenabstützung über die Befestigung 37h der Zwischenwand 35g eine zusätzliche äußere Querstabilisierung an der Gehäusewand im An- bzw. Abströmbereich .The line-like fastenings 37a-37g can be oriented longitudinally and in the same direction to one another or (see fastening 37a and 37b to partial honeycomb 34a), also transversely to one another and to the flow direction and to the opposite intermediate wall 33g. In the case of particularly large, relatively flat honeycomb panes, an additional external transverse stabilization on the housing wall in the inflow and outflow region is carried out with a frontal honeycomb support via the fastening 37h of the intermediate wall 35g.
Die beispielhaft in den Figuren 2b und 2c dargestellten Versteifungselemente können Bereiche hoher Steifigkeit aufweisen, die z.B. im Bereich der Gehäusesteifigkeit liegen, und derart deformier- bzw. dehnbar an dem Gehäuse festgelegt sein, daß die an dem Versteifungselement angreifenden Blechlagen gegenüber dem Gehäuse lageveränderlich sind. Hierzu können die dem Gehäuse benachbarten Bereiche der Versteifungselemente z.B. aufgrund von Materialstärke oder Materialbeschaffenheit eine erhöhte Flexibilität aufweisen und/oder lageveränderlich, z.B. unter Ermöglichung einer Abwinkelungsbewegung gegenüber dem Gehäuse, an dem Gehäuse festgelegt sein.The stiffening elements shown by way of example in FIGS. 2b and 2c can have regions of high stiffness which, for example, lie in the area of the housing stiffness, and can be fixed to the housing in such a deformable or stretchable manner that the sheet metal layers acting on the stiffening element can change position relative to the housing. For this purpose, the areas of the stiffening elements adjacent to the housing can e.g. have increased flexibility and / or change in position due to material thickness or material properties, e.g. be fixed to the housing while allowing an angular movement relative to the housing.
Fig. 3 zeigt den Querschnitt durch einen Waben-Gehäuseverbund mit drei vorgefertigten parallelogrammförmigen Einzelwaben 31a, 31b, 31c. Jede davon ist in zwei dreieckförmige Sekundärzellen unterteilt und außen mit einer Tertiär-Zellstruktur 37c, 37d umrandet. Die Tertiär-Zellwand 37c, die gegenüber dem Gehäuse verschiebbar ist, wird durch einfach abgeknickte la- schenförmige Endbereiche der Blechfolien gebildet, die schup- penartig einander überlappen. Die Endbereiche sind durch Punktschweißverbindungen aneinander befestigt und können zusätzlich durch Versteifungsdrähte stabilisiert werden. Die Versteifungsdrähte können zusammen mit den Endbereichen der Folien in den Befestigungsnuten 39a des Gehäuses festgelegt werde .FIG. 3 shows the cross section through a honeycomb-housing assembly with three prefabricated parallelogram-shaped individual honeycombs 31a, 31b, 31c. Each of them is divided into two triangular secondary cells and is surrounded on the outside by a tertiary cell structure 37c, 37d. The tertiary cell wall 37c, which is displaceable with respect to the housing, is formed by simply kinked tab-shaped end regions of the sheet metal foils which overlap one another like a scale. The end areas are fastened to each other by spot welding connections and can also be stabilized by stiffening wires. The stiffening wires together with the end portions of the Films are fixed in the mounting grooves 39a of the housing.
Die Dreiecks-Zellunterteilung ist durch mehrere fluchtend in Reihe angeordnete Drahtschrauben 37a gebildet. Alle übrigen Zellenwände 37c, 37d sind gleichzeitig Teil der inneren Dreiecksstruktur und der parallelogrammförmigen Tertiär-Zellenstruktur. Jeweils zwei äußere Wände davon nach Bauart 37c und 37d bilden auch durch die gemeinsame Einspannung im Gehäuse 39 die alle Teile umschließende sechseckige Quartiärzelle . Die Waben sind über Zellwände 37c an den Stellen 39a und zusätzlich über die Streben 37a an den Stellen 39b mit dem Gehäuse verbunden.The triangular cell division is formed by a plurality of wire screws 37a arranged in alignment. All other cell walls 37c, 37d are simultaneously part of the inner triangular structure and the parallelogram-shaped tertiary cell structure. Two outer walls, each of the 37c and 37d types, also form the hexagonal quaternary cell enclosing all the parts due to the common clamping in the housing 39. The honeycombs are connected to the housing via cell walls 37c at points 39a and additionally via struts 37a at points 39b.
Fig. 4a zeigt in perspektivischer Ansicht den Aufbau und die Herstellungsmethode eines quaderförmigen Verbund-Wabenkörpers mit einer engen rechteckigen Sekundärzellenstruktur aus jeweils zwei fluchtend hintereinander angeordneten Drähten 46a. Die Sekundärzellen überlagernd werden größere, etwa quadrati- sehe Tertiär-Zellen aus im Inneren des Wabenkörpers liegenden V-förmigen Faltungen 47e sowie aus an der Außenseite angeordneten einander überlappenden Abkantungen 47c der Folien 44 gebildet, die jeweils weitere Versteifungselemente darstellen. Das Gehäuse und weitere Zellwände an der Ober- und Unterseite sind, diese Darstellung vereinfachend, weggelassen. Der Pri- märwabenaufbau wird durch ein zickzackförmiges Zusammenfalten eines gewellten und an den Faltungslinien perforierten Folienbandes gebildet. Die Perforation ist durch Ausstanzungen so ausgebildet, daß nur noch schmale VerbindungsStege 45 übrig- bleiben, die eine einfachere paßgenaue Faltung und eine gerade ausreichende Abstützung und Verbindung der Folienlagen mit geringstmöglichem Durchströmungsdruckverlust ermöglichen. Das Falten ohne plastische Überdehnung der VerbindungsStege wird durch gezielte Erwärmung nur in diesem Biegebereich begün- stigt. Dazu werden die Folien jeweils mit der Faltung fortschreitend elektrisch kontaktiert, so daß alle Verbindungsstege an einer Faltlinie gleichzeitig durch Widerstandsaufheizung auf die Umformtemperatur gebracht werden. Das Zusammenfü- gen der vertikalen inneren Zwischenwände 47e geschieht durch horizontale Drähte 40a. Mit axial versetzten Ausklinkungen werden die ineinandergeschobenen Faltungen 47e scharnierartig verbunden, siehe Fig. 4b. Zusätzlich werden an den inneren Zwischenwänden senkrecht verlaufende Stabilisierungsdrähte 40b webmusterartig hindurchgeführt. Somit ergibt sich innerhalb des Wabenaufbaues aus Folien eine darin integrierte dreidimensionale Drahtstruktur.4a shows a perspective view of the structure and the production method of a cuboid composite honeycomb body with a narrow rectangular secondary cell structure, each consisting of two wires 46a arranged in alignment one behind the other. Overlying the secondary cells, larger, approximately square-shaped tertiary cells are formed from V-shaped folds 47e located in the interior of the honeycomb body and from mutually overlapping folds 47c of the foils 44, which each represent further stiffening elements. The housing and other cell walls on the top and bottom are omitted to simplify this illustration. The primary honeycomb structure is formed by a zigzag folding of a corrugated foil tape perforated on the folding lines. The perforation is formed by punching out such that only narrow connecting webs 45 remain, which enable easier, precisely fitting folding and just sufficient support and connection of the film layers with the lowest possible flow pressure loss. Folding without plastic overstretching of the connecting webs is only favored by targeted heating in this bending area. For this purpose, the foils are progressively electrically contacted with the fold, so that all connecting webs on a fold line are brought to the forming temperature simultaneously by resistance heating. The merging The vertical inner partitions 47e are made by horizontal wires 40a. The nested folds 47e are connected in a hinge-like manner with axially offset notches, see FIG. 4b. In addition, perpendicular stabilization wires 40b are passed through in a weave pattern on the inner partition walls. This results in a three-dimensional wire structure integrated in the honeycomb structure from foils.
Zwischen die Blechlagen können zur zusätzlichen Versteifung auch parallel zu diesen verlaufende dickere Blechlagen oder Blechbänder angeordnet sein, die auch aus mehreren sandwichartig übereinander angeordneten Folien bestehen können.Between the sheet-metal layers, thicker sheet-metal layers or sheet-metal strips running parallel to them can also be arranged for additional stiffening, which can also consist of a plurality of foils arranged one above the other in a sandwich-like manner.
