EP1272745A1 - Gehäuse mit passivierungsschicht und verfahren zur herstellung eines katalysator-trägerkörpers mit einem solchen gehäuse - Google Patents

Gehäuse mit passivierungsschicht und verfahren zur herstellung eines katalysator-trägerkörpers mit einem solchen gehäuse

Info

Publication number
EP1272745A1
EP1272745A1 EP01933823A EP01933823A EP1272745A1 EP 1272745 A1 EP1272745 A1 EP 1272745A1 EP 01933823 A EP01933823 A EP 01933823A EP 01933823 A EP01933823 A EP 01933823A EP 1272745 A1 EP1272745 A1 EP 1272745A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
passivation layer
honeycomb body
layer
section
housing
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.)
Granted
Application number
EP01933823A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1272745B1 (de
Inventor
Rolf BRÜCK
Ludwig Wieres
Ferdi Kurth
Karl-Josef Schmitz
Hans-Günter FAUST
Jan Hodgson
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.)
Vitesco Technologies Lohmar Verwaltungs GmbH
Original Assignee
Emitec Gesellschaft fuer Emissionstechnologie mbH
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
Priority claimed from DE2000118641 external-priority patent/DE10018641A1/de
Priority claimed from DE2000126697 external-priority patent/DE10026697A1/de
Application filed by Emitec Gesellschaft fuer Emissionstechnologie mbH filed Critical Emitec Gesellschaft fuer Emissionstechnologie mbH
Publication of EP1272745A1 publication Critical patent/EP1272745A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1272745B1 publication Critical patent/EP1272745B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust 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
    • F01N3/24—Exhaust 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
    • F01N3/28—Construction of catalytic reactors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust 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
    • F01N3/24—Exhaust 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
    • F01N3/28—Construction of catalytic reactors
    • F01N3/2839—Arrangements for mounting catalyst support in housing, e.g. with means for compensating thermal expansion or vibration
    • F01N3/2853—Arrangements for mounting catalyst support in housing, e.g. with means for compensating thermal expansion or vibration using mats or gaskets between catalyst body and housing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust 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
    • F01N3/24—Exhaust 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
    • F01N3/28—Construction of catalytic reactors
    • F01N3/2803—Construction of catalytic reactors characterised by structure, by material or by manufacturing of catalyst support
    • F01N3/2807—Metal other than sintered metal
    • F01N3/281—Metallic honeycomb monoliths made of stacked or rolled sheets, foils or plates
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust 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
    • F01N3/24—Exhaust 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
    • F01N3/28—Construction of catalytic reactors
    • F01N3/2839—Arrangements for mounting catalyst support in housing, e.g. with means for compensating thermal expansion or vibration
    • F01N3/2853—Arrangements for mounting catalyst support in housing, e.g. with means for compensating thermal expansion or vibration using mats or gaskets between catalyst body and housing
    • F01N3/2864—Arrangements for mounting catalyst support in housing, e.g. with means for compensating thermal expansion or vibration using mats or gaskets between catalyst body and housing the mats or gaskets comprising two or more insulation layers
    • Y—GENERAL 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
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49345—Catalytic device making
    • Y—GENERAL 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
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/12—All metal or with adjacent metals
    • Y10T428/1234—Honeycomb, or with grain orientation or elongated elements in defined angular relationship in respective components [e.g., parallel, inter- secting, etc.]
    • Y—GENERAL 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
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/12—All metal or with adjacent metals
    • Y10T428/12347—Plural layers discontinuously bonded [e.g., spot-weld, mechanical fastener, etc.]

