KR101369609B1 - 가요성 구역을 구비한 허니콤 부재 - Google Patents

Abstract

허니콤 부재(1)는 적어도 하나의 하우징(2)과, 복수의 덕트(4)로 이루어진 허니콤 구조부(3)를 구비하고, 상기 허니콤 구조부(3)는 적어도 하나의 적어도 부분적으로 패턴형성된 금속층(5)으로 형성되고 상기 금속층은 허니콤 구조부(3)를 체결하는 연결점(6)을 형성하고, 상기 허니콤 구조부(3)의 단면부(8)는 상이한 밀도의 연결점(6)을 갖는 반경방향 구역(38, 39, 40)을 구비하고, 적어도 하나의 구역에서, 단면부(8)에서의 적어도 1%의 그리고 많아야 20%의 내부 접촉점(7)이 또한 연결점(6)을 형성한다.

Description

가요성 구역을 구비한 허니콤 부재{Honeycomb element with flexibility zones}

본 발명은 예를 들면, 자동차에서의 배기-가스 후처리에 사용되는 허니콤 몸체에 관한 것이다. 상기 타입의 허니콤 몸체는 적어도 하우징과 허니콤 구조부를 구비한다. 이 결과 허니콤 구조부는 다수의 덕트를 구비하고 각각의 덕트를 통해 배기 가스가 유동할 수 있다. 허니콤 구조부는 연결점이 형성된 적어도 하나의, 적어도 부분적으로 구성된 금속층으로 형성되고, 상기 연결점은 허니콤 구조부를 고정시킨다. 내측의 고 가요성에 의해 특징지워지는 상기 타입의 허니콤 몸체는 디젤 점화 기관 및/또는 불꽃 점화 기관의 배기 시스템에서의 촉매 변환기 기판 몸체 및/또는 입자 분리기로 특히 사용된다.

내연기관의 배기-가스 정화에 있어서, 허니콤 몸체는 표면적이 크기 때문에 유리하고, 이에 따라 덕트 벽을 통해 유동하는 배기 가스 유동 사이에서 매우 근접한 접촉이 보장된다. 전반적으로 덕트 벽에 의해 기본적으로 형성된 표면적은 종종 배기 가스에 함유된 오염물을 변환시키기 위해 상이한 촉매로 적당하게 코팅된다. 이러한 허니콤 몸체에 대한 여러 사용예에는 고체 물질(수트(soot), 입자, 등) 및/또는 유동 처리(혼합, 등)의 (적어도 일시적인) 저장소가 포함된다.

상기 타입의 허니콤 몸체는 기본적으로 세라믹이나 금속 재료로 제조된다. 그러나, 최근 수년 동안에, 금속의 촉매 변환기 기판 몸체가 특히 선호되고 있는데 이는 예를 들면, 80㎛이하 또는 30㎛ 이하의 두께를 갖는 시트-금속 포일과 같은 매우 얇은 재료로 작업가능하기 때문이다. 상기 포일의 두께부는 매우 큰 형상 표면을 제공하고, 배기 가스가 세라믹 기판과 관련된 허니콤 몸체를 통해 유동함에 따라 배기 가스 유동의 압력 손실을 상당히 감소시킬 수 있다. 시트-금속 포일의 두께가 얇으므로, 촉매 변환기용 활성 온도(Light-off temperature)(대략 230℃)에 도달하도록 배기가스에 의해 보다 적은 양의 재료가 가열되어야 하기 때문에 촉매 코팅부에 대한 활성 작동(light-off behavior)이 상당히 향상됨을 알 수 있다. 이 경우, 다른 한 장점은 각각의 경우에 금속 재료가 서로 혼합되기 때문에, 배기 시스템(예를 들면, 금속의 배기 파이프)의 나머지부와의 연결이 매우 간단하게 된다는 것이다.

