EP1801378A1 - Verfahren zur Herstellung eines formgenauen Wabenkörpers sowie Formteil dafür - Google Patents

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EP1801378A1
EP1801378A1 EP06025092A EP06025092A EP1801378A1 EP 1801378 A1 EP1801378 A1 EP 1801378A1 EP 06025092 A EP06025092 A EP 06025092A EP 06025092 A EP06025092 A EP 06025092A EP 1801378 A1 EP1801378 A1 EP 1801378A1
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EP
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honeycomb body
molding
honeycomb
honeycomb structure
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Jörg Gutowski
Hans-Günter FAUST
Ferdi Kurth
Franz Föhres
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Definitions

  • the present invention relates to a method for producing a honeycomb body comprising a honeycomb structure arranged in a housing.
  • a tool for producing a dimensionally accurate honeycomb body is also specified.
  • honeycomb bodies are used in particular for the aftertreatment of exhaust gases.
  • honeycomb bodies regularly comprise a metallic housing by arranging a ceramic or metallic honeycomb structure. Part of the manufacturing process is to introduce the honeycomb structure in a suitable manner in the housing and ultimately form a joining connection between the housing and honeycomb structure.
  • the contact of the honeycomb structure with the housing is as uniform as possible.
  • the honeycomb body is produced with a desired roundness or shape accuracy.
  • This is of particular interest, since ultimately an integration of the honeycomb body, for example, in the exhaust system of a mobile internal combustion engine as in a vehicle to be made.
  • the housing often offers contact surface for further positive or non-positive connections.
  • An inaccuracy in terms of the outer shape means that under certain circumstances sealing compounds for subsequent adjustment of shape tolerances, elaborate reworking steps or other, time-consuming and expensive measures are required.
  • honeycomb bodies which have, for example, a metallic honeycomb structure which is to be introduced in a non-cylindrical cross section of the housing.
  • honeycomb bodies which have, for example, a metallic honeycomb structure which is to be introduced in a non-cylindrical cross section of the housing.
  • This can already lead to a small deformation, especially with thin-walled housings.
  • this effect is enhanced during later thermal treatments of the honeycomb body. This can lead to a further deformation of the housing and / or to a non-uniform connection of the honeycomb body to the housing.
  • the object of the present invention is to at least partially solve the problems described with reference to the prior art.
  • a method for producing a dimensionally accurate honeycomb body is to be specified.
  • a molded part for carrying out the method will also be specified.
  • step a) preferably comprises the formation of a metallic honeycomb structure.
  • a metallic honeycomb structure For this purpose, at least partially structured metal foils are layered and then wound together. In this case, a spiral, an S-shaped or a similar structure of the honeycomb structure can be achieved.
  • the honeycomb structure regularly comprises a multiplicity of channels arranged essentially parallel to one another, through which an exhaust gas can flow.
  • the honeycomb structure is prepared separately from the housing and now inserted by means of step b) in a housing.
  • the honeycomb structure is preferably inserted into a housing (in particular in the circumferential direction).
  • a housing in particular in the circumferential direction.
  • Step c) relates in particular to a coating and / or a bonding process.
  • the bonding method those in which sintered, brazed and / or welded joints are formed within the honeycomb structure or between the honeycomb structure and the housing are preferred.
  • the molding in particular has the task of substantially maintaining a desired shape of the housing during the manufacturing process.
  • the molding is usually made more stable than the housing and partially applied in the circumferential direction of the housing.
  • the contact surfaces are arranged in particular where an increased stress of the housing due to the introduced honeycomb structure is to be expected. This concerns in particular the areas which have a smaller distance to the center of the honeycomb body and / or in areas of curvature sections of the housing with a large radius of curvature.
  • non-circular is meant in particular oval, “race-track” -like, angular or other non-round cross-sections. These regularly have different radii of curvature, some of which can go to infinity (straight housing section). It is precisely here that the different stress states described above can occur during the thermal treatment of the honeycomb body, so that, in particular, such honeycomb bodies can be produced in a dimensionally accurate manner with the method described here.
  • the honeycomb body powdered hard solder is preferably supplied via an end face of the honeycomb body.
