JP4318855B2

JP4318855B2 - ろう付け粉末をハニカム構造体に塗布する方法

Info

Publication number: JP4318855B2
Application number: JP2000528396A
Authority: JP
Inventors: ビーレス，ルートビヒ
Original assignee: エミテク・ゲゼルシャフト・フュール・エミシオーンテクノロギー・ミット・ベシュレンクテル・ハフツング
Priority date: 1998-01-27
Filing date: 1999-01-21
Publication date: 2009-08-26
Anticipated expiration: 2019-01-21
Also published as: EP1051278B1; PL188115B1; TW401335B; WO1999037432A1; ES2175945T3; MY119937A; DE19803012A1; CN1289277A; CN1105616C; DE59901246D1; KR100513076B1; US6634542B1; PL341509A1; AU2620899A; KR20010034051A; BR9907264A; RU2207233C2; EP1051278A1; JP2002500957A

Description

この発明は、ジャケット管に配されたハニカム体に、ろう付け粉末を塗布する方法に関する。
【０００１】
シート金属層、または少なくともその一部がシート金属層構造であるものを積み重ね、および／または巻くことにより作られたハニカム体は、多くの形状のものが公知である。こうしたハニカム体は、たとえば触媒活性のあるコーティングの支持体として用いられる。このようなコーティングされたハニカム体は、たとえば触媒コンバータの支持体として用いられる。特に内燃機関において用いられるとき、たとえば自動車などにおいては、ハニカム体はジャケット管とともに排気系統の一部を形成する。触媒コンバータの支持体としての装置の異なる構成は、たとえばＥＰ−Ａ１−０２４５７３８に記載されている。
【０００２】
積み重ねられ、および／または巻かれたシート金属層は少なくとも一部が互いにろう接されてモノリシックハニカム体を生成する。ハニカム体はその配されるジャケット管に少なくとも一部がろう接されることが知られる。この場合に、ろう付け粉末が金属シートおよびジャケット管のろう付け領域に導入される。
【０００３】
ハニカム体とジャケット管とを含むハニカム構造体に接着媒質およびろう付け粉末を塗布する方法は、たとえばＷＯ８９／１１９３８、ＷＯ９４／０６５９４、ＷＯ９３／２５３３９およびＤＥ−２９２４５９２Ａ１などにより公知である。
【０００４】
先行技術より、ハニカム体には少なくともその一部に接着媒質が供され、そこにろう付け粉末が付着されることが公知である。先行技術により知られる方法は、その方法の実現例において、接着媒質とろう付け粉末とをハニカムの構成の間に用いるか後に用いるかという順序が異なる。先行技術についてはＷＯ８９／１１９３８に包括的に示されている。
【０００５】
ハニカム構造体にろう付け粉末を塗布することに関する方法の異なる実現例は、異なる利点を有する。しかしながら、ハニカム構造体の生産におけるろう付け粉末の塗布方法については、経済的な方法が求められており、ここでろう付け粉末はろう付け接続が行なわれる領域にのみ導入される一方で、ろう付け粉末を塗布する手順はできる限り迅速に、しかも比較的少ない費用で行なわれなければならない。
【０００６】
ジャケット管中に配されたハニカム体を含む公知の装置は、ジャケット管の少なくとも端の部分がハニカム体よりも突き出るよう構成されている。言い換えると、ハニカム体はジャケット管中において、少なくともその端面がジャケット管の近接する端面から離れるよう配される。
【０００７】