그러나, 상기 타입의 허니콤 구조부는, 이동가능한 배기 시스템의 사용 수명이 지속되는 동안에, 다수의 상이한 부하를 받게 된다. 이 경우, 상기 극대의 부하가 부분적으로 계속 중첩되어 상기 허니콤 몸체의 내구성에 영향을 미친다는 것이 고려될 수 있다. 예를 들면, 극대의 온도 정점(1000℃ 이상)과 같은 열 부하처럼, 예를 들면, 가열 및 냉각되는 동안의 온도의 상당한 변동율과, 유입하는 배기-가스 유동의 온도 분포는 중요한 인자일 수 있다. 이처럼 상기 인자는 기계적인 부하와 관련하여, 특히 예를 들면, 최대 가속 레벨과 관련하여, 고유 진동수(eigenfrequencies)와 관련된 여기 진동수 범위와 관련하여, 그리고 가스 맥동(gas pulsation)의 결과로서 가스의 동적 부하와 관련하여 사용된다. 이러한 구성에 의해, 서로에 대한 허니콤 몸체의 개별 구성요소(시트-금속 포일, 하우징, 등)의 특정 연결 구역이 특히 고 부하를 받고, 매우 오랜 시간 동안에 계속 변하는 열 부하 및/또는 동적 부하를 견딜 수 있다.

(땜납 포일, 땜납 파우더 및/또는 땜납 페이스트(paste)와 같은) 경납땜이 상기 타입의 허니콤 몸체의 임의의 구역에 위치되는 금속의 구성요소를 서로 연결하는 기술이 공지되었다. 스트립-형상으로 둘러싸인 구역이 허니콤 몸체의 시트-금속 포일과 하우징 사이에 종종 형성되고, 여기서 상기 구역이 허니콤 몸체나 하우징의 축선방향의 길이부 전체 또는 일부분 상에 형성된다. 시트-금속 포일을 서로 연결하기 위하여, 상기 금속 포일이 허니콤 몸체의 축방향의 부분 구역에 있어서 전체 단면부 상에서 서로 연결될 수 있다고 고려된다. 부가적으로 및/또는 선택적으로, 연결부가 형성되는 다수의 덕트로 이루어진 구역(단부면에서 보았을 경우)도 형성가능하다. 따라서 예를 들면, 동심의 링, 스트립, 삼각형 등과 같은 방식으로 단부-면 패턴을 만들 수 있다.

내구성과 관련된 납땜 패턴의 설계와 관련하여 여러 상이한 제안이 있었으나, 그러나 이들 제안은 자동차의 배기 시스템에서의 현재 효과적인 모든 조건을 만족하지 못한다. 상기 타입의 허니콤 몸체의 납땜 패턴에 대한 특정 설계로서, 첫째로 적당한 가요성을 얻기 위해 그리고 둘째로 허니콤 구조부의 내구성을 얻기 위해 다수의 상이한 기준이 고려될 수 있다. 더욱이, 상기 타입의 납땜 패턴을 생성함에 있어서, 상기 납땜 연결부가 재생가능하고, 정확하게 위치될 수 있고, 신뢰할 수 있는 공정을 사용해 생산될 수 있는 방식으로 상기 납땜 연결부가 반드시 형성될 수 있도록 고려되야만 한다.

이를 시작점으로 하여, 본 발명의 목적은 종래 기술과 관련하여 강조된 문제점을 적어도 부분적으로 해결하는 것이다. 특히, 자동차 배기 시스템에 있어서 극도의 열 부하 및 동적 부하가 가해진 상태에서도 사용 기간이 상당히 향상된 허니콤 몸체를 구현하는 것이다. 특히, 이 경우 연결점이 서로에 대해 배치되어 허니콤 구조부의 설계에 독립적인 납땜 패턴을 제공할 수 있다. 허니콤 몸체는 상당히 향상된 열 충격 특성 및/또는 향상된 진동 특성에 의해 추가적으로 구별될 수 있다.

상기 목적은 청구항 1의 특징에 따른 허니콤 몸체에 의해 달성된다. 본 발명의 종속청구항은 허니콤 몸체의 장점이 되는 실시예에 의해 특정된다. 본 발명의 청구범위에서 각각 특정된 특징이 임의의 필요한 기술적 방식으로 서로 합쳐지고 본 발명의 또 다른 실시예를 형성한다는 것을 알 수 있을 것이다. 도면과 관련하여 본 발명과, 본 발명의 바람직한 여러 실시예가 보다 상세하게 설명 및 기재되었다.

