JP2571937B2 - 排ガス浄化を行う触媒反応装置用マトリックスの形成方法 - Google Patents

排ガス浄化を行う触媒反応装置用マトリックスの形成方法

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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は排ガスを浄化する触媒反応装置用のマトリッ
クスの形成方法に関し、さらに詳しくは波形あるいは平
坦な金属バンド及び波形金属バンドとからなり、巻き上
げあるいは折り畳んで互いに接し合う多数の層にされ、
少なくとも一部が半田付けされている特に内燃機関の排
ガスを浄化する触媒反応装置用のマトリックスの形成方
法に関するものである。
〔従来の技術〕
排ガス触媒反応装置用の公知の或るマトリックス（ド
イツ特許公開公報第2924592号）は、平坦な金属バンド
と波形の金属バンドを互いに重ねて巻き上げて多層にす
ることによって形成され、互いに重ねて巻き上げられた
層間においてローラ供給装置によって半田材料が縞状
に、かつ連続して平坦なバンド上に取り付けられ、ある
いは波形のバンドの最も外側の隆起部上にそれぞれ取り
付けられ、次にこの半田材料が炉内で溶融される。前記
の印刷物からはまた、半田材料の代わりに半田リボンを
個々の巻きへ一緒に挿入することも知られている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
前記の方法には、この半田リボンは比較的容易にマト
リックスへ一緒に巻き込まれ、かつマトリックスが炉内
で半田付けされるまでは層が互いに重なり合っているこ
とによって固定されているという利点がある。しかし、
半田リボンを介在させることによって、たとえそれが数
ミリメートルというわずかな厚さしか持たないとして
も、多数の層を重ねて巻くことによってマトリックスの
直径が増大してしまうという欠点がある。巻き込んだ半
田を溶融する半田付け工程の際に固まりが生じ、それに
よってマトリックスの半径の変化を管理できなくなるこ
とがあり、このマトリックスはもはやジャケットへ圧入
できず、あるいはうまく圧入できない。
それ故に通常は個々の層の半田付けをマトリックスの
軸方向の全長にわたっては行わず、巻き上げて形成した
マトリックスのそれぞれ端面を半田槽にひたすだけに
し、それによってマトリックスのそれぞれ端面だけが半
田付けされていた。このような端面側での半田付けは多
くの場合に十分ではないことが明らかにされている。
したがって本発明の目的は、巻上げ工程あるいは折り
畳みの間も次に行われる半田付け工程でも直径が変化す
る惧れのない冒頭で述べた種類のマトリックスを提供す
ることである。
〔問題点を解決するための手段〕
上記の目的を達成するために本発明によれば、波形バ
ンドの隣接層に接する領域に小さい寸法の径方向の凹部
を設け、この凹部中へ半田付けに用いられる材料が収容
される構成が採用されている。
〔作 用〕
このような構成によって、簡単な方法で、たとえば半
田リボンなどの半田材料を製造時に公知の方法で巻き込
むことができるが、巻かれたあるいは折り畳まれたバン
ドは直接互いに接しており、かつ凹部の設けられている
中間領域にのみ半田材料が存在し、この半田材料によっ
て次に互いに重なり合っている層の密着が保証される。
また、凹部を径方向の面に配置することが可能であり、
この場合には半田リボンあるいは半田材料は巻こうとす
るバンドの供給方向に対して平行に導入される。また、
凹部を巻き上げられた層の外側の線上にそれぞれ螺旋状
に設けることも可能であって、この場合には半田リボン
あるいは半田材料をそれに応じて供給しなければならな
い。しかしこれも比較的容易に実施することができる。
凹部は、非常に簡単な方法で、たとえば、適当な引張
応力下にある十分な強度の半田線がマトリックスに巻き
込まれ、それぞれ波形の外側の領域で引張応力によって
生じる径方向の力により波形バンドの比較的軟い材料へ
常に波形の最も外側の領域より上へ突出しないように刻
み込まれることによって、形成することができる。しか
しまた、金属バンドの波形を形成する際に、該当する凹
部が波形の最も外側の領域へ刻み込まれるように配慮す
ることも可能である。このことは非常に簡単な方法で、
たとえばその週面に寸法の小さい畝を有する１対の歯付
ローラによって実現することができ、この歯付ローラに
よって所望の凹部が径方向においてあるいは螺旋形状に
