JP2009504409A

JP2009504409A - 少なくとも１つの成形セグメントを用いて金属ハニカム体を製造する装置および方法

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Publication number: JP2009504409A
Application number: JP2008525496A
Authority: JP
Inventors: フォイト、ミヒャエル; フレッヒェン、フランク
Original assignee: エミテックゲゼルシヤフトフユアエミツシオンステクノロギーミツトベシユレンクテルハフツング
Priority date: 2005-08-12
Filing date: 2006-08-11
Publication date: 2009-02-05
Also published as: EP1912752A1; ES2366713T3; RU2008108899A; DE102005038572A1; US20080182066A1; PL1912752T3; WO2007020021A1; CN101282802A; EP1912752B1; KR20080034039A; RU2425726C2; KR100972775B1

Abstract

本発明は、少なくとも部分的に構造化された金属シートを巻き付けてハニカム構造（２）にする装置（１）に関し、少なくとも１つの金属シートのための受け部（５）を有する、前記装置（１）の中心領域（４）にある少なくとも１つの巻き取り心棒（３）と、巻き付け中に少なくとも１つの金属シートを案内するための少なくとも１つの案内部材（７）、および少なくとも１つの旋回可能なクランプジョー（８）を有する、少なくとも１つの成形セグメント（６）とを含み、少なくとも１つの前記案内部材（７）は少なくとも１つのローラ体（９）を備えるように製作されている。さらに、少なくとも部分的に構造化された金属シートによってハニカム体（１３）を製造する方法が記載されている。本発明は、特に大型のハニカム体を製造するのに適している。

Description

本発明は、少なくとも部分的に構造化された金属シートを巻き付けてハニカム構造にする装置に関し、ならびに、少なくとも部分的に構造化された金属シートでハニカム体を製造する方法に関する。さらに、ハニカム構造もしくはハニカム体の特別に好ましい実施形態が提案され、ならびに、自動車分野におけるその利用法も提案される。

本発明は、特に、排ガスシステムに組み込むことができ、そこで排ガス中に含まれる有害物質の除去もしくは転換にあたって協働するハニカム体を対象とする。例えば、様々なコーティングのための支持体としてハニカム体を利用し、例えば触媒コンバータ、吸着器などとして、排ガスとの間で相応の化学反応を起こさせることが知られている。それに加えてこのようなハニカム構造は、同じく場合によりコーティングされていてよい開放型または閉鎖型の粒子フィルタを形成するのにも利用することができる。最後に、このような種類の金属ハニカム体に少なくとも部分的に電流を作用させ、それによってハニカム体が加熱部材の機能を果たすようにしたり、あるいは、金属ハニカム体にミクロ構造を設け、それによってハニカム体が流動混合装置として作用するようにすることも知られている。

原則として、金属ハニカム体については特に２通りの典型的な構造形態が区別される。ＤＥ２９０２７７９が典型例を示している一方の構造形態は、基本的に、１つの平滑の金属シートと１つの波形の金属シートとが積み重ねられて螺旋状に巻き付けられた螺旋状の構造形態である。他方の構造形態では、交互に配置された多数の平滑な金属シートと波形もしくは異なる波形の金属シートからハニカム体が構成され、この場合、金属シートは当初１つ以上の積層体を形成し、これが互いに絡み合わされる。このとき、すべての金属シートの端部が外側に位置するようになり、ハウジングまたは外套管と結合することができる。それにより、ハニカム体の耐久性を高める数多くの結合部が生じる。このような構造形態の典型例はＥＰ０２４５７３７やＷＯ９０／０３２２０に記載されている。

流れに影響を及ぼすために、および／または個々の流動経路の間での横方向の混合を実現するために、金属シートに追加の構造を与えることも久しい以前から知られている。このような実施形態の典型例は、ＷＯ９１／０１１７８、ＷＯ９１／０１８０７、ＷＯ９０／０８２４９などである。最後に、場合により流れに影響を及ぼすために別の追加の構造も備えるように製作された、円錐状の構造形態のハニカム体もある。例えばＷＯ９７／４９９０５を参照されたい。これに加えて、ＤＥ８８１６１５４Ｕ１に記載されているように、センサのための切欠きがハニカム体に設けられていてもよい。