Fig. 5 zeigt einen aus zwei geknickten Teilwaben zusammengesetzten Verbundwabenkörper 50a in einem gemeinsamen Gehäuse 50b. Jede dieser Teilwaben ist wiederum in zwei Sekundärzellen unterteilt, eine davon trapez- und die andere parallelogramm- förmig. Die Bildung der inneren und äußeren Zwischenwände ist gleichartig zu den schon vorhergehend beschriebenen Ausführungen.5 shows a composite honeycomb body 50a composed of two bent partial honeycombs in a common housing 50b. Each of these partial honeycombs is in turn divided into two secondary cells, one of them trapezoidal and the other parallelogram-shaped. The formation of the inner and outer partitions is the same as that previously described.
Fig. 6 zeigt gleichartig zu Fig. 5 eine Ausführung mit trapez- und kreisausschnitt-förmigen Sekundärzellen.FIG. 6 shows, similarly to FIG. 5, an embodiment with trapezoidal and circular-section-shaped secondary cells.
Fig. 7 zeigt eine spiralförmig aus glatten und gewellten Folien gewickelte runde Wabe, die in sechs Sekundärzellen unterteilt ist. Die auf das Zentrum zulaufenden Wände 77a werden beim Wickeln aus Folienfaltungen aufgebaut. Die umlaufende Ab- Stützung 77b ist Streckmetallblech, welches beim Wickeln eingelegt und in den Wänden 77a mitverzahnt wird. Damit werden nach außen hin kreisringabschnittförmige Zellen abgeteilt.FIG. 7 shows a round honeycomb wound in a spiral from smooth and corrugated foils and divided into six secondary cells. The walls 77a running towards the center are built up from foil folds during winding. The circumferential support 77b is expanded metal sheet which is inserted during winding and interlocked in the walls 77a. In this way, cells in the form of annular sections are divided outwards.
Die Zwischenwände sind aus z.B. Z-förmigen, zickzack-förmigen Faltungen entsprechend Variante B u. D sowie anderen nach Fig. 2b gebildet, die beim Abwickeln des Folienbandes vom Coil ausgebildet und zum Zwischenwandaufbau aneinander verzahnt und gefügt werden. Die Zwischenwände können am Gehäuse befestigt werden .The partitions are made of, for example, Z-shaped, zigzag-shaped folds in accordance with variant B and. D and others as shown in FIG. 2b, which are formed when the film strip is unwound from the coil and are interlocked and joined to form the intermediate wall. The partition walls can be attached to the housing become .
Fig. 8a zeigt einen U-förmigen Waben-Verbundaufbau mit drei Sekundärzellen aus glatten 84a und gewellten 84b Folien. Die äußeren Sekundärzellenwände 87a sind aus überlappenden Folien- abkantungen gebildet. Die inneren Zellen-Wände sind alternativ dazu aus mehreren fluchtend angeordneten Streben 87b und aus Streckmetall 87c gebildet. Die Befestigungsstellen 86 der Zwischenwände an der Gehäusewand sind gleichzeitig als Gehäu- seblech-Verbindungsschweißnaht ausgeführt . Entsprechend können auch Zwischenwände aus z.B. V-förmigen Faltungen in Verbindungsnähten von Gehäuseteilen eingeschweißt werden.8a shows a U-shaped honeycomb composite structure with three secondary cells made of smooth 84a and corrugated 84b films. The outer secondary cell walls 87a are formed from overlapping foil bends. The inner cell walls are alternatively formed from a plurality of struts 87b arranged in alignment and from expanded metal 87c. The fastening points 86 of the partition walls on the housing wall are simultaneously designed as a housing plate connection weld. Correspondingly, partition walls made of e.g. V-shaped folds can be welded into the joint seams of housing parts.
Fig. 8b zeigt einen in drei geometrisch verschiedene Grundfor- men 84a, 84b, 84c aufgeteilten Wabenkörperverbund. Aus einem vorgeformten, mäandernd gebogenem Folienstapel aus glatten und gewellten Folien werden in einer Vorfertigungsstufe durch Quertrennschnitte z. B. mittels Drahtsägen die Einzelwaben abgeteilt. An den Stirnschnittseiten werden dann die Folienenden zur Bildung der aufgebauten Zwischenwände 85a und 85b entsprechend Fig. 2b abgekantet. Nach Zusammenfügen erst einer Zwischenwand, dann einem verdichtetem Formkalibrieren der Wabe und danach dem Zusammenfügen der zweiten Zwischenwand 85a und dem Einbringen eines zusätzlichen Verbindungselementes 89a als Stütze zwischen den Zwischenwänden 85a, 85b und 87b hier in Form eines Streckmetallbleches, werden als letzter Arbeitsgang die Wandenden mit der Verbindungsnaht 87 des Gehäuses 81 gemeinsam befestigt 87a. Die beiden übrigen Zwischenwände 87b zur Stabilisierung der Teilwabe 84b sind aus mehreren in Durchströmungsrichtung fluchtend hintereinander angeordneten Einzelstreben 89b gebildet. Sie wirken zusammen als Zwischenwände entsprechend 35d oder 35e der Fig. 2c. Zum nachträglichen Einschrauben der Spiralfedern 89b werden Lochaushalsungen mit einem Spezialwerkzeug eingeschnitten bzw. geformt. Sie bilden dadurch Querabstützungen und aufgebaute "Dübelwände" für den besseren Halt der eingeschraubten Spiralfedern. Diese nachträglich von außen durch den Gehäusemantel hindurch eingebrachten Streben sind mit dem inneren Gitterverbindungsele- ment 89a in der Mitte eingeschraubt verbunden. Außen an der Gehäusewand sind sie gleichzeitig dicht verschweißt und befestigt .8b shows a honeycomb body structure divided into three geometrically different basic shapes 84a, 84b, 84c. From a preformed, meandering curved film stack of smooth and corrugated films are in a prefabrication stage by cross-cutting z. B. separated by means of wire saws the individual honeycombs. The film ends are then bent on the end cut sides to form the built-up intermediate walls 85a and 85b in accordance with FIG. 2b. After joining together an intermediate wall, then a compacted calibration of the shape of the honeycomb and then joining the second intermediate wall 85a and introducing an additional connecting element 89a as a support between the intermediate walls 85a, 85b and 87b here in the form of an expanded metal sheet, the wall ends become the last step the connecting seam 87 of the housing 81 jointly fastened 87a. The two other intermediate walls 87b for stabilizing the partial honeycomb 84b are formed from a plurality of individual struts 89b arranged one behind the other in the flow direction. Together they act as partitions corresponding to 35d or 35e of FIG. 2c. In order to screw in the spiral springs 89b subsequently, hole neckings are cut or shaped with a special tool. As a result, they form cross supports and built-in "dowel walls" for a better hold of the screwed-in spiral springs. These struts, which are subsequently introduced from the outside through the housing jacket, are connected to the inner lattice connection element. ment 89a screwed in the middle. At the same time, they are tightly welded and attached to the outside of the housing wall.
Fig. 9a, 9b und 9c zeigen den Aufbau und die Herstellungsmethode für einen aus zwei Teilwaben zusammengesetzten runden Verbundwabenkörper in einem gemeinsamen Gehäuse. Beide Teilwaben sind durch je zwei oder mehreren Strebenschrauben 97a in Sekundärzellen unterteilt. Die übrigen Wände werden am äußeren Umfang durch überlappende Folienabkantungen 97c und zwischen den benachbarten Zellen als gemeinsame Wand durch ein Streckmetallblech 97b gebildet.9a, 9b and 9c show the structure and the production method for a round composite honeycomb body composed of two partial honeycombs in a common housing. Both partial honeycombs are divided into secondary cells by two or more strut screws 97a. The remaining walls are formed on the outer circumference by overlapping foil folds 97c and between the neighboring cells as a common wall by an expanded metal sheet 97b.
Alternativ kann der Wabenkörper auch aus zwei separat vor- gefertigten Teilwaben aufgebaut werden, so daß das Streckmetall durch zwei gegenüberliegende Zwischenwände ersetzt wird. Durch die zueinander achsversetzte Anordnung der Strebenschrauben 97a mit der Zwischenwand aus Streckmetall bzw. den Seitenwänden der Teilwaben kann eine gegeneinander ge- richtete Wärmedehnung der Teilwaben und der Streben durch eine Biegung der Zwischenwände aufgenommen werden.Alternatively, the honeycomb body can also be constructed from two separately prefabricated partial honeycombs, so that the expanded metal is replaced by two opposing intermediate walls. Due to the axially offset arrangement of the strut screws 97a with the intermediate wall made of expanded metal or the side walls of the partial honeycombs, a mutually directed thermal expansion of the partial honeycombs and the struts can be absorbed by bending the intermediate walls.