  • the honeycomb body is previously immersed in the front side of an adhesive liquid to which the brazing material should later adhere defined.
  • the z. B. doped with precious metals and then calcined.
  • this fixation of the honeycomb body by means of the molding z. B. is maintained between the individual processing stations or for temporary storage.
  • a molded part for carrying out a method of the type described above in accordance with the invention is also proposed, a frame having a plurality of inwardly directed abutment surfaces being provided for a desired outer contour of the housing.
  • the frame is preferably closed in the circumferential direction, for example in the manner of a frame.
  • the frame is stirred in one piece.
  • the inner contour of the frame accordingly has a plurality of inwardly directed contact surfaces, that is to say that the contact surfaces comprise the part of the inner contour of the frame that projects furthest inward.
  • the contact surfaces are aligned with one another or designed such that they essentially correspond to the desired outer contour of the housing. In other words, this means that the contact surfaces form part of the outer contour of the housing.
  • it is possible that a part of the contact surfaces are also beveled, so that, for example, a simplified insertion of the housing is made possible in the frame.
  • the molded part is designed so that the relative position of the contact surfaces is adjustable to each other. This allows a particularly flexible use of the molding for different contours of the housing. In addition, there is the advantage that with such movable contact surfaces easier removal of the housing or the honeycomb body, for example, after performing a thermal treatment is possible.
  • radially outwardly directed recesses space the inwardly directed abutment surfaces.
  • the recesses preferably extend substantially parallel to the contact surfaces and limit these at least partially.
  • the contact surfaces of the molded part cover between 50% and 80% of the circumference of the housing. This ensures on the one hand a sufficient fixation of the housing to achieve a dimensional stability and on the other hand allows a safe removal of the housing also as part of a series production.
  • the recesses may be designed, for example, suitable for gripping tools.
  • the molded part is made of a high-temperature-resistant and corrosion-resistant metal.
  • the molding is very particularly preferably made from an at least similar material as the housing in order to ensure a uniform thermal expansion behavior, in particular during a thermal treatment of the honeycomb body.
  • the metal should be able to withstand the thermal conditions during a brazing process.
  • the contact surfaces are at least partially executed with a coating.
  • the contact surfaces can also be provided at least partially with a structured surface.
  • These measures are used, for example, to avoid connections between the molded part and the housing, as they may possibly take place at high temperatures (for example, sintered connections).
  • the contact surface between the molded part and the housing is further reduced by the structured surface of the contact surface, whereby the Entfemle of the housing is improved according to the manufacturing process of the honeycomb body.
  • these measures may be only partially provided in the contact surfaces, the application for all contact surfaces in the same way is preferred.
  • an exhaust gas treatment unit comprising a honeycomb body with a housing having a thickness of at most 1.5 mm is preferably realized according to the method described according to the invention or with the use of a molded part as described above according to the invention.
  • the housing 1 shows schematically in a front view a honeycomb body 2, which has an inner honeycomb structure 3 and an outer housing 1.
  • the housing 1 has a non-circular cross-section 12, in which the honeycomb structure 3 is arranged.
  • the cross section 12 is substantially oval, almost in the nature of a so-called "race track”, having a first extent 13 and a second extent 14 different from each other.
  • the illustration shows that the honeycomb body 2 is designed at the top and bottom with a larger radius of curvature than left and right.
  • the honeycomb structure 3 is constructed with a plurality of structured and smooth metal foils 18 that are wound in an S-shape and that form essentially parallel channels 15.
  • different voltages act on the housing 1, which could possibly influence the outer contour 6 of the housing 1.
  • the use of a molded part is proposed, which is shown in a preferred embodiment for such a honeycomb body in Fig. 2.
  • the molded part 4 for the honeycomb body 2 shown in Fig. 1 is shown according to a preferred embodiment in Fig. 2.
  • the molded part 4 has a plurality of inwardly directed abutment surfaces 5, which rest against the outer contour of the housing 1, which is schematically illustrated. It is also illustrated that the contact surfaces 5 cover more than half of the circumference 9 of the housing 1. Between the contact surfaces 5, designed in the manner of a frame frame 7 radially outwardly directed recesses 8. In these areas, there is no system between the frame 7 and the housing. 1
  • Fig. 3 shows a detail of an arrangement of a honeycomb body 2 in the interior of a molded part 4 according to a further embodiment in cross section. 3, a part of the honeycomb body 2 is therefore illustrated, which in turn is formed with a plurality of metal foils 18, so that channels 15 running essentially parallel to one another are provided.