刻印される。
〔実施例〕
本発明の実施例を図面に示し、以下詳細に説明する。
第１図には巻取り装置が概略図示されており、この巻
取り装置を用いて平坦な金属バンド６と波形金属バンド
４′が多数の層1a,1bを形成しながら巻き取られてマト
リックス１を形成することができる。これは巻取り装置
が個々のバンドを巻取軸線１′を中心に矢印２方向に回
転させることによって行われる。コイル３ないし５から
それぞれ巻き戻された金属バンド４および６は、始めは
両方とも平坦なバンドとして形成されている。しかしバ
ンド４の方は１対の歯付ローラ７を通過し、この歯付ロ
ーラの上方の歯付ローラ7aと下方の歯付ローラ7bはバン
ド４がこの１対の歯付ローラ７を通過するときに所望の
波形４′を得るように互いに噛合している。このように
巻き取られたマトリックス１の個々の層1a,1bの間に、
それぞれローラ12および13から連続的に巻き戻された半
田線10と11あるいは半田箔が一緒に巻き取られる。平坦
バンド６と波形バンド４′の個々の層は、波形バンドの
それぞれ最も外側に位置する波頭によって形成される領
域８においてそれぞれ互いに支持されている。図示の実
施例の場合には、波形は巻取軸線１′に対して平行に延
びている。したがって巻取軸線１′に対して平行に延び
ている個々の層1a,1bの外側の線においてバンド４′と
６との間に線接触が生じる。
第２図は、図に点線及び実線で示すようにそれぞれガ
イドローラ12によって半田線11が供給されること（半田
線あるいは半田箔の供給も同様に行われる）を示すもの
である。この場合に半田線10ないし10′の供給方法は２
つある。一点鎖線で示す方法の場合には、半田線10が幅
広に形成されたガイドローラ12′の軸方向に変位した３
つの箇所で引き出されて径方向の面に延び、この径方向
の面において第３図と第４図を用いて後述する凹部９に
挿入される。しかしまた、半田線10′あるいは半田箔を
固定配置のローラ12から次のように、すなわち半田線が
或る角度αをなしてマトリックス１の層間にそれぞれ交
互に巻き込まれるように巻き戻す方法も存在する。これ
は矢印25方向に往復動するガイド装置26によって行わ
れ、このガイド装置26は半田線10′あるいは半田箔が線
21に沿ってマトリックス１の層間にたとえば螺旋状に巻
き込まれるように配慮するものであって、前記の線21も
後述するようにそれぞれの波形バンドの最も外側の領域
８に凹部として形成されている。
波形バンド４′の領域８にそれぞれ形成されている径
方向に延びる凹部９も凹部21も後述するように簡単な方
法で形成される。すなわち適当な引張強度を付与された
半田線10,10′が使用され、この半田線がコイル12ない
し12′から次のように、すなわち金属バンド４′の波形
の最も外側の領域８に作用する径方向力によって半田線
自体がいずれの場合にもこの波形のこの領域の径方向の
最も外側の境界から突出することのない距離だけこの波
形に圧入されるような引張応力で、マトリックス１の層
1a,1b間に挿入されることによって形成される。この方
法は、径方向の面に延びている凹部９に半田線を挿入す
るのに用いることができる。この方法はまた、半田線が
ガイド装置26によって軸方向の全長にわたって交互に層
1a,1b間に一緒に巻き込まれる場合にも用いることがで
きる。どちらの場合にも引張応力で十分に半田線自体に
凹部９ないし21を形成させることができる。したがって
このように巻き取られたマトリックスのバンド４′と６
は互いに直接接している。このマトリックスは巻取工程
のときもその次の半田用炉内での半田付け工程の場合に
もその直径が変化せず、前記半田用炉内で半田線が溶け
て、自ら形成していた凹部からそれに隣接する領域へ分
配される。したがって新しいマトリックスはその軸方向
の長さ全体の一部の領域で互いに接しているすべての層
で互いに半田付けされる。
半田リボンの形状の薄い半田薄を使用する場合には、
上述の方法はそう簡単には達成されない。この場合には
第３図〜第５図に示すように、歯付ローラも7a,7bに互
いに関連する畝の形状の突条14あるいは溝15を一周して
形成することができ、この突条あるいは溝の寸法は第３
図では強調して示されている。半田箔の厚さが数ミリメ
ートルしかない場合を考えると、突条14の高さないし溝
の深さを非常に少なくすることができる。第３図に示す
実施例の場合には、互いに関連し係合する突条14と溝15
によって径方向の面に延びる凹部９が形成される。しか
