FR2852539A1 - Catalytic converter housing manufacture comprises use of sheet metal casing cut and/or shaped to fit over substrate and having edges joined by butt welding - Google Patents

Catalytic converter housing manufacture comprises use of sheet metal casing cut and/or shaped to fit over substrate and having edges joined by butt welding Download PDF

Info

Publication number
FR2852539A1
FR2852539A1 FR0402694A FR0402694A FR2852539A1 FR 2852539 A1 FR2852539 A1 FR 2852539A1 FR 0402694 A FR0402694 A FR 0402694A FR 0402694 A FR0402694 A FR 0402694A FR 2852539 A1 FR2852539 A1 FR 2852539A1
Authority
FR
France
Prior art keywords
substrate
envelope
envelope sheet
cut
shape
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
FR0402694A
Other languages
French (fr)
Other versions
FR2852539B1 (en
Inventor
Jacek Schneider
Frank Neurath
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.)
Volkswagen AG
Original Assignee
Volkswagen AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Volkswagen AG filed Critical Volkswagen AG
Publication of FR2852539A1 publication Critical patent/FR2852539A1/en
Application granted granted Critical
Publication of FR2852539B1 publication Critical patent/FR2852539B1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N13/00Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
    • F01N13/18Construction facilitating manufacture, assembly, or disassembly
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/92Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
    • B01D53/94Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases by catalytic processes
    • B01D53/9445Simultaneously removing carbon monoxide, hydrocarbons or nitrogen oxides making use of three-way catalysts [TWC] or four-way-catalysts [FWC]
    • B01D53/9454Simultaneously removing carbon monoxide, hydrocarbons or nitrogen oxides making use of three-way catalysts [TWC] or four-way-catalysts [FWC] characterised by a specific device
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/02Impregnation, coating or precipitation
    • B01J37/0215Coating
    • B01J37/0225Coating of metal substrates
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2350/00Arrangements for fitting catalyst support or particle filter element in the housing
    • F01N2350/02Fitting ceramic monoliths in a metallic housing
    • F01N2350/04Fitting ceramic monoliths in a metallic housing with means compensating thermal expansion
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2450/00Methods or apparatus for fitting, inserting or repairing different elements
    • F01N2450/02Fitting monolithic blocks into the housing
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/24Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
    • F01N3/28Construction of catalytic reactors
    • F01N3/2803Construction of catalytic reactors characterised by structure, by material or by manufacturing of catalyst support
    • F01N3/2825Ceramics
    • F01N3/2828Ceramic multi-channel monoliths, e.g. honeycombs
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/24Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
    • F01N3/28Construction of catalytic reactors
    • F01N3/2839Arrangements for mounting catalyst support in housing, e.g. with means for compensating thermal expansion or vibration
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/24Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
    • F01N3/28Construction of catalytic reactors
    • F01N3/2839Arrangements for mounting catalyst support in housing, e.g. with means for compensating thermal expansion or vibration
    • F01N3/2853Arrangements 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
    • F01N3/2857Arrangements 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 being at least partially made of intumescent material, e.g. unexpanded vermiculite
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Catalysts (AREA)

Abstract

A catalytic converter (10), especially for IC engine exhaust gases comprises a gas-permeable substrate (12) with a catalytic coating inside a casing (18) of sheet metal measured, cut and/or shaped to fit over the substrate and having its edges joined without overlapping. The plotting of the substrate's shape is carried out by laser or video scanning or by other detection procedure that does not involve contact, and includes at least one circuit of the substrate in the direction of the gas flow through it. It takes into account the dimensions of any insulating layer (16) covering the substrate, and allows for any necessary passages between the substrate and casing. The cutting of the sheet metal is carried out by automated means, especially computer aided, and the casing edges are butt welded, preferably by laser.

Description

La présente invention concerne un procédé pour laThe present invention relates to a method for

fabrication d'un pot catalytique pour le traitement de gaz d'échappement, en particulier de véhicules automobiles.  manufacture of a catalytic converter for the treatment of exhaust gases, in particular of motor vehicles.

Les catalyseurs contenus dans les pots catalytiques 5 comprennent comme élément essentiel un substrat pouvant être traversé par l'air, qui est pourvu d'un revêtement catalytique (appelé Washcoat). De tels substrats présentent en général une forme cylindrique avec une section transversale ovale ou circulaire et peuvent être traversés 10 du fait de la présence des petits canaux par des gaz d'échappement dans la direction axiale. Le substrat se compose habituellement d'un corps céramique (monolithe céramique) poreux et souvent également d'un corps métallique enroulé avec des canaux d'air axiaux.  The catalysts contained in the catalytic converters 5 comprise as essential element a substrate which can be traversed by air, which is provided with a catalytic coating (called Washcoat). Such substrates generally have a cylindrical shape with an oval or circular cross section and can be traversed due to the presence of the small channels by exhaust gases in the axial direction. The substrate usually consists of a porous ceramic body (ceramic monolith) and often also of a metallic body wound with axial air channels.