  • the metal foils 18 bear against the housing 1 on the inside, the housing 1 having a thickness 16, for example in the range of up to 1.5 mm, advantageously even less than 1 mm or even 0.8 mm.
  • the molded part 4 abuts, wherein the abutment surface 5 is designed here with a coating 17 and a structured surface 10.
  • the provision of the structured surface 10 ensures easy removal of the honeycomb body 2 from the molded part 4, while the coating 17 prevents the formation of sintered connections between the molded part 4 and the housing 1.
  • honeycomb bodies The preferred field of use for such honeycomb bodies is the automotive sector. Accordingly, the structure of an exhaust system 21 for a vehicle 19 in FIG. 4 is schematically illustrated. The exhaust gas generated by the engine 20 is now passed through a plurality of exhaust treatment units 11 until it has been freed of pollutants so far that they are discharged to the environment can.
  • the exhaust gas treatment unit 11 is in particular equipped with the honeycomb body described here. With the invention, in particular exhaust gas treatment units with a thin housing can be accurately produced.

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Abstract

Verfahren zur Herstellung eines Wabenkörpers (2) aufweisend eine in einem Gehäuse (1) angeordnete Wabenstruktur (3) mit zumindest den folgenden Schritten:
a) Ausbilden einer Wabenstruktur (3),
b) Einfügen der Wabenstruktur (3) in ein Gehäuse (1),
c) Durchführen einer thermischen Behandlung der Wabenstruktur (3) mit Gehäuse (1),

wobei zumindest während Schritt b) oder Schritt c) ein außen bereichsweise anliegendes Formteil (4) vorgesehen ist, dessen Anlageflächen (5) eine gewünschte Außenkontur (6) des Gehäuses (1) abbilden.
Weiterhin wird auch ein geeignetes Formteil (4) beschrieben. Mit der Erfindung lassen sich insbesondere Abgasbehandlungseinheiten mit dünnem Gehäuse formgenau herstellen.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Wabenkörpers aufweisend eine in einem Gehäuse angeordnete Wabenstruktur. Darüber hinaus wird auch ein Werkzeug zur Herstellung eines formgenauen Wabenkörpers angegeben. Derartige Wabenkörper werden insbesondere zur Nachbehandlung von Abgasen eingesetzt.
  • Solche Wabenkörper umfassen regelmäßig ein metallisches Gehäuse, indem eine keramische oder metallische Wabenstruktur angeordnet ist. Teil des Herstellungsverfahrens ist dabei, die Wabenstruktur in geeigneter Weise in das Gehäuse einzubringen und letztendlich eine fügetechnische Verbindung zwischen Gehäuse und Wabenstruktur auszubilden.
  • Dafür ist es nötig, dass ein möglichst gleichmäßiger Kontakt der Wabenstruktur mit dem Gehäuse vorliegt. Darüber hinaus sollte sichergestellt sein, dass der Wabenkörper mit einer gewünschten Rundheit bzw. Formgenauigkeit hergestellt wird. Dies ist insbesondere von Interesse, da letztendlich eine Integration des Wabenkörpers beispielsweise in die Abgasanlage einer mobilen Verbrennungskraftmaschine wie in einem Fahrzeug vorgenommen werden soll. Dabei bietet das Gehäuse häufig Anlagefläche für weitere form- oder kraftschlüssige Verbindungen. Eine Ungenauigkeit hinsichtlich der äußeren Form führt dazu, dass unter Umständen Dichtungsmassen zur nachträglichen Ausgleichung von Formtoleranzen, aufwendige Nachbearbeitungsschritte oder andere, zeit- und kostenintensive Maßnahmen erforderlich sind.
