JP5922668B2 - ２つの排ガス処理装置の相互接続 - Google Patents

Description

本発明は、特に内燃機関の排ガスラインにおいて、排ガスラインに直列に配置される２つの排ガス処理装置含む装置に関する。一方の排ガス処理装置は、少なくとも１つの支持体を介して、他方の排ガス処理装置に支持される。

特許文献１は、電気的に加熱可能なハニカム体が支持ピンによって下流のサポート触媒で支持されるハニカム体装置を、開示する。その中に、できるだけ少数の支持ピンを設ける提案がある。装置のための特別な組立方法もまた、そこで参照される。

特に自動車両の排ガス系統の寒冷時始動反応に与えられるこれまでよりも大きい注目に対して厳しい局所的排気規則がつながっているので、電気的に加熱可能な触媒は、最新の排ガス系統でますます用いられている。排気ガス流れおよび／または触媒的活性表面を加熱することによって、電気的加熱触媒は、排ガスラインに設けられる排ガス処理ユニットにより汚染物質を変換するのに必要な最低温度に到達するために必要とされる時間をより短縮する。その結果、内燃機関の寒冷時始動フェーズの間でさえ、排ガスから汚染物質を除去するか、またはそれらを確実にかつ事実上完全に変換することが、できる。

多くの場合、加熱触媒は、（短い）ディスクの様式で造られて、添加される「サポート触媒」を有する装置において使用されることができる。そして、これらの２つの触媒のハニカム構造は、支持体によって互いに接続している。支持体の位置決めは、ハニカム構造の（電気的に絶縁する）エアーギャップを形成するために用いることもできる。前記エアーギャップは、電気ヒータを通る予め定められた流路を確実にする。

これらのヒータおよび／または加熱触媒のさらなる使用は、この種のコンポーネントのさらなる要求へと同様につながる。したがって、急速な反応時間および高度な汚染物質の変換効果を達成する、できるだけ薄い壁厚を有するおよび／または高いチャネル密度を有するハニカム構造が、使用される。しかしながら、このようにして構成される排ガス処理装置は、電気的に加熱可能な触媒のためのサポート触媒としてハニカム体を使用するときに、電気的に加熱可能な触媒を排ガスラインから電気的に絶縁された方法で、そして機械的に固定するような方法で配置できるように、サポート触媒が支持体を収容しなければならないという事実の結果として、正確に発生する損傷も受けやすい。

国際公開第２００８／１４５５５６号

したがって、先行技術に関して説明される課題を少なくとも部分的に解決すること、特に、支持されたベースにおける作動の間、増加した機械的ストレスに抵抗することのできる直列配置される２つの排ガス処理装置の装置を特定することは、本発明の目的である。

これらの目的は、請求項１の特徴による装置によって達成される。本発明の有利な実施形態は、従属請求項において示される。請求項において個々に提示される特徴は、いかなる技術的に意味のある方法にも組み合わされることができて、本発明の付加的な実施形態を引き起こすことができる点に留意する必要がある。説明は、特に図に関連して、本発明をさらに説明して、本発明の補助的実施形態を示す。

本発明による装置は、特に自動車両の内燃機関の排ガスラインにおいて、排ガスラインに直列に配置される２つの排ガス処理装置を含む。この場合、第１の排ガス処理装置は、第１のサブ領域によって、少なくとも１つの支持体を介して第２の排ガス処理装置の第２のサブ領域に接続される。支持体は、両端部を有し、付着点を介して両端部でそれぞれのサブ領域に接続される。少なくとも第２のサブ領域は、金属コンポーネントによって形成される。これらの金属コンポーネントは、相互接触によって接触面を形成する。接触面の領域の多くても２０％は、少なくともはんだ接合または拡散接合を有する。

初めに挙げられて、装置の構造および／または支持体の構成の説明に参照により完全に本明細書に組み込まれる特許文献１に対する注目は、本明細書で特にひかれる。そして、本明細書で示される支持体は、そこに記載された支持ピンに対応することができる。特に、本装置は、電気的に加熱可能なハニカム体（第１の排ガス処理装置）および「サポート触媒」（触媒的にコーティングされる第２の排ガス処理装置）を含む装置である。そして、前記触媒は、別々のハウジング部品を好ましくは有する。第２の排ガス処理装置は、第１の排ガス処理装置を機械的に支持する機能を引き受ける。この目的のために、第２の排ガス処理装置は、第１の排ガス処理装置を、軸方向（すなわち排ガスの通過流れ方向）において、そして特に、半径方向および円周方向においても、あらかじめ決められた相対位置に保持する。特に、電気的に加熱可能なハニカム体（第１の排ガス処理装置）は、互いに電気的に絶縁されるゾーン、そして、ハニカム体の軸方向と、半径方向または円周方向との両方の動きをより受け入れやすいゾーンを有する。電気的に加熱可能なハニカム体のハニカム構造の固定は、本明細書で示される支持体によって達成される。そしてそれは、一方で第１の排ガス処理装置における、そしてまた下流に配置される第２の排ガス処理装置における個々のまたは複数の付着点によって、金属コンポーネントにいずれの場合も物質的に取り付けられる（用語「材料ジョイント」は、ジョイントのパートナーが原子的または分子的力によって共に保持されるすべてのジョイントを指す）。