In Fig. 9b wird erkennbar, wie aus nebeneinander angeordneten mäanderförmig gebogenen Endlos-Mehrlagenbändern aus glatten 94a und gewellten 94b Folien, durch Trennschnitte Teilwabenstapel gebildet werden. Mit der eingebrachten Streckmetalllage 97b und den Strebenschrauben 97a werden beide Folienpakete und die Trennwand dazwischen handhabbar vorfixiert. Nach dem Anformen der Faltungen und Abkantungen an den Folienenden zur Strukturwand 97c wird das gesamte Paket rundgeformt. Die Abkantungen werden z.B. durch Punktschweißen miteinander entsprechend Fig. 9a verbunden. Zur Gehäusewandbefestigung sind, wie in Fig. 9c erkennbar, ringförmige Rippen, durch Queraufkantungen aus den Endenabkantungen gebildet. An diesen aufgebauten Ringrippen sind zur zusätzlichen Stabilisierung Drähte 98 um den Wabenkörper rundgeführt und mit den Strebenschrauben 97a verbunden. Zur Befestigung im Gehäuse werden die Ringrippen in umlaufende Sicken der Gehäusewand mitsamt dem Draht 98 und den Enden der Strebschrauben 97a eingeklemmt und festgefügt .In FIG. 9b it can be seen how partial honeycomb stacks are formed by separating cuts from continuous, multilayered strips of smooth 94a and corrugated 94b films arranged next to one another. With the inserted expanded metal layer 97b and the strut screws 97a, both foil packages and the partition wall in between are manageably pre-fixed. After the folds and folds on the film ends have been formed into the structural wall 97c, the entire package is shaped into a round shape. The folds are connected to one another, for example by spot welding, in accordance with FIG. 9a. For the housing wall fastening, as can be seen in FIG. 9c, ring-shaped ribs are formed from the end folds by transverse edging. On these built-up ring ribs, wires 98 are guided around the honeycomb body for additional stabilization and connected with the strut screws 97a. For fastening in the housing, the ring ribs are encircled in the surrounding beads of the housing wall Wire 98 and the ends of the strut screws 97a clamped and tightened.
Fig. 10 zeigt in perspektivischer Ansicht einen alternativen Primärwabenaufbau 101 und eine besonders vorteilhafte Befestigungsmethode in der Gehäusewand 102. Der Wabenaufbau ist als mehrlagiger Spiralwickel von einem mäanderförmig gebogenen Mehrlagenband, vgl. Fig. 9, durch Abtrennschnitt, Endenabkan- tung und Rundformen gebildet. Mit der Streckmetalleinlage 107b, den Strebschrauben 107a und den überlappenden Folien- abkantungen 107c als Zellenwände werden gleichzeitig vier unterschiedlich geformte Zellen abgeteilt und fixiert, sowie Gehäuse-Befestigungsstrukturen geschaffen. Die Abkantungen 107c sind zur Bildung einer wendeiförmig aufgebauten Rippe am halben Umfang, vgl. Fig. 9c , dazu nochmals quer aufgekantet. Zusätzlich sind zur Stabilisierung die Abkantungen der Zellen- wandstruktur 107c durch z.B. Punktschweißungen miteinander verbunden. Mit der wendeiförmigen Rippe können in besonders günstiger Weise mehrere schon vorher beschichtete Waben hin- tereinander in ein gemeinsames Gehäuserohr mit dazu passender wendeiförmiger Sicke 109 einfach eingeschraubt werden. Durch entgegengerichtete Torsion des Rohres, wie mit den Pfeilen angedeutet und gleichzeitiger Axialzusammenpressung im richtigen Verhältnis zueinander, wird das Montagespiel am Waben- umfang und in der Sicke beseitigt und die Waben über die Rippe indirekt an der Gehäusewand befestigt. Die der Rippe gegenüberliegende Wabenhälfte mit den halbkreisförmigen Folienlagen wird durch Strebschrauben 107a stabilisiert und mit dem Gehäuse verbunden. Die Strebschrauben sind zur gleichmäßigen Last- abtragung in alle Folienlagen quer verzahnt, und durch die Streckmetalllage 107b hindurchgeschraubt. Differenzdehnungen zur Gehäusewand können hier über einen verbleibenden halbkreisförmigen Spalt zwischen dem Bereich mit geschlossenem Folienwickel und dem Bereich der Folienenden unabhängig von- einander bewegbar ausgeglichen werden. Die Strebschraubenenden werden erst nach dem Einpassen und Befestigen der Wendelrippe an der Gehäusewand eingeschweißt und abgedichtet. Es ist auch möglich, die Wand 102 als Sandwichwand aus relativ dünnwandi- gern Lochblech oder Streckmetall zusammen mit einem äußeren stabilen Rohr auszuführen. Von derartigen langen Rohrgehäusen, die als Rohrbündel geschützt transportierbar sind, lassen sich eine oder mehrere darin befestigte Wabenscheiben kostengünstig und flexibel für ein Baukastensystem abtrennen. So werden Transportverpackung und Verbindungsrundnähte bei der Abgasanlagen-Montage eingespart.10 shows a perspective view of an alternative primary honeycomb structure 101 and a particularly advantageous fastening method in the housing wall 102. The honeycomb structure is a multilayer spiral wrap from a meandering multilayer belt, cf. Fig. 9, formed by severing cut, end bending and round shapes. With the expanded metal insert 107b, the bracing screws 107a and the overlapping foil bends 107c as cell walls, four differently shaped cells are divided and fixed at the same time, and housing fastening structures are created. The bevels 107c are to form a helical rib at half the circumference, cf. Fig. 9c, again edged transversely. In addition, the folds of the cell wall structure 107c are connected to one another by, for example, spot welds for stabilization. With the helical rib, several previously coated honeycombs can be easily screwed one behind the other in a common housing tube with a matching helical bead 109. By counter-torsion of the tube, as indicated by the arrows and simultaneous axial compression in the correct relationship to each other, the assembly play on the honeycomb circumference and in the bead is eliminated and the honeycomb is indirectly attached to the housing wall via the rib. The honeycomb half opposite the rib with the semicircular film layers is stabilized by bracing screws 107a and connected to the housing. The bracing screws are cross-toothed for uniform load transfer in all foil layers and screwed through the expanded metal layer 107b. Differential expansions to the housing wall can be compensated for independently of one another via a remaining semicircular gap between the area with the closed film winding and the area of the film ends. The butt screw ends are only welded and sealed after the helical rib has been fitted and fastened to the housing wall. It is also possible to design the wall 102 as a sandwich wall made of relatively thin-walled like to perform perforated sheet or expanded metal together with an outer stable tube. One or more honeycomb disks fastened therein can be separated inexpensively and flexibly for a modular system from such long tube housings, which can be transported protected as tube bundles. This saves transport packaging and connecting seams when assembling the exhaust system.
Fig. 11 zeigt einen hohlzylinderförmigen Wabenkörper mit Ge- häuse mit aus runden, strukturierten Folien 112 scheibenförmig zusammengesetzten Waben, die über zusammengesetzte Zwischenwände 115a (vgl. Fig. 2b, Variante C) und 115b (vgl. Fig. 2b, Variante A) gefügt und gehalten sowie an den Stellen 117 am Gehäuse 111 befestigt sind. Die Befestigungen der Zwischenwän- de im Gehäuse entsprechen den Varianten 37a und 37b der Fig. 2c. Mehrere derartige zentripedal- oder zentrifugal-gerichtet durchströmbare Wabenteile 114a u. 114b können durch die Zwischenwände als Hohlzylinderring-Ausschnitt zusammengefaßt und in einem zylinderförmigen oder kegelstumpfförmigen Gehäuse befestigt werden. Auch kleinere Hohlzylinderausschnitte 114a, 114b jeweils als Einzelwaben durch aufgebaute Zwischenwände 115a, 115b stabilisiert können zu mehreren Ringausschnittkörpern zusammengefügt 117 und gemeinsam ummantelt werden.FIG. 11 shows a hollow cylindrical honeycomb body with a housing with honeycombs composed of round, structured foils 112 which are joined together by means of partition walls 115a (cf. FIG. 2b, variant C) and 115b (cf. FIG. 2b, variant A) and held and secured at points 117 on the housing 111. The fastenings of the intermediate walls in the housing correspond to variants 37a and 37b of FIG. 2c. Several such honeycomb parts 114a and centripedal or centrifugally directed can flow through. 114b can be combined through the partition walls as a hollow cylindrical ring cutout and fastened in a cylindrical or frustoconical housing. Even smaller hollow cylinder cutouts 114a, 114b, each stabilized as individual honeycombs by built-up intermediate walls 115a, 115b, can be joined 117 to form a plurality of ring cutout bodies and encased together.