ハニカム体を製造するときには、巻付け工程、すなわち平坦な積層体から円筒状もしくは円錐状の物体になるようにハニカム体の成形が行われる工程が、技術的に問題を含む。なぜなら、非常に薄い金属シートを使用するのが好ましいからである。薄い金属シートは、ハニカム体の容積あたりで、いっそう多い数の通路を可能にするという利点を有し、それと同時にハニカム体の表面固有の熱容量が減り、それに伴って、排ガスシステムにおける熱による交番負荷にハニカム体がいっそう迅速に追随する。しかしながら、例えば波形の金属シートが巻き付け中に変形しかねないことや、様々に異なる通路形状が巻き付けのときに形成されるという危険もある。このことは、後に排ガスシステムにおいて排ガスの流動挙動にマイナスを影響を与える。

金属ハニカム体を製造する、すでに非常に良好に機能する手法が国際公開第９７／００１３５号パンフレットに記載されている。同文献では、少なくとも部分的に構造化された多数の薄板からなる少なくとも１つの積層体からハニカム体を製造する装置が提案され、この場合、少なくとも２つの成形セグメントが設けられている。各々の成形セグメントは、巻き取り装置の軸とそれぞれ平行に延びる旋回軸を中心として、巻き取り装置の回転方向と逆向きにそれぞれ旋回可能である。各々の成形セグメントが巻き取り装置の回転方向と逆向きに旋回することによって、形状が閉じられるときに薄板積層体が押し潰されることが防止される。同文献では、支え部として機能する成形セグメントは、積層体に直接当接するほうが好都合であることが認識されている。各々の積層体の、まだ巻き込まれていない区域は自由状態である。したがって、積層体のまだ巻き込まれていない区域の大きな負荷は生じないので、そこでは曲げ負荷が回避される。

ハニカム体は、内燃機関（例えばガソリンエンジン、ディーゼルエンジンなど）の移動可能な排ガス設備だけでなく、据置型の作動形態でも利用することができる。この関連では、特に直径の比較的大きいハニカム体も利用されるが、その製造時には特別な技術上の困難さがある。例えば、直径が１５０ｍｍ以上の螺旋の構造形態に基づく円筒形の金属ハニカム体のためには、長さが１００００ｍｍ以上で重量がおよそ１５００ｇまたはそれ以上の金属シートを使用しなくてはならないことを顧慮しなくてはならない。

金属シートの積層体を含む構造形態の場合にも、比較的厚くて長い積層体を相互に結合させなくてはならない。このことは、一方では金属シートの取扱を難しくし、特に巻き付け工程を難しくする。巻き付け工程のとき、力の導入点は巻き付け装置の中心領域から遠く離れているのが普通であり、そのために、断面全体にわたる均一な力の導入、およびこれに伴うハニカム体の均一な構造を、大量生産として高いプロセス信頼性で確保するのは難しい。これに加えて、巻き付けのときには多数の摩擦個所が生起され、その結果、ハニカム構造が大きい場合にはこのプロセス中に高い力を印加しなければならないが、それによって金属シートが変形する危険性が高まってしまう。

以上を前提とする本発明の課題は、従来技術に関して述べた技術上の問題点を少なくとも部分的に解決することにある。特に、大型のハニカム体の生産も高いプロセス信頼性で可能にすると同時に、巻き付けるときに金属シートが変形する危険を低減する、少なくとも部分的に構造化された金属シートを巻き付けてハニカム構造にする装置が提供されるのが望ましい。さらに、ハニカム体を製造する方法、ならびに、移動可能な排ガス設備で採用するのに適したハニカム構造もしくはハニカム体が提供されるのが望ましい。

本課題は、請求項１の構成要件に基づく装置によって解決される。この装置の特別な実施形態、ならびにこれと関連する方法、製品、および利用目的については、従属的に作成された請求項に記載されている。特許請求の範囲に個別に記載されている構成要件は、技術的に意味のある任意の形で互いに組み合わせることもでき、それによって、本発明のさらに別の実施形態が提供されることを指摘しておく。