したがって、本明細書に記載の第１の排ガス処理装置は、特に、電気的に加熱可能なハニカム体である。そして、本明細書で示される第２の排ガス処理装置は、さらに、「サポート触媒」である。

支持体は、特に、金属ピンである。そしてその少なくとも１つの端部は、電気絶縁体を有する。原理的には、共通のピンホルダ上に配置されることが適切な場合、複数のピンが支持体を形成することもできる。さらに、異なる種類のピン、ピンホルダその他は、互いに結合されることができる。支持体は、第１の排ガス処理装置のおよび第２の排ガス処理装置のハニカム構造に、機械的に固定される様式で好ましくは接続され、したがって、第２の排ガス処理装置（のハニカム構造）による第１の排ガス処理装置（のハニカム構造のため）の支持を確実にする。特に、第１の排ガス処理装置が、第２の排ガス処理装置に関して、そして特に、排ガスラインおよび／またはハウジングに関しても、電気的に絶縁された様式で配置される電気的に加熱可能なハニカム体を備える事態をカバーするために、支持体は、少なくとも部分的な電気的絶縁を有する。特に、支持体は、排ガス処理装置の金属コンポーネントに対して、不確実的に（「不確実なジョイント」は、有効な力によって全く保証される不確実なジョイントの結合を有する、力（例えば圧力または摩擦力）の伝達によって形成される）、すなわち、例えば、クランプされて、または例えばはんだ接合、溶接接合および／または拡散接合によって物質的に、接続される。

ここで示される第１のサブ領域は、第１の排ガス処理装置に配置され、そして特に、前記第１のサブ領域に配置される支持体周辺または前記支持体の付着点周辺で全方向（半径方向、軸方向、円周方向）に制限されるサブ領域を備える。特に、第２のサブ領域もまた、全方向（半径方向、軸方向、円周方向）に制限されるように設計される。特に、第２の排ガス処理装置は、少なくとも第２のサブ領域の領域に、排ガスが通って流れることのできるハニカム構造を形成する金属コンポーネントを有する。

これらの金属コンポーネント（特に板金の金属箔、不織布、スクリーンその他）は、相互接触によって接触面を形成する。この目的のために、少なくとも１つのコンポーネントは、例えば波形の様式の構造を一般に有する。これらのコンポーネントを互いに隣接して積み重ねるかまたは配置することは、それらが例えば波形の頂部および／または波形の谷部に沿った小片の様式で接触することを確実にする。これらは、接触面と呼ばれる。前記用語は、コンポーネントの互いに関する取付けの最も可能性のある領域を記述する。しかしながら、実際には、これらの接触面は、コンポーネントを互いに固定するために完全には使われず、その多くても２０％、好ましくは多くても１０％、そして特に好ましくは多くても５％が使われるだけである。その結果、接触面の領域の有意な、優勢な割合が事実表面に接触するだけであり、この接触の可能性は使用中にキャンセルされる、ことが提供される。上に示される少ない割合だけは、硬ろう付けおよび／または拡散によって生成される接続領域を有する。特に、これらのはんだ接合および／または拡散接合は、一種の（可撓性の）骨格（少なくとも第２の排ガス処理装置の第２のフロントエンドに）を形成する。適切な場合、はんだ接合または拡散接合は、第２のサブ領域の接触面に設けられる全てでなくてよい。

第２の排ガス処理装置の第２のサブ領域（特にサポートのために使用する領域）は、できるだけ強い構造を有しなければならないというこれまでの仮定に反して、相互接触によって形成される接触面の少ない割合だけが材料ジョイント（はんだ接合および／または拡散接合）を有しなければならないことが、目下ここで提案される。接触面の材料ジョイントのこの小さい割合のせいで、少なくとも第２のサブ領域の領域において柔軟性は達成されて、特にそれぞれのハニカム構造の異なる変形のせいで作動中に発生する第２の排ガス処理装置に関する第１の排ガス処理装置の異なる変形を均等にするかまたは補償することを可能にして、したがって、第１の排ガス処理装置のハニカム構造に対するおよび／または第２の排ガス処理装置に対しても損傷を回避して、そしてさらに、少なくとも１つの支持体が（特に剪断応力の著しい減少による）損傷を受けないことも確実にする。この場合、第２のサブ領域は、特に、第２の排ガス処理装置の第２のフロントエンドに配置される。そのフロントエンドは、第１の排ガス処理装置に向き、そしてそこから、第２の排ガス処理装置のハニカム構造へと延びる。