Die zentral gerichteten Strömungskanäle der kreisringförmigen Folienlagen verkleinern ihren Querschnitt, für spezielle Anwendungen vorteilhaft nutzbar, entsprechend der dargestellten Folienstrukturierung 112.The centrally directed flow channels of the annular foil layers reduce their cross-section, which can be used advantageously for special applications, in accordance with the foil structuring 112 shown.
Fig. 12 zeigt in Umkehrung zur Fig. 11 die Folienlagen-Zwischenwandanordnung aus zylinderschalenartig gleich gebogenen glatten 122a und gewellten 122b Folien, welche an der Ober- und Unterseite über aufgebaute Kreisring-Zwischenwände 125 gehalten und gefügt ist. Die Zwischenwandstruktur entspricht der Fig. 2c (Variante A) . Die Befestigung der Zwischenwände am Gehäuse 121 oben und unten an den Stellen 127 erfolgt über jeweils ringförmige Rippen 123, die sich aus rechtwinkligen Ausklappungen des Zwischenwandaufbaus , wie schon zu Fig. 2c (33g) erläutert, bilden. Diese Rippen sind in ebenfalls ringförmige Sicken der Gehäusewand 127 befestigt. Je nach fast evolventenförmig bis fast kreisförmig gleicher Krümmung der Folien bilden sich für die Durchströmung mehr oder weniger verengende Kanäle in den Waben. Wie schon zu Fig 11 beschrieben, lassen sich mit dieser Anordnung Waben-/ Gehäuse-Verbundkörper in Form von Hohlzylinderausschnitten herstellen.FIG. 12, in reversal of FIG. 11, shows the film layer partition wall arrangement made of smooth 122a and corrugated 122b films bent in the same manner as a cylindrical shell, which is held and joined on the top and bottom sides by built-up circular ring partition walls 125. The partition structure corresponds to FIG. 2c (variant A). The partition walls are fastened to the housing 121 at the top and bottom at points 127 by means of annular ribs 123, which result from right-angled flaps of the partition construction, as already shown in FIG. 2c (33g) explained. These ribs are fastened in likewise annular beads of the housing wall 127. Depending on the almost involute to almost circular curvature of the foils, more or less narrowing channels are formed in the honeycomb for the flow. As already described for FIG. 11, honeycomb / housing composite bodies in the form of hollow cylinder cutouts can be produced with this arrangement.
Für Abgasanlagen mit mehreren z.B. quaderförmigen in Reihe hintereinander durchströmten Waben, haben nach dieser Erfindung einfach herstellbare, speziell gebogene und/oder querschnittserweiternde Anströmwaben in Form von Rechteckpyramidenstümpfen, erhebliche Anwendungsvorteile. Eine gleichmäßige und druckverlustarme Diffusorerweiterung der Strömungsquer- schnitte im Übergangsbereich von kleinen Rohrquerschnitten der Auspuffanläge auf große Waben-Anströmquerschnitte und gleichzeitig eine wirbelarme Strömungsumlenkung, eine druckverlust- mindernde Diffusorwirkung und ein besser den Bauraum ausnutzendes zusätzliches Wabenvolumen können so erreicht werden.For exhaust systems with several e.g. cuboidal honeycombs flowed through in a row have, according to this invention, easy-to-manufacture, specially curved and / or cross-section-expanding inflow honeycombs in the form of rectangular pyramid frustum, significant application advantages. A uniform and low-pressure loss diffuser expansion of the flow cross-sections in the transition area from small pipe cross-sections of the exhaust system to large honeycomb inflow cross-sections and at the same time a low-vortex flow deflection, a pressure-reducing diffuser effect and an additional honeycomb volume that better utilizes the installation space can be achieved.
Fig. 13a zeigt die Konfiguration für das Kalibrieren, Oxidie- ren, Diffusionsfügen und anschließende Fixieren der Folienlagen 114. Die an den Linien der Stege 115 zickzackförmig zusammengefalteten Folienbänder 114 mit dazwischen eingefügten Drähten oder Bändern 116 ergeben in der Zwischenfertigungsstufe zunächst einen noch relativ lockeren Verband, wie links in Fig. 13b gezeigt. Das Kalibrieren durch Zusammenpressen entsprechend Fig. 13b rechts erfolgt von oben und unten entsprechend der Pfeile 121 bei gleichzeitigem Ziehen an den Bändern bzw. Drähten 116 in Richtung der Pfeile 122 sowie dazu entgegengerichtetem Abstützen der Struktur 125 in Richtung der Pfeile 128. Die so auf eine spezifizierte Form gebrachte Wabe wird durch Einschrauben der Streben 117, sowie Abkanten und Verbinden der seitlichen Folienenden für die weitere Handha- bung stabil fixiert.13a shows the configuration for calibrating, oxidizing, diffusion joining and then fixing the foil layers 114. The foil strips 114 folded together in zigzag fashion on the lines of the webs 115 with wires or strips 116 inserted in between initially result in a still relatively loose bandage in the intermediate production stage as shown on the left in Fig. 13b. The calibration by pressing together according to FIG. 13b on the right is carried out from above and below according to the arrows 121 while simultaneously pulling on the bands or wires 116 in the direction of the arrows 122 and supporting the structure 125 in the opposite direction in the direction of the arrows 128 The specified shape of the honeycomb is firmly fixed for further handling by screwing in the struts 117, as well as folding and connecting the lateral film ends.
Durch elektrische Kontaktierung der Folienenden, wozu die Kontakte 125 in Richtung 126 zusammengepreßt werden, und Wi- derstands-Aufheizung, kann ein Abbau von Eigenspannungen und gleichzeitig die Bildung einer Oxidhaftschicht für die keramische Beschichtung oder alternativ ein Diffusions-Verbinden der Folien-Berührungsstellen 128 erfolgen. Das ist wahlweise mit der Temperatur, der Preßkraft und der Umgebungsatmosphäre zu bewirken. Zum Diffusionsverbinden der Folienberührungen 128 sind bekannterweise ein umgebendes Vakuum und entsprechend hohe Temperaturen einzustellen. Das Beheizen der Folienlagen kann schichtweise und nacheinander fortschreitend nur für jeweils einige Folienlagen erfolgen. Die Kontaktierung wird dazu schrittweise entlang der Pfeile 123 versetzt. Die dabei nicht beheizten Wabenbereiche bleiben so zum Durchleiten der Preßkräfte 121 stabil. Auch Lötverbindungen können mit ähnlichem Verfahrensablauf vorteilhaft erzeugt werden. Nur einfach mit Lötmaterial beschichtete Drähte oder Bänder 116 können mit, durch Pressung erzeugten, optimalen Lötspaltgeometrien, innerhalb der Waben verbunden werden. Ähnlich lassen sich die Schrauben 117 mit Lötmaterial beschichtet an den Folien verlöten. Diese Art der Wabenaufheizung ist gegenüber dem Aufwand mit sonst üblichen Hochtemperatur-Vakuumöfen wegen Energie- und Zeiteinsparung, wirtschaftlicher und umweitschonender sowie durch gleichmäßigere Temperatur- und Atmosphäreneinstellung sehr viel präziser.By electrically contacting the ends of the film, for which purpose the contacts 125 are pressed together in the direction 126, and resistance heating, a reduction of residual stresses and at the same time the formation of an oxide adhesive layer for the ceramic coating or alternatively a diffusion bonding of the film contact points 128 can take place. This can be done with the temperature, the pressing force and the ambient atmosphere. As is known, a surrounding vacuum and correspondingly high temperatures must be set for diffusion bonding of the film contacts 128. The heating of the film layers can be carried out in layers and successively only for a few film layers at a time. For this purpose, the contacting is gradually offset along the arrows 123. The honeycomb areas which are not heated thereby remain stable in order to pass through the pressing forces 121. Soldered connections can also be advantageously produced using a similar procedure. Only wires or tapes 116 coated simply with solder material can be connected within the honeycomb with optimal soldering gap geometries produced by pressing. Similarly, the screws 117 coated with solder material can be soldered to the foils. This type of honeycomb heating is much more precise compared to the effort required with conventional high-temperature vacuum ovens due to energy and time savings, more economical and environmentally friendly, as well as more uniform temperature and atmosphere settings.