このように突き出したジャケット管の端の部分は接続領域を形成し、ハニカム構造体が他の成分または要素と接続できるようにする。したがって、たとえばこのような装置が排気系統において用いられるときには、ジャケット管の一方の接続領域にディフューザが供され、それがたとえば内燃機関の排気系統の排気管に接続される。また、２つの接続領域がそれぞれの端に構成されたジャケット管も知られており、これらの接続領域には実質上ハニカム体はない。
【０００８】
前述のジャケット管の接続領域のために、先行技術から知られるろう付け粉末のハニカム構造体への塗布方法の、この種の特殊な構成への移転はいくつかの不利な点を有する。
【０００９】
たとえば、ＤＥ−２９２４５９２Ａ１で公知の方法をハニカム体とジャケット管とを繋ぐために用いるとすると、ハニカム体はジャケット管とともに接着液を含む溶液中に浸漬され、続いて粉末状にしたろう付け粉末が供され、ジャケット管の接続部分にもまた、その必要がないにもかかわらず、ろう付け粉末が供されることになる。接続領域は、ジャケット管の内表面のみならず外表面までにも接着媒質が供される。接着媒質が広がってしまうため、これは望ましくない。特に、ジャケット管の外表面に結合する操作工具が接着媒質と接触させられるため、操作工具を洗浄するための少なからぬ費用が時に必要となる。
【００１０】
ＤＥ−２９２４５９２Ａ１でさらに述べられている方法は、ジャケット管とハニカム体とにろう付け粉末を塗布するのに基本的に適した方法であるが、ろう付け粉末を塗布するためのこれらの方法は比較的高くつく。
【００１１】
ここから前進して、この発明の目的は、ここに述べた先行技術の不利益を克服した、ろう付け粉末のハニカム構造体への塗布方法を開示することであり、このハニカム構造体の効率的な生産を可能にすることである。
【００１２】
この課題を解決するため、請求項１の特徴を伴う方法が提案される。この発明に従った方法の有利な構成およびさらなる発展が、従属の請求項の主題である。
【００１３】
ハニカム体とジャケット管とを含むハニカム構造体にろう付け粉末を塗布するために、ハニカム体はまずシート金属層、または少なくともその一部がシート金属層構造であるものを積み重ね、および／または巻くことによって、そこに液体が流れることのできる溝を有するよう造られることが提案される。ハニカム体は部分的にジャケット管に導入される。ジャケット管から突き出ているハニカム体の部分をその端面で、接着液と接触させる。その後ハニカム体はジャケット管中に導入され、ろう付け粉末がハニカム体中に導入される。
【００１４】
ハニカム体の、ジャケット管から突き出ている部分のみが接着液と接触させられるため、ジャケット管が一緒に接着液と接触することが防げる。このようにしてジャケット管には接着媒質が付かず、そのためろう付け粉末はジャケット管に付着しない。
【００１５】
ジャケット管には接着媒質が供されないため、ジャケット管から随意に接着媒質を取除いて接着媒質が広がるのを防ぐ必要もない。
【００１６】
ジャケット管から突き出ている部分が接着媒質と接触させられ、ハニカム体の少なくとも一部に軸方向で接着媒質が供せられるため、ハニカム体はその断面全体に接着媒質が供されることとなり、ハニカム体の端の領域であっても何の問題もなくろう付け粉末が供されることができる。そのため、ハニカム体の端の領域においても、またハニカム体とジャケット管とのそれぞれの間においても、確かなろう付け接合部が構成できることが保証される。
【００１７】
この方法の、さらに有利な構成に従うと、ろう付け粉末を塗布する前に、ハニカム体のその部分の対向部分に接着媒質を接触させることが提案される。特にジャケット管を有するハニカム構造体で、ジャケット管の各々の端に接続領域を有する場合は、ハニカム体にジャケット管を通過させて、１つの部分がジャケット管から突き出るようにすることが提案される。この部分は接着液と接触させられる。その後ハニカム体はジャケット管中に導入され、ジャケット管の接続領域にはハニカム体は実質上ないようにされる。