Selon la présente invention, le pourtour du substrat est entouré d'une enveloppe de boîtier en tôle d'enveloppe, à l'exception des deux faces avant (surface côté arrivée et surface côté sortie de l'écoulement). Pour l'isolation thermique et l'amortissement, le substrat est entouré 20 également d'un matériau isolant disposé entre le substrat et la tôle d'enveloppe: on utilise généralement à cet effet des éléments tricotés ou des nattes. On utilise souvent des nattes en fibres qui se dilatent à des (nattes expansées) et compensent ainsi la dilatation de l'enveloppe 25 du boîtier. Cette disposition d'enveloppe composée de la tôle d'enveloppe et du matériau isolant est appelée également Canning. Les substrats sont maintenus à l'intérieur de ce dispositif par une combinaison de pression et de frottement.  According to the present invention, the periphery of the substrate is surrounded by a casing envelope made of sheet metal, with the exception of the two front faces (surface on the inlet side and surface on the outlet side of the flow). For thermal insulation and damping, the substrate is also surrounded by an insulating material placed between the substrate and the envelope sheet: knitted elements or mats are generally used for this purpose. Fiber mats are often used which expand to (expanded mats) and thus compensate for the expansion of the casing 25 of the housing. This envelope arrangement composed of the envelope sheet and the insulating material is also called Canning. The substrates are held inside this device by a combination of pressure and friction.

Pour l'assemblage du substrat, du matériau isolant et de l'enveloppe, on connaît différents procédés (procédés dits Canning) comme le principe de bourrage, la technique de coque ou le principe d'enroulement. Avec la technique d'enroulement, par exemple la tôle d'enveloppe est coupée 35 en fonction des dimensions prévues prédéfinies du substrat en plus d'un certain "excédent pour le recouvrement" et la tôle d'enveloppe coupée et éventuellement laminée est enroulée autour du substrat enveloppé avec le matériau isolant. Ensuite, la tôle d'enveloppe est soudée dans la zone de chevauchement. L'inconvénient de ce procédé est le 5 chevauchement de l'enveloppe au point de jonction de la tôle d'enveloppe, qui entraîne une cote de passages irrégulière entre le substrat et la tôle d'enveloppe et donc une surcharge mécanique du monolithe dans la zone de chevauchement de l'enveloppe.  For the assembly of the substrate, the insulating material and the envelope, various processes are known (so-called Canning processes) such as the packing principle, the shell technique or the winding principle. With the winding technique, for example the envelope sheet is cut according to the predefined predefined dimensions of the substrate in addition to a certain "excess for covering" and the cut and possibly laminated envelope sheet is wound around substrate wrapped with insulating material. Then, the envelope sheet is welded in the overlap area. The disadvantage of this process is the overlapping of the envelope at the junction point of the envelope sheet, which results in an irregular passage rating between the substrate and the envelope sheet and therefore mechanical overload of the monolith in the envelope overlap area.

De plus, les procédés connus ne sont pas en mesure de tenir compte d'un pourtour précis ou d'une forme individuelle du substrat. Des tolérances de fabrication inévitables des dimensions extérieures du substrat entraînent donc également des cotes irrégulières pour les 15 passages d'écoulement et donc le non-respect d'une densité souhaitée de matériau isolant entre le corps du substrat et la tôle d'enveloppe. Tout ceci entraîne un rebut élevé des substrats lors de la fabrication et exige l'utilisation de substrats chers et fabriqués avec précision avec une faible 20 tolérance. En plus, on peut arriver dans le cas de cotes de passages trop grandes lors de l'exploitation ultérieure du catalyseur, en raison des températures extrêmes et très variables des. gaz d'échappement, à un relâchement inopportun et à un déplacement du substrat dans le parcours 25 des gaz d'échappement, ce qui entraîne souvent une destruction du substrat.  In addition, the known methods are not able to take account of a precise periphery or of an individual shape of the substrate. Inevitable manufacturing tolerances of the external dimensions of the substrate therefore also lead to irregular dimensions for the flow passages and therefore non-compliance with a desired density of insulating material between the body of the substrate and the envelope sheet. All this results in a high waste of the substrates during manufacture and requires the use of expensive and precisely manufactured substrates with low tolerance. In addition, it may happen in the case of excessively large passage dimensions during subsequent operation of the catalyst, due to the extremely variable temperatures of the. exhaust gas, untimely release and displacement of the substrate in the exhaust gas path, which often results in destruction of the substrate.

L'objectif de la présente invention est donc de mettre à disposition un procédé pour la fabrication d'un pot catalytique qui élimine les inconvénients cités de l'état 30 actuel de la technique.  The objective of the present invention is therefore to provide a process for the manufacture of a catalytic converter which eliminates the drawbacks cited from the current state of the art.