これまで、金属ハニカム体は、排ガスの脈動によるハニカム構造への損傷がないことをできるだけ確実にするできるだけ広い領域（特に排ガス入口領域）にわたって完全にはんだ付けされなければならないことが重要である、と考えられていた。これは、特に排ガス入口領域において、小さい割合のはんだ接合を有する第２のサブ領域が設けられるので、したがって、特に、支持体が第２の排ガス処理装置の範囲内でハウジングに関して移動することを可能にするので、目下はずれる。しかしながら、第２の排ガス処理装置の上流に第１の排ガス処理装置を配置することは、排ガス流れの層流化を許容し、したがって、第２の排ガス処理装置の排ガス入口側の負荷を減らす。

装置の有利な展開によれば、少なくとも第２の排ガス処理装置は、ハニカム体である。そしてそれは、少なくとも１つのハニカム構造およびハニカム構造を囲むハウジングを含む。この場合、ハニカム構造は、平滑なおよび構造化された金属層によって少なくとも部分的に形成される。このようにして、特に、排ガスのための（実質的に軸方向に延びる）流路は、形成される。そしてそれは、排ガス処理装置を通って流れるように排ガスが通過する。特に、これらは、平方センチメートル当たり少なくとも５０のチャネルの、特に１ｃｍ^２当たり２００以上のチャネルの、または１ｃｍ^２当たり６００以上のチャネルの密度を有する。この密度は、排ガス処理装置のそれぞれのフロントエンドに関する。そして、それを通って排ガスは、排ガス処理装置に入り、そして、それから排ガスは、排ガス処理装置を出る。この場合、第２のサブ領域は、ハニカム構造の他の領域と異なる密度を有することができる。特に、金属のように平滑なおよび構造化された層は、互いに積み重ねられておよび／またはねじられておよび／または共に曲げられる。

特に、第２の排ガス処理装置の（少なくとも１つの支持体の一端部が配置される）第２のサブ領域は、少なくとも１０の、好ましくは少なくとも５０の、そして特に好ましくは少なくとも５００のチャネルを備え、そして特に、第１の排ガス処理装置に向く第２の排ガス処理装置のフロントエンドから支持体の端部の付着点まで延びる。特に、これらのチャネルは、支持体まわりの半径の範囲の中に配置される。その半径は、チャネルの増加する数とともにすべての（半径）方向において一様に拡大する。特に、第２のサブ領域は、軸方向に第２の排ガス処理装置のハニカム構造の中により深く延びる。特に、第１の排ガス処理装置に向くフロントエンドから測定される付着点の深さよりも少なくとも２０％まで、そして好ましくは少なくとも５０％まで深く延びる。

特に、第２のサブ領域は、排ガス処理装置の少なくとも半径方向において、そして特に付着点のまわりの球形において、付着点のまわりの少なくとも２ｍｍ、好ましくは少なくとも５ｍｍ、そして非常に特に好ましくは少なくとも８ｍｍの半径を有する範囲を有する。特に非常に好適なオプションとして、第２のサブ領域は、第２の排ガス処理装置の第２のフロントエンドの全てを含む。

特に、排ガス装置に適したステンレススチール箔は、例えば３０〜１６０μｍ［マイクロメートル］の厚みを有する平滑なおよび／または構造化された金属層として設けられる。ハウジングは、さらに、第１の排ガス処理装置の第１のハウジング部に固定されてよい（電気的に絶縁された）第２のハウジング部であることもできる。

特に、装置は、複数の支持体を備える。そしてそれは、要求にふさわしい様式で間隔を置かれて配置される。特に、すべての支持体は、単一の第２のサブ領域にさらに配置される。但し、各々において特にちょうど１つの支持体が配置される複数の相互に間隔を置かれた第２の小領域が設けられることもできる。

他の有利な実施形態によれば、第１の排ガス処理装置は、金属層のスタックによって少なくとも部分的に形成される。少なくとも第１のサブ領域内でこの層は、エアーギャップによって少なくとも部分的に間隔を置かれる。

これらのエアーギャップは、特に、互いに関して個々の金属層の電気的絶縁として役立ち、したがって、電気的に加熱可能なハニカム体を生成する。これらの絶縁エアーギャップの結果、第１の排ガス処理装置は、ハニカム構造の少なくともサブ領域において、より低い耐変形性を有する。したがって、金属層の延びによるハニカム構造の変形は、第１の排ガス処理装置上の交互の熱応力の結果として、正確に発生する。金属層のこの変形のせいで、第１のサブ領域に配置される支持体は、この運動に同伴して、曲げ力および剪断力にも従う。特に、これらの運動を補償するため、そして負荷を減らすために、第２の排ガス処理装置の第２のサブ領域は、適切な柔軟性を有する。したがって、この場合も、支持体は、対応する運動を実行することができる。特に、この運動は、同じ方向の、そしてできるだけ同じ量による運動が両方のサブ領域において起こるというような方法で、起こることができる。これは、支持体の平行した移動に至り、そしてまた、特に、前記支持体が排ガス流の流れに増えた抵抗を形成しないことを確実にする。特に、第２のサブ領域の柔軟性は（また）、支持体の曲げを許容して、第２のサブ領域の付着点の領域における曲げ力および剪断力の減少に結果としてなる。