  • Die Probleme bezüglich einer Formgenauigkeit treten insbesondere bei Wabenkörpern auf, die beispielsweise eine metallische Wabenstruktur aufweisen, die in einem nicht-zylindrischen Querschnitt des Gehäuses einzubringen ist. In diesem Fall kann es vorkommen, dass von der Wabenstruktur in Umfangsrichtung des Gehäuses verschiedene Kräfte bzw. Drücke auf das Gehäuse einwirken. Dies kann, gerade bei dünnwandigen Gehäusen bereits zu einer geringen Verformung führen. Bei einer solchen ungleichen Druckverteilung ist zudem beobachtet worden, dass dieser Effekt während später durchgeführten thermischen Behandlungen des Wabenkörpers verstärkt wird. Das kann zu einer weiteren Verformung des Gehäuses und/oder zu einer nicht gleichmäßigen Verbindung des Wabenkörpers mit dem Gehäuse führen.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die mit Bezug auf den Stand der Technik geschilderten Probleme zumindest teilweise zu lösen. Insbesondere soll ein Verfahren zur Herstellung eines formgenauen Wabenkörpers angegeben werden. Darüber hinaus wird auch ein Formteil zur Durchführung des Verfahrens anzugeben sein.
  • Diese Aufgaben werden gelöst mit einem Verfahren zur Herstellung eines Wabenkörpers gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie einem Formteil zur Durchführung des Verfahrens gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 5. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den jeweils abhängig formulierten Patentansprüchen angegeben. Es ist darauf hinzuweisen, dass die in den Patentansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale in beliebiger, technologisch sinnvoller, Weise miteinander kombiniert werden können und weitere Ausführungsvarianten der Erfindung aufzeigen.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Wabenkörper aufweisend eine in einem Gehäuse angeordnete Wabenstruktur umfasst zumindest die folgenden Schritte:
    1. a) Ausbilden einer Wabenstruktur,
    2. b) Einfügen der Wabenstruktur in ein Gehäuse,
    3. c) Durchführen einer thermischen Behandlung der Wabenstruktur mit Gehäuse,
    wobei zumindest während Schritt b) oder Schritt c) ein außen bereichsweise anliegendes Formteil vorgesehen ist, dessen Anlageflächen eine gewünschte Außenkontur des Gehäuses abbilden.
  • Auch wenn das Verfahren grundsätzlich bei jeder Art von Wabenstrukturen einsetzbar ist, so umfasst Schritt a) bevorzugt das Ausbilden einer metallischen Wabenstruktur. Dazu werden zumindest teilweise strukturierte Metallfolien geschichtet und anschließend miteinander verwunden. Dabei kann ein spiralförmiger, ein S-förmiger oder ein ähnlicher Aufbau der Wabenstruktur erzielt werden. Die Wabenstruktur umfasst regelmäßig eine Vielzahl von im Wesentlichen parallel zueinander angeordneten Kanälen, die für ein Abgas durchströmbar sind. Üblicherweise wird die Wabenstruktur getrennt vom Gehäuse vorbereitet und nun mittels Schritt b) in ein Gehäuse eingefügt.
  • Bezüglich des Schritt b) erfolgt meist ein stimseitiges Einführen der Wabenstruktur in ein (insbesondere in Unfangsrichtung geschlossenes) Gehäuse. Hierfür kann es vorteilhaft sein, einen so genannten Einführkonus vorzusehen, der auf das Gehäuse aufgesetzt und durch den die Wabenstruktur hindurchgeführt wird, wobei die Wabenstruktur durch leichte Kompressionen auf das Innenmaß des Gehäuses reduziert wird.
  • Schritt c) betrifft insbesondere ein Beschichtungs- und/oder ein Verbindungsverfahren. Hinsichtlich des Verbindungsverfahrens sind solche bevorzugt, bei denen Sinter-, Hartlot- und/oder Schweißverbindungen innerhalb der Wabenstruktur bzw. zwischen Wabenstruktur und dem Gehäuse ausgebildet werden.