少なくとも部分的に構造化された金属シートを巻き付けてハニカム構造にする本発明の装置は、少なくとも、
少なくとも１つの金属シートのための受け部を有する、装置の中心領域にある少なくとも１つの巻き取り心棒と、
巻き付け中に少なくとも１つの金属シートを案内するための少なくとも１つの案内部材、および少なくとも１つの旋回可能なクランプジョーを有する、少なくとも１つの成形部材とを含み、少なくとも１つの案内部材は少なくとも１つのローラ体を備えるように製作されている。

最初に断っておくと、「巻き付ける」という用語は金属シートを螺旋状に巻き取ることだけを意味するのではなく、相互の曲げ、捻り、もしくは撚り合わせなども含まれ、それによって金属シートは例えばＳ字型、Ｗ字型、Ｍ字型、Ｖ字型などに成形される。原則として、金属シートは部分的に構造化されるとともに、部分的に平滑に製作されていることが可能であるが、完全に平滑な金属シートと、完全に構造化された金属シートとが相互に巻き付けられてハニカム構造をなす方が好ましい。

本装置は少なくとも１つの巻き取り心棒を含む。特に巻き取り心棒は、ハニカム構造を製作するために、螺旋状の巻き付けを行おうとする場合に設けられるのが好ましい。この場合、金属シートは巻き取り心棒と取外し可能に結合され、巻き取り心棒は製造中にそれ自体として回転運動を行い、その際に金属シートを巻き取る。金属シートの複数の積層体が同時に互いに捻られるときは、金属シートの積層体と同数の巻き取り心棒を設けるのが好ましい。これらの巻き取り心棒は、本装置の中心点に対して等しい間隔おきながら等しいピッチで位置決めされているのが好ましい。少なくとも１つの金属シートのための受け部は、例えば巻き取り心棒とともに、巻き取り心棒に対する少なくとも１つの金属シートの相対運動を実質的に防止する手段が設けられるように構成されていてよい。

さらに、少なくとも１つの成形セグメントが設けられている。成形セグメントは、巻き付け中にハニカム構造の形成を外側からサポートする、一種の支え部を形成する。そのために成形セグメントは少なくとも１つの案内部材を有し、この案内部材によって金属シートが中心領域へと案内される。このとき金属シートは特に案内部材に沿いながら摺動し、中心領域へと入っていく。さらに成形セグメントは、特に中心領域に向かって旋回可能なように構成された旋回可能なクランプジョーを有する。クランプジョーは特に、金属シートの部分領域を、特に端部領域を、本装置の中心領域に向かって能動的に動かす役割を有する。この場合、クランプジョーが外方旋回した位置にあるときに本装置の中心領域を完全に取り囲み、それによってハニカム構造の外側輪郭を形成する構成が好ましい。少なくとも３つの成形セグメントが設けられているのが好ましく、ハニカム構造が比較的大きい場合、本装置は例えば３つ、４つ、または５つの成形セグメントを有する。

さらに、成形セグメントの少なくとも１つの案内部材に関しては、少なくとも１つのローラ体が設けられていることが提案される。すでに上に説明したように、巻き取り心棒が回転すると、少なくとも１つの金属シートは案内部材に沿って摺動する。それによって巻き付けプロセス中に、金属シートが案内部材と接触したときに摩擦が発生する。そして、この領域にローラ体を準備しておくことは、摩擦が減るという結果につながる。なぜならローラ体は金属シートにもたれかかり、金属シートが通り過ぎる間に表面に当たって転動するからである。原則として、複数のローラ体が１つの案内部材に設けられ、巻き付けプロセス中に少なくとも１つの金属シートと接触することが可能であるが、案内部材ごとにただ１つのローラ体を設ける方が好ましい。この個所での低減された摩擦は、巻き付けプロセス中に巻き取り心棒によって印加されるべき力に多大な影響を及ぼし、すなわち、この力が明らかに小さくなる。さらに、成形セグメントの耐用期間が延びる。最後に、金属シートの磨耗が減少するので、このような装置のメンテナンスが簡素化されることも考慮されるべきである。これらの側面はすべて、特に大型のハニカム構造の場合にいっそう均質な構造につながり、それにより、後に排ガス設備で使用するときに、ハニカム体を通る排ガスの的確な流動挙動を実現することができる。