【００１８】
ハニカム構造体を安定に取扱うために、ハニカム体はジャケット管中に導入され、その一方の部分または他方の部分が接着媒質と接触させられる間も、前記ハニカム体はその軸方向の長さの十分な部分がジャケット管中にあるようにすることが提案される。このようにすることで装置の重心の位置が改善され、ハニカム構造体が倒れるのを防ぐ。
【００１９】
特に、ハニカム体はジャケット管から少なくとも１ｍｍ、好ましくは５ｍｍ突き出るようにジャケット管中に導入されることが提案される。この長さは、ジャケット管が一緒に接着媒質と接触することを防ぐために十分な長さである。
【００２０】
ハニカム体とジャケット管とは異なる熱膨張作用を有する。したがってハニカム体のそれぞれの端部領域間には固定した接続を避けることが求められる。ハニカム体のそれぞれの端部領域がジャケット管に固定接続されていなければ、ジャケット管とハニカム体との間の熱応力が避けられる。ＷＯ９６／２６８０５により、このような熱応力が、ハニカム体をジャケット管に適切にろう付けすることによっていかに避けられるかということ自体は公知である。この発明に従った方法の有利な構成に従うと、ハニカム体とジャケット管との間の熱応力は、ジャケット管中にスリーブ形のエレメントを導入することにより避けられる。このスリーブ形エレメントの外部ジャケットはジャケット管の内部ジャケット面の一部と実質的に接触しており、ハニカム体はこのスリーブ形エレメントの中に配される。ハニカム体のジャケット管へのろう付けは、このスリーブ形エレメントにより防がれる。スリーブ形エレメントは単にジャケット管およびハニカム体の軸方向の長さの一部にわたって広がる。このスリーブ形エレメントはフォイルから形成されることが好ましい。
【００２１】
製造技術の関係により、ジャケット管は多少円形から外れている。したがってジャケット管の内径のばらつきを考慮した公差も存在する。このため、ジャケット管の内部ジャケット面とエレメントとの間に隙間ができる。ハニカム体がジャケット管から突き出たときに接着媒質と接触させられるため、接着媒質がエレメントとジャケット管との間の隙間に入ることは防がれ、したがってこの隙間もまたろう付け粉末が用いられた後もろう付け粉末が実質的に付かない状態のままである。このようにして、ジャケット管とスリーブ形エレメントとの間にはろう付け接着がないことが確実となる。一方でまた、ハニカム体はスリーブ形エレメントのところまでの部分がろう付けされ、またスリーブ形エレメントともろう付けされることが確実となる。
【００２２】
ハニカム体がジャケット管中に配される際に、ハニカム体が軸方向に押される結果、スリーブ形エレメントもハニカム体の導入方向に力を受けるが、それでもスリーブ形エレメントは予め定められた位置に留まるよう、スリーブ形エレメントはジャケット管と接続されていることが好ましい。特に、エレメントはジャケット管に物質的に繋がれることが提案される。たとえば、溶接による接続などがよい。または、もしくはこれに加えて、エレメントをジャケット管に接着してもよい。スリーブ形エレメントとジャケット管との間の接続強度は、エレメントとハニカム体との間の接続強度よりも弱いことが好ましい。特にエレメントとジャケット管との接着結合は、ろう付け工程中に温度が高くなることにより増加し得る。エレメントとジャケット管との間の接続をエレメントとハニカム体との間の接続よりも弱くすることにより、ジャケット管とハニカム体との間の熱応力がエレメントからハニカム体に伝えられないことが確実となる。エレメントは、ハニカム体および／またはジャケット管と同じ材質から造られることが好ましい。エレメントとジャケット管との間の接続を実質的に組立接続にすることにより、組立のとき、すなわちハニカム体をジャケット管中に導入するとき、エレメントがその位置を変えないことが確実となる。