Definitions

  • the present invention relates to a housing, in particular a jacket tube, for a honeycomb body and to the production of a honeycomb body with such a housing.
  • Honeycomb bodies of this type are preferably used as catalyst carrier bodies in exhaust systems of internal combustion engines, in particular in motor vehicles.
  • WO 99/37896 describes a method for producing a honeycomb body which is surrounded by a tubular casing.
  • the honeycomb body and the casing tube have different thermal expansion behavior due to their different material properties and due to different temperatures during operation.
  • the aim is therefore to avoid a rigid connection between the honeycomb body and the casing tube on at least one end region of the honeycomb body or in any case in certain partial regions.
  • the coated honeycomb body described in WO 99/37896 is designed with a sleeve which, despite manufacturing tolerances of the jacket tube and the honeycomb body, is intended to ensure that direct soldered connections between the honeycomb body and the jacket tube are avoided in the at least one end region of the honeycomb body.
  • the use of a sleeve leads to a significant reduction in thermal stresses between the casing tube and the honeycomb body, but causes a higher manufacturing outlay.
  • Means which prevent a connection of metal surfaces during high-temperature machining (such as, for example, sintering or soldering). These usually contain fine ceramic particles, a binder, and a proportion of diluent and solvent. The binder so- like the diluent and the solvent are volatile even at relatively low temperatures.
  • the connection between the casing tube and the housing is preferably formed in a vacuum, the tendency of these agents to volatilize making it difficult to maintain the vacuum and the system can be contaminated by volatile constituents.
  • the present invention is based on the objects of specifying a housing for a honeycomb body, which selectively enables technical connections to compensate for the different expansion behavior of the honeycomb body and casing pipe and ensures permanent fixation of the honeycomb body, for example in an exhaust gas system, and the specification of a method for the production a catalyst carrier body with such a housing.
  • the housing according to the invention for a honeycomb body comprises a tubular casing with an inner wall, the tubular casing having a passivation layer in at least one section of the inner wall in order to specifically prevent a technical connection with the honeycomb body.
  • the passivation layer is thermally very stable and prevents any joining of the metal surfaces in contact with one another.
  • the section on which the passivation layer is attached is located at the location of the casing tube, at which, during later operation of the catalyst carrier body, there is a relative movement between the honeycomb body and the casing tube is desired to prevent thermal stresses. This is preferably the end region in which the hot exhaust gas hits the catalyst carrier body. Areas further inside can also be kept free of technical connections.
  • the passivation layer is designed as a ceramic application layer, in particular with aluminum oxide.
  • the ceramic particles are particularly attractive to one another and have very good thermodynamic stability.
  • a ceramic layer made of titanium oxide or magnesium oxide is also possible.
  • the passivation layer is designed as a circumferential strip. This ensures that in this section, solder connections between the casing pipe over the entire circumference of the casing pipe and honeycomb bodies are avoided and different expansion behavior can be compensated for.
  • the housing has an oval or elliptical shape
  • An oval shape of the housing is required, for example, if the installation of a catalyst carrier body with the housing is tied to certain spatial conditions of an exhaust system.
  • the passivation layer has an axial length of 5 mm to 50 mm. This enables the housing to be precisely matched to the respective application. If, for example, the housing is arranged relatively close to a combustion engine or if the thermal expansion behavior of the honeycomb body and the casing tube diverge very strongly, the passivation layer is made with a greater axial length.
  • the passivation layer has a thickness of 0.03 mm to 0.12 mm. This enables in particular the balancing of manufacturing tolerances of the honeycomb body and the casing tube in the assembled state.
  • an adhesive layer is arranged between the casing tube and the ceramic layer. This is particularly advantageous when the ceramic layer is exposed to a high dynamic load.
  • the adhesive layer enables the ceramic layer to be permanently bonded to the metallic surface of the tubular casing.
  • the passivation layer prevents the formation of soldered connections between the honeycomb body and the tubular casing.
  • the honeycomb body consists, for example, of a multiplicity of sheet metal layers produced by winding and / or stacking, then a solder connection of adjacent ends of the sheet metal layers to one another can be ensured by the solder arranged on the passivation layer.
  • a catalyst carrier body is designed with a housing according to the invention and a honeycomb body arranged therein.
  • the honeycomb body is made of sheet metal layers which are at least partially structured in such a way that the honeycomb body has channels through which an exhaust gas can flow.
  • the jacket tube at least partially surrounds the honeycomb body and is joined to the honeycomb body in at least one axial partial region. The selective joining technology connection of honeycomb body and casing pipe ensures a long service life of the catalyst carrier body.
  • the ceramic layer near an end face of the honeycomb body.
  • radially outer end regions of the sheet metal layers of the honeycomb body rest on the ceramic layer.
  • the flutter of these radially outer end areas can thus be reduced. loading It is particularly advantageous to connect the adjacent end regions to one another by means of joining technology. This ensures a long service life even under extreme dynamic loads.
  • the honeycomb body is soldered to the jacket tube, preferably high-temperature vacuum soldered.
  • a method for producing a catalyst carrier body with a honeycomb body and a jacket tube is proposed.
  • the honeycomb body is made of sheet metal layers which are at least partially structured in such a way that the honeycomb body has channels through which an exhaust gas can flow.
  • the jacket tube has an inner wall which at least partially surrounds the honeycomb body and which is soldered to the honeycomb body in at least one axial partial region. In at least a section of the inner wall, the jacket tube has a passivation layer to specifically prevent a soldered connection to the honeycomb body.
  • the manufacturing process includes the following steps:
  • a passivation layer is then formed on the inner wall of the jacket tube in at least one section.
  • a soldered connection between the casing tube and the honeycomb body is prevented in a subsequent soldering process.
  • This section is preferably arranged near an end face of the honeycomb body in the inserted state. Then the inner wall of the jacket tube is bedded.
  • the honeycomb body is formed in a known manner by stacking and / or winding sheet metal layers, which are at least partially structured such that the honeycomb body has channels through which an exhaust gas can flow.
  • the honeycomb body is now inserted into the jacket tube. Then the solder joints are formed.
  • a catalyst carrier body can be produced which is characterized on the one hand by a permanent connection between the honeycomb body and the casing tube, but on the other hand also allows a compensation of different expansion behavior of the honeycomb body and the casing tube. No vapors or gases arise during the soldering process which impair the formation of soldered connections, particularly in a vacuum.
  • the passivation layer is generated by selective, spatially limited heating of the at least one section.
  • the section of the housing is consequently heated to a temperature and, if appropriate, also held at this temperature in order to enable diffusion processes in the material and on the inner wall of the housing.
  • ferritic materials containing aluminum and chromium which are heated to a temperature above 1100 ° C., are particularly suitable.
  • Metal particles, in particular aluminum come from the inside into the vicinity of the inner wall of the casing tube, which now react with the oxygen particles from the environment to the desired passivation layer.
  • the passivation layer can consequently be produced without an additional material.
  • an oxygen-containing gas is passed through the at least one section during the production of the passivation layer.
  • a rich supply of oxygen molecules is guaranteed on the inner wall, which in the formation of a Surface oxide layer are needed.
  • the creation of a passivation layer is very favored.
  • a noble gas in particular argon
  • the noble gas prevents the formation of the oxide layer because the noble gas does not react with the metal particles of the jacket tube and displaces the atmospheric oxygen.
  • the passivation layer by chemical treatment of the at least one section.
  • the section is treated with a chemical that leads to the formation of a surface oxide layer.
  • This process step is particularly suitable for jacket tubes that have been manufactured with very small manufacturing tolerances in relation to the honeycomb body to be accommodated. Thermal treatment without the honeycomb body and thus thermal distortion can be prevented.
  • the passivation layer is produced by applying a ceramic application layer, in particular aluminum oxide.
  • an adhesive layer is applied to the relevant section of the inner wall of the casing tube before the ceramic layer is formed. This leads to a particularly stable connection between the ceramic layer and the casing tube.
  • This adhesive layer preferably has no volatile components in order to ensure a reliable soldering process.
  • Flame spraying is characterized by a special the even distribution of the ceramic layer on the inner wall of the jacket tube, whereby pressure peaks in the jacket tube due to the adjacent metal layers are avoided.
  • an adhesive medium for producing a solder layer is applied before the soldering of the inner wall of the jacket tube, in particular also on the ceramic layer.
  • the adhesive medium has the task of fixing the solder powder at the points on the jacket tube at which a soldered connection is to be carried out during the later soldering process.
  • the adhesive medium on the ceramic layer also ensures the arrangement of solder powder in the area of the honeycomb body in which a connection to the jacket tube is undesirable. This solder layer serves to later solder adjacent sheet metal layers of the honeycomb body to one another.
  • solder powder is applied to the face of the honeycomb body on the face of the honeycomb body during or after the honeycomb body has been introduced. In this way, the end regions of the sheet metal layers near the end face are soldered to one another and the life of a catalyst carrier body produced in this way is increased.
  • the passivation layer is produced by roughening the inner wall in the at least one section. It is particularly advantageous here to roughen with the sandblasting and / or brushing manufacturing processes. Surprisingly, the resulting roughness of the inner wall prevents wetting by a solder in this section, a technical connection between the honeycomb body and the casing tube being prevented. A passivation layer that can be produced particularly inexpensively is thus specified. Further details of the catalyst carrier body according to the invention and a method for its production are explained with reference to the particularly preferred exemplary embodiments shown in the drawing.
  • Figure 1 is a perspective view of the casing tube and honeycomb body of a catalyst carrier body according to the invention.
  • FIG. 2 shows an end view of a joined embodiment of a catalyst carrier body according to the invention
  • FIG. 3 shows a schematic representation of the layer structure in a housing according to the invention
  • Fig. 4 is a perspective view of an embodiment of an oval housing with honeycomb body and passivation layer.
  • Fig. 1 shows a honeycomb body 4 with an end face 12.
  • the honeycomb body has a plurality of sheet metal layers 9 produced by winding and or stacking.
  • the honeycomb body 4 is introduced into a casing tube 1.
  • the casing tube 1 has an inner wall 2, which has a section 14 with a passivation layer 3.
  • the section 14 has a length 5, the section 14 being arranged near the end face 12 of the honeycomb body 4 when the catalyst carrier body is in the assembled state.
  • a solder layer 7 is also shown on section 14.
  • the soldered connections are formed.
  • the honeycomb body 4 is then connected to the casing tube 1 by joining technology in the partial region 11.
  • the passivation layer 3 prevents in section 14 a connection of the honeycomb body 4 with the casing tube 1, so that in this section 14 the different thermal expansion behavior can be compensated.
  • the solder layer 7 ensures that the sheet metal layers 9 are connected to one another.
  • Fig. 2 shows an end view of the catalyst carrier body according to the invention.
  • the casing tube 1 encloses a plurality of sheet metal layers 9, these lying with their end regions 13 on the casing tube 1.
  • the sheet metal layers have corrugated and smooth sheets 16, these being arranged in such a way that channels 10 through which an exhaust gas can flow are formed.
  • FIG. 3 schematically shows the structure of a housing according to the invention for a honeycomb body, the arrangement of different layers (3, 6, 7) being shown in section 14 of the casing tube 1.
  • An adhesive layer 6 is arranged on the inner wall 2 of the jacket tube 1, which ensures a permanent connection of the passivation layer 3 to the jacket tube 1.
  • the passivation layer 3 has a thickness 8 which is variable according to the requirements of the catalyst carrier body.
  • a solder layer 7 is additionally shown on the passivation layer 3, which ensures a connection of adjacent end regions 13 of the sheet-metal layers 9.
  • FIG. 4 shows a perspective and schematic representation of an embodiment of an oval jacket tube 1 with honeycomb body 4 and passivation layer 3.
  • the honeycomb body has a plurality of sheet metal layers 9 produced by winding and / or stacking, which are at least partially structured in such a way that they are suitable for one Exhaust gas can flow through.
  • the honeycomb body 4 has a plurality of channels 10, which are delimited by smooth and / or corrugated sheets 16 and is enclosed by the casing tube 1.
  • the jacket tube 1 has an inner wall 2, which is embodied in a jacket tube section 17 with a passivation layer 3.
  • the jacket section area 17 is the more curved area of the oval or elliptical jacket tube 1, in which experience has shown that a soldered connection is disadvantageous.
  • a catalyst carrier body produced according to the invention enables the different expansion behavior of the honeycomb body and the jacket tube to be compensated, this production of such a catalyst carrier body ensuring a reliable soldering process, in particular also in the high-temperature vacuum solder