  • Das Formteil hat insbesondere die Aufgabe, eine gewünschte Form bzw. Gestalt des Gehäuses während des Herstellungsprozesses im Wesentlichen beizubehalten. Bezüglich der konkreten Ausgestaltung des Formteils sei auf die nachfolgenden Erläuterungen verwiesen. An dieser Stelle sei jedoch schon darauf hingewiesen, dass das Formteil in der Regel stabiler als das Gehäuse ausgeführt ist und in Umfangsrichtung des Gehäuses bereichsweise anliegt. Die Anlageflächen sind insbesondere dort angeordnet, wo eine erhöhte Beanspruchung des Gehäuses in Folge der eingebrachten Wabenstruktur zu erwarten ist. Das betrifft insbesondere die Bereiche, die einen geringeren Abstand zum Mittelpunkt des Wabenkörpers aufweisen und/oder in Bereichen von Krümmungsabschnitten des Gehäuses mit einem großen Krümmungsradius. Grundsätzlich ist auch möglich, mehrere Formteile an einem Gehäuse vorzusehen.
  • Besonders vorteilhaft ist das Verfahren, wenn ein Wabenkörper mit einem unrunden Querschnitt des Gehäuses hergestellt wird. Mit "unrund" sind insbesondere ovale, "race-track"-ähnliche, eckige oder weitere nicht-runde Querschnitte gemeint. Diese weisen regelmäßig unterschiedliche Krümmungsradien auf, die teilweise bis ins Unendliche gehen können (gerader Gehäuseabschnitt). Gerade hier kann es zu den eingangs beschriebenen unterschiedlichen Spannungszuständen während der thermischen Behandlung des Wabenkörpers kommen, so dass mit dem hier beschriebenen Verfahren insbesondere solche Wabenkörper formgenau hergestellt werden können.
  • Deshalb ist es gemäß einer Weiterbildung des Verfahrens besonders vorteilhaft, das Formteil vor Schritt b) außen mit dem Gehäuse in Kontakt zu bringen und nach Schritt c) wieder zu entfernen. Das heißt mit anderen Worten, dass der Verbund aus Wabenstruktur und Gehäuse mittels dem Formteil solange gestützt bzw. formgenau gehalten wird, bis tatsächlich eine fügetechnische Verbindung zwischen Teilkomponenten der Wabenstruktur und dem Gehäuse generiert ist.
  • Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn das Formteil auch zumindest während einem der nachstehenden Bearbeitungsprozesse am Gehäuse vorgesehen ist:
    • Beloten des Wabenkörpers,
    • Beschichten des Wabenkörpers,
    • Transport des Wabenkörpers.
  • Beim Beloten des Wabenkörpers wird bevorzugt über eine Stirnseite des Wabenkörpers pulverförmiges Hartlot zugeführt. Darüber hinaus ist möglich, dass der Wabenkörper zuvor stirnseitig in eine Haftmittel-Flüssigkeit eingetaucht wird, an der später das Hartlot definiert haften bleiben soll. Beim Beschichten des Wabenkörpers wird insbesondere eine so genannte Washcoat-Beschichtung vorgesehen, die z. B. mit Edelmetallen dotiert und anschließend kalziniert wird. Hinsichtlich des Transportes des Wabenkörpers ist anzumerken, dass diese Fixierung des Wabenkörpers mittels des Formteils z. B. zwischen den einzelnen Bearbeitungsstationen oder zur vorübergehenden Lagerung beibehalten wird.
  • Des Weiteren wird nun auch ein Formteil zur Durchführung eines Verfahrens der vorstehend erfindungsgemäß beschriebenen Art vorgeschlagen, wobei ein Gestell mit einer Mehrzahl inwärts gerichteter Anlageflächen für eine gewünschte Außenkontur des Gehäuses vorgesehen ist. Das Gestell ist bevorzugt in Umfangsrichtung geschlossen, beispielsweise nach Art eines Rahmens. Ganz besonders bevorzugt ist das Gestell einteilig ausgerührt. Die Innenkontur des Gestells weist demnach eine Mehrzahl von inwärts gerichteten Anlageflächen auf, dass heißt dass die Anlageflächen den am weitesten nach innen hineinragenden Teilbereich der Innenkontur des Gestells umfassen. Die Anlageflächen sind so zueinander ausgerichtet bzw. ausgebildet, dass sie im Wesentlichen der gewünschten Außenkontur des Gehäuses entsprechen. Mit anderen Worten bedeutet dies, dass die Anlageflächen einen Teil der Außenkontur des Gehäuses abbilden. Grundsätzlich ist jedoch möglich, dass ein Teil der Anlageflächen auch angeschrägt sind, so dass beispielsweise ein vereinfachtes Einführen des Gehäuses in das Gestell ermöglicht wird.