【００２３】
ハニカム体をジャケット管の軸部分およびスリーブ形エレメントにろう接するために、ろう接部分の少なくとも一つはハニカム体とエレメントとが重なるように構成されることが提案される。ジャケット管の周方向から見たときに、ろう接部分が閉じていることが好ましい。
【００２４】
この方法のさらに有利な構成に従うと、接着媒質によって濡らされる部分は、接着媒質を含有するアプリケータデバイスと接触させられることが提案される。そのアプリケータデバイスの供する湿潤表面は、濡らす部分の端面よりも大きく、完全にそれと重なる。この方法の、この有利なさらなる発展により、ハニカム体の部分はその断面全体が接着媒質と接触させられ得ることが確実となる。この方法のこの実現例のもう１つの利点は、異なる断面領域を有するハニカム体を濡らす際にも同じアプリケータデバイスを用いることができるという点である。したがってアプリケータデバイスをハニカム体の異なる断面形状に合わせる必要はない。
【００２５】
有利なことに、ハニカム構造体は実質的に鉛直姿勢で、つまりハニカム体の縦軸を実質的に鉛直にして、接着媒質と接触させられる。アプリケータデバイスは、ハニカム体の部分と接触するために、ハニカム体の下に配されてもよい。この方法の実現例では、アプリケータデバイスがジャケット管の上に配され、ハニカム体の部分がアプリケータデバイスと接触させられることが好ましい。
【００２６】
アプリケータデバイスのこのような配置により、接着媒質は重力のためハニカム体の部分中にも流れ込む。その部分の接着媒質との接触時間および／または鉛直姿勢におけるハニカム体の浸透時間に依存して、確実に、接着媒質がハニカム体の軸方向の長さすべてに導入されるか、またはハニカム体の軸方向の長さの一部に導入される。ハニカム体の、ろう付け接続に関係する領域に接着媒質を供するために、ハニカム体はアプリケータデバイス上にそれに対応して長時間留まる必要はない。ハニカム体の部分がアプリケータデバイスの、特に接着媒質と接触した状態で、十分な接着媒質がハニカム体の個々の溝に入るまで留まり、ろう付け接続構成に関係する領域を十分濡らすことができれば十分である。またこの方法のこの実現例によって、もはやハニカム体の両側を接着媒質と接触させる必要はない。特に、接着媒質をハニカム体に導入する湿潤地点から、ろう付け粉末をハニカム体に導入するろう付け粉末塗布地点まで装置を運ぶために必要な時間は、前記ハニカム体が鉛直姿勢で運ばれるとき、接着媒質がハニカム体内部を自動的に移動するために用いられる。
【００２７】
特に接着媒質の塗布がハニカム体の上に配されたアプリケータデバイスによって行なわれる場合、接着媒質の担体がある程度弾性および吸収性を持つよう構成されると有利である。たとえばハニカム体の部分が接着媒質を含有する接着媒質担体に押付けられると、接着媒質は接着媒質担体を離れてハニカム体の部分に入ることが確実となる。また、接着媒質担体をハニカム体の部分に押付けることも可能である。または、ハニカム構造体と接着媒質担体とを相対的に動かすことにより互いに押付けられるようにしてもよい。
【００２８】
ろう付け粉末を連続して塗布するとき、個々のハニカム体は連続的に接着媒質担体と接触させられる。これらのハニカム体が接着媒質担体に押付けられると、材質の疲労によって接着媒質は構造破壊を受け、その結果接着媒質がハニカム体の部分に十分導入されなくなる危険性がある。その結果、ろう付け粉末が付着できる接着媒質が不十分となる。十分な接着媒質がハニカム体の部分に導入されることを確実にするため、ハニカム体の部分を接着媒質担体または接着媒質と接触させる間に生じる接触面は、少なくとも２つの連続する装置の間で部分的にしか重ならないようにすることが提案される。この提案は、連続する装置が接着媒質担体の同じ場所に接触することがなければ、接着媒質担体は、少なくとも部分的には同じ場所への圧迫を受けないため、接着媒質担体の材質疲労は起こらないか、起こるのが非常に遅れるという考えに基づいている。