特に、第１のサブ領域および第２のサブ領域は、その位置、数および範囲に関しては互いに独立して構成される。ハニカム構造が、その個々のコンポーネントの積重ね、巻上げまたはねじり加工に関して、排ガス処理装置が加熱されるときに前記コンポーネントの変形性が少なくとも互いに反対に作用しないという方法で具体化されることは、装置において考慮に入れられなければならない。これは、例えば、２つの排ガス処理装置の層を一方向のＳ形状または同等を有して巻回することによって、達成することができる。支持体の配置も、それに応じて実行されなければならず、したがって、異なる変形性を有するハニカム構造の領域における支持体の配置は、回避されなければならない。

他の有利な実施形態によれば、第１の排ガス処理装置は、電気的に加熱可能なハニカム体である。この目的のために、第１の排ガス処理装置は、電力が供給され得るように必要な電極および電気絶縁体を有する。この点で、特に、先行技術に関する序言にも、注意はひかれる。

特に有利な展開によれば、第２の排ガス処理装置は、第１の排ガス処理装置から向きがそれる第１のフロントエンド、および縦軸を有する。第２の排ガス処理装置は、軸方向に制限される部分においてのみ、縦軸の方向における第２のサブ領域と第１のフロントエンドとの間に相互に接触する金属コンポーネントの接触面をさらに有する。接触面の領域の少なくとも８０％は、はんだ接合および／または拡散接合を有する。特に、接触面の１００％は、第２のサブ領域と第１のフロントエンドとの間のこの軸方向に制限される部分においてのみ、はんだ接合および／または拡散接合によって物質的に互いに好ましくは接続される。そこからのわずかな偏差は、もちろん、同様に含まれる。特に、この部分の軸方向範囲は、多くても５ｍｍの長さ、特に多くても１０ｍｍに限られる。

個々の金属コンポーネントの互いに対するここで提供されるこの広い領域の取付けによって、第２の排ガス処理装置の高い機械的強度は、達成される。特に、金属コンポーネントの入れ子動作、すなわち排ガス処理装置のハウジングに関する軸方向運動が、目下非常に限られた範囲でのみ可能であるかまたは完全に防止されることを、材料取付けは、このようにして確実にする。特に、高い耐変形性は、この種の取付けによってさらに確実にされ、それにより、支持体に関する支持効果が十分な範囲に確保されることを確実にする。特に、第２の排ガス処理装置のこの軸方向にのみ制限される部分は、第１のフロントエンドから始まり、第２の排ガス処理装置のハニカム構造の最大軸方向長さの多くても１／３にわたって、特に多くても１／６にわたって延びる。

第１のフロントエンドから始まり、縦軸の方向において多くても１ｍｍ［ミリメートル］、特に多くても３ｍｍの軸方向長さを有するさらなる部分が、はんだ接合および／または拡散接合されないで（すなわち、材料接続なしであり）、そして、はんだ接合および／または拡散接合を有する接触面の領域の少なくとも８０％〜１００％を有する前記部分によって隣接されるだけである場合、それはさらに有利である。特に、相互に接続される接触面を有するこの軸方向に制限された部分は、ハニカム構造の金属コンポーネント間に、そして金属コンポーネントとハウジングとの間にではなく、接触面をもっぱら備える。

しかしながら、この軸方向に制限された部分はまた、特に好ましくはハウジングを有する金属コンポーネントの接触面を備える。特に有利な実施形態によれば、ハウジングは、金属コンポーネントとハウジングとの間のすべての接触面ではんだ接合および／または拡散接合によってハニカム構造に接続される。

装置の他の有利な実施形態によれば、第２の排ガス処理装置は、第１の排ガス処理装置に向く第２のフロントエンド、および縦軸を有する。第２の排ガス処理装置は、第２のフロントエンドで縦軸の方向に異なる長さの領域を有する少なくとも１つの金属コンポーネントを含む。この場合、付着点は、コンポーネントのより長い領域上に少なくとも部分的に配置される。そして、コンポーネントのより長い領域は、少なくとも第２のサブ領域の第２のフロントエンドで縦軸の方向に前記コンポーネントのより短い領域を越えて突出する。

これは、特に、第２のフロントエンドで、金属コンポーネントが少なくとも１つの凹所を有することを意味する。そしてそれは、軸方向において、第２のフロントエンドと平行な方向に延びる。軸方向において、この凹所は、多くても５ｍｍにわたって、好ましくは多くても１０ｍｍにわたって延びる。この種の実施形態によって、第２の排ガス処理装置は、少なくとも第２のサブ領域において、不連続なフロントエンドを有する。ハニカム構造の流路壁の少なくともいくつかは、第２のフロントエンドから見てセットバックされるように配置される。この場合、少なくとも１つの金属コンポーネントの中で参照される領域は、特に、金属コンポーネントの幅の小さい一部だけを含む。この幅は、排ガス処理装置の縦軸に直角に延びる。特に、幅のこの小さい一部は、多くても５ｍｍ、好ましくは多くても１０ｍｍを有する。特に、コンポーネントのこれらのより短い領域は、コンポーネントのより長い領域が第２のサブ領域の第２のフロントエンドで支持体周辺に直接配置されないで、したがって、コンポーネントのこれらのより長い領域が曲げのせいで第２のフロントエンドの領域に接触することなく支持体の曲げを許容するというような方法で、配置される。