しまた、溝15と突条14を歯付ローラ7a,7bの周面に螺旋
状に形成することも可能であって、それによって凹部21
を螺旋状に設けることができる。第４図に示させている
凹部９に、第１図と第２図に暗示されているように半田
箔を挿入することができ、この半田箔もマトリックスの
軸方向の長さ全体にわたって分配されている領域におい
て個々の層を完全に半田付けしようとするものである
が、巻取工程のときにも後の半田付け工程のときにも直
径を変化させることのないように配置されている。
このようなマトリックスの構造によって、このように
形成されたマトリックスの外周にも径方向の面に延びる
半田材料の筋10が形成され、この筋によってマトリック
ス１を矢印20方向にジャケット18内に圧入した後にマト
リックスとジャケットとの完全な結合がもたらされると
いう効果が得られる。公知のように、円錐形の導入リン
グ19によって圧入工程が容易になる。
第６図に示す実施例はマトリックス１の最外周に、帯
の形の半田リボン17が巻き付けられていることに関して
は他の実施例とは少し異なるが、ここでも帯状の半田リ
ボンは一周して形成された凹部に挿入されている。一周
して巻き付けられた半田材料10と同様に、この幅広の半
田リボン17も、このように準備のできたマトリックスが
半田用の炉内で加熱され続いて再び冷却される場合に
は、マトリックス１がジャケット18内に圧入された後に
ジャケットとの密着を図るものである。
【図面の簡単な説明】
第１図は新しいマトリックスを連続的に巻いて形成し、
次に半田用の炉へ送る工程を示す概略説明図、 第２図は、第１図に概略を示す装置の上面図であるが、
第１図に示す一連の部材は省略されており、半田線ある
いは半田箔を案内する案内装置のみが示されており、 第３図は第１図に示す装置に使用され波形バンドを形成
する部分の拡大斜視図、 第４図は新しいマトリックスの概略斜視図、 第５図は新しいマトリックスをジャケットに圧入する圧
入工程を示す部分断面図、 第６図は第４図のマトリックスの変形を示す斜視図であ
って、最外周にジャケット内に半田付けするための半田
リボンの帯を有する。 １……マトリックス巻取装置、 1a,1b……層、２……巻取方向、 ４′……波形バンド、８……領域、 9,21……凹部、10,11……半田線、 14……突条、15……溝、 26……ガイド装置。

Claims (16)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】巻取られて、互いに接しかつろう付け材料
    で互いに少なくとも部分的にろう付けされる複数の層に
    される波形バンドおよび平坦な金属バンドのうちの少な
    くとも１つを有する、内燃機関の排ガスを浄化する触媒
    反応装置用のマトリックスを形成するための方法であっ
    て、 引張応力によって生じる半径方向の力によってろう付け
    線が波形バンドの隣接する層に接する領域に凹部を直接
    刻むことができるような引張応力下で、ろう付けされる
    べき前記層にするための前記マトリックスの巻取中に、
    供給されるろう付け線も一緒に連続的に巻込むステップ
    と、その後前記ろう付け材料を炉内で加熱するステップ
    とを含む、方法。
  2. 【請求項２】完成されたマトリックスにおいて前記凹部
    が巻取軸に関して半径方向に延びるように構成される、
    請求項１に記載の方法。
  3. 【請求項３】ろう付け線を巻込む前記ステップは、波形
    バンドにおいて対応する螺旋形のパターンの凹部を形成
    するようにろう付け線を螺旋形のパターンに巻取るステ
    ップを含む、請求項２に記載の方法。
  4. 【請求項４】ろう付け線を巻込む前記ステップは、複数
    のろう付け線を巻取り、それと同時に、形成されている
    マトリックスにおいて互いに軸方向に間隔が空けられた
    対応する複数の凹部を形成するステップを含む、請求項
    ２に記載の方法。
  5. 【請求項５】前記波形バンドは、波形を形成するための
    波形形成手段を備えるろう付けローラの間に平坦なバン
    ドを通過させることによって形成される、請求項１に記
    載の方法。
  6. 【請求項６】前記波形形成ローラは、前記波形バンドが
    巻取られてマトリックスにされる際に前記波形バンドに
    連続的に波形を形成するために配置される、請求項５に
    記載の方法。