Abstract

Gehäuse für einen Wabenkörper (4) umfassend ein Mantelrohr (1) mit Innenwandung (2), wobei das Mantelrohr (1) zur gezielten Veränderung einer fügetechnischen Verbindung mit dem Wabenkörper (4) in mindestens einem Abschnitt der Innenwandung (2) eine Passivierungsschicht (3) aufweist. Weiterhin wird ein Verfahren zur Herstellung eines Katalysator-Trägerkörpers mit einem Wabenkörper (4) sowie einem erfindungsgemäßen Gehäuse angegeben. Ein derartig hergestellter Katalysator-Trägerkörper baut thermische Spannungen zwischen Wabenkörper (4) und Mantelrohr (1) ab und gewährleistet bei der Herstellung insbesondere einen sicheren Lötprozeß auch im Vakuum.

Description

Gehäuse mit Passivierungsschicht und Verfahren zur Herstellung eines Katalysator-Trägerkörpers mit einem solchen Gehäuse
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Gehäuse, insbesondere ein Mantelrohr, für einen Wabenkörper sowie auf die Herstellung eines Wabenkörpers mit einem solchen Gehäuse. Derartige Wabenkörper werden als Katalysator- Trägerkörper bevorzugt in Abgassystemen von Brennkraftmaschinen, insbesonde- re von Kraftfahrzeugen, eingesetzt.
In der WO 99/37896 ist ein Verfahren zur Herstellung eines Wabenkörpers beschrieben, der von einem Mantelrohr umgeben ist. Der Wabenkörper und das Mantelrohr weisen aufgrund ihrer unterschiedlichen Werkstoffeigenschaften und aufgrund unterschiedlicher Temperaturen im Betrieb einen differierendes thermisches Dehnungsverhalten auf. Es wird daher angestrebt, eine starre Verbindung zwischen dem Wabenkörper und dem Mantelrohr an wenigstens einem Endbereich des Wabenkörpers oder jedenfalls in bestimmten Teilbereichen zu vermeiden. Aus diesem Grund ist der in der WO 99/37896 beschriebene ummantelte Wabenkörper mit einer Manschette ausgeführt, welche trotz fertigungstechnischer Toleranzen des Mantelrohres sowie des Wabenkörpers sicherstellen soll, daß direkte Lötverbindungen zwischen Wabenkörper und Mantelrohr in dem wenigstens einen Endbereich des Wabenkörpers vermieden werden. Die Verwendung einer Manschette führt zur deutlichen Reduktion thermischer Spannungen zwischen Mantelrohr und Wabenkörper, verursacht allerdings einen höheren Herstellungsaufwand.
Weiterhin sind Mittel bekannt, die eine Verbindung von Metalloberflächen während einer Hochtemperaturbearbeitung (wie beispielsweise dem Sintern oder dem Löten) verhindern. Diese beinhalten zumeist feine keramische Teilchen, einen Binder, sowie einen Anteil an Verdünnungs- und Lösungsmittel. Der Binder so- wie das Verdünnungs- und das Lösungsmittel sind schon bei relativ niedrigen Temperaturen flüchtig. Bei der Herstellung von Katalysator-Trägerkörpern erfolgt die Ausbildung der Verbindung zwischen Mantelrohr und Gehäuse bevorzugt im Vakuum, wobei die Tendenz dieser Mittel zur Verflüchtigung die Aufrechterhal- tung des Vakuums deutlich erschwert und das System durch flüchtige Bestandteile verunreinigt werden kann.
Hiervon ausgehend, liegen der vorliegenden Erfindung die Aufgaben zugrunde, ein Gehäuse für einen Wabenkörper anzugeben, welches selektiv fügetechnische Verbindungen zum Ausgleich des unterschiedlichen Dehnungsverhaltens von Wabenkörper und Mantelrohr ermöglicht und eine dauerhafte Fixierung des Wabenkörpers beispielsweise in einem Abgassystem gewährleistet sowie die Angabe eines Verfahrens zur Herstellung eines Katalysator-Trägerkörpers mit einem solchen Gehäuse.
Diese Aufgaben werden erfϊndungsgemäß durch ein Gehäuse mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und ein Verfahren zur Herstellung eines Katalysator- Trägerkörpers mit den Merkmalen des Anspruchs 16 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen des Verfahrens sind Gegenstand der jeweils ab- hängigen Ansprüche.
Das erfindungsgemäße Gehäuse für einen Wabenkörper umfaßt ein Mantelrohr mit einer Innenwandung, wobei das Mantelrohr zur gezielten Verhinderung einer fügetechnischen Verbindung mit dem Wabenkörper in mindestens einem Ab- schnitt der Innenwandung eine Passivierungsschicht aufweist.
Die Passivierungsschicht ist thermisch sehr stabil und unterbindet jegliche fügetechnische Verbindung der miteinander in Berührung befindlichen Metalloberflächen. Der Abschnitt, auf welchem die Passivierungsschicht angebracht ist, befϊn- det sich an der Stelle des Mantelrohres, an der im späteren Betrieb des Katalysator-Trägerkörpers eine Relativbewegung zwischen Wabenkörper und Mantelrohr gewünscht ist, um thermische Spannungen zu verhindern. Bevorzugt ist dies der stirnseitige Bereich, in dem das heiße Abgas auf den Katalysator-Trägerkörper trifft. Auch Bereiche weiter innen können so von fügetechnischen Verbindungen frei gehalten werden.
Weiterhin verhindert die Passivierungsschicht aufgrund ihrer isolierenden Eigenschaft eine Wärmeleitung vom Wabenkörper auf das Mantelrohr. Dies ist beispielsweise besonders wichtig, wenn nach einer möglichst kurzen Zeitspanne nach dem Start eines Automobils die Anspringtemperatur eines katalytischen Konver- ters erreicht werden soll, bei der eine effektive Reinigung des Abgases erfolgt.
Gemäß einer Ausführungsform des Gehäuses ist die Passivierungsschicht als O- berflächen-Oxidschicht ausgebildet. Die Oxide, insbesondere die Metalloxide, weisen eine hohe thermische Stabilität auf, die eine Anbindung sich berührender Metallflächen verhindert. Besonders vorteilhaft ist ebenfalls, daß die Oxide in einfacher Weise mit Bestandteilen des Materials des Mantelrohres erzeugt werden können und ein zusätzliches Material zur Herstellung der Passivierungsschicht nicht benötigt wird. Eine solche Metalloxidschicht kann beispielsweise auch durch einfaches Aufrauhen der Innenwandung des Mantelrohres in dem Abschnitt hergestellt werden.
Entsprechend einem weiteren Ausführungsbeispiel des Gehäuses ist die Passivierungsschicht als eine keramische Auftrags-Schicht, insbesondere mit Aluminiumoxid, ausgeführt. Die keramischen Teilchen zeichnen sich durch besonders hohe Anziehungskräfte zueinander und eine sehr gute thermodynamische Stabilität aus. Eine keramische Schicht aus Titaniumoxid oder Magnesiumoxid ist ebenfalls möglich.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist die Passivierungsschicht als um- laufender Streifen ausgebildet. Dies gewährleistet, daß in diesem Abschnitt auf dem gesamten Umfang des Mantelrohres Lötverbindungen zwischen Mantelrohr und Wabenkorper vermieden und ein Ausgleich unterschiedlicher Dehnungsverhalten erlaubt werden.
Hat das Gehäuse eine ovale oder elliptische Form, so ist es gemäß einer weiteren Ausführungsform vorteilhaft, die Passivierungsschicht in einem Mantelrohrabschnitt mit starker Krümmung anzuordnen. Eine ovale Form des Gehäuses ist beispielsweise erforderlich, wenn der Einbau eines Katalysator-Trägerkörpers mit dem Gehäuse an bestimmte räumliche Gegebenheiten einer Abgasanlage gebunden ist. Erfahrungsgemäß ist es vorteilhaft, die fügetechnischen Verbindungen an den flachen Seiten eines solchen Körpers vorzunehmen und daher an den gerundeten Seiten Verbindungen durch eine Passivierungsschicht zu verhindern. Dies ist insbesondere eine Maßnahme zusätzlich zu einer eventuellen Passivierungsschicht an einer oder beiden Stirnseiten.