このようにして、特に、支持体が、縦軸の方向においてより短い少なくとも１つのコンポーネントの領域上の付着点によって配置されることもできる。その場合には、支持体の曲げに対するより少ない抵抗さえある。

装置の他の特に好適な実施形態によれば、第２の排ガス処理装置は、少なくとも１つの凹所を有する金属コンポーネントを少なくとも有して形成される。凹所は、付着点に隣接して少なくとも一部を配置される。この場合、凹所は、第１の排ガス処理装置に向く第２のフロントエンドと、付着点との間に少なくとも一部を設けられる。特に、それは、さらに、第２のフロントエンドまで延びず、コンポーネント内に配置される。凹所のこの配置は、第２の排ガス処理装置の範囲内で付着点の柔軟性を強化することを同様に可能にする。凹所は、付着点に隣接するこの領域において、相互接触によるさらなるコンポーネントに対するコンポーネントの支持または材料取付けが存在しないことを確実にする。その結果、支持体は、取付け領域において抵抗があまりない運動を実行することができる。特に、凹所は、排ガス流間での変換を許容するハニカム構造の個々のチャネル間の開口とは混同されるべきでないが、比較的より大きいサイズであり、そして特に、半径方向または円周方向に対応する金属コンポーネント間に複数の接触面を含む領域を備える。特に、凹所の軸方向長さは、付着点の範囲と少なくとも同程度に大きい。特に、複数の凹所が設けられることは、可能である。そしてそれは、少なくとも１つの付着点の領域に配置されて、支持体のための付着点の柔軟性をさらに増加させる。特に、凹所はまた、付着点によって支持体に接続しているコンポーネントにおいて付着点の下流に配置される。特に、凹所は、付着点を有する軸方向の配置の下流に配置される。特に、金属コンポーネントの範囲内の凹所は、縦軸の方向に多くても５ｍｍ、好ましくは多くても１０ｍｍの長さを有し、さらに、縦軸に対して横方向に多くても５ｍｍ、好ましくは多くても１０ｍｍの幅を有する。

装置の他の有利な実施形態によれば、支持体は、２０℃で第１の排ガス処理装置のおよび第２の排ガス処理装置の縦軸と平行して配置される。装置の最高８００℃の熱応力の結果として、この支持体は、縦軸に関して最大２度の角度で傾斜する。このパラメータは、第２の排ガス処理装置の低い耐変形性のせいで支持体のゆがみ（ｓｋｅｗ）が回避されるのと同じ程度に装置の柔軟性を記述する。そして、支持体は、装置の範囲内でそれに応じて実質的に平行に移動することができる。その場合、剪断力または曲げ力が支持体を介して伝達されないので、そしてそれ故、支持体の故障あるいは、排ガス処理装置の付着点のまたはコンポーネントの故障が回避されるので、この平行した運動は、好ましい。しかしながら、少なくとも装置は、半径方向のまたは円周方向の第２の排ガス処理装置による支持体の固定を回避する。そしてその結果、さもなければ発生する剪断力および曲げ力は、単独でこの手段によって十分に減少することができる。

装置の有利な展開は、第２の排ガス処理装置が、排ガスが通って流れることのできる多数のチャネルを有するハニカム体であり、第２のサブ領域は、少なくとも
ａ）ハニカム体の残りの領域よりも少ない単位表面積当たりのチャネルの数を有するか、または
ｂ）ハニカム体の残りの領域の金属層よりも小さい材料厚みを有する金属層から形成される、
という方向を目指す。

特に、単位表面積当たりの少数のチャネルは、このサブ領域における付着点の柔軟性がより大きいことを確実にする。これは、金属コンポーネント間のより少ない接触面およびより少ないサポート点が存在するという事実、またはそれらがさらに離れて配置されるという事実によって、達成される。この場合、層の耐変形性が減少するので、金属層がより小さい材料厚みを有する場合には、同じことがあてはまる。

特に、第２のサブ領域は、第２の排ガス処理装置の第２のフロントエンドの全てにわたって延びる。しかしながら、好ましいオプションは、少なくとも１つの残余の領域（特に囲んでいる残余の領域）がこの第２のフロントエンドでハウジングの近くにあり、そして、第２のサブ領域に比べて金属コンポーネント間に材料取付けを有する表面のより高い割合を有するものである。