本装置の１つの発展例では、少なくとも１つの成形セグメントは少なくとも１つの巻き取り心棒に対して相対的に可動である。これは特に、成形セグメントが全体として本装置の中心領域に向かって並進するように変位可能であることを意味している。このような並進運動は、特に円形のハニカム構造が生成されるべき場合、本装置の中心領域を起点として半径方向外方へと向かうのが好ましい。例えば成形セグメントはハニカム構造の製作中、その直径が増すにつれて外方に向かって本装置の中心領域から離れるように動かすことができ、それによって巻き付けのどの時点でも、少なくとも１つの金属シートと成形セグメントの接触が案内部材を介して確保される。相対的に可動の成形セグメントを備えるこのような装置の基本的な機能もしくは基本的な構造については、国際公開第９７／００１３５号の内容を、同文献を全範囲にわたって参照により本明細書の対象とする。

さらに、少なくとも１つの成形セグメントは１つの案内部材と１つのクランプジョーとを備えるように製作され、案内部材とクランプジョーは互いに接するように配置されているのが好ましい。ただ１つの案内部材を準備することは、一方では、少なくとも１つの金属シートの良好な案内を保証し、また別の面では、わずかな摩擦力しか発生しないことも保証する。このとき案内部材とクランプジョーは一体的に製作されているのが好ましく、案内部材は例えばクランプジョーの突出する領域である。このとき留意すべきは、それによって少なくとも１つのローラ体もクランプジョーのすぐ近傍に位置決めされ、もしくはこれに接することである。

さらに、少なくとも１つの成形セグメントの少なくとも１つのクランプジョーは、少なくとも１つのローラ体の回転軸と一致する旋回軸を有することが提案される。このようなローラ体の構成では、クランプジョーが外方旋回した位置にあるときでもローラ体が金属シートと接触し、これに続く金属シートの部分を、クランプジョーが中心領域に向かって動かすことが保証される。

１つの好ましい実施形態では、少なくとも１つの成形セグメントの少なくとも１つの案内部材は少なくとも１つの金属シートに対して当接面を形成し、当接面の少なくとも５０％は少なくとも１つのローラ体との間で形成されている。この場合、当接面の少なくとも８０％、あるいはさらに当接面全体が、少なくとも１つのローラ体との間で形成される構成が好ましい。

ローラ体との間で少なくとも５０％の当接面が構成されていれば、少なくとも１つの金属シートが案内部材に沿って通過するときの摩擦を、それだけですでに明らかに低減することができる。初期応力を保証するために、場合によってはある程度の摩擦を許容するのが好ましい。特に大型のハニカム体もしくはハニカム構造の場合、少なくとも１つのローラ体との間でいっそう高い割合の当接面が形成され、それによって摩擦低下の基準が前面に押しだされる。

少なくとも１つの成形セグメントの少なくとも１つの案内部材は、少なくとも１つのローラ体が本装置の中心領域に向かって突出するように構成されるように構成されているのも好ましい。これは特に、案内部材とクランプジョーが、互いに移行し合う外面を備える１つの部品から製作されることを意味し、別個のローラ体が該部品もしくはその外面から若干突出している。それにより、金属シートが実際にローラ体だけに当接することが保証される。

本発明との関連では、少なくとも部分的に構造化された金属シートでハニカム体を製造する方法も同じく提案される。この方法は少なくとも次のステップを含む。
ａ）少なくとも１つの平滑な金属シートと構造化された金属シートとを準備し、
ｂ）上に説明した本発明に基づく型式の装置を用いて金属シートを巻き付けてハニカム構造にし、
ｃ）ハニカム構造をハウジングに嵌め込み、
ｄ）金属シートをハウジングと結合する。