  • Grundsätzlich ist auch möglich, dass das Formteil so gestaltet ist, dass die Relativlage der Anlageflächen zueinander einstellbar ist. Damit wird ein besonders flexibler Einsatz des Formteils für unterschiedliche Konturen des Gehäuses ermöglicht. Zudem besteht der Vorteil, dass mit solchen beweglichen Anlageflächen eine leichtere Entnahme des Gehäuses bzw. des Wabenkörpers beispielsweise nach Durchführung einer thermischen Behandlung ermöglicht ist.
  • Weiter wird auch vorgeschlagen, dass radial auswärts gerichtete Ausnehmungen die inwärts gerichteten Anlageflächen beabstanden. Die Ausnehmungen verlaufen bevorzugt im Wesentlichen parallel zu den Anlageflächen und begrenzen diese zumindest teilweise. Mittels solcher Ausnehmungen wird verhindert, dass ein zu großer Anpressdruck des Gehäuses an das Gestell auftritt. Damit ist das Gehäuse nach der Bearbeitung leichter wieder entnehmbar.
  • Auch deshalb ist es von besonderem Vorteil, wenn die Anlageflächen des Formteils zwischen 50 % und 80 % des Umfangs des Gehäuses abdecken. Dies gewährleitstet einerseits eine ausreichende Fixierung des Gehäuses zur Erzielung einer Formstabilität und ermöglicht andererseits ein sicheres Entfernen des Gehäuses auch im Rahmen einer Serienfertigung. Dabei können die Ausnehmungen beispielsweise auch für Greifwerkzeuge geeignet gestaltet sein.
  • Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Formteil aus einem hochtemperaturfesten und korrosionsbeständigen Metall ist. Ganz besonders bevorzugt ist das Formteil aus einem zumindest ähnlichen Material wie das Gehäuse, um insbesondere während einer thermischen Behandlung des Wabenkörpers ein gleichmäßiges thermisches Ausdehnungsverhalten sicherzustellen. Das Metall sollte zumindest in der Lage sein, dauerhaft den thermischen Bedingungen während einem Hartlöt-Prozess standzuhalten.
  • Gemäß einer Weiterbildung des Formteils sind die Anlageflächen zumindest teilweise mit einer Beschichtung ausgeführt. Alternativ oder in Kombination dazu können die Anlageflächen auch zumindest teilweise mit einer strukturierten Oberfläche versehen sein. Diese Maßnahmen dienen beispielsweise zur Vermeidung von Verbindungen zwischen dem Formteil und dem Gehäuse, wie sie gegebenenfalls bei hohen Temperaturen stattfinden können (zum Beispiel Sinterverbindungen). Ebenso wird durch die strukturierte Oberfläche der Anlagefläche die Kontaktfläche zwischen Formteil und Gehäuse weiter reduziert, womit die Entfembarkeit des Gehäuses nach dem Herstellungsverfahren des Wabenkörpers verbessert wird. Auch wenn diese Maßnahmen nur teilweise bei den Anlageflächen vorgesehen sein können, wird die Anwendung für alle Anlageflächen in gleicher Weise bevorzugt.
  • Die Bereitstellung einer Abgasbehandlungseinheit umfassend einen Wabenkörper mit einem Gehäuse einer Dicke von höchstens 1,5 mm wird bevorzugt nach dem erfindungsgemäß beschriebenen Verfahren oder mit Einsatz eines Formteils, wie es vorstehend erfindungsgemäß beschrieben ist, verwirklicht.
  • Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Die Figuren zeigen auch besonders bevorzugte Ausführungsvarianten der Erfindung, auf die diese jedoch nicht begrenzt ist. Es zeigen:
  • Fig. 1:
    Einen nicht-zylindrischen Wabenkörper,
    Fig. 2:
    eine Ausführungsvariante eines Formteils,
    Fig. 3:
    ein Detail eines in einem Formteil angeordneten Wabenkörpers, und
    Fig. 4:
    ein Abgassystem für ein Fahrzeug.