本発明は、一方では、少なくとも第２のサブ領域でより高い可撓性のハニカム構造を有するが、他方では、少なくとも下流に配置される部分において、高い堅さが設けられる電気的に加熱可能なハニカム体のためのサポート機能を提供する、「サポート触媒」として、第２の排ガス処理装置を提案する。第２の排ガス処理装置のハニカム構造の入れ子式を回避することは、したがってできて、一方同時に、第２のフロントエンドの領域においてハニカム構造の運動を許容することができて、したがって、比較的高い曲げ力および剪断力と連動して支持体の曲げを回避することができる。しかしながら、第２のフロントエンドの領域における少なくとも柔軟性は、支持体の配置によって生じる曲げ力および剪断力が著しく減少することができる程度まで、増加する。少なくとも第２のサブ領域で、増加した柔軟性によって設けられる支持体の付着点の運動の自由度は、第２のサブ領域の付着点が、第１の排ガス処理装置の第１のサブ領域における支持体の付着点の必然的に発生する動きから生じるいかなる運動にも同伴することを可能にする。本発明によって、支持体への損傷およびハニカム体への損傷を回避すること、そして耐久性のある装置を確実にすることは、したがって可能である。

特に、少なくとも１つの第２のサブ領域は、第２の排ガス処理装置の（半径方向の）中心に配置される。この場合、接触面の（著しく）より大きい割合は、少なくともはんだ接合または拡散接合を有する。特に、「中心」は、第２の排ガス処理装置のハニカム構造の最大直径の５０％の配置の縦軸周辺の半径方向領域を含む。特に、接触面は、その領域の最高１００％までにわたって互いに接続している。しかしながら、特に、付加的な第２のサブ領域は、この場合、多くても２０％を占める接触面の相互に連結した領域を有して、第２の排ガス処理装置のハニカム構造の半径方向外側領域（「中心」の外側）に設けられる。

本発明は、特に、排ガス系統を有する自動車両において使用される。排ガス系統は、本発明にしたがってここで例示される装置によって具体化される。この目的のために、装置は、電圧源およびコントロールユニットに接続されることができて、電気的に加熱可能なハニカム体（第１の排ガス処理装置）を必要に応じて起動することを可能にし得る。

本発明および技術的文脈は、図を参照して以下でさらに詳細に説明される。図は、本発明の特に好適な変形実施形態を示す。しかし本発明は、それに制限されない点に留意する必要がある。

図１は、第１の排ガス処理装置および第２の排ガス処理装置を有する装置を示す。 図２は、装置を有する自動車両を示す。 図３は、電気的に加熱可能なハニカム体を通る横断面を示す。 図４は、支持体を示す。 図５は、ハニカム構造における支持体の配置を示す。 図６は、ハニカム構造における支持体の他の配置を示す。 図７は、装置の他の変形実施形態を示す。

図１は、第１の排ガス処理装置２および第２の排ガス処理装置３を有する装置１を示す。そして、それを通って、排ガス２４は、通過流れ方向３２に連続して流れる。第１の排ガス処理装置２は、ハウジング１６を有して、電気的に加熱可能なハニカム体として造られる。これは、電気的端子２７を有する。そして、それに対して、第１の排ガス処理装置２は、第２の端子３０を介して導電性の様式で接続される。電気的接地２８も、設けられる。そしてそれは、第１の端子２９を介して第１の排ガス処理装置２に接続される。第１の排ガス処理装置２は、第１のサブ領域５をさらに有する。そしてそこに、複数の支持体６のそれぞれの端部９は、配置される。第１の排ガス処理装置２の第１のサブ領域５に配置されない支持体６は、ここでさらに設けられる。第１の排ガス処理装置２および第２の排ガス処理装置３は、すきま３１によって互いに間隔を置かれる。前記すきま３１は、支持体６によって架橋される。支持体６の端部９は、第２の排ガス処理装置３の少なくとも部分的に第２のサブ領域７において、対応する様式に配置される。第２の排ガス処理装置３は、それを通って排ガスが流れることのできるハウジング１６およびハニカム構造１５を同様に有する。そして、これらは、ハニカム体１４を共に形成する。ハニカム構造１５は、金属コンポーネント１０によって少なくとも部分的に形成され、そして、下流に配置される第１のフロントエンド１９に向かって通過流れ方向３２に延びる。ハニカム構造１５は、軸方向長さ４４にわたってハウジング１６と接触する。

図２は、内燃機関３４、排ガスライン４および装置１を有する自動車両３６を示す。そして、装置１は、排ガスライン４に配置されて、第１の排ガス処理装置２、第２の排ガス処理装置３およびさらなる排ガス浄化コンポーネント３７を有する。そして、それを通って、排ガス２４は、通過流れ方向３２に連続して、しかし任意の順序で流れる。コントローラ３３に接続しているセンサ３５は、第２の排ガス処理装置３に配置される。このセンサは、例えば、ここでは第１の排ガス処理装置２によって形成される電気的に加熱可能なハニカム体の加熱が、適切なセンサ信号により達成されることを許容する温度センサを含む。