この方法は、冒頭に説明したあらゆる構造形態をもつハニカム体を製造するのに適用することができる。以下においては、積層体構造に関してのみ本方法を説明するが、このことは本発明を限定しようとするものではない。

上記のようにステップａ）では、複数の平滑な金属シートと構造化された金属シートとが準備されるのが好ましい。これらの金属シートを交互に積み重ね、それにより、構造化された金属シートの構造に基づいて通路が形成される。そして平滑な金属シートと構造化された金属シートを、本装置の少なくとも１つの巻き付け心棒に、もしくはこれによって形成される受け部に固定して巻き付ける。巻き付けのとき、巻き付け心棒は少なくとも一時的に回転運動を行い、このとき金属シートの少なくとも一部は、一方では巻き付け心棒と接触するとともに、他方では少なくとも１つの成形セグメントと接触し、特に、案内部材もしくはそのローラ体と接触する。特に巻き付けプロセスの終わり頃にクランプジョーが中心領域の方向へ旋回し、それにより、金属シートの端部も同じく中心領域の方向へ曲げられる。このようにして、製造されるべきハニカム体の所望の形状に実質的に準ずるハニカム構造が形成される。上に説明したステップｂ）の後、このハニカム構造が少なくとも部分的にハウジングに嵌め込まれる（ステップｃ））。このとき、ハニカム構造は少なくとも一時的にまだ本装置にとどまっていてよいが、あるいは、別の機器に移されていてもよい。最後に金属シートがハウジングと、もしくは相互に、少なくとも部分的に互いに結合される。ステップｄ）を参照のこと。この結合は、特に金属シート相互の、もしくは金属シートとハウジングとの、溶接および／またはろう付けを含む。例えばろう付けのような接合材料の準備は、ステップｂ）の前に行うことができ、あるいは、ステップｂ）の後でもステップｃ）の後でも同様に行うことができる。可能な結合部位のうち、もしくは金属シート相互の全接触領域のうち、もしくは金属シートとハウジングの全接触領域のうち、比較的低い割合だけが実際に接合技術により結合されるのが好ましく、この割合は、大型のハニカム体の場合には例えば３０％を明らかに下回る。それにより、排ガスシステムにおけるこのようなハニカム体の熱挙動が考慮される。

本方法に関して、ステップａ）は平滑な金属シートと波形の金属シートとを交互に積み重ねて積層体にすることを含むのが好ましい。この場合、ステップｂ）で複数の積層体が同時に巻き付けられるのも好ましく、各々の積層体に、巻き付け中に積層体と接触する１つの巻き取り心棒と１つの成形セグメントが割り当てられる。このとき、３つの巻き取り心棒と３つの成形セグメントとを有する装置によるハニカム体の製造が好ましい。この点についての詳細は、図面の説明との関連で記述する。

本発明の装置により、第１の端面から第２の端面へと延びる多数の通路を有するハニカム体を製造できるという利点があり、このハニカム構造は１５０ｍｍよりも大きい長さを有する。「長さ」という用語は、ハニカム構造の円筒状の形態の場合には直径を意味し、それ以外の形状の場合には相応の最大限可能な寸法を意味している。すなわち、ここでは特に巻き付けプロセス中の低減された摩擦が、著しい程度まで明らかに均質なハニカム構造の構成につながるような、大型のハニカム構造に照準を合わせている。

同様に、上に説明した方法により、一方の端面から第２の端面へと延びる多数の通路を有するハニカム構造を有するように製作されるように、ハニカム体を製造することができ、このハニカム構造は１５０ｍｍよりも大きい長さを有する。

好ましい利用分野との関連で付言しておくと、（本発明の装置によって製造された）ハニカム構造および／または（上に説明したような方法で製造された）ハニカム体と車両との組み合わせ、特にトラックとの組み合わせも、ハニカム構造もしくはハニカム体の有害物質転換と長い耐用寿命に関して利点をもたらす。