Fig. 14 zeigt die Herstellung eines Wabenkörpers 114 aus glatten und gewellten Blechlagen 114a, 114b zur Erzeugung von Z- förmigen Zwischenwänden wird, wie in Fig. 14 links oben dargestellt. Dazu wird der vorgewinkelte Wabenkörper im Bereich der gestrichelt dargestellten radial verlaufenden Zonen 114c erwärmt. Der Wabenköper kann in den nicht erwärmten Zonen zur zusätzlichen Umformstabilisierung mit einem Schüttgut ausgefüllt werden. Wie in Fig. 14 unten dargestellt, können die Zwischenwände durch Ausübung eines radial einwärts gerichteten Drucks auf die äußerste Folienlage erzeugt werden. Ein hierfür geeignetes Werkzeug kann mehrere Flügel aufweisen, die zusammen einen Innenraum mit im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt bilden, wobei die einzelnen Flügel jeweils gleichsinnig um eine ihrer zur Längsachse des Wabenkörpers parallel verlaufenden Außenkanten verschwenkbar sind. Alternativ oder zusätzlich kann im Zentrum des Wabenkörpers auch eine drehbare Achse 114d eingebracht werden, die, z.B. über eine geeignete Verzahnung an die Innenwandung des Wabenkörpers angreift und durch Rotation die plastifizierten Bereiche des Wabenkörpers nach innen formt. Es kann auch ein entsprechendes Werkzeug ausgebildet sein, dessen Kontur der Kontur 114e des deformierten Wabenkörpers und die gegebenenfalls unter Drehung langsam in das Innere des Wabenkörpers abgesenkt wird.FIG. 14 shows the production of a honeycomb body 114 from smooth and corrugated sheet metal layers 114a, 114b for producing Z-shaped partitions, as shown in FIG. 14 at the top left. For this purpose, the pre-angled honeycomb body is heated in the region of the radially extending zones 114c shown in broken lines. The honeycomb body can be filled with bulk material in the unheated zones for additional deformation stabilization. As shown in Fig. 14 below, the partitions can be created by exerting radially inward pressure on the outermost layer of film. A tool suitable for this can have a plurality of wings, which together form an interior with an essentially circular cross-section, the individual wings in each case parallel to one of the longitudinal axes of the honeycomb body extending outer edges are pivotable. As an alternative or in addition, a rotatable axis 114d can also be introduced in the center of the honeycomb body, which acts on the inner wall of the honeycomb body, for example by means of a suitable toothing, and which forms the plasticized regions of the honeycomb body inwards by rotation. A corresponding tool can also be formed, the contour of which is the contour 114e of the deformed honeycomb body and, if necessary, is slowly lowered into the interior of the honeycomb body with rotation.
Fig. 15 zeigt die Ausbildung einer Zwischenwand bei einem Wabenkörper mit horizontal verlaufenden glatten und gewellten Blechen 115a, 115b. Die Endbereiche des Wabenkörpers werden unter geringem Anlagedruck an gegenüberliegenden Endbereichen 115c, 115d beidseitig mit Backenpaaren 115e, f bzw. 115g, h eingespannt, wobei die beiden Backenpaare einen geringen Abstand zueinander aufweisen. An die beiden Backenpaare wird mittels der elektrischen Spannungsquelle 115j eine Spannung angelegt, so daß durch einen entsprechenden Stromfluß die in dem Spalt zwischen den Backenpaaren angeordneten Folienbereiche erwärmt werden. Durch Zusammenschieben der Backenpaare können die Folien gefaltet werden. Um eine Vorzugsrichtung der Faltung zu definieren, ist in dem abzufaltenden Bereich der Folien eine Strebe 115k angeordnet, die mit den Blechen zugbe- lastbar verbunden ist. Durch Ausübung eines Zuges bzw. Druckes auf die Strebe 115k in Pfeilrichtung können definierte Folienfaltungen erzeugt werden. Es können beispielsweise auch zwei oder mehrere zueinander parallel angeordnete Reihen von Streben vorgesehen sein, so daß auch Mehrfachfaltungen erzeugt werden können.15 shows the formation of an intermediate wall in a honeycomb body with horizontally running smooth and corrugated sheets 115a, 115b. The end regions of the honeycomb body are clamped on both sides with opposing end regions 115c, 115d using pairs of jaws 115e, f and 115g, h, respectively, with a slight spacing between the two pairs of jaws. A voltage is applied to the two pairs of jaws by means of the electrical voltage source 115j, so that the film regions arranged in the gap between the pairs of jaws are heated by a corresponding current flow. The foils can be folded by pushing the pairs of jaws together. In order to define a preferred direction of folding, a strut 115k is arranged in the area of the foils to be folded, which strut is connected to the metal sheets so as to withstand tensile loads. Defined film folds can be produced by exerting a pull or pressure on the strut 115k in the direction of the arrow. For example, two or more rows of struts arranged parallel to one another can also be provided, so that multiple folds can also be produced.
Wie in Fig. 15 unten dargestellt, können die beiden Backenpaare 115e, f bzw. 115g, h auch senkrecht zur Lage der Folien, vorzugsweise unter gleichzeitiger Verringerung der Breite des Spaltes 1151 verschoben werden, wodurch ein Z-förmige Folienfaltung erzeugbar ist.As shown in FIG. 15 below, the two pairs of jaws 115e, f and 115g, h can also be displaced perpendicularly to the position of the foils, preferably while simultaneously reducing the width of the gap 1151, as a result of which a Z-shaped foil fold can be produced.
Figur 16 a zeigt einen Ausschnitt eines Wabenkörpers mit einer aus überlappenden Bereichen 120 der Blechlagen 121 aufgebauten Seitenwand 122, wobei die in einer Richtung der Blechlagenebene abgewinkelten Endabschnitte durch Befestigungspunkte 123 untereinander verbunden sind. Die Befestigungspunkte sind zueinander versetzt angeordnet, so daß keine direkt und gerade durchgehende Wärmebrücke vom Wabenkörperinneren zum Gehäuse hin ausgebildet wird. Die Verbindungspunkte sind hier vertikal, d.h. senkrecht zur Hauptebene der Blechlagen zueinander versetzt, die Verbindungslinie der Verbindungspunkte kann jedoch auch schräg oder horizontal zu den Blechlagen erfolgen.Figure 16 a shows a section of a honeycomb body with a sidewall 122 constructed from overlapping regions 120 of sheet metal layers 121, the end sections angled in a direction of the sheet metal layer plane being connected to one another by fastening points 123. The fastening points are arranged offset from one another, so that no direct and straight continuous thermal bridge from the interior of the honeycomb body to the housing is formed. The connection points here are offset vertically, ie perpendicular to the main plane of the sheet metal layers, but the connection line of the connection points can also be oblique or horizontal to the sheet metal layers.
Die die Seitenwandung aufbauenden Blechlagenabschnitte 120 weisen ausgeklinkte Laschen 124 zur Befestigung der Blechlagen an dem Gehäuse auf. Da nach diesem Ausführungsbeispiel sämtli- ehe der Blechlagenenden mit einander überlappenden ausgeklinkten Laschen versehen sind, entsteht in der Wandung ein Durchbruch, der durch ein Blechband 125 im wesentlichen gasdicht abgedeckt ist, um das Wabenkörperinnere von dem kühleren Gehäuse thermisch zu isolieren.The sheet-metal layer sections 120 building up the side wall have notched tabs 124 for fastening the sheet-metal layers to the housing. Since, according to this exemplary embodiment, all of the sheet-metal layer ends are provided with overlapping notched tabs, a breakthrough occurs in the wall, which is covered in a gas-tight manner by a sheet-metal strip 125 in order to thermally insulate the interior of the honeycomb body from the cooler housing.
Nach Figur 16 b sind die Stirnseiten der den Durchbruch begrenzenden Bereiche 126 des Innengehäuses 127, in dem die Laschen festgelegt werden, gezahnt, so daß die Laschen 124 beim Zusammenschieben der beiden Innengehäuseteile in Pfeil- richtung zwischen den Verzahnungen eingeklemmt werden.According to FIG. 16 b, the end faces of the areas 126 of the inner housing 127, in which the tabs are fixed, which delimit the opening, are serrated, so that the tabs 124 are clamped between the teeth when the two inner housing parts are pushed together in the direction of the arrow.
Die Laschen 124 sind in dem Ausführungsbeispiel U-förmig ausgeführt und hintergreifen das Innengehäuse, so daß zusätzlich die freien Laschenenden zwischen Innengehäuse 127 und Außengehäuse 128 eingeklemmt und hierdurch kraftschlüssig gehaltert sind. Nach der Positionierung der Gehäuseteile kann das Innengehäuse mit dem Außengehäuse verbunden werden, z.B. durch Punktschweißverbindungen 129. The tabs 124 are U-shaped in the exemplary embodiment and engage behind the inner housing, so that the free tab ends are additionally clamped between the inner housing 127 and the outer housing 128 and are thereby held in a force-fitting manner. After positioning the housing parts, the inner housing can be connected to the outer housing, e.g. by spot welding connections 129.