図３は、電気的に加熱可能なハニカム体１４の横断面を示す。この電気的に加熱可能なハニカム体１４は、例えば、図１の第１の排ガス処理装置２に対応する。ハニカム体１４は、ハウジング１６およびハニカム構造１５を含む。そしてそれは、その部分のために、平滑なかつ波形の箔の金属層１７によって形成される。ここで、これらの層１７は、スタック高さ３８に積み重ねられ、そして、エアーギャップ１８によって各々互いに間隔を置かれるスタック高さ３８を有する層１７を用いて共にねじられる。層１７の相互間の電気的絶縁は、このように確実になる。したがって、電気的に加熱可能なハニカム体１４の均一な加熱が可能であることは、確実になる。スタック高さ３８を与えるためにいずれの場合も組み合わされる個々の層１７は、第２の端子３０を介して電気的端子２７と、そして第１の端子２９を介して電気的接地２８と接触されて、したがって、電流の流れを生成する。横断面において、支持体のそれぞれの端部９は、ハニカム構造１５の内部に、そして第１のサブ領域５の内部に配置されることが分かる。エアーギャップ１８のおかげで、そして電気的に加熱可能な触媒の特別な構造の結果として、支持体は、少なくとも半径方向４５および／または円周方向４７に動ける。

図４は、中心線３９に沿って延びる丸いピン４１によって形成される支持体６を示す。支持体６は、その左端部９に電気絶縁体４２を有する。支持体６は、先端４０を有する。そしてそれは、支持体６がその右端部９のピン４１で、排ガス処理装置のハニカム構造内により容易に挿入されることを可能にする。

図５は、ハニカム構造１５の内部の支持体６の配置を示す。ここでは、金属コンポーネント１０としての波形層１７および平滑層１７は、チャネル２５を形成する。支持体６の一端部９は、このチャネル２５の内部に配置されて、付着点８によって層１７に接続される。接触面１１で、層１７は、はんだ接合１２および／または拡散接合１３を有して、したがって、物質的に互いに接続している。層１７は、材料厚み２６をさらに、有する。

図６は、他のハニカム構造１５の横断面を示す。ハニカム構造１５は、チャネル２５を形成し、かつ材料厚み２６を有する、平滑なおよび波形の層１７によって少なくとも部分的に形成される。少なくとも第２のサブ領域７で、ハニカム構造１５は、より大きいチャネル横断面２５を有し、そして適切な場合により小さい材料厚み２６を有する層１７によって形成される。支持体６のそれぞれの端部９は、この第２のサブ領域７に配置される。

図７は、第１の排ガス処理装置２および第２の排ガス処理装置３を有する他の装置１を示す。これらは、縦軸２０に沿って軸方向４６の直列に配置されて、すきま３１によって互いに切り離される。このすきま３１は、支持体６によって架橋され、そして、２つの排ガス処理装置２、３は、したがって、支持体６によって互いに接続している。第２の排ガス処理装置３は、第２のサブ領域７を有する。そしてそれは、第２のフロントエンド４３からハニカム構造１５内に延びて、支持体６は、付着点８でそれらの端部９によってハニカム構造１５に接続している。少なくとも第２のサブ領域７で、ハニカム構造１５は、金属コンポーネント１０によって形成される。そしてその各々は、縦軸２０に沿って異なる長さ４４の領域２２を有する。異なる長さ４４は、第２のフロントエンド４３から始まる凹所２３の形成に至る。コンポーネント１０の内部の、すなわち第２のフロントエンド４３から離れたさらなる凹所２３は、同様に設けられる。より短い長さ４４の金属コンポーネント１０のまたは凹所２３の領域と、付着点８が配置されるコンポーネント１０との間で、付着点８の領域において接触面が結果として存在しないことは、第２のサブ領域７の内部の付着点８のおよび支持体６の柔軟性を確実にする。第２のサブ領域７内の支持体６の付着点８は、第２のフロントエンド４３から始まる縦軸２０の方向の深さ４８に配置される。より大きい比率の材質的に相互接続したコンポーネント１０の接触面は、第２のサブ領域７と第１のフロントエンド１９との間の部分２１にある。それにより、第２の排ガス処理装置３のハニカム構造１５の堅さを確実にする。

１…装置
２…第１の排ガス処理装置
３…第２の排ガス処理装置
４…排ガスライン
５…第１のサブ領域
６…支持体
７…第２のサブ領域
８…付着点
９…端部
１０…コンポーネント
１１…接触面
１２…はんだ接合
１３…拡散接合
１４…ハニカム体
１５…ハニカム構造
１６…ハウジング
１７…層
１８…エアーギャップ
１９…第１のフロントエンド
２０…縦軸
２１…部分
２２…領域
２３…凹所
２４…排ガス
２５…チャネル
２６…材料厚み
２７…電気的端子
２８…電気的接地
２９…第１の端子
３０…第２の端子
３１…すきま
３２…通過流れ方向
３３…コントローラ
３４…内燃機関
３５…センサ
３６…自動車両
３７…排ガス浄化コンポーネント
３８…スタック高さ
３９…中心線
４０…先端
４１…ピン
４２…絶縁体
４３…第２のフロントエンド
４４…長さ
４５…半径方向
４６…軸方向
４７…円周方向
４８…深さ