  7. 【請求項７】ろう付け線を巻込む前記ステップは、前記
    マトリックスを形成するために一緒に巻取られている平
    坦な金属バンドと波形金属バンドとの間に前記ろう付け
    線を供給するステップを含む、請求項６に記載の方法。
  8. 【請求項８】波形バンドで形成されるマトリックスの半
    径方向において最も外側の層の凹部に配置される前記ろ
    う付け線によって、マトリックスを支持シェルにろう付
    けするステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
  9. 【請求項９】巻取られて、互いに接しかつろう付け材料
    によって互いに少なくとも部分的にろう付けされる複数
    の層にされる波形バンドおよび平坦な金属バンドのうち
    の少なくとも１つを有する、内燃機関の排ガスを浄化す
    る触媒反応装置用のマトリックスを形成するための方法
    であって、前記波形バンドは、前記波形バンドの、隣接
    する層に接する領域に小さい凹部を含み、前記凹部は前
    記ろう付け材料を収容し、前記マトリックスは巻取りに
    よって形成され、前記方法は、 前記巻取りの前に前記波形バンドに凹部を設けるステッ
    プと、 前記巻取りの間に、ろう付け線またはろう付け箔バンド
    のうちの少なくとも１つを前記凹部に配置するステップ
    と、 前記ろう付け材料を加熱するステップとを含む、方法。
  10. 【請求項１０】完成されたマトリックスにおいて前記凹
    部が巻取軸に関して半径方向に延びるように構成され
    る、請求項９に記載の方法。
  11. 【請求項１１】前記凹部は、前記凹部を形成するための
    凹部形成手段を備える波形形成ローラの間に平坦なバン
    ドを通過させることによって形成される、請求項９に記
    載の方法。
  12. 【請求項１２】前記波形形成ローラは、前記波形バンド
    が巻取られてマトリックスにされる際に、前記波形バン
    ドに連続的に波形を形成するために配置される、請求項
    11に記載の方法。
  13. 【請求項１３】波形バンドで形成されるマトリックスの
    半径方向において最も外側の層の凹部に配置される前記
    ろう付け材料によって、マトリックスを支持シェルにろ
    う付けするステップをさらに含む、請求項９に記載の方
    法。
  14. 【請求項１４】巻取られて、互いに接しかつろう付け材
    料で互いに少なくとも部分的にろう付けされる複数の層
    にされる波形バンドおよび平坦な金属バンドのうちの少
    なくとも１つを有する、内燃機関の排ガスを浄化する触
    媒反応装置用のマトリックスを形成するための方法であ
    って、引張応力によって生じる半径方向の力によってろ
    う付け線が波形バンドの隣接する層に接する領域に凹部
    を直接刻むことができるような引張応力下で、ろう付け
    されるべき前記層にするための前記マトリックスの巻取
    中に、供給されるろう付け線も一緒に連続的に巻込むス
    テップと、その後前記ろう付け材料を炉内で加熱するス
    テップとを含み、前記波形バンドは、波形を形成するた
    めの波形形成手段を備えるろう付けローラの間に平坦な
    バンドを通過させることによって形成される、そのよう
    な方法による、巻取られたマトリックスを連続的に形成
    するための装置であって、 波形金属バンドを形成するための１対の歯付ローラが巻
    取装置の上流に配置され、 前記１対の歯付ローラの周囲にはそれぞれリブ状の突起
    およびそれに対応する凹みが設けられ、巻取装置の突起
    および凹みに合わせて半田線または半田箔を供給する半
    田線または半田箔のためのガイド手段が設けられること
    を特徴とする、装置。
  15. 【請求項１５】完成されたマトリックスにおいて前記凹
    部が巻取軸に関して半径方向に延びるように構成され
    る、請求項14に記載の方法。
  16. 【請求項１６】ろう付け線を巻込む前記ステップは、波
    形バンドにおいて対応する螺旋形のパターンの凹部を形
    成するようにろう付け線を螺旋形のパターンに巻取るス
    テップを含む、請求項15に記載の方法。
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