Gemäß noch einem weiteren Ausführungsbeispiel hat die Passivierungsschicht eine axiale Länge von 5 mm bis 50 mm. Dies ermöglicht eine exakte Angleichung des Gehäuses an den jeweiligen Einsatzzweck. Ist das Gehäuse beispielsweise relativ dicht an einer Verbrermungskraftmaschine angeordnet oder divergieren die thermischen Dehnungsverhalten von Wabenkörper und Mantelrohr sehr stark, ist die Passivierungsschicht mit einer größeren axialen Länge ausgeführt.
Besonders vorteilhaft ist es, die Passivierungsschicht mit einer Dicke von 0.03 mm bis 0.12 mm auszuführen. Dies ermöglicht insbesondere den Ausgleich von Fertigungstoleranzen von Wabenkörper und Mantelrohr im zusammengefügten Zustand.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist zwischen Mantelrohr und der keramischen Schicht eine Haftschicht angeordnet. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn die keramische Schicht einer hohen dynamischen Belastung ausge- setzt ist. Die Haftschicht ermöglicht eine dauerhafte Anbindung der keramischen Schicht an der metallischen Oberfläche des Mantelrohres. Besonders vorteilhaft ist es, vor dem Zusammenbau mit einem Wabenkörper auf der Passivierungsschicht des Mantelrohres eine Lotschicht anzuordnen. Die Passivierungsschicht verhindert zwar die Ausbildung von Lötverbindungen zwischen Wabenkörper und Mantelrohr. Besteht aber der Wabenkörper beispielsweise aus einer Vielzahl von durch Wickeln und/oder Stapeln erzeugten Blechlagen, so kann durch das auf der Passivierungsschicht angeordnete Lot eine Lötverbindung benachbarter Enden der Blechlagen miteinander gewährleistet werden. Auf diese Weise wird ein Flattern von Endbereichen der Blechlagen vermieden und die Le- bensdauer eines derartigen Wabenköφers erhöht. Insbesondere die Ausbildung einer umlaufenden Lotschicht auf der Passivierungsschicht hat zur Folge, daß alle benachbarten Blechlagen miteinander verlötet sind.
Gemäß einem weiteren erfinderischen Gedanken, ist ein Katalysator-Trägerköφer mit einem erfindungsgemäßen Gehäuse und einem darin angeordneten Waben- köφer ausgeführt. Der Wabenköφer ist aus Blechlagen, die zumindest teilweise so strukturiert sind, daß der Wabenköφer für ein Abgas durchströmbare Kanäle aufweist. Das Mantelrohr umschließt den Wabenköφer wenigstens teilweise und ist in mindestens einem axialen Teilbereich mit dem Wabenköφer fügetechnisch verbunden ist. Die selektive fügetechnische Verbindung von Wabenköφer und Mantelrohr stellt eine hohe Lebensdauer des Katalysator-Trägerköφers sicher.
Besonders vorteilhaft ist es, die keramische Schicht nahe einer Stirnfläche des Wabenköφers anzuordnen. Bei einer Orientierung des Katalysator-Trägerköφers in einem Abgassystem, wobei der Abschnitt mit der keramischen Schicht zum heißen Abgas (stromaufwärts) ausgerichtet ist, kompensiert der Katalysator- Trägerköφers besonders gut die hohe thermische Beanspruchung.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel liegen radial außenliegende Endbe- reiche der Blechlagen des Wabenköφers an der keramischen Schicht an. Das Flattern dieser radial außenliegenden Endbereiche kann somit reduziert werden. Be- sonders vorteilhaft ist es, die anliegenden Endbereiche miteinander fügetechnisch zu verbinden. Dies stellt eine hohe Lebensdauer auch bei extremen dynamischen Belastungen sicher.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist der Wabenköφer mit dem Mantelrohr verlötet, vorzugsweise hochtemperatur-vakuumverlötet.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung eines Katalysator-Trägerköφers mit einem Wabenköφer und einem Mantelrohr vorgeschlagen. Der Wabenköφer ist aus Blechlagen, die zumindest teilweise so strukturiert sind, daß der Wabenköφer für ein Abgas durchströmbare Kanäle aufweist. Das Mantelrohr weist eine Innenwandung auf, die den Wabenköφer wenigstens teilweise umschließt und die in mindestens einem axialen Teilbereich mit dem Wabenköφer verlötet ist. Das Mantelrohr weist in zumindest einem Ab- schnitt der Innenwandung eine Passivierungsschicht zur gezielten Verhinderung einer Lötverbindung mit dem Wabenköφer auf. Das Herstellungsverfahren umfaßt folgende Schritte:
Ausgehend von der Herstellung eines Mantelrohres wird anschließend eine Passi- vierungsschicht an der Innenwandung des Mantelrohres in mindestens einem Abschnitt ausgebildet. In diesem Abschnitt wird eine Lötverbindung von Mantelrohr und Wabenköφer bei einem später folgenden Lötprozeß verhindert. Bevorzugt ist dieser Abschnitt nahe einer Stirnfläche des Wabenköφers im eingebrachten Zustand angeordnet. Anschließend erfolgt das Be ten der Innenwandung des Man- telrohres.
Der Wabenköφer wird in bekannter Weise durch Stapeln und/oder Wickeln von Blechlagen ausgebildet, die zumindest teilweise so strukturiert sind, daß der Wabenköφer für ein Abgas durchströmbare Kanäle aufweist. Der Wabenköφer wird nun in das Mantelrohr eingebracht. Danach werden die Lötverbindungen ausgebildet. Auf diese Weise kann ein Katalysator-Trägerköφer hergestellt werden, welcher sich einerseits durch eine dauerhafte Verbindung von Wabenköφer und Mantelrohr auszeichnet, andererseits aber auch einen Ausgleich unterschiedlichen Dehnungsverhaltens von Wabenköφer und Mantelrohr zuläßt. Dabei entstehen bei dem Lötprozeß keine Dämpfe oder Gase, welche eine Ausbildung von Lötver- bindungen, insbesondere in einem Vakuum, beeinträchtigen.
Gemäß einer Ausgestaltung des Verfahrens wird die Passivierungsschicht durch selektives, räumlich begrenztes Erhitzen des mindestens einen Abschnittes erzeugt. Der Abschnitt des Gehäuses wird demzufolge auf eine Temperatur erhitzt und gegebenenfalls auch auf dieser gehalten, um Diffusionsvorgänge im Material sowie an der Innenwandung des Gehäuses zu ermöglichen. Diesbezüglich eignen sich insbesondere ferritische, Aluminium und Chrom enthaltende Materialien, die auf eine Temperatur oberhalb von 1100°C erwärmt werden. Dabei gelangen Metallteilchen, insbesondere Aluminium vom Inneren in die Nähe die Innenwandung des Mantelrohres, welche nun mit den Sauerstoffteilchen aus der Umgebung zu der gewünschten Passivierungsschicht reagieren. Die Passivierungsschicht kann demzufolge ohne einen Zusatzwerkstoff erzeugt werden.
Besonders vorteilhaft ist es dabei, die Erhitzung des mindestens einen Abschnittes durch induktives Heizen zu erreichen. Mit dem induktiven Heizverfahren werden räumlich begrenzte Wirbelströme erzeugt, welche aufgrund des elektrischen Materialwiderstandes zu einer Erwärmung des Abschnittes führen. Neben der Tatsache, daß mit dem induktiven Heizen die zu erwärmende Fläche gut zu begrenzen ist, ist dieses Verfahren für eine Produktion von großen Stückzahlen in schneller Taktfolge geeignet.
Gemäß noch einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens wird der mindestens eine Abschnitt bei der Herstellung der Passivierungsschicht mit einem sauerstoff- haltigen Gas beströmt. Auf diese Weise wird an der Innenwandung ein reichhalti- ges Angebot von Sauerstoffmolekülen gewährleistet, die bei der Bildung einer Oberflächen-Oxidschicht benötigt werden. Infolgedessen wird die Erzeugung einer Passivierungsschicht sehr begünstigt.