Cet objectif est atteint par un procédé selon lequel a) une forme extérieure de la zone du substrat à envelopper par l'enveloppe du boîtier est saisie au moins partiellement, b) la tôle d'enveloppe est coupée et/ou préformée en fonction de la forme saisie du substrat, c) le substrat est introduit dans la tôle d'enveloppe coupée aux dimensions et/ou préformée ou bien la tôle d'enveloppe coupée aux dimensions et/ou préformée est appliquée autour du substrat, et d) la tôle d'enveloppe est fermée sensiblement sans chevauchement à ses bords juxtaposés.  This objective is achieved by a process according to which a) an external shape of the area of the substrate to be enveloped by the casing of the casing is at least partially grasped, b) the casing sheet is cut and / or preformed according to the captured form of the substrate, c) the substrate is introduced into the envelope sheet cut to dimensions and / or preformed or else the envelope sheet cut to dimensions and / or preformed is applied around the substrate, and d) sheet d the envelope is closed substantially without overlapping at its juxtaposed edges.

Le procédé permet ainsi une prise en compte très précise d'un contour extérieur individuel, en particulier du pourtour et de la forme de chaque substrat individuel, 10 et une fabrication précise, coupée aux dimensions du substrat, de la tôle d'enveloppe. Ceci permet selon l'invention l'assemblage sans chevauchement de la tôle d'enveloppe et le respect d'une cote régulière de passages entre le substrat et la tôle d'enveloppe. En conclusion, on 15 peut utiliser des substrats plus avantageux avec des tolérances de fabrication plus grandes. En supplément, on obtient un rebut plus faible des substrats du fait de la sollicitation mécanique réduite aussi bien pendant le processus de Canning que lors du fonctionnement ultérieur. 20 Il est prévu de préférence de détecter la forme du substrat de façon mécanique, de sorte que le procédé gagne en précision et en rapidité. Ceci peut se faire de préférence sans contact, par exemple par un balayage par faisceau laser (assisté par ordinateur), scannage vidéo et 25 d'autres méthodes de détection de forme sans contact.  The method thus allows a very precise taking into account of an individual external contour, in particular of the periphery and of the shape of each individual substrate, and a precise fabrication, cut to the dimensions of the substrate, of the envelope sheet. This allows according to the invention the assembly without overlapping of the envelope sheet and compliance with a regular dimension of passages between the substrate and the envelope sheet. In conclusion, more advantageous substrates can be used with larger manufacturing tolerances. In addition, a lower scrap of the substrates is obtained due to the reduced mechanical stress both during the Canning process and during subsequent operation. It is preferably intended to detect the shape of the substrate mechanically, so that the method gains in precision and speed. This can preferably be done without contact, for example by laser beam scanning (computer assisted), video scanning and other contactless shape detection methods.

Ce qui est important pour la fabrication est qu'en premier lieu la zone extérieure du substrat, qui doit être enveloppée ultérieurement par la tôle d'enveloppe, soit saisie dans les endroits importants afin de permettre la 30 fabrication sur mesure de la tôle d'enveloppe. Dans le cas présent, il est prévu de manière particulièrement préférée qu'au moins un pourtour du substrat ou son diamètre soit saisi sans contact. Il est prévu de manière particulièrement préférée que soit déterminé un tracé du 35 diamètre en fonction de la longueur axiale, dans le sens d'écoulement des gaz d'échappement, du substrat, de sorte que par exemple un certain élargissement linéaire se trouve établi, une torsion le long de l'axe ou un rétrécissement (conicité) du substrat. D'autre part, on peut prévoir de façon particulièrement avantageuse la saisie non seulement 5 du pourtour en ce qui concerne son rayon, mais également une autre forme extérieure complexe du substrat, c'est-àdire son contour tridimensionnel.  What is important for manufacturing is that first of all the outer zone of the substrate, which must be subsequently enveloped by the envelope sheet, is gripped in the important places in order to allow the custom-made manufacture of the sheet of envelope. In the present case, it is particularly preferred that at least one periphery of the substrate or its diameter is grasped without contact. Particular preference is given to determining a path of the diameter as a function of the axial length, in the direction of flow of the exhaust gases, of the substrate, so that for example a certain linear widening is established, a twist along the axis or a narrowing (taper) of the substrate. On the other hand, provision can be made in a particularly advantageous manner for not only entering the periphery as regards its radius, but also another complex external shape of the substrate, that is to say its three-dimensional contour.