Claims

WabenkörperPatentansprüche Honeycomb body patent claims
1. Wabenkörper, insbesondere Katalysator-Trägerkörper, mit einer Wabenstruktur aus einer Vielzahl von in Längs- richtung des Wabenkörpers verlaufenden, von einem Fluid durchströmbaren Kanälen, bestehend aus stapeiförmig angeordneten Blechlagen, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß mindestens ein mit einer Mehrzahl von Blechlagen (4,24) verbundenes Versteifungselement ( 6 , 7a, 7b, 7c, 97a, 97b) vorgesehen ist, das sich quer zu den Blechlagen (4,24) erstreckt, und das zumindest in dessen Längsrichtung zugbelastbar ist.1. honeycomb body, in particular catalyst carrier body, with a honeycomb structure made up of a plurality of channels running in the longitudinal direction of the honeycomb body and through which a fluid can flow, consisting of stacked sheet metal layers, characterized in that at least one with a plurality of sheet metal layers (4, 24 ) connected stiffening element (6, 7a, 7b, 7c, 97a, 97b) is provided, which extends transversely to the sheet metal layers (4,24), and which can be loaded at least in the longitudinal direction thereof.
2. Wabenkörper nach Anspruch 1, d a d u r c h g e - k e n n z e i c h n e t , daß das Versteifungselement2. honeycomb body according to claim 1, d a d u r c h g e - k e n n z e i c h n e t that the stiffening element
(6, 7a, 7b, 7c, 97a, 97b) quer zu dessen Erstreckungsrichtung und relativ zum Gehäuse (2) elastisch deformierbar ist und/oder elastisch deformierbar an dem Gehäuse (2) gehaltert ist.(6, 7a, 7b, 7c, 97a, 97b) is elastically deformable transversely to its direction of extension and relative to the housing (2) and / or is elastically deformably supported on the housing (2).
3. Wabenkörper nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß Versteifungselemente (7c, 50a, 60a) vorgesehen sind, die aus abgefalteten und miteinander verbundenen Abschnitten der Blechlagen aufge- baut sind.3. honeycomb body according to claim 1 or 2, d a d u r c h g e k e n z e i c h n e t that stiffening elements (7c, 50a, 60a) are provided, which are constructed from folded and interconnected sections of the sheet metal layers.
4. Wabenkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß Abschnitte der Blechlagen mit ein- oder mehrfach abgefalteten Berei- chen versehen sind, die mit den Versteifungselementen (7c, 50a, 60a) verbunden sind.4. honeycomb body according to one of claims 1 to 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that sections of the sheet metal layers are provided with single or multiple folded areas that are connected to the stiffening elements (7c, 50a, 60a).
5. Wabenkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a - d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Versteifungselemente ( 27c , 28b, 46a, 47e) unmittelbar miteinander verbunden sind.5. honeycomb body according to one of claims 1 to 4, since - characterized in that the stiffening elements (27c, 28b, 46a, 47e) are connected directly to one another.
6. Wabenkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß mehrere Versteifungselemente ( 6 , 7a, 7b, 7c , 97a, 97b) vorgesehen sind, die parallel zueinander ausgerichtet sind oder deren Orientierung in einer oder mehreren Raumrichtungen sich bezüglich des benachbarten Versteifungselementes jeweils um einen konstanten Betrag unterscheidet, und hierdurch insgesamt eine Gruppe bilden.6. honeycomb body according to one of claims 1 to 5, characterized in that a plurality of stiffening elements (6, 7a, 7b, 7c, 97a, 97b) are provided, which are aligned parallel to one another or their orientation in one or more spatial directions with respect to the adjacent stiffening element each differ by a constant amount, thereby forming a group.
7. Wabenkörper nach Anspruch 6, d a d u r c h g e - k e n n z e i c h n e t , daß mehrere Gruppen von Versteifungselementen ( 6 , 7a, 7b, 7c, 97a, 97b) vorgesehen sind, wobei die Versteifungselemente unterschiedlicher Gruppen eine andere Orientierung zueinander aufweisen, als die Versteifungselemente innerhalb einer Gruppe.7. honeycomb body according to claim 6, so that several groups of stiffening elements (6, 7a, 7b, 7c, 97a, 97b) are provided, wherein the stiffening elements of different groups have a different orientation to one another than the stiffening elements within a group.
Wabenkörper nach Anspruch 6 oder 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Versteifungselemente unterschiedlicher Gruppen jeweils unterschiedlich ausgeführt sind.Honeycomb body according to claim 6 or 7, so that the stiffening elements of different groups are each designed differently.
9. Wabenkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß neben eindimensionalen Versteifungselementen (28b, 40b) auch zweidimensionale Versteifungselemente (27d,47e) vorgesehen sind, wobei die eindimensionalen Versteifungselemente (28b, 40b) innerhalb der zweidimensionalen Versteifungselemente (27d,47e) angeordnet sind.9. honeycomb body according to one of claims 1 to 8, characterized in that in addition to one-dimensional stiffening elements (28b, 40b) and two-dimensional stiffening elements (27d, 47e) are provided, the one-dimensional stiffening elements (28b, 40b) within the two-dimensional stiffening elements (27d, 47e ) are arranged.
10. Wabenkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 9, d a - d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß neben eindimensionalen Versteifungselementen (7a, 46a) auch zweidimensionale Versteifungselemente (7c,47e) vorgesehen sind, und daß die eindimensionalen Versteifungselemente (7a, 46a) die zweidimensionalen Versteifungselemente unter Einschluß eines Winkels zur Hauptebene derselben durchdringen.10. honeycomb body according to one of claims 1 to 9, since - characterized in that in addition to one-dimensional stiffening elements (7a, 46a) and two-dimensional stiffening elements (7c, 47e) are provided, and that the one-dimensional stiffening elements (7a, 46a) penetrate the two-dimensional stiffening elements, including an angle to the main plane thereof.
11. Wabenkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß Bleche (27c) mit abgewinkelten Bereichen vorgesehen sind, die miteinander zu einem sich quer zu den Blechlagen erstrek- kenden Wandbereich des Wabenkörpers verbunden sind.11. Honeycomb body according to one of claims 1 to 10, and that plates (27c) are provided with angled areas which are connected to one another to form a wall region of the honeycomb body which extends transversely to the sheet metal layers.
12. Wabenkörper nach Anspruch 11, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß Befestigungsbereiche zur Festlegung des Wabenkörpers an einem Gehäuse vorgesehen sind, die in einem Abstand von den Verbindungsstellen der Blechlagenabschnitte untereinander angeordnet sind.12. The honeycomb body according to claim 11, which also provides that fastening areas for fixing the honeycomb body to a housing are provided, which are arranged at a distance from one another from the connection points of the sheet-metal layer sections.
13. Wabenkörper nach Anspruch 11 oder 12, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Verbindungsstellen aufeinanderfolgender Blechlagen untereinander voneinander beabstandet sind.13. A honeycomb body according to claim 11 or 12, that the connecting points of successive sheet metal layers are spaced apart from one another.
14. Wabenkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 13 mit einem Gehäuse, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das Gehäuse eine Doppelwandung umfaßt, die ein Innen- gehäuse und ein Außengehäuse bilden, und daß das Innengehäuse Durchbrechungen aufweist, in denen Bereiche des Wabenkörpers festlegbar sind.14. Honeycomb body according to one of claims 1 to 13 with a housing, so that the housing comprises a double wall, which form an inner housing and an outer housing, and that the inner housing has openings in which areas of the honeycomb body can be fixed.