  • Fig. 1 zeigt schematisch in einer Stirnansicht einen Wabenkörper 2, der eine innen liegende Wabenstruktur 3 und ein äußeres Gehäuse 1 aufweist. Das Gehäuse 1 weist einen unrunden Querschnitt 12 auf, in dem die Wabenstruktur 3 angeordnet ist. Der Querschnitt 12 ist im Wesentlichen oval, fast nach Art eines so genannten "race-track", ausgeführt, wobei er eine erste Erstreckung 13 und eine zweite Erstreckung 14 hat, die voneinander verschieden sind. Die Darstellung zeigt, dass der Wabenkörper 2 oben und unten mit größerem Krümmungsradius ausgeführt ist als links und rechts.
  • Die Wabenstruktur 3 ist mit einer Mehrzahl von S-förmig gewundenen strukturierten und glatten Metallfolien 18 aufgebaut, die im Wesentlichen parallel zueinander verlaufende Kanäle 15 bilden. Insbesondere bei dieser Anordnung wirken ausgehend von den Metallfolien 18 unterschiedliche Spannungen auf das Gehäuse 1 ein, die unter Umständen die Außenkontur 6 des Gehäuses 1 beeinflussen könnten. Zur Vermeidung von Abweichungen von der Außenkontur 6 wird der Einsatz eines Formteils vorgeschlagen, welches in einer bevorzugten Ausführungsvariante für einen solchen Wabenkörper in Fig. 2 dargestellt ist.
  • Das Formteil 4 für den in Fig. 1 dargestellten Wabenkörper 2 ist gemäß einer bevorzugten Ausführungsvariante in Fig. 2 dargestellt. Das Formteil 4 hat eine Mehrzahl von inwärts gerichteten Anlageflächen 5, die an der schemenhaft dargestellten Außenkontur des Gehäuses 1 anliegen. Dabei ist auch veranschaulicht, dass die Anlageflächen 5 mehr als die Hälfte des Umfangs 9 des Gehäuses 1 abdecken. Zwischen den Anlageflächen 5 weist das nach Art eines Rahmens gestaltete Gestell 7 radial auswärts gerichtete Ausnehmungen 8 auf. In diesen Bereichen kommt es zu keiner Anlage zwischen dem Gestell 7 und dem Gehäuse 1.
  • Fig. 3 zeigt ein Detail einer Anordnung eines Wabenkörpers 2 im Inneren eines Formteils 4 entsprechend einer weiteren Ausführungsvariante im Querschnitt. Links in Fig. 3 ist demnach ein Teil es Wabenkörpers 2 veranschaulicht, der wiederum mit einer Mehrzahl von Metallfolien 18 gebildet ist, so dass im Wesentlichen parallel zueinander laufende Kanäle 15 bereitgestellt werden. Die Metallfolien 18 liegen innen an dem Gehäuse 1 an, wobei das Gehäuse 1 eine Dicke 16 beispielsweise im Bereich von bis zu 1,5 mm hat, vorteilhafter Weise sogar kleiner als 1 mm oder sogar 0,8 mm. Außen am Gehäuse 1 liegt das Formteil 4 an, wobei die Anlagefläche 5 hier mit einer Beschichtung 17 und einer strukturierten Oberfläche 10 ausgeführt ist. Die Bereitstellung der strukturierten Oberfläche 10 gewährleistet einer einfachen Entnahme des Wabenkörpers 2 aus dem Formteil 4, während die Beschichtung 17 die Ausbildung von Sinterverbindungen zwischen dem Formteil 4 und dem Gehäuse 1 verhindert.