Les caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront d'ailleurs de la description qui va suivre à 10 titre d'exemples en références aux dessins annexés dans lesquels: la figure 1 montre une structure d'un pot catalytique en coupe longitudinale, la figure 2 une structure d'un pot catalytique 15 fabriqué selon l'état actuel de la technique en coupe transversale, la figure 3 un schéma fonctionnel d'un déroulement de procédé pour la fabrication d'un pot catalytique selon une conception préférée de l'invention et la figure 4 une structure d'un pot catalytique fabriqué selon l'invention en coupe transversale.  The characteristics and advantages of the invention will become apparent from the description which follows by way of examples with reference to the appended drawings in which: FIG. 1 shows a structure of a catalytic converter in longitudinal section, FIG. 2 a structure of a catalytic converter 15 manufactured according to the current state of the art in cross section, FIG. 3 a functional diagram of a process flow for the manufacture of a catalytic converter according to a preferred design of the invention and Figure 4 a structure of a catalytic converter manufactured according to the invention in cross section.

Une structure caractéristique d'un pot catalytique est représentée schématiquement sur les figures 1 et 2. La figure 1 montre le pot catalytique désigné globalement par 25 10 en coupe longitudinale et la figure 2 un catalyseur 10 fabriqué de façon classique en coupe longitudinale selon la coupe présentée sur la figure 1.  A characteristic structure of a catalytic converter is shown diagrammatically in FIGS. 1 and 2. FIG. 1 shows the catalytic converter generally designated by 25 10 in longitudinal section and in FIG. 2 a catalyst 10 conventionally manufactured in longitudinal section along the section shown in Figure 1.

L'élément essentiel du catalyseur 10 est un substrat 12, par exemple un monolithe céramique en cordiérite. Le 30 substrat 12 traversé par de nombreux canaux pouvant être parcourus par les gaz d'échappement est le support d'un revêtement à activité catalytique non représenté, qui se compose du Washcoat et d'un composant en métal précieux. Le Washcoat est une couche poreuse à base d'oxyde d'aluminium, 35 qui sert à l'agrandissement de la surface du substrat et à l'adhérence du métal précieux. Le substrat 12 a une forme sensiblement cylindrique avec une section transversale ovale (voir figure 2). Sur la figure 1, un côté arrivée de l'écoulement du substrat 12 est repéré par la référence 14 et un côté sortie de l'écoulement par 14'.  The essential element of the catalyst 10 is a substrate 12, for example a ceramic cordierite monolith. The substrate 12 crossed by numerous channels which can be traversed by the exhaust gases is the support for a coating with catalytic activity not shown, which consists of the Washcoat and a precious metal component. Washcoat is a porous layer based on aluminum oxide, which is used for enlarging the surface of the substrate and for adhering the precious metal. The substrate 12 has a substantially cylindrical shape with an oval cross section (see Figure 2). In FIG. 1, an inlet side of the flow of the substrate 12 is identified by the reference 14 and an outlet side of the flow by 14 '.

Le substrat 12 est entouré par un matériau isolant 16.  The substrate 12 is surrounded by an insulating material 16.

Dans le cas présent, il s'agit par exemple d'une natte de fibres résistante aux hautes températures, qui contient des additifs qui se dilatent aux températures élevées.  In the present case, it is for example a fiber mat resistant to high temperatures, which contains additives which expand at high temperatures.

Le substrat 12 et le matériau isolant 16 sont 10 enveloppés également sur leur pourtour extérieur par une enveloppe de boîtier 18 en tôle métallique.  The substrate 12 and the insulating material 16 are also wrapped around their outer periphery by a housing envelope 18 made of sheet metal.

Afin d'illustrer la position de montage du catalyseur dans le parcours des gaz d'échappement d'un véhicule, le sens d'écoulement d'un flux de gaz d'échappement 20 est 15 également indiqué sur la figure 1.  In order to illustrate the mounting position of the catalyst in the exhaust gas path of a vehicle, the direction of flow of an exhaust gas flow 20 is also indicated in FIG. 1.

D'après les procédés classiques de Canning, l'assemblage du substrat 12 et du Canning composé du matériau isolant 16 et l'enveloppe de boîtier 18 s'effectue en enroulant d'abord le substrat 12 dans une natte de 20 fibres coupée aux dimensions du matériau isolant 16.  According to conventional Canning methods, the assembly of the substrate 12 and the Canning composed of the insulating material 16 and the casing 18 is carried out by first winding the substrate 12 in a fiber mat cut to size. insulating material 16.

Ensuite, le substrat 12 enroulé dans le matériau isolant 16 est enroulé dans la tôle d'enveloppe coupée aux dimensions avec une surcote et éventuellement prélaminée. Enfin, on procède à un soudage de la tôle d'enveloppe dans la zone de 25 chevauchement 22 (voir figure 2).  Then, the substrate 12 wound in the insulating material 16 is wound in the envelope sheet cut to size with an overcut and optionally prelaminated. Finally, the envelope sheet is welded in the overlap zone 22 (see FIG. 2).