15. Wabenkörper mit Gehäuse nach Anspruch 14, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das Innengehäuse aus mehreren, gegeneinander beweglichen und unabhängig von einander an dem Außengehäuse befestigbaren Teilen besteht und daß zwischen den Teilen des Innengehäuses Bereiche des Wabenkörpers festgelegt sind.15. honeycomb body with housing according to claim 14, so that the inner housing consists of a plurality of parts which can be moved and are fastened independently of one another to the outer housing and that areas of the honeycomb body are defined between the parts of the inner housing.
16. Verfahren zur Herstellung eines Wabenkörpers nach einem der Ansprüche 1 bis 13, mit einer Wabenstruktur aus einer Vielzahl von in Längsrichtung des Wabenkörpers verlaufen- den, von einem Fluid durchströmbaren Kanälen, bestehend aus glatten und/oder strukturierten Blechen, mit den Schritten:16. A method for producing a honeycomb body according to one of claims 1 to 13, with a honeycomb structure of a plurality of extending in the longitudinal direction of the honeycomb body. the channels through which a fluid can flow, consisting of smooth and / or structured sheets, with the steps:
- die Bleche werden zu ebenen oder gebogenen Blechlagen angeordnet, die Wabenstruktur wird mit einem Gehäuse umgeben, vor oder nach der Anordnung des Gehäuses wird mindestens ein die Wabenstruktur zusätzlich stabilisieren- des Versteifungselement (6, 7a, 7b, 7c, 97a, 97b) mit einer Mehrzahl von Blechen verbunden, wobei das Versteifungselement (6, 7a, 7b, 7c, 97a, 97b) quer zu seiner Erstreckungsrichtung relativ zum Gehäuse (2) elastisch deformierbar ist und/oder elastisch defor- mierbar an dem Gehäuse (2) gehaltert ist.- The sheets are arranged in flat or curved sheet layers, the honeycomb structure is surrounded by a housing, before or after the arrangement of the housing, at least one stiffening element (6, 7a, 7b, 7c, 97a, 97b) that additionally stabilizes the honeycomb structure of a plurality of sheets, the stiffening element (6, 7a, 7b, 7c, 97a, 97b) being elastically deformable transversely to its direction of extension relative to the housing (2) and / or being elastically deformable on the housing (2) .
17. Verfahren nach Anspruch 16, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß Abschnitte der Bleche abgefaltet werden und daß die abgefalteten Bereiche miteinander unter Ausbildung der Versteifungselemente ( 6 , 7a, 7b, 7c, 97a, 97b) verbunden werden.17. The method according to claim 16, so that sections of the sheets are folded and that the folded areas are connected to one another to form the stiffening elements (6, 7a, 7b, 7c, 97a, 97b).
18. Verfahren nach Anspruch 16 oder 17, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß Abschnitte der Bleche ein- oder mehrfach abgefaltet werden und die abgefalteten Bereiche mit den Versteifungselementen (7c, 50a, 60a) verbunden werden.18. The method according to claim 16 or 17, d a d u r c h g e k e n e z e i c h n e t that sections of the sheets are folded one or more times and the folded areas are connected to the stiffening elements (7c, 50a, 60a).
19. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 18, d a - d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß mehrere19. The method according to any one of claims 16 to 18, d a - d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that several
Bleche gleichzeitig mäandrierend von einem Stapelband abgelegt werden, daß die übereinander angeordneten Blechlagen durch Einbringen von Versteifungselementen aneinander fixiert werden und daß der Folienstapel durch An- bringung von Trennschnitten in eine Mehrzahl von Wabenkörpern zerlegt wird.Sheets are simultaneously meandered from a stack belt, that the sheet metal layers arranged one above the other are fixed to one another by introducing stiffening elements and that the stack of sheets is broken down into a plurality of honeycomb bodies by making separating cuts.
20. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 19, d a - d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß zur Kalibrierung des Wabenkörpers dieser insgesamt oder bereichsweise erwärmt wird, daß mittels einer Preßeinrichtung der Wabenkörper außenseitig quer zur Lagenschichtung druck- beaufschlagt wird und nach einer Verweilzeit druck- und temperaturentlastet wird.20. The method according to any one of claims 16 to 19, characterized in that for the calibration of the honeycomb body this is heated in whole or in regions, that the honeycomb body is pressurized on the outside transversely to the layer stratification by means of a pressing device and is relieved of pressure and temperature after a dwell time.
21. Verfahren nach Anspruch 20, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Erwärmung mittels einer Widerstandsheizung unter Kontaktierung der Blechlagen oder mittels einer Induktionsheizung erfolgt.21. The method according to claim 20, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the heating is carried out by means of a resistance heating with contacting the sheet metal layers or by means of an induction heating.
22. Verfahren nach Anspruch 20 oder 21, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Versteifungsele- mente vor, während oder nach der Kalibrierung gespannt werden .22. The method according to claim 20 or 21, so that the stiffening elements are tensioned before, during or after the calibration.
23. Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 22, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die in den Wabenkörper eingebrachten Versteifungselemente während oder nach der Kalibrierung mit den Blechen und/oder anderen Versteifungselemente an den Berührungsstellen fügetechnisch verbunden werden.23. The method according to any one of claims 20 to 22, so that the stiffening elements introduced into the honeycomb body are joined by joining technology to the metal sheets and / or other stiffening elements at the points of contact during or after calibration.
24. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 23, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Bleche in einem Wärmebehandlungsschritt mit einer Oxid-Haftschicht versehen werden.24. The method according to any one of claims 16 to 23, so that the sheets are provided with an oxide adhesive layer in a heat treatment step.
25. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 24, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß bereits mit einer Oxid-Haftschicht und/oder bereits mit einer keramischen Beschichtung versehene Bleche verwendet werden, und daß diese Bleche zur Wabenstruktur zusammengefügt werden.25. The method according to any one of claims 16 to 24, d a d u r c h g e k e n e z e i c h n e t that already with an oxide adhesive layer and / or already provided with a ceramic coating sheets are used, and that these sheets are joined to the honeycomb structure.
26. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 25, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß zur Ein- bringung der Versteifungselemente in den Wabenkörper dieser insgesamt oder bereichsweise erwärmt wird, daß mittels einer Preßeinrichtung Teilabschnitte des Wabenkörpers außenseitig längs oder quer zur Lagenschichtung unter Aus- bildung von abgewinkelten Bereichen oder Bereichen größerer Krümmung deformiert werden, daß unter Abkühlung des Wabenkörpers die deformierten Zonen formstabilisiert werden, und daß vor oder nach der Stabilisierung die deformierten Zonen unter Ausbildung der Versteifungselemente miteinander verbunden werden. 26. The method according to any one of claims 16 to 25, characterized in that for the Bringing the stiffening elements into the honeycomb body is heated as a whole or in some areas, so that parts of the honeycomb body are deformed on the outside lengthways or transversely to the layered layer by means of a pressing device, with the formation of angled areas or areas of greater curvature, so that the deformed zones are dimensionally stabilized while the honeycomb body cools , and that before or after stabilization, the deformed zones are connected to one another to form the stiffening elements.
EP00938546A 1999-05-14 2000-05-12 Honeycombed body with reinforcement elements Withdrawn EP1194233A1 (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19922358A DE19922358C1 (en) 1999-05-14 1999-05-14 Honeycomb body
DE19922358 1999-05-14
PCT/DE2000/001489 WO2000069558A1 (en) 1999-05-14 2000-05-12 Honeycombed body with reinforcement elements