本発明ならびにその技術分野について、図面を参照しながら詳しく説明する。各図面は特別に好ましい本発明の実施形態を示すものにすぎず、本発明を限定するものではないことを断っておく。さらに、図面は模式的な性格であるのが通常であり、したがって、大きさの関係を明示するには適していないのが普通である。

図１は、成形セグメント６の一実施形態の平面図を模式的に示している。成形セグメント６は支持アーム２７を含み、支持アーム２７に対して旋回方向２６へ旋回可能なクランプジョー８がこれに固定されている。クランプジョー８は、特に偏向した最終位置のときに（ここでは内方旋回した位置だけを図示）金属シートと接触する輪郭面２５を有する。クランプジョー５の輪郭面２５の左側に続いて、少なくとも１つの（図示しない）金属シートを案内するための、ローラ体９を備える案内部材７が構成されている。ローラ体９は、ここではクランプジョー８の旋回軸１０と一直線上に並ぶように配置されている。

図１に示す成形セグメントの断面が図２に示されている。ここでは、特に案内部材７の領域における構造を明らかに見ることができる。案内部材７は、ボルト２４を介して回転可能に支承された円筒状のローラ体９を備えるように製作されている。そのために２つの軸受２３が、ローラ体９とボルト２４の間に設けられている。ロータ体９の回転軸１１は旋回軸１０と一致している。ここに図示した実施形態では、ローラ体の外面は案内部材７の外面で終わり、それにより、金属シートへの共通の当接面１２が形成されている。

図３から図７は、巻き付けプロセスの好ましい実施形態の様々な段階を明示し、ここでは、平滑な金属シート１４と構造化された金属シート１５とを有する３つの積層体１７が相互に捻られる。

図３を見ると明らかなように、積層体１７はまず最初に中央部で折り返され、それにより、金属シートの端部３２が積層体１７の一方の側にのみ配置されるようにする。各々の積層体１７は、金属シート１４、１５の端部３２と向かい合う側で、それぞれ別個の巻き取り心棒３に割り当てられている。

それぞれの巻き取り心棒３は、これをもっとも広い部分で取り囲む、もっとも内側の金属シート１４とのみ接触している。そして、図示した３つの成形セグメント６が外側から装置１の中心領域４へと動き、それにより、案内部材７が積層体１７の外側の金属シートに少なくとも部分的に当接する。それに伴い、隣接する案内部材７およびそれぞれ付属する巻き取り心棒３によって、積層体１７のための受け部５が形成される。これは、これに続く巻き付けプロセスのための一種の初期位置となる。ここで、３つの巻き取り心棒３が図示した回転方向２１へ回転し始め、このとき、それぞれの巻き取り心棒３の相互間隔は変わらずに保たれる。

巻き付けプロセスの次の段階では、例えば図４に示すような状況が成立している。すでに説明した巻き取り心棒３の回転運動の間に、案内部材７はそれぞれ１つの案内領域２９を積層体１７のために形成している。この案内領域２９は、実質的に、案内部材７の（ここには図示しない）ローラ体によって形成される。成形セグメント６の運動経過について付言しておくと、成形セグメントは並進方向２８で中心領域４から離れるように移動する。このことは、例えばすべての段階の支持アーム２７と保持部４８の相対位置を見れば明らかであり、保持部４８は例えば装置１の（ここには図示しない）底板と結合されている。

巻き取り心棒３の回転プロセスが進んでいく結果として、最終的に支持アーム２７の領域でも案内領域２９が形成され、それにより、図５に明示されているように、積層体１７はそれぞれ複数の成形セグメント６によって装置１の中心領域へ引き込まれることになる。装置１の中心部で、積層体１７がしだいに互いに当接し、互いに部分的に包み込まれていく様子を見ることができる。装置１の中心領域４でハニカム構造２が形成されていく結果、個々の成形セグメント６はさらに並進方向２８へ外方に向かって移動する。