Cette façon de procéder entraîne l'effet inopportun que, au dessous du point de chevauchement 22, une cote de passages prédéfinie entre le substrat 12 et l'enveloppe de boîtier 18 n'est pas respectée, et en particulier est sous30 dépassée (voir flèche sur la figure 2). Les cotes de passages caractéristiques varient de 2,7 mm à 3,8 mm et dépendent du poids surfacique [g/m2] et de la nature [fibre ou natte expansée] de la natte. En outre, le procédé ne tient compte d'aucun des écarts consécutifs à la 35 fabrication du pourtour du substrat 12 par rapport à une cote souhaitée. Aussi bien le point de chevauchement 22 que les tolérances de fabrication du substrat 12 aboutissent à des cotes de passages irrégulières entre le substrat 12 et l'enveloppe de boîtier 18 ainsi qu'à un non-respect d'une densité de matériau souhaitée du matériau isolant 16. 5 Compte tenu de la charge mécanique occasionnée de ce fait du substrat 12 pendant le procédé de Canning et lors du montage du catalyseur 10, on arrive à l'effondrement de certaines cellules du substrat jusqu'à enfin la destruction complète du substrat dans l'exploitation ultérieure. Afin 10 d'éviter cela, on en est venu habituellement à utiliser des substrats 12 chers avec de faibles tolérances de fabrication.  This procedure leads to the untimely effect that, below the overlap point 22, a predefined passage dimension between the substrate 12 and the casing 18 is not respected, and in particular is below 30 (see arrow in Figure 2). The characteristic passage dimensions vary from 2.7 mm to 3.8 mm and depend on the surface weight [g / m2] and on the nature [fiber or expanded mat] of the mat. Furthermore, the method does not take into account any deviations consecutive to the production of the periphery of the substrate 12 with respect to a desired dimension. Both the overlap point 22 and the manufacturing tolerances of the substrate 12 result in irregular passage dimensions between the substrate 12 and the casing 18 as well as non-compliance with a desired material density of the material insulator 16. 5 Taking into account the mechanical load caused by this fact of the substrate 12 during the Canning process and during the mounting of the catalyst 10, one arrives at the collapse of certain cells of the substrate until finally the complete destruction of the substrate in the subsequent operation. In order to avoid this, it has been customary to use expensive substrates 12 with low manufacturing tolerances.

Afin d'éviter ces inconvénients, on a développé selon l'invention un nouveau procédé de fabrication pour le 15 catalyseur 10, dont le déroulement est illustré sur la figure 3. Le procédé commence par l'étape S1, dans laquelle un contour extérieur du substrat 12 est saisi par machine au moins par zones. En particulier on détermine le pourtour extérieur du substrat 12 qui devra être entouré 20 ultérieurement par l'enveloppe de boîtier 18. Par exemple, une section transversale du substrat 12 qui se rétrécit sur le trajet des gaz d'échappement peut être saisie. La saisie s'effectue de préférence par ordinateur avec un système sans contact.  In order to avoid these drawbacks, a new manufacturing process has been developed according to the invention for the catalyst 10, the progress of which is illustrated in FIG. 3. The process begins with step S1, in which an outer contour of the substrate 12 is captured by machine at least by zones. In particular, the outer periphery of the substrate 12 which must be surrounded later by the casing 18 is determined. For example, a cross section of the substrate 12 which narrows on the path of the exhaust gases can be entered. The input is preferably made by computer with a contactless system.

Dans l'étape S2 consécutive, on effectue la coupe aux dimensions de la tôle d'enveloppe servant pour l'enveloppe de boîtier 18 en fonction de la forme saisie auparavant du substrat 12. Dans le cas présent, la cote de passages souhaitée entre le substrat 12 et l'enveloppe de boîtier 18 30 est prise en compte sous la forme d'un certain excédent de matériau (calculé). Les dimensions de la partie coupée sont déterminées par ordinateur, la forme extérieure en trois dimensions, déterminée lors de l'étape Si, du substrat 12 étant convertie en la surface appropriée en deux 35 dimensions. De même l'opération du coupage aux dimensions s'effectue de préférence automatiquement. Le calcul des cotes et la coupe aux dimensions y correspondant peuvent être intégrés dans un procédé de Canning entièrement automatique.  In the subsequent step S2, the cut is made to the dimensions of the envelope sheet serving for the casing envelope 18 as a function of the previously entered shape of the substrate 12. In the present case, the desired passage dimension between the substrate 12 and the casing 18 18 is taken into account in the form of a certain excess of material (calculated). The dimensions of the cut part are determined by computer, the three-dimensional external shape, determined during step Si, of the substrate 12 being converted into the appropriate surface in two dimensions. Likewise, the cutting operation to dimensions is preferably carried out automatically. The calculation of the dimensions and the cut to the corresponding dimensions can be integrated into a fully automatic Canning process.