【００２９】
この方法のさらに詳細な点およびさらなる利点については、図に示された方法段階および装置を参照して説明する。
【００３０】
【実施例】
図１はジャケット管１の断面図を示す。ジャケット管１の横断面は実質的に円形であることが好ましい。ジャケット管１のそれぞれの端部には接続領域４、５が構成されている。この接続領域４、５は破線で示される。これらの接続領域４、５はこの装置をさらなる構成要素（ここには示さない）に接続するために供される。特に、接続領域４、５の各々は内燃機関の排気系統の成分に接続され得る。
【００３１】
ジャケット管１の、接続領域４、５間の軸部分が有する長さＬＷは、ハニカム体の軸方向の長さに実質的に対応する。
【００３２】
スリーブ形エレメント２はジャケット管１中に導入される。スリーブ形エレメント２は外部ジャケット１３を有し、これがジャケット管１の内部ジャケット面１４の一部と実質的に接触している。この様子は特に図６に示される。スリーブ形エレメント２は、周方向から見て環状に構成されることが好ましい。図１および特に図６に見られるように、スリーブ形エレメント２はジャケット管１の軸方向の長さの一部に広がっている。図６に見られるように、スリーブ形エレメント２の軸方向の長さは、ハニカム体６の軸方向の長さよりも小さい。
【００３３】
スリーブ形エレメント２はジャケット管１に接続されている。ろう付け部分は参照番号３と表示されているが、この部分はジャケット管１とスリーブ形エレメント２とに部分的に重なっている。ろう付け部分３の第１の部分３ａは、エレメント２の軸方向の長さに実質的に対応する。ろう付け部分３ａは、接続領域４の方向に広がるろう付け部分３ｂに繋がっている。
【００３４】
ろう付け部分３の第１の部分３ａによって、ハニカム体６とエレメント２との間のろう付け接続が行なわれる。第２の部分３ｂによって、ハニカム体６はジャケット管１に接続される。エレメント２の少なくとも軸方向の長さが補償セグメントを形成し、これによってジャケット管１とハニカム体６との異なる熱膨張が補償され得る。ろう付け部分３はＬＷの長さ全体にわたって広がってもよい。
【００３５】
ハニカム体６はスリーブ形エレメント２とともにジャケット管１中に導入される。図２に示されるように、ハニカム体６はその一部分７がジャケット管１から突き出るようにジャケット管１中に導入される。ハニカム体６の部分７は、ここには示されない接着媒質、特に液体接着剤と接触させられる。この液体接着剤はアプリケータデバイス８中より得られる。ハニカム体を濡らす操作はハニカム体６の軸方向の端面から行なわれる。特に図２に見られるように、アプリケータデバイス８は、得られる接着媒質表面がハニカム体６の断面よりも大きいように構成され、そのためハニカム体６の断面すべてを接着媒質で濡らすことが可能である。
【００３６】
ハニカム体を接着液で十分に濡らした後、ハニカム体６はジャケット管１中に配置される。このハニカム体６の導入は、スタンプ９によって、ハニカム体６にジャケット管１の軸方向の力をかけることにより行なわれるのが好ましい。ここには示さないが、好適なプレッシャーパッドがジャケット管１と噛み合うことによりジャケット管１を支えている。特に図６に見られるように、ハニカム体はジャケット管１中の接続領域４、５の間に来るまで導入される。
【００３７】
図４では、ろう付け粉末を導入する前に、ハニカム体６の部分７の反対側にあるさらなる部分１５が接着媒質と接触させられる様子を示す。接着媒質はアプリケータデバイス１０より得られる。図４に見られるように、このアプリケータデバイスの断面はハニカム体６の断面よりもいくらか小さいため、アプリケータデバイス１０は部分的にジャケット管１中に導入され得る。
【００３８】