Claims (9)

1. 排ガスライン（４）に直列に配置される２つの排ガス処理装置（２、３）を含む装置（１）であって、第１の排ガス処理装置（２）および第２の排ガス処理装置（３）は、少なくとも１つの支持体（６）を収容するための第１のサブ領域（５）および第２のサブ領域（７）をそれぞれ有し、前記第１の排ガス処理装置（２）は、前記第１のサブ領域（５）によって、前記少なくとも１つの支持体（６）を介して前記第２の排ガス処理装置（３）の前記第２のサブ領域（７）に接続され、前記支持体（６）は、両端部（９）を有し、付着点（８）を介して前記両端部（９）でそれぞれのサブ領域（５、７）に接続され、少なくとも前記第２のサブ領域（７）は、相互接触によって接触面（１１）を形成する金属コンポーネント（１０）によって形成され、前記接触面（１１）の領域の多くても２０％は、少なくともはんだ接合（１２）または拡散接合（１３）を有する、装置（１）。
2. 少なくとも前記第２の排ガス処理装置（３）は、少なくとも１つのハニカム構造（１５）および前記ハニカム構造（１５）を囲むハウジング（１６）を含むハニカム体（１４）であり、前記ハニカム構造（１５）は、平滑なおよび波形に構造化された金属層（１７）によって少なくとも部分的に形成される、請求項１に記載の装置（１）。
3. 前記第１の排ガス処理装置（２）は、金属層（１７）のスタックによって少なくとも部分的に形成され、少なくとも前記第１のサブ領域（５）内の前記層（１７）は、エアーギャップ（１８）によって互いに少なくとも部分的に間隔を置かれる、請求項１または２に記載の装置（１）。
4. 前記第１の排ガス処理装置（２）は、電気的に加熱可能なハニカム体（１４）である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の装置（１）。
5. 前記第２の排ガス処理装置（３）は、前記第１の排ガス処理装置（２）とは反対側を向く第１のエンド（１９）、および縦軸（２０）を有し、さらに、軸方向にのみ制限される部分（２１）において、前記縦軸（２０）の方向における前記第２のサブ領域（７）と前記第１のエンド（１９）との間に相互に接触する金属コンポーネント（１０）の接触面（１１）を有し、前記接触面（１１）の領域の少なくとも８０％は、はんだ接合（１２）および／または拡散接合（１３）を有する、請求項１〜４のいずれか１項に記載の装置（１）。
6. 前記第２の排ガス処理装置（３）は、前記第１の排ガス処理装置（２）に向く第２のエンド（４３）、および縦軸（２０）を有し、前記第２の排ガス処理装置（３）は、前記縦軸（２０）の方向に異なる長さの領域（２２）を有する少なくとも１つの金属コンポーネント（１０）を含み、前記付着点（８）は、前記コンポーネント（１０）のより長い領域（２２）上に少なくとも部分的に配置され、前記コンポーネント（１０）のより長い領域（２２）は、少なくとも前記第２のサブ領域（７）の前記第２のエンド（４３）まで前記縦軸（２０）の方向に前記コンポーネント（１０）のより短い領域（２２）を越えて突出する、請求項１〜５のいずれか１項に記載の装置（１）。
7. 前記第２の排ガス処理装置（３）は、少なくとも１つの欠如した凹所（２３）を有する金属コンポーネント（１０）を少なくとも有して形成され、前記凹所（２３）は、付着点（８）に隣接して少なくとも一部を配置され、前記凹所（２３）は、前記第１の排ガス処理装置（２）に向く第２のエンド（４３）と、前記付着点（８）との間に少なくとも一部を設けられる、請求項１〜６のいずれか１項に記載の装置（１）。
8. 前記支持体（６）は、２０℃で前記第１の排ガス処理装置（２）のおよび前記第２の排ガス処理装置の縦軸（２０）と平行に配置され、装置（１）の最高８００℃の熱応力の結果として、前記縦軸（２０）に関して最大２度の角度を傾斜する、請求項１〜７のいずれか１項に記載の装置（１）。
9. 前記第２の排ガス処理装置（３）は、排ガス（２４）が通って流れることのできる多数のチャネル（２５）を有するハニカム体（１４）であり、前記第２のサブ領域（７）は、少なくとも
   ａ）前記ハニカム体（１４）の残りの領域よりも少ない単位表面積当たりのチャネル（２５）の数を有するか、または
   ｂ）前記ハニカム体（１４）の残りの領域の金属層（１７）よりも小さい材料厚み（２６）を有する金属層（１７）から形成される、
   請求項１〜８のいずれか１項に記載の装置（１）。
   
   

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