Dans une étape S3 optionnelle, on peut procéder à un 5 préformage de la tôle d'enveloppe. Dans le cas présent, on peut générer en particulier par laminage une précourbure de la tôle d'enveloppe.  In an optional step S3, it is possible to preform the envelope sheet. In the present case, it is possible in particular by rolling to produce a pre-curvature of the envelope sheet.

Ensuite, on procède dans l'étape S4 à l'assemblage du substrat 12, du matériau isolant 16 et de la tôle 10 d'enveloppe 18. Ici, le substrat 12 est enroulé dans le matériau isolant 16 coupé aux dimensions. Ensuite, cette unité est introduite dans la tôle d'enveloppe coupée aux dimensions et préformée et est enveloppée par celle-ci.  Then, in step S4, the substrate 12, the insulating material 16 and the envelope sheet 10 are assembled. Here, the substrate 12 is wound in the insulating material 16 cut to size. Then, this unit is introduced into the envelope sheet cut to size and preformed and is enveloped by it.

Enfin, l'assemblage de bord à bord de la tôle 15 d'enveloppe pour former l'enveloppe du boîtier s'effectue lors de l'étape S5. Les arêtes contiguës les unes aux autres de la tôle d'enveloppe sont alors reliées sans chevauchement (bout à bout) les unes avec les autres, en particulier soudées. La soudure peut se faire par exemple 20 par soudage au laser.  Finally, the edge-to-edge assembly of the envelope sheet 15 to form the envelope of the housing is carried out during step S5. The edges contiguous to each other of the envelope sheet are then connected without overlapping (end to end) with each other, in particular welded. The welding can be done for example by laser welding.

L'ensemble de la procédure représenté sur la figure 3 est effectué pour chaque substrat 12 individuel. De cette façon, chaque substrat 12 individuel reçoit une enveloppe du boîtier 18 coupée quasiment sur mesure.  The entire procedure shown in Figure 3 is performed for each individual substrate 12. In this way, each individual substrate 12 receives an envelope from the housing 18 cut almost to measure.

Le résultat avantageux du procédé conforme à l'invention est visible sur la figure 4, o un catalyseur 10 ainsi fabriqué est représenté en coupe transversale.  The advantageous result of the process according to the invention is visible in FIG. 4, where a catalyst 10 thus produced is shown in cross section.

Ici, des éléments identiques sont désignés par les mêmes références que sur les figures 1 et 2. Le catalyseur 10 30 fabriqué de cette façon se caractérise en particulier par une cote de passages régulière sur l'ensemble du pourtour de substrat entre le substrat 12 et l'enveloppe de boîtier 18. En particulier la cote de passages se trouvant audessous du point de soudure 24 ne présente aucun 35 rétrécissement par rapport aux autres zones.  Here, identical elements are designated by the same references as in FIGS. 1 and 2. The catalyst 10 30 produced in this way is characterized in particular by a regular passage rating over the entire periphery of the substrate between the substrate 12 and the housing envelope 18. In particular, the dimension of passages located below the welding point 24 does not shrink with respect to the other zones.

Liste des références Pot catalytique 12 Substrat 14 Côté arrivée d'écoulement 16 Matériau isolant/natte 18 Enveloppe de boîtier Flux des gaz d'échappement 22 Zone de chevauchement 10 24 Point de soudure.  List of references Catalytic converter 12 Substrate 14 Flow inlet side 16 Insulating material / mat 18 Casing casing Exhaust gas flow 22 Overlap zone 10 24 Welding point.

Claims (10)