図６は、純粋な巻き付けプロセスから成形プロセスへの移行段階を明示している。このとき、案内部材７もしくはローラ体９によって形成される案内領域２９は、すでに金属シート１４、１５の端部３２の領域に位置している。この時点で、もはやこれ以上ハニカム構造２を形成することはできない。多数の金属シート１４、１５のために、もはや３つの点状の支え部しか成形セグメント６によって形成されていないからである。それに伴って直径３３が生じ、この直径では、もはやハニカム構造２の形成を「内から外へ」続行することはできず、これ以後は「外から内へ」行われる。そのために、クランプジョー８が中心領域４に向かって旋回していき、その様子は破線で図示した旋回方向２６で明示されている。

図７は、巻き付けプロセスの最終段階を明示している。この時点では、クランプジョー８は旋回方向２６へ完全に偏向している。このとき輪郭面２５が、所望の長さ２１を持つハニカム構造２の円周３４を形成する。すなわち換言すれば、金属シート１４、１５のすべての端部３２が成形セグメント６の輪郭面２５に当接している。ここに図示した実施形態では、成形セグメント６の輪郭面２５は円形もしくは円筒形をなしているが、これは必ずしもそうでなくてよい。これ以外の輪郭も同様に製作することができる。

図８は、本装置もしくは上述した方法によって製造されたハニカム体の好ましい用途を明示するためのものである。この用途は特に自動車分野にある。図示しているのは、内燃機関３８（例えばガソリンエンジンやディーゼルエンジン）を有する車両２２である。内燃機関３８はエンジン制御部３７を介してコントロールされながら作動し、排ガス設備４６には、排ガス設備４６の構成要素または条件を判定するための測定装置４１が設けられている。検出された測定値に基づき、エンジン制御部３７を通じて内燃機関３８の動作形態に影響を与え、もしくはコントロールすることができる。排ガス設備４６には一方の優先的な流動方向で排ガスが貫流し、このとき排ガスは、少なくとも部分的に排ガス配管４０を介して互いに接続された相前後するコンポーネントを貫流し、すなわち、ターボチャージャ３９、流動混合装置４２、（酸化触媒装置として製作された）触媒コンバータ４４、粒子トラップ４３、吸着器４５、ならびに、最後のさらに別の触媒コンバータ４４、例えば三元触媒を貫流する。

図９は、巻き付け点４７を中心として螺旋状に構成されたハニカム体１３の一実施形態を、模式的に斜視図として明示している。このハニカム体１３は平滑な金属シート１４と、波形の構造化された金属シート１５とを有し、これらの金属シートは、第１の端面１９から第２の端面２０に向かって延びる多数の通路１８が形成されるように螺旋状に配置され、長さ２１は１５０ｍｍよりも大きくなっている。通路１８の内部には、流れに影響を及ぼすためのミクロ構造３６が設けられている。両方の金属シート１４、１５は、例えば０．１５ｍｍから０．０３ｍｍの範囲内にある等しいシート厚３５を有するのが好ましい。

成形セグメントの一実施形態を示す平面図である。図１に示す成形セグメントを案内部材の領域で示す断面図である。巻き付けプロセスの第１段階である。巻き付けプロセスの第２段階である。巻き付けプロセスの第３段階である。巻き付けプロセスの第４段階である。巻き付けプロセスの第５段階である。ハニカム体を有する排ガス設備を搭載した車両である。ハニカム体である。

符号の説明

１装置
２ハニカム構造
３巻き取り心棒
４中心領域
５受け部
６成形セグメント
７案内部材
８クランプジョー
９ローラ体
１０旋回軸
１１回転軸
１２当接面
１３ハニカム体
１４平滑な金属シート
１５構造化された金属シート
１６ハウジング
１７積層体
１８通路
１９第１の端面
２０第２の端面
２１長さ
２２車両
２３軸受
２４ボルト
２５輪郭面
２６旋回方向
２７支持アーム
２８並進方向
２９案内領域
３０巻き取り部
３１回転方向
３２端部
３３直径
３４円周
３５シート厚
３６ミクロ構造
３７エンジン制御部
３８内燃機関
３９ターボチャージャ
４０排ガス配管
４１測定装置
４２流動混合装置
４３粒子トラップ
４４コンバータ
４５吸着器
４６排ガス設備
４７巻き付け点
４８保持部