Dabei ist es besonders vorteilhaft, das Mantelrohr außerhalb des mindestens einen Abschnittes bei der Herstellung der Passivierungsschicht mit einem Edelgas, insbesondere Argon, zu beströmen. Das Edelgas verhindert dabei eine Bildung der Oxidschicht, weil das Edelgas nicht mit den Metallteilchen des Mantelrohres reagiert und den Luftsauerstoff verdrängt.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens wird vorgeschlagen, die Passivierungsschicht durch eine chemische Behandlung des mindestens einen Abschnittes herzustellen. Zu diesem Zweck wird der Abschnitt mit einer Chemikalie behandelt, welche zur Entstehung einer Oberflächen-Oxidschicht führt. Dieser Verfahrensschritt eignet sich insbesondere bei Mantelrohren, die mit sehr kleinen Fertigungstoleranzen in Bezug auf den aufzunehmenden Wabenköφer hergestellt wurden. Eine thermische Behandlung ohne den Wabenköφer und somit ein thermischer Verzug kann verhindert werden.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens wird die Passivierungs- Schicht durch Aufbringen einer keramischen Auftrags-Schicht, insbesondere A- luminiumoxid, hergestellt.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird vor dem Ausbilden der keramischen Schicht auf dem betreffenden Abschnitt der Innen- wandung des Mantelrohres eine Haftschicht aufgebracht. Dies führt zu einer besonders stabilen Verbindung von der keramischen Schicht mit dem Mantelrohr. Diese Haftschicht weist bevorzugt keine flüchtigen Komponenten auf, um einen sicheren Lötprozeß zu gewährleisten.
Besonders vorteilhaft ist es, die keramische Schicht mittels Flammspritzen auf dem Mantelrohr auszubilden. Das Flammspritzen zeichnet sich durch eine beson- ders gleichmäßige Verteilung der keramischen Schicht auf der Innenwandung des Mantelrohres aus, wodurch Druckspitzen in dem Mantelrohr aufgrund der anliegenden Metallagen vermieden werden.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens wird vor dem Beloten der Innenwandung des Mantelrohres, insbesondere auch auf der keramischen Schicht, ein Haftmedium zur Erzeugung einer Lotschicht aufgebracht. Das Haftmedium hat die Aufgabe, das Lotpulver an den Stellen des Mantelrohres zu fixieren, an denen beim späteren Lötprozeß eine Lötverbindung ausgeführt werden soll. Das Haftmedium auf der keramischen Schicht gewährleistet dabei auch die Anordnung von Lotpulver in dem Bereich des Wabenköφers, in dem eine Verbindung mit dem Mantelrohr unerwünscht ist. Diese Lotschicht dient der späteren Verlötung benachbarter Blechlagen des Wabenköφers miteinander.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens wird während oder nach dem Einbringen des Wabenköφers in das Mantelrohr auf dem Wabenköφer stirnseitig Lotpulver aufgebracht. Auf diese Weise werden die Endbereiche der Blechlagen nahe der Stirnseite miteinander verlötet und die Lebensdauer eines derartig hergestellten Katalysator-Trägerköφers erhöht.
Gemäß noch einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens wird die Passivierungsschicht durch Aufrauhen der Innenwandung in dem mindestens einen Abschnitt hergestellt. Dabei ist es besonders vorteilhaft, das Aufrauhen mit den Fertigungsverfahren Sandstrahlen und/oder Bürsten erfolgt. Überraschenderweise verhindert die daraus resultierende Rauhigkeit der Innenwandung eine Benetzung durch ein Lotmittel in diesem Abschnitt, wobei eine fügetechnische Verbindung zwischen Wabenköφer und Mantelrohr unterbunden wird. Somit ist eine besonders preiswert herstellbare Passivierungsschicht angegeben. Weitere Einzelheiten des erfindungsgemäßen Katalysator-Trägerköφers und eines Verfahrens zu dessen Herstellung werden anhand der in den Zeichnung dargestellten besonders bevorzugten Ausführungsbeispiele erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Darstellung von Mantelrohr und Wabenköφer eines erfindungsgemäßen Katalysator-Trägerköφers;
Fig. 2 eine stirnseitige Ansicht einer gefügten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Katalysator-Trägerköφers;
Fig. 3 eine schematische Darstellung des Schichtaufbaus bei einem erfindungsgemäßen Gehäuse;
Fig. 4 eine perspektivische Darstellung einer Ausführungsform eines ovalen Gehäuses mit Wabenköφer und Passivierungsschicht.
Fig. 1 zeigt einen Wabenköφer 4 mit einer Stirnseite 12. Der Wabenköφer weist mehrere durch Wickeln und oder Stapeln erzeugte Blechlagen 9 auf. Der Wabenköφer 4 wird in ein Mantelrohr 1 eingebracht. Das Mantelrohr 1 weist eine Innenwandung 2 auf, welche einen Abschnitt 14 mit einer Passivierungsschicht 3 aufweist. Der Abschnitt 14 hat eine Länge 5, wobei der Abschnitt 14 im gefügten Zustand des Katalysator-Trägerköφers nahe der Stirnfläche 12 des Wabenköφers 4 angeordnet ist. Auf dem Abschnitt 14 ist zusätzlich eine Lotschicht 7 dargestellt.
Nachdem der Wabenköφer 4 in das Mantelrohr 1 eingebracht wurde, erfolgt das Ausbilden der Lötverbindungen. Der Wabenköφer 4 ist dann in dem Teilbereich 11 mit dem Mantelrohr 1 fügetechnisch verbunden. Die Passivierungsschicht 3 verhindert im Abschnitt 14 eine Verbindung des Wabenköφers 4 mit dem Mantelrohr 1, so daß in diesem Abschnitt 14 das unterschiedliche thermische Ausdeh- nungsverhalten kompensiert werden kann. Die Lotschicht 7 sorgt dafür, daß die Blechlagen 9 miteinander verbunden sind.
Fig. 2 zeigt eine stirnseitige Ansicht des erfindungsgemäßen Katalysator- Trägerköφers. Das Mantelrohr 1 umschließt eine Vielzahl von Blechlagen 9, wobei diese mit ihren Endbereichen 13 an dem Mantelrohr 1 anliegen. Die Blechlagen weisen gewellte und glatte Bleche 16 auf, wobei diese so angeordnet sind, daß für ein Abgas durchströmbare Kanäle 10 ausgebildet sind.
Fig. 3 zeigt schematisch den Aufbau eines erfindungsgemäßen Gehäuses für einen Wabenköφer, wobei die Anordnung verschiedener Schichten (3, 6, 7) im Abschnitt 14 des Mantelrohres 1 dargestellt ist. Auf der Innenwandung 2 des Mantelrohres 1 ist eine Haftschicht 6 angeordnet, welche eine dauerhafte Anbindung der Passivierungsschicht 3 am Mantelrohr 1 sicherstellt. Die Passivierungsschicht 3 weist eine Dicke 8 auf, welche entsprechend den Anforderungen den Katalysator- Trägerköφer variabel ist. Auf der Passivierungsschicht 3 ist zusätzlich eine Lotschicht 7 dargestellt, welche eine Verbindung benachbarter Endbereiche 13 der Blechlagen 9 sicherstellt.
Fig. 4 zeigt eine perspektivische und schematische Darstellung einer Ausfüh- rungsform eines ovalen Mantelrohres 1 mit Wabenköφer 4 und Passivierungsschicht 3. Der Wabenköφer weist mehrere durch Wickeln und/oder Stapeln erzeugte Blechlagen 9 auf, die zumindest teilweise so strukturiert sind, daß sie für ein Abgas durchströmbar sind. Der Wabenköφer 4 hat eine Vielzahl von Kanälen 10, welche durch glatte und/oder gewellte Bleche 16 begrenzt werden und ist von dem Mantelrohr 1 umschlossen. Das Mantelrohr 1 weist eine Innenwandung 2 auf, welche in einem Mantelrohrabschnitt 17 mit einer Passivierungsschicht 3 ausgeführt ist. Der Mantelabschnittsbereich 17 ist der stärker gekrümmte Bereich des ovalen oder elliptischen Mantelrohres 1, in dem erfahrungsgemäß eine Löt- Verbindung ungünstig ist. Ein erfindungsgemäß hergestellter Katalysator-Trägerköφer ermöglicht den Ausgleich unterschiedlichen Dehnungsverhaltens von Wabenköφer und Mantelrohr, wobei diese Herstellung eines solchen Katalysator-Trägerköφers einen sicheren Lötprozeß gewährleistet, insbesondere auch beim Hochtemperatur- Vakuumlötprozeß.
Bezugszeichenliste
Mantelrohr
Innenwandung
Passivierungsschicht
Wabenköφer
Länge
Haftschicht
Lotschicht
Dicke
Blechlage
Kanal
Teilbereich
Stirnfläche
Endbereich
Abschnitt
Haftmedium
Blech
Mantelrohrabschnitt