REVENDICATIONS 1. Procédé pour fabriquer un pot catalytique (10), qui comprend un substrat (12) présentant un revêtement catalytique et une enveloppe de boîtier (18), enveloppant 5 au moins par endroits le substrat (12), en tôle d'enveloppe, a) une forme extérieure de la zone du substrat (12), à entourer par l'enveloppe de boîtier (18) étant au moins partiellement saisie, b) la tôle d'enveloppe étant coupée aux mesures et/ou préformée en fonction de la forme saisie du substrat (12), c) le substrat (12) étant introduit dans la tôle d'enveloppe (18) coupée aux mesures et/ou préformée ou la tôle d'enveloppe (18) coupée aux mesures et/ou préformée 15 étant appliquée autour du substrat (12), et d) la tôle d'enveloppe étant fermée sensiblement sans chevauchement aux bords juxtaposés.  1. Method for manufacturing a catalytic converter (10), which comprises a substrate (12) having a catalytic coating and a housing envelope (18), enveloping at least in places the substrate (12), made of envelope sheet, a) an external shape of the area of the substrate (12), to be surrounded by the casing envelope (18) being at least partially gripped, b) the envelope sheet being cut to measurements and / or preformed according to the gripped shape of the substrate (12), c) the substrate (12) being introduced into the envelope sheet (18) cut to measurements and / or preformed or the envelope sheet (18) cut to measurements and / or preformed 15 being applied around the substrate (12), and d) the envelope sheet being closed substantially without overlapping at the juxtaposed edges. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la saisie de la forme du substrat (12) s'effectue par 20 machine.  2. Method according to claim 1, characterized in that the input of the shape of the substrate (12) is carried out by machine. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que la saisie de la forme du substrat (12) s'effectue sans contact, en particulier par balayage laser, scannage vidéo ou autre détection de forme sans contact.  3. Method according to claim 2, characterized in that the input of the shape of the substrate (12) is carried out without contact, in particular by laser scanning, video scanning or other shape detection without contact. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la forme saisie comprend au moins un pourtour du substrat (12) dans le sens d'écoulement des gaz d'échappement.  4. Method according to any one of the preceding claims, characterized in that the shape entered comprises at least one periphery of the substrate (12) in the direction of flow of the exhaust gases. 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce 30 qu'un tracé du pourtour est saisi sur une longueur du substrat (12) dans le sens d'écoulement des gaz d'échappement.  5. Method according to claim 4, characterized in that a outline of the periphery is grasped over a length of the substrate (12) in the direction of flow of the exhaust gases. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'une forme extérieure du 35 substrat (12) est saisie.  6. Method according to any one of the preceding claims, characterized in that an external shape of the substrate (12) is grasped. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le catalyseur comprend un matériau isolant (16) disposé au moins par endroits entre le substrat (12) et l'enveloppe de boîtier (18) et le 5 substrat (12) est enveloppé avec le matériau isolant avant l'application de la tôle d'enveloppe coupée aux dimensions et/ou préformée.  7. Method according to any one of the preceding claims, characterized in that the catalyst comprises an insulating material (16) arranged at least in places between the substrate (12) and the casing envelope (18) and the substrate ( 12) is wrapped with the insulating material before applying the envelope sheet cut to size and / or preformed. 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que, lors de la coupe aux 10 dimensions de la tôle d'enveloppe, une cote de passages prédéfinissable entre le substrat (12) et l'enveloppe de boîtier (18) est prise en compte.  8. Method according to any one of the preceding claims, characterized in that, during the cutting to the dimensions of the envelope sheet, a predefined dimension of passages between the substrate (12) and the housing envelope (18 ) is taken into account. 9. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la coupe aux dimensions 15 de la tôle d'enveloppe s'effectue de façon automatisée, en particulier assistée par ordinateur.  9. Method according to any one of the preceding claims, characterized in that the cutting to the dimensions of the envelope sheet is carried out in an automated manner, in particular computer-assisted. 10. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'assemblage des arêtes juxtaposées de la tôle d'enveloppe (18) s'effectue par soudage, en particulier par soudage au laser.  10. Method according to any one of the preceding claims, characterized in that the assembly of the juxtaposed edges of the envelope sheet (18) is carried out by welding, in particular by laser welding.
FR0402694A 2003-03-18 2004-03-16 PROCESS FOR THE PRODUCTION OF A CATALYTIC POT Expired - Fee Related FR2852539B1 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10313155A DE10313155B4 (en) 2003-03-18 2003-03-18 Process for the preparation of a catalytic converter

Publications (2)

Publication Number Publication Date
FR2852539A1 true FR2852539A1 (en) 2004-09-24
FR2852539B1 FR2852539B1 (en) 2006-06-09

Family

ID=32921123

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FR0402694A Expired - Fee Related FR2852539B1 (en) 2003-03-18 2004-03-16 PROCESS FOR THE PRODUCTION OF A CATALYTIC POT

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE10313155B4 (en)
FR (1) FR2852539B1 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005029163A1 (en) * 2005-06-23 2006-12-28 Arvinmeritor Emissions Technologies Gmbh Manufacturing method for exhaust-gas-conducting devices e.g. exhaust gas cleaning devices involves determination of geometry of external housing coordinated with individual external geometry of substrate
DE102006015658A1 (en) * 2006-04-04 2007-10-25 Arvinmeritor Emissions Technologies Gmbh Method for producing exhaust gas-conducting devices, in particular exhaust gas purification devices

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0681095A1 (en) * 1994-05-02 1995-11-08 LEISTRITZ AG & CO. Abgastechnik Method and device for mounting an exhaust gas catalyst
US5755025A (en) * 1994-09-23 1998-05-26 J. Eberspacher Gmbh & Co. Process for manufacturing catalytic converters, especially bodies of motor vehicle catalytic converters of modular design
EP0982480A2 (en) * 1998-08-27 2000-03-01 Delphi Technologies, Inc. Converter housing size based upon substrate size
JP2001355438A (en) * 2000-06-16 2001-12-26 Sakamoto Industry Co Ltd Method of manufacturing catalytic converter
WO2002024297A2 (en) * 2000-09-21 2002-03-28 Arvin Technologies, Inc. Apparatus and process for assembling exhaust processor components
JP2002263764A (en) * 2001-03-15 2002-09-17 Sankei Giken Kogyo Co Ltd Method and device for manufacturing catalyst converter