Claims

少なくとも部分的に構造化された金属シートを巻き付けてハニカム構造（２）にする装置（１）において、少なくとも、
少なくとも１つの金属シートのための受け部（５）を有する、前記装置（１）の中心領域（４）にある少なくとも１つの巻き取り心棒（３）と、
巻き付け中に少なくとも１つの金属シートを案内するための少なくとも１つの案内部材（７）、および少なくとも１つの旋回可能なクランプジョー（８）を有する、少なくとも１つの成形セグメント（６）とを含み、少なくとも１つの前記案内部材（７）は少なくとも１つのローラ体（９）を備える装置（１）。
少なくとも１つの前記成形セグメント（６）は少なくとも１つの前記巻き取り心棒（３）に対して相対的に可動である、請求項１に記載の装置（１）。
少なくとも１つの前記成形セグメント（６）は１つの案内部材（７）と１つのクランプジョー（８）を備えるように製作され、前記案内部材（７）と前記クランプジョー（８）は互いに接するように配置されている、請求項１または２に記載の装置（１）。
少なくとも１つの前記成形セグメント（６）の少なくとも１つの前記クランプジョー（８）は、少なくとも１つの前記ローラ体（９）の回転軸（１１）と一致する旋回軸（１０）を有する、先行する請求項のいずれか一項に記載の装置（１）。
少なくとも１つの前記成形セグメント（６）の少なくとも１つの前記案内部材（７）は少なくとも１つの金属シートに対する当接面（１２）を形成し、前記当接面（１２）の少なくとも５０％は少なくとも１つの前記ローラ体（９）によって形成される、先行する請求項のいずれか一項に記載の装置（１）。
少なくとも１つの前記成形セグメント（６）の少なくとも１つの前記案内部材（７）は、少なくとも１つの前記ローラ体（９）が前記装置（１）の前記中心領域（４）に向かって突出するように構成されるように構成されている、先行する請求項のいずれか一項に記載の装置（１）。
少なくとも部分的に構造化された金属シートでハニカム体（１３）を製造する方法において、少なくとも、
ａ）少なくとも１つの平滑な金属シート（１４）と構造化された金属シート（１５）とを準備するステップと、
ｂ）請求項１から６までのいずれか一項に記載の装置を用いて前記金属シートを巻き付けてハニカム構造（２）にするステップと、
ｃ）前記ハニカム構造（２）をハウジング（１６）に嵌め込むステップと、
ｄ）前記金属シート（１４、１５）を前記ハウジング（１６）と結合するステップとを含む方法。
前記ステップａ）は平滑な金属シート（１４）と波形の金属シート（１５）とを交互に積み重ねて積層体（１７）にすることを含む、請求項７に記載の方法。
前記ステップｂ）は複数の積層体（１７）の同時の巻き付けを含み、各々の積層体（１７）に、巻き付け中に前記積層体（１７）と接触する巻き取り心棒（３）と成形セグメント（６）とが割り当てられる、請求項８に記載の方法。
請求項１から６までのいずれか一項に記載の装置（１）を用いて製造されたハニカム構造（２）において、第１の端面（１９）から第２の端面（２０）に向かって延びる多数の通路（１８）を有し、前記ハニカム構造（２）は１５０ｍｍよりも大きい長さ（２１）を有するハニカム構造（２）。
請求項７から９までのいずれか一項に記載の方法を用いて製造されたハニカム構造（２）において、前記ハニカム構造（２）は第１の端面（１９）から第２の端面（２０）に向かって延びる多数の通路（１８）を有し、前記ハニカム構造（２）は１５０ｍｍよりも大きい長さ（２１）を有するハニカム構造（２）。
車両（２２）において、請求項１から６までのいずれか一項に記載の装置（１）を用いて製造されたハニカム構造（２）、または請求項７から９までのいずれか一項に記載の方法を用いて製造されたハニカム体（１３）、または請求項１０に記載のハニカム構造（２）、または請求項１１に記載のハニカム体（１３）を含む車両。