Claims

Patentansprüche
1. Gehäuse für einen Wabenköφer (4), umfassend ein Mantelrohr (1) mit Innenwandung (2), dadurch gekennzeichnet, daß das Mantelrohr (1), zur gezielten Verhinderung einer fügetechnischen Verbindung mit dem Wabenköφer (4), in mindestens einem Abschnitt (14) der Innenwandung (2) eine Passivierungsschicht (3) aufweist.
2. Gehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Passivie- rungsschicht (3) als Oberflächen-Oxidschicht ausgebildet ist.
3. Gehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Passivierungsschicht (3) als eine keramische Auftrags-Schicht, insbesondere mit Aluminiumoxid, ausgeführt ist.
4. Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Passivierungsschicht (3) als umlaufender Streifen ausgebildet ist.
5. Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Mantelrohr (1) oval oder elliptisch ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Passivierungsschicht
(3) in einem stärker gekrümmten Mantelrohrabschnitt (17) angeordnet ist.
6. Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Passivierungsschicht (3) eine axiale Länge (5) von 5 mm bis 50 mm hat.
7. Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Passivierungsschicht (3) eine Dicke (8) von 30 μm bis 120 μm hat.
8. Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Passivierungsschicht (3) als keramische Schicht ausgeführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Mantelrohr (1) und der keramischen Auftrags-Schicht (3) eine Haftschicht (6) angeordnet ist.
9. Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Passivierungsschicht (3) eine Lotschicht (7) angeordnet ist.
10. Gehäuse nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Lotschicht (7) umlaufend auf der Passivierungsschicht (3) ausgebildet ist.
11. Katalysator-Trägerköφer mit einem Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 10 und mit einem Wabenköφer (4) aus Blechlagen (9), die zumindest teilweise so strukturiert sind, daß der Wabenköφer (4) für ein Abgas durchströmbare Kanäle (10) aufweist, wobei das Mantelrohr (1) den Wabenköφer (4) wenigstens teilweise umschließt und in mindestens einem axialen Teilbereich (11) mit dem Wabenköφer (4) fügetechnisch verbunden ist.
12. Katalysator-Trägerköφer nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Passivierungsschicht (3) nahe einer Stirnfläche (12) des Wabenköφers (4) angeordnet ist.
13. Katalysator-Trägerköφer nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß radial außenliegende Endbereiche (13) der Blechlagen (9) des Wabenköφers (4) an der Passivierungsschicht (3) anliegen.
14. Katalysator-Trägerköφer nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die an der Passivierungsschicht (3) anliegenden Endbereiche (13) miteinander fügetechnisch verbunden sind.
15. Katalysator-Trägerköφer nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Wabenköφer (4) mit dem Mantelrohr (1) verlötet, vorzugsweise hochtemperatur- vakuumverlötet, ist.
16. Verfahren zur Herstellung eines Katalysator-Trägerköφers, mit einem Wabenköφer (4) aus Blechlagen (9), die zumindest teilweise so strukturiert sind, daß der Wabenköφer (4) für ein Abgas durchströmbare Kanäle (10) aufweist, mit einem Mantelrohr (1) mit Innenwandung (2), das den Wabenköφer (4) wenigstens teilweise, umschließt und das in mindestens einem axialen Teilbereich (11) mit dem Wabenköφer (4) verlötet ist, wobei das Mantelrohr (1) in mindestens einem Abschnitt (14) der Innenwandung (2) mit einer Passivierungsschicht (3) zur gezielten Verhinderung einer Lötverbindung mit dem Wabenköφer (4) ausgeführt ist, gekennzeichnet durch folgende Schritte: - Herstellen eines Mantelrohres (1);
Ausbilden einer Passivierungsschicht (3) an der Innenwandung (2) des Mantelrohres (1) in mindestens einem Abschnitt (14), in welchem eine Lötverbindung von Mantelrohr (1) mit Wabenköφer (4) verhindert werden soll; - Beloten zumindest von Teilbereichen der Innenwandung (2) des
Mantelrohres (1);
Ausbilden des Wabenköφers (4) in bekannter Weise durch Stapeln und/oder Wickeln von Blechlagen (9), die zumindest teilweise so strukturiert sind, daß der Wabenköφer (4) für ein Abgas durch- strömbare Kanäle (10) aufweist;
Einbringen des Wabenköφers (4) in das Mantelrohr (1); Ausbilden der Lötverbindungen.
17. Verfahren nach Anspruch 16, wobei die Passivierungsschicht (3) durch selektives, räumlich begrenztes Erhitzen des mindestens einen Abschnittes
(14) erzeugt wird.
18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Erhitzen des Abschnittes (14) durch induktives Heizen erfolgt.
19. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß der mindestens eine Abschnitt (14) bei der Herstellung der Passivierungsschicht (3) mit einem sauerstof haltigen Gas beströmt wird.
20. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß das Mantelrohr (1) außerhalb des mindestens einen Abschnittes (14) bei der Herstellung der Passivierungsschicht (3) mit einem Edelgas, insbesondere Argon, beströmt wird.
21. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Passivie- rungsschicht (3) durch eine chemische Behandlung des mindestens einen
Abschnittes (14) hergestellt wird.
22. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Passivierungsschicht (3) durch Aufbringen einer keramischen Auftrags-Schicht, insbesondere Aluminiumoxid, auf dem mindestens einen Abschnitt (14) der Innenwandung (2) hergestellt wird.
23. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Ausbilden der keramischen Auftrags-Schicht eine Haftschicht (6) auf dem mindestens einen Abschnitt (14) aufgebracht wird.
24. Verfahren nach Anspruch 23 oder 24, wobei die Passivierungsschicht (3) als keramische Auftrags-Schicht ausgeführt ist, die mittels Flammspritzen auf dem Mantelrohr (1) ausgebildet wird.
25. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 24, wobei vor dem Beloten der Innenwandung (2) des Mantelrohres (1) , insbesondere auf der Passivierungsschicht (3), ein Haftmedium (15) zur Herstellung einer Lotschicht (7) aufgebracht wird.
26. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 25, wobei während oder nach dem Einbringen des Wabenköφers (4) in das Mantelrohr (1) auf den Wabenköφer (4) stirnseitig (12) Lotpulver aufgebracht wird.
27. Verfahren nach Anspruch 16, wobei die Passivierungsschicht (3) durch Aufrauhen der Innenwandung (2) in dem mindestens einen Abschnitt (14) hergestellt wird.
28. Verfahren nach Anspruch 27, wobei das Aufrauhen durch die Fertigungs- verfahren Sandstrahlen und/oder Bürsten erfolgt.
EP01933823A 2000-04-14 2001-04-12 Gehäuse mit passivierungsschicht und verfahren zur herstellung eines katalysator-trägerkörpers mit einem solchen gehäuse Expired - Lifetime EP1272745B1 (de)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2000118641 DE10018641A1 (de) 2000-04-14 2000-04-14 Gehäuse mit keramischer Innenschicht für einen Katalysatorträgerkörper und Verfahren zur Herstellung eines Katalysator-Trägerkörpers mit einem solchen Gehäuse
DE10018641 2000-04-14
DE2000126697 DE10026697A1 (de) 2000-05-30 2000-05-30 Gehäuse mit Passivierungsschicht und Verfahren zur Herstellung eines Katalysator-Trägerkörpers mit einem solchen Gehäuse
DE10026697 2000-05-30
PCT/EP2001/004220 WO2001079669A1 (de) 2000-04-14 2001-04-12 Gehäuse mit passivierungsschicht und verfahren zur herstellung eines katalysator-trägerkörpers mit einem solchen gehäuse