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2627597A1 (en) * 1976-06-19 1977-12-29 Zeuna Staerker Kg Catalyser for cleaning engine exhaust gases - has heat resistant housing supported by damping rings which seal exhaust pipe joint
DE8812805U1 (en) * 1988-10-12 1990-02-08 Roth-Technik GmbH, 7560 Gaggenau Component kit for a catalyst
DE19723939C2 (en) * 1997-06-06 2003-02-27 Leico Werkzeugmaschb Gmbh & Co Process for producing an exhaust gas catalytic converter
DE29716671U1 (en) * 1997-09-17 1998-10-29 Süssmilch, Wilfried, 33378 Rheda-Wiedenbrück Device for coating a ceramic stone with a preformed sheet
DE10018805A1 (en) * 2000-04-15 2001-11-29 Volkswagen Ag Method and device for producing a catalyst with a monolith having a polygonal cross section

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0681095A1 (en) * 1994-05-02 1995-11-08 LEISTRITZ AG & CO. Abgastechnik Method and device for mounting an exhaust gas catalyst
US5755025A (en) * 1994-09-23 1998-05-26 J. Eberspacher Gmbh & Co. Process for manufacturing catalytic converters, especially bodies of motor vehicle catalytic converters of modular design
EP0982480A2 (en) * 1998-08-27 2000-03-01 Delphi Technologies, Inc. Converter housing size based upon substrate size
JP2001355438A (en) * 2000-06-16 2001-12-26 Sakamoto Industry Co Ltd Method of manufacturing catalytic converter
WO2002024297A2 (en) * 2000-09-21 2002-03-28 Arvin Technologies, Inc. Apparatus and process for assembling exhaust processor components
JP2002263764A (en) * 2001-03-15 2002-09-17 Sankei Giken Kogyo Co Ltd Method and device for manufacturing catalyst converter

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 2002, no. 04 4 August 2002 (2002-08-04) *
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 2003, no. 01 14 January 2003 (2003-01-14) *

Also Published As

Publication number Publication date
DE10313155B4 (en) 2013-02-14
FR2852539B1 (en) 2006-06-09
DE10313155A1 (en) 2004-09-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2548607C (en) Manufacturing process for a part with an insert made of a composite material with a metal matrix and ceramic fibres
CA1102706A (en) Monolithic metal catalyst for the detoxication of the exhaust gases of internal combustion engines
EP1726679B1 (en) Method and device for producing a ceramic-fiber-reinforced metal strip and metal strip produced thereby
EP1726678B1 (en) Process for fabricating a tubular body with a metal matrix composite insert
US20020100167A1 (en) Method of manufacturing a catalytic converter by induction welding
EP1726676B1 (en) Process of manufacturing an insert made by winding coated threads and obtained wound insert
FR2751029A1 (en) Silencer for motor vehicle internal combustion engine exhaust
CZ278910B6 (en) Apparatus for catalytic removal of toxic substances from exhaust gases and process for producing thereof
CA2823525A1 (en) Method for producing a metal reinforcement
JPH048107B2 (en)
KR100972775B1 (en) Process and device for producing metallic honeycomb bodies with at least one shaped segment
FR2834230A1 (en) METHOD FOR MANUFACTURING A LASER WELDED TRANSMISSION SHAFT
FR2852539A1 (en) Catalytic converter housing manufacture comprises use of sheet metal casing cut and/or shaped to fit over substrate and having edges joined by butt welding
JP3976789B2 (en) Method for manufacturing metal honeycomb body
FR2970266A1 (en) METHOD FOR MANUFACTURING A MONOBLOC ANNULAR METAL PIECE WITH A REINFORCING INSERT IN COMPOSITE MATERIAL, AND PART OBTAINED
KR101146781B1 (en) Design of a metal honeycomb structure and method for producing the same
JPS5832917A (en) Production method of monolith catalyst converter
KR19980702539A (en) Honeycomb body partially attached to jacket tube
EP2657042A1 (en) Spoke for a bicycle wheel and bicycle wheel comprising such a spoke
JPH10296090A (en) Metallic catalyst converter and its manufacture
JPS62183855A (en) Preparation of substrate for car exhaust gas purifying apparatus
JP3222542B2 (en) Metal catalyst carrier
FR2915710A1 (en) Spoke of metal and composite material for spoked wheel has bridge as metal band with Young's modulus greater than or equal to 100,000 MPa, whereby band is inserted between and attached to two end pieces
EP2686123B1 (en) Process for manufacturing a one-piece axisymmetric metallic part from composite fibrous structures
JP2001179111A (en) Metallic carrier for automobile exhaust gas cleaning catalyst and its manufacturing method

Legal Events

Date Code Title Description
PLFP Fee payment

Year of fee payment: 13

ST Notification of lapse

Effective date: 20171130