  • Als bevorzugtes Einsatzgebiet für solche Wabenkörper ist der Automobil-Bereich anzuführen. Demgemäß ist schematisch der Aufbau eines Abgassystems 21 für ein Fahrzeug 19 in Fig. 4 veranschaulicht. Das vom Motor 20 erzeugte Abgas wird nun über eine Mehrzahl von Abgasbehandlungseinheiten 11 geführt, bis es soweit von Schadstoffen befreit wurde, dass es an die Umgebung abgeführt werden kann. Die Abgasbehandlungseinheit 11 ist insbesondere mit dem hier beschriebenen Wabenkörper ausgestattet. Mit der Erfindung lassen sich insbesondere Abgasbehandlungseinheiten mit dünnem Gehäuse formgenau herstellen.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Gehäuse
    2
    Wabenkörper
    3
    Wabenstruktur
    4
    Formteil
    5
    Anlageflächen
    6
    Außenkontur
    7
    Gestell
    8
    Ausnehmungen
    9
    Umfang
    10
    Oberfläche
    11
    Abgasbehandlungseinheit
    12
    Querschnitt
    13
    Erste Erstreckung
    14
    Zweite Erstreckung
    15
    Kanal
    16
    Dicke
    17
    Beschichtung
    18
    Metallfolie
    19
    Fahrzeug
    20
    Motor
    21
    Abgassystem

Claims (13)

  1. Verfahren zur Herstellung eines Wabenkörpers (2) aufweisend eine in einem Gehäuse (1) angeordnete Wabenstruktur (3) umfassend zumindest die folgenden Schritte:
  2. a) Ausbilden einer Wabenstruktur (3),
    b) Einfügen der Wabenstruktur (3) in ein Gehäuse (1),
    c) Durchführen einer thermischen Behandlung der Wabenstruktur (3) mit Gehäuse (1),
    wobei zumindest während Schritt b) oder Schritt c) ein außen bereichsweise anliegendes Formteil (4) vorgesehen ist, dessen Anlageflächen (5) eine gewünschte Außenkontur (6) des Gehäuses (1) abbilden.
  3. Verfahren nach Patentanspruch 1, bei dem ein Wabenkörper (2) mit einem nicht-zylindrischer Querschnitt (12) des Gehäuses hergestellt wird.
  4. Verfahren nach Patentanspruch 1 oder 2, bei dem das Formteil (4) vor Schritt b) außen mit dem Gehäuse (1) in Kontakt gebracht und nach Schritt c) wieder entfernt wird.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, bei dem das Formteil (4) auch zumindest während einem der nachstehenden Bearbeitungsprozesse am Gehäuse (1) vorgesehen ist:
    - Beloten des Wabenkörpers (2),
    - Beschichten des Wabenkörpers (2),
    - Transport des Wabenkörpers (2).
  6. Formteil (4) zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei ein Gestell (7) mit einer Mehrzahl inwärts gerichteter Anlageflächen (5) für eine gewünschte Außenkontur (6) des Gehäuses (1) vorgesehen ist.
  7. Formteil (4) nach Patentanspruch 5, wobei die Relativlage der Anlageflächen (5) zueinander einstellbar ist.
  8. Formteil (4) nach Patentanspruch 5 oder 6, wobei radial auswärts gerichtete Ausnehmungen (8) die inwärts gerichteten Anlageflächen (5) beabstanden.
  9. Formteil (4) nach einem der vorhergehenden Patentansprüche 5 bis 7, wobei die Anlageflächen (5) zwischen 50 % und 80 % des Umfangs (9) des Gehäuses (1) abdecken.
  10. Formteil (4) nach einem der vorhergehenden Patentansprüche 5 bis 8, wobei dieses aus einem hochtemperaturfesten und korrosionsbeständigen Metall ist.
  11. Formteil (4) nach einem der vorhergehenden Patentansprüche 5 bis 9, wobei die Anlageflächen (5) zumindest teilweise mit einer Beschichtung (17) ausgeführt sind.
  12. Formteil (4) nach einem der vorhergehenden Patentansprüche 5 bis 9, wobei die Anlageflächen (5) zumindest teilweise mit einer strukturierten Oberfläche (10) versehen sind.
  13. Abgasbehandlungseinheit (11) umfassend einen Wabenkörper (2) mit einem Gehäuse (1) einer Dicke (16) von höchstens 1,5 mm hergestellt nach einem Verfahren gemäß einem der Patentansprüche 1 bis 4 oder einem Formteil (4) nach einem der Patentansprüche 5 bis 11.
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