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP1272745A1 true EP1272745A1 (de) 2003-01-08
EP1272745B1 EP1272745B1 (de) 2005-03-09

Family

ID=26005318

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP01933823A Expired - Lifetime EP1272745B1 (de) 2000-04-14 2001-04-12 Gehäuse mit passivierungsschicht und verfahren zur herstellung eines katalysator-trägerkörpers mit einem solchen gehäuse

Country Status (13)

Country Link
US (1) US6673466B2 (de)
EP (1) EP1272745B1 (de)
JP (1) JP4549606B2 (de)
KR (1) KR100785680B1 (de)
CN (1) CN1180175C (de)
AU (1) AU2001260203A1 (de)
BR (1) BR0110013B1 (de)
DE (1) DE50105540D1 (de)
MY (1) MY128166A (de)
PL (1) PL204999B1 (de)
RU (1) RU2264543C2 (de)
TW (1) TW587967B (de)
WO (1) WO2001079669A1 (de)

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10027807A1 (de) * 2000-06-05 2002-01-31 Emitec Emissionstechnologie Blech mit Barriere für einen Wabenkörper
DE10217259A1 (de) * 2002-04-18 2003-11-13 Emitec Emissionstechnologie Katalysator-Trägerkörper mit Wellmantel und Verfahren zu dessen Herstellung
US7404254B2 (en) * 2002-04-18 2008-07-29 Emitec Gesellschaft Fuer Emissions Technologie Mbh Calibrated catalyst carrier body with corrugated casing and method for manufacturing the same
US7476366B2 (en) * 2002-04-18 2009-01-13 Emitec Gesellschaft Fuer Emissionstechnologie Mbh Catalyst carrier body with corrugated casing and process for producing the same
US20050186127A1 (en) * 2002-10-18 2005-08-25 Emitec Gesellschaft Fur Emissionstechnologie Mbh Catalyst carrier body with passivation layer and method for producing the same
DE10251624A1 (de) * 2002-10-18 2004-04-29 Emitec Gesellschaft Für Emissionstechnologie Mbh Katalysator-Trägerkörper mit Passivierungsschicht sowie Verfahren zu dessen Herstellung
US7655194B2 (en) * 2005-01-18 2010-02-02 Dcl International Inc. Catalyst substrate support
US20060242951A1 (en) * 2005-04-29 2006-11-02 Caterpillar Inc. Refractory material retention device
DE102005045015A1 (de) * 2005-09-21 2007-03-29 Robert Bosch Gmbh Filterelement und Rußfilter mit verbesserter Thermoschockbeständigkeit
DE102005045492A1 (de) * 2005-09-23 2007-03-29 Emitec Gesellschaft Für Emissionstechnologie Mbh Wabenkörper mit stirnseitiger Hartlot-Zone
CA2625777A1 (en) * 2005-10-13 2007-04-26 Velocys, Inc. Electroless plating in microchannels
DE102005054310A1 (de) * 2005-11-11 2007-05-16 Emitec Emissionstechnologie Wabenkörper für eine Abgasbehandlungseinheit
JP2008045414A (ja) * 2006-08-10 2008-02-28 Yamaha Marine Co Ltd 触媒の支持構造
DE102008022519A1 (de) * 2008-05-07 2009-11-12 Emitec Gesellschaft Für Emissionstechnologie Mbh Wabenkörper aus metallischen Folien und Verfahren zu dessen Herstellung
DE102010007499A1 (de) * 2010-02-09 2011-08-11 Umicore AG & Co. KG, 63457 Volumetrische Beschichtungsanordnung
DE102011119740A1 (de) 2011-11-30 2013-06-06 Emitec Gesellschaft Für Emissionstechnologie Mbh Diffusionssperrschicht bei einer Abgasbehandlungseinheit
TWI586471B (zh) * 2016-08-10 2017-06-11 Sentec E&E Co Ltd Metallic body of the core plate welding structure
EP3501633A1 (de) 2017-12-19 2019-06-26 Yara International ASA Katalysatorträgersysteme für ammoniakoxidationsbrenner

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS55126365A (en) * 1979-03-20 1980-09-30 Showa Alum Corp Production of tube for heat exchanger
DE3119289A1 (de) 1980-05-16 1982-03-18 United Technologies Corp., 06101 Hartford, Conn. "reservage-material fuer das vakuumschweissen"
FR2563900B1 (fr) * 1984-05-04 1986-10-31 Novatome Tube a double paroi pour un echangeur de chaleur et procede de realisation de ce tube
JPH0235920U (de) * 1988-08-26 1990-03-08
US5403558A (en) * 1988-10-04 1995-04-04 Nippon Steel Corporation Heat and fatigue resistant metallic carrier for automobile exhaust gas-purifying catalyst
JPH0634927B2 (ja) * 1989-11-16 1994-05-11 トヨタ自動車株式会社 排気ガス浄化触媒用メタル担体
JPH0815559B2 (ja) * 1990-11-13 1996-02-21 新日本製鐵株式会社 耐熱応力・耐熱疲労特性の優れたレーストラック型自動車排ガス触媒用金属担体
JP3153049B2 (ja) * 1993-07-01 2001-04-03 新日本製鐵株式会社 メタル担体の製造方法
JP3259081B2 (ja) * 1994-06-02 2002-02-18 日本冶金工業株式会社 耐熱疲労性に優れたメタル担体
JP3208027B2 (ja) * 1994-11-21 2001-09-10 昭和飛行機工業株式会社 触媒装置用メタル担体
DE19507299A1 (de) * 1995-03-02 1996-09-05 Emitec Emissionstechnologie Wabenkörper mit nur teilweiser Anbindung an ein Mantelrohr
DE19545025A1 (de) 1995-12-02 1997-06-05 Abb Research Ltd Verfahren zur Aufbringung einer metallischen Haftschicht für keramische Wärmedämmschichten auf metallische Bauteile
JPH10337A (ja) * 1996-06-19 1998-01-06 Nippon Steel Corp 金属製触媒コンバータおよびその製造方法
TW396112B (en) * 1996-10-10 2000-07-01 Engelhard Corp Honeycomb carrier body for catalytic converters and method for making same
DE19803012A1 (de) * 1998-01-27 1999-07-29 Emitec Emissionstechnologie Verfahren zum Beloten einer Anordnung
TW412455B (en) * 1998-01-27 2000-11-21 Emitec Emissionstechnologie Method for applying brazing medium to an arrangement
DE10018641A1 (de) * 2000-04-14 2001-10-25 Emitec Emissionstechnologie Gehäuse mit keramischer Innenschicht für einen Katalysatorträgerkörper und Verfahren zur Herstellung eines Katalysator-Trägerkörpers mit einem solchen Gehäuse