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP1194233A1 true EP1194233A1 (en) 2002-04-10

Family

ID=7908144

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP00938546A Withdrawn EP1194233A1 (en) 1999-05-14 2000-05-12 Honeycombed body with reinforcement elements

Country Status (4)

Country Link
US (1) US6720060B1 (en)
EP (1) EP1194233A1 (en)
DE (1) DE19922358C1 (en)
WO (1) WO2000069558A1 (en)

Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10056279A1 (en) 2000-11-14 2002-05-29 Emitec Emissionstechnologie Radially flowable and segmented honeycomb body
DE102004037706A1 (en) * 2004-08-04 2006-03-16 Purem Abgassysteme Gmbh & Co. Kg Filter plate for a particle filter
DE102005032348A1 (en) * 2005-07-08 2007-01-11 Emitec Gesellschaft Für Emissionstechnologie Mbh Filter layer, used as part of honeycomb structure for removing particulates from engine exhaust gas, comprises segments joined together so that opposite edges of filter layer have different lengths
US20070131481A1 (en) * 2005-12-12 2007-06-14 John Mordarski Method and apparatus for attenuating sound in a vehicle exhaust system
DE102006036498A1 (en) * 2006-07-28 2008-02-07 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Composite honeycomb structure, e.g. useful as a filter or catalytic converter, comprises comprises prismatic segments whose sides are bonded together over their whole length parallel to the direction of flow
US7850896B2 (en) * 2006-11-29 2010-12-14 Airbus Deutschland Gmbh Method of producing a folded honeycomb structure for a sandwich component and foldable sheet-like material
US8668855B2 (en) 2006-12-05 2014-03-11 Bradford Company Method of making core for sandwich-like product starting with extruded profile
US20080131654A1 (en) * 2006-12-05 2008-06-05 Bradford Company Folded Product Made From Extruded Profile and Method of Making Same
US9550318B2 (en) 2006-12-05 2017-01-24 Bradford Company Method of making sandwich-like product starting with extruded profile
WO2008129671A1 (en) * 2007-04-17 2008-10-30 Ibiden Co., Ltd. Catalyst-carrying honeycomb and process for producing the same
US8292987B2 (en) * 2007-09-18 2012-10-23 GM Global Technology Operations LLC Inductively heated particulate matter filter regeneration control system
DE102008011261A1 (en) 2008-02-27 2009-09-03 Emitec Gesellschaft Für Emissionstechnologie Mbh Honeycomb body with flexible joints
EP2140933A1 (en) * 2008-07-02 2010-01-06 Werner Soyez Structured catalyst hold for pipe reactors
FR2941648B1 (en) * 2009-02-05 2011-01-14 Aircelle Sa METHOD FOR MANUFACTURING ALVEOLAR STRUCTURE FOR A TURBOJET NACELLE
US8424805B2 (en) 2009-10-07 2013-04-23 Donald Smith Airfoil structure
US8308885B2 (en) 2010-10-20 2012-11-13 Bradford Company Method of making multi-layered product having spaced honeycomb core sections
CN102798123B (en) * 2011-05-26 2016-05-04 中山炫能燃气科技股份有限公司 A kind of infrared metal heater and preparation method thereof
DE102011080782B4 (en) * 2011-08-10 2014-09-04 Eberspächer Exhaust Technology GmbH & Co. KG Latent heat storage and catalyst
US9874015B2 (en) 2015-03-12 2018-01-23 Global Energy Sciences, Llc Basalt reinforcement for concrete containment cages
US10036165B1 (en) 2015-03-12 2018-07-31 Global Energy Sciences, Llc Continuous glass fiber reinforcement for concrete containment cages
DE102018214926A1 (en) * 2018-09-03 2020-03-05 Continental Automotive Gmbh Honeycomb body for the after-treatment of exhaust gases
DE102020215116A1 (en) 2020-12-01 2022-06-02 Vitesco Technologies GmbH Honeycomb body with specific cell design

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3737978A (en) 1970-01-07 1973-06-12 Aeronca Inc Brazing method
FI74523C (en) * 1986-04-29 1988-02-08 Kemira Oy Preparation and fortification process of a catalytic cell intended for purification of exhaust gas.
EP0245738B1 (en) * 1986-05-12 1989-08-09 INTERATOM Gesellschaft mit beschränkter Haftung Metallic honeycomb body, particularly a catalyst carrier, provided with a supporting wall, and its manufacturing process
SE461018B (en) * 1987-07-06 1989-12-18 Svenska Emmisionsteknik Ab KATALYSATORBAERARE
DE3726072A1 (en) * 1987-08-06 1989-02-16 Thyssen Edelstahlwerke Ag Soldering method
DE8801788U1 (en) * 1988-02-11 1989-06-15 Emitec Emissionstechnologie
WO1990003220A1 (en) * 1988-09-22 1990-04-05 Emitec Gesellschaft Für Emissionstechnologie Mbh Honeycomb structure, in particular catalyst support, composed of a plurality of interlaced bundles of sheet metal
WO1992002714A1 (en) * 1990-07-30 1992-02-20 Emitec Gesellschaft Für Emissionstechnologie Mbh Electrically heated honeycomb body, in particular a catalytic converter body, with internal support structures
JPH04122418A (en) * 1990-09-13 1992-04-22 Nippon Steel Corp Catalyst converter for purification of exhaust gas automobile
DE4112354A1 (en) 1991-04-16 1992-10-22 Behr Gmbh & Co DEVICE FOR CATALYTIC DETOXING OF EXHAUST GAS
JP3366914B2 (en) 1991-07-04 2003-01-14 松本鋼管株式会社 Catalytic metal carrier and method for producing the same
US5187142A (en) 1991-09-03 1993-02-16 General Motors Corporation Catalytic converter metal monolith
JP3222542B2 (en) 1992-04-24 2001-10-29 株式会社デンソー Metal catalyst carrier
DE4243079C2 (en) 1992-12-18 1996-03-14 Oberland Mangold Gmbh Honeycomb body and process for its manufacture
US5948504A (en) * 1993-01-21 1999-09-07 Emitec Gesellschaft Fuer Emissionstechnologie Mbh Electrically insulating supporting structure capable of metallic bonding, process for producing the same, electrically heatable catalytic converter and electrically conductive honeycomb body using the same
DE4409026A1 (en) 1994-03-16 1995-11-09 Bayerische Motoren Werke Ag Exhaust gas catalytic converter, in particular for internal combustion engines
DE19539168A1 (en) 1995-10-20 1997-04-24 Emitec Emissionstechnologie Honeycomb body made of sheet metal layers with reinforcement structures
DE29708861U1 (en) 1997-05-20 1997-07-17 Emitec Emissionstechnologie Catalyst carrier body with outer bead

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See references of WO0069558A1 *

Also Published As

Publication number Publication date
US6720060B1 (en) 2004-04-13
WO2000069558A1 (en) 2000-11-23
DE19922358C1 (en) 2001-01-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2000069558A1 (en) Honeycombed body with reinforcement elements
EP0245737B1 (en) Honeycomb body, particularly a catalyst carrier, provided with opposedly folded metal sheet layers, and its manufacturing process
EP0245738B1 (en) Metallic honeycomb body, particularly a catalyst carrier, provided with a supporting wall, and its manufacturing process
DE19525261A1 (en) Metal honeycomb substrate for exhaust gas catalytic converter
CH683977A5 (en) Honeycomb structure for purifying exhaust gas and methods for their preparation.
EP2283215B1 (en) Honeycomb body having radially differently configured connecting points
EP0618842B1 (en) Honeycomb construction with an inner structure held by a support structure
EP0674944B1 (en) Process for the production of a coated monolithic metal support
EP1644620B1 (en) Method for producing a metal honeycomb structure
EP1495215B1 (en) Calibrated catalyst carrier element comprising a corrugated sheath and method for the production thereof
WO1998053187A1 (en) Honeycomb body with a system for avoiding mechanical vibrations
EP1179126B1 (en) Catalyst supporting body
DE19646242C2 (en) Catalytic converter for a small engine
EP0959988B1 (en) Honeycomb body with cross-sectional area framed in the interior, particularly for small-power motors
DE19922357C1 (en) Catalyst carrier comprises corrugated metal sheets arranged one above another to form channels through which fluid can flow, held together by parallel reinforcing components which stretch across them
EP2310644B1 (en) Exhaust-gas treatment unit having metal foils of small material thickness
EP0969930A1 (en) Honeycomb body with flattened cross-sectional area
WO2003008774A1 (en) Spring-damper system of a honeycomb body and the production thereof
WO2004110664A1 (en) Method and device for producing a structured sheet metal strip
DE10223452A1 (en) Particle filter operating by means of soot combustion and used in diesel engines comprises filtering surface made from sintered metal between crude gas side and pure gas side
DE19724289A1 (en) Catalyst for cleaning an exhaust gas stream, especially from a small engine
DE4243079A1 (en) Honeycomb and manufacturing process for a honeycomb
DE102004058590A1 (en) Particle filter production, for cleaning exhaust gases produced from diesel engines, comprises preparing strip of carrier material structured by deforming, producing filter walls of one-part strip section and further processing
DE102004033985A1 (en) Honeycomb structure useful as a catalyst support in a catalytic converter includes at least one insert that is stiffer than the honeycomb structure
EP1689985B1 (en) Method for the production of a metallic honeycomb element comprising layers with different lengths

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 20011030

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE CH CY DE DK ES FI FR GB GR IE IT LI LU MC NL PT SE

GRAP Despatch of communication of intention to grant a patent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR1

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN

18D Application deemed to be withdrawn

Effective date: 20050411