さらなる部分１５が接着媒質に供された後、ろう付け粉末１１がハニカム体１６中に配置される。ろう付け粉末のハニカム体６中への導入は、ハニカム体の端面をろう付け粉末中に押付けるという手順で行なわれる。続いてハニカム体はジャケット管１とともに逆転され、反対側の端面がろう付け粉末１１に押付けられる。ろう付け粉末１１は容器１２中より得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】エレメントおよびろう付け部分を有するジャケット管の断面図である。
【図２】接着液を塗布する際のハニカム構造体を示す図である。
【図３】ジャケット管へのハニカム体の導入を示す図である。
【図４】ハニカム体の２番目の部分への接着液の塗布を示す図である。
【図５】ハニカム体へのろう付け粉末の導入を示す図である。
【図６】装置の端の領域の拡大図である。
【符号の説明】
１ジャケット、２エレメント、３，３ａ，３ｂろう付け部分、４，５接続領域、６ハニカム体、７部分、８アプリケータデバイス、９スタンプ、１０アプリケータデバイス、１１ろう付け粉末、１２容器、１３外部ジャケット、１４内部ジャケット面、１５部分。

Claims

ろう付け粉末をハニカム構造体に塗布する方法であって、
シート金属層、または少なくともその一部がシート金属層構造であるものを積み重ね、および／または巻くことによって、液体が流れ得る溝を有するハニカム体（６）を構成するステップと、
ハニカム体（６）をジャケット管（１）中に部分的に配置するステップと、
ハニカム体（６）のジャケット管（１）から突き出ている部分（７）の端面を接着媒質と接触させるステップと、
ハニカム体（６）をジャケット管（１）中に導入するステップと、
ろう付け粉末（１１）を少なくともハニカム体（６）中に導入するステップとを含む、方法。
ろう付け粉末（１１）を導入する前に、ハニカム体（６）のジャケット管（１）から突き出ている部分（７）の反対側のさらなる部分を接着媒質と接触させる、請求項１に記載の方法。
ハニカム体（６）がジャケット管（１）の中を押されて、さらなる部分がジャケット管（１）から突き出る、請求項２に記載の方法。
前記ハニカム体（６）の複数の部分（７、１５）の１つが接着媒質と接触させられる間、ハニカム体（６）はジャケット管（１）中に導入され、その軸方向の長さの部分がジャケット管（１）中にある、請求項１、２または３に記載の方法。
ハニカム体（６）がジャケット管（１）中に導入され、ジャケット管（１）から少なくとも１ｍｍ突き出ている、請求項４に記載の方法。
スリーブ形エレメント（２）がジャケット管（１）中に導入され、そのスリーブ形エレメントの外部ジャケット（１３）がジャケット管（１）の内部ジャケット面（１４）の一部と接触しており、さらにそのスリーブ形エレメントの中にハニカム体（６）が配される、請求項１から５のいずれかに記載の方法。
スリーブ形エレメント（２）がジャケット管（１）に接続される、請求項６に記載の方法。
スリーブ形エレメント（２）がジャケット管（１）に溶接により接続される、請求項７に記載の方法。
スリーブ形エレメント（２）がジャケット管（１）に接着される、請求項７または８に記載の方法。
ろう付け部分（３）の少なくとも１つが、ジャケット管（１）とスリーブ形エレメント（２）とに重なるように構成された、請求項６に記載の方法。
ハニカム体のジャケット管（１）から突き出ている部分（７）が接着媒質を含有するアプリケータデバイス（８）と接触させられ、そのアプリケータデバイスの有する濡れた表面はそのジャケット管（１）から突き出ている部分（７）の端面よりも大きくその端面と完全に重なる、請求項１から１０のいずれかに記載の方法。
ハニカム体を鉛直姿勢にして、そのジャケット管（１）から突き出ている部分（７）をジャケット管（１）の上に配されたアプリケータデバイス（８）と接触させる、請求項１から１１のいずれかに記載の方法。
少なくともハニカム体のジャケット管（１）から突き出ている部分（７）が弾性のある接着媒質担体に押付けられる、請求項１１または１２に記載の方法。