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See references of WO0179669A1 *

Also Published As

Publication number Publication date
AU2001260203A1 (en) 2001-10-30
PL204999B1 (pl) 2010-02-26
TW587967B (en) 2004-05-21
EP1272745B1 (de) 2005-03-09
MY128166A (en) 2007-01-31
DE50105540D1 (de) 2005-04-14
BR0110013B1 (pt) 2011-09-06
JP2003531332A (ja) 2003-10-21
JP4549606B2 (ja) 2010-09-22
CN1401051A (zh) 2003-03-05
CN1180175C (zh) 2004-12-15
US6673466B2 (en) 2004-01-06
US20030049484A1 (en) 2003-03-13
BR0110013A (pt) 2003-02-11
KR20020086518A (ko) 2002-11-18
PL356903A1 (en) 2004-07-12
WO2001079669A1 (de) 2001-10-25
RU2264543C2 (ru) 2005-11-20
KR100785680B1 (ko) 2007-12-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1272745B1 (de) Gehäuse mit passivierungsschicht und verfahren zur herstellung eines katalysator-trägerkörpers mit einem solchen gehäuse
DE2947694C2 (de) Katalytträgermatrix zum Reinigen von Brennkraftmaschinen-Abgasen
EP1439895A2 (de) Hitzebeständige filterlage, filterkörper und verfahren zu seiner herstellung
WO2002040838A1 (de) Radial durchströmbarer und segmentierter wabenkörper
EP1212163B1 (de) Verfahren zur herstellung eines gesinterten wabenkörpers
EP0674944B1 (de) Verfahren zur Herstellung eines beschichteten, monolithischen Metallträgers
EP1527262B1 (de) Abgasfilter und verfahren zum reinigen eines abgases
DE60118421T2 (de) Abgaskatalysator, Verfahren zu seiner Herstellung und Halte-und Dichtungsmaterial für Katalysatoren
WO2006122719A1 (de) Fügen metallischer drahtfilamenten zu vliesen zur herstellung von wabenkörpern
DE10191463B4 (de) Katalysator-Trägerkörper mit Manschette und verkürztem Mantelrohr
EP1495216B1 (de) Katalysator-trägerkörper mit wellmantel und verfahren zu dessen herstellung
WO2003087549A1 (de) Kalibrierter katalysator-trägerkörper mit wellmantel und verfahren zu dessen herstellung
DE10018641A1 (de) Gehäuse mit keramischer Innenschicht für einen Katalysatorträgerkörper und Verfahren zur Herstellung eines Katalysator-Trägerkörpers mit einem solchen Gehäuse
EP1507072A2 (de) Abgasführende Vorrichtung eines Verbrennungsmotors mit poröser Auskleidung
DE10190162B4 (de) Katalysator-Trägerkörper mit einer Dehnungen erlaubenden Manschette mit Mikrostrukturen
EP0693616B1 (de) Vorrichtung zur katalytischen Reinigung bzw. Zerlegung von heissen Agbasen
EP1503133B1 (de) Wärmegedämmtes Bauteil
DE10026697A1 (de) Gehäuse mit Passivierungsschicht und Verfahren zur Herstellung eines Katalysator-Trägerkörpers mit einem solchen Gehäuse
EP1551534B1 (de) Katalysator-trägerkörper mit passivierungsschicht sowie verfahren zu dessen herstellung
DE3632059C1 (en) Holding device for the monoliths of an exhaust gas catalyst
EP1287237B1 (de) Mantelrohr mit thermisch isolierenden sicken
DE102021213769A1 (de) Vorrichtung zur Abgasnachbehandlung mit geringen Hohlräumen
WO2007082668A1 (de) Abgasreinigungsvorrichtung sowie verfahren zur herstellung einer abgasreinigungsvorrichtung
DE10017839A1 (de) Katalysator-Trägerkörper mit einer Dehnungen erlaubenden Manschette mit Mikrostrukturen
WO2022268799A1 (de) Vorrichtung zur abgasnachbehandlung mit geringen hohlräumen

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: 20021031

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 TR

AX Request for extension of the european patent

Free format text: AL;LT;LV;MK;RO;SI

RIN1 Information on inventor provided before grant (corrected)

Inventor name: SCHMITZ, KARL-JOSEF

Inventor name: KURTH, FERDI

Inventor name: FAUST, HANS-GUENTER

Inventor name: BRUECK, ROLF

Inventor name: WIERES, LUDWIG

Inventor name: HODGSON, JAN

17Q First examination report despatched

Effective date: 20040406

RBV Designated contracting states (corrected)

Designated state(s): AT BE CH CY DE ES FR GB IT LI

GRAP Despatch of communication of intention to grant a patent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR1

GRAS Grant fee paid

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR3

GRAA (expected) grant

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009210

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: B1

Designated state(s): DE ES FR GB IT

RBV Designated contracting states (corrected)

Designated state(s): DE ES FR GB IT

REG Reference to a national code

Ref country code: GB

Ref legal event code: FG4D

Free format text: NOT ENGLISH

REG Reference to a national code

Ref country code: IE

Ref legal event code: FG4D

Free format text: GERMAN

REF Corresponds to:

Ref document number: 50105540

Country of ref document: DE

Date of ref document: 20050414

Kind code of ref document: P

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: ES

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20050620

GBT Gb: translation of ep patent filed (gb section 77(6)(a)/1977)

Effective date: 20050602

PLBE No opposition filed within time limit

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009261

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

Free format text: STATUS: NO OPPOSITION FILED WITHIN TIME LIMIT

26N No opposition filed

Effective date: 20051212

ET Fr: translation filed
PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: GB

Payment date: 20150420

Year of fee payment: 15

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: IT

Payment date: 20150429

Year of fee payment: 15

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R081

Ref document number: 50105540

Country of ref document: DE

Owner name: VITESCO TECHNOLOGIES GMBH, DE

Free format text: FORMER OWNER: EMITEC GESELLSCHAFT FUER EMISSIONSTECHNOLOGIE MBH, 53797 LOHMAR, DE

Ref country code: DE

Ref legal event code: R082

Ref document number: 50105540

Country of ref document: DE

Ref country code: DE

Ref legal event code: R081

Ref document number: 50105540

Country of ref document: DE

Owner name: CONTINENTAL AUTOMOTIVE GMBH, DE

Free format text: FORMER OWNER: EMITEC GESELLSCHAFT FUER EMISSIONSTECHNOLOGIE MBH, 53797 LOHMAR, DE

REG Reference to a national code

Ref country code: FR

Ref legal event code: PLFP

Year of fee payment: 16

GBPC Gb: european patent ceased through non-payment of renewal fee

Effective date: 20160412

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: GB

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20160412

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: IT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20160412

REG Reference to a national code

Ref country code: FR

Ref legal event code: PLFP

Year of fee payment: 17

REG Reference to a national code

Ref country code: FR

Ref legal event code: PLFP

Year of fee payment: 18

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R081

Ref document number: 50105540

Country of ref document: DE

Owner name: VITESCO TECHNOLOGIES GMBH, DE

Free format text: FORMER OWNER: CONTINENTAL AUTOMOTIVE GMBH, 30165 HANNOVER, DE

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: FR

Payment date: 20200420

Year of fee payment: 20

Ref country code: DE

Payment date: 20200430

Year of fee payment: 20

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R071

Ref document number: 50105540

Country of ref document: DE