본 발명에 따른 허니콤 몸체는 적어도 하나의 하우징과 다수의 덕트로 이루어진 허니콤 구조부를 포함하고, 상기 허니콤 구조부는 허니콤 구조부를 고정시키기 위해 연결점을 형성하는 적어도 하나의, 적어도 부분적으로 구성된 금속층으로 형성되고, 상기 허니콤 구조부의 단면부는 상이한 밀도의 연결점을 갖는 반경방향 구역을 구비하며, 상기 연결점은 상기 연결점을 형성하는 단면부에 있어서, 적어도 하나의 구역에 형성된 내부 접촉점의 적어도 1% 및 많아야 20%를 갖는다.

덕트의 갯수와 관련해서, 허니콤 몸체가 100 내지 1000, 특히 200 내지 600 범위의 평방 인치(cpsi)당 덕트 밀도로 형성되는 것이 바람직하다. 또한 복수의 매끈하고, 구성된 (예를 들면, 주름 잡힌) 시트-금속 포일이 허니콤 몸체를 생산하는데 사용되는 것이 바람직하다. 상기 타입의 시트-금속 포일이 예를 들면, 나선형으로 휘감기지만, 그러나 시트-금속 포일이 나선형과 다른 형상, 예를 들면, S-형상, V-형상, W-형상, U-형상 또는 이와 유사한 형상을 취하는 것이 바람직하다. 여기서, 시트-금속 포일의 두께는 30㎛(micrometers) 내지 110㎛ 범위, 특히 80㎛이하가 바람직하다. 서로에 대해 시트-금속 포일이 배치되어 상기 포일이 결국에는 허니콤 몸체의 (원형, 타원형 또는 이와 유사한 형상의) 단면부를 채운다. 시트-금속 포일은 여러 위치, 소위 연결점에서 (바람직하지 않게는 마찰 잠금 방식으로 및/또는 바람직하게는 잠금 방식으로) 서로 연결된다. 이러한 연결에 납땜 연결, 특히 고온의 진공 납땜 연결이 포함되는 것이 바람직하다. 따라서 프로파일 방향이나 납땜 패턴이 마무리가공된(휘감기거나 감긴) 허니콤 몸체와 전반적으로 관련된다는 것이 명확하다.

연결점과 관련하여, 상기 연결점이 서로 지지하거나 서로 인접하여 배치된, 적어도 하나의 금속층의 일부의 위치를 고정하도록 사용된다는 것을 알 수 있을 것이다. 층은 서로 다수의 접촉점, 즉 동일한 금속층이나 상이한 금속층의 일부가 서로에 대해 지지하는 지점을 통상적으로 형성한다. 특히 덕트의 갯수를 고려한다면, 일반적으로 하나의 접촉점이, 통상적으로 2개의 접촉점이 덕트마다 형성된다. 상기 접촉점과 관련하여, 적어도 하나의 구역에서(적당하다면 다수의 구역이나 모든 구역에서), 많아야 20%의 상기 접촉점이 연결점에 사용되도록 제시되고; 특히 많아야 10% 또는 겨우 1%의 상기 내부 접촉점이 연결점을 형성하는 것이 매우 바람직하다. 이러한 구성은 외측 접촉점을 포함하지 않지만, 이 외측 접촉점에서 한편으로 허니콤 구조부, 즉 금속층과 다른 한편으로 하우징 사이에 접촉이 발생한다. 허니콤 구조부가 반경 방향 및/또는 원주 방향의 단면부에서 강성의 설계가 아닌 가요성의 설계로 될 수 있고, 이에 따라 내연기관의 배기 시스템에서의 열 부하의 변경을 영구적으로 견딜 수 있다는 것은 명확하다.

또한 단면부가 상이한 밀도의 연결점을 갖는 반경방향 구역으로 분할되도록 제시된다. 여기서, 특히 연결점이 모든 구역에 있다는 것을 알 수 있다. 그러나 이처럼 상기 구역은 비접합 구역을 갖는다. 이러한 구역의 경계는 적어도 하나의 부분적으로 구성된 금속층의 형상을 따라 결정되나, 큰 표면적의 구역이 단면부에 또는 금속층의 형상에 독립적인 단부면 상에 형성되는 것이 바람직하다. 바람직하게 제공된, 2개나, 3개나 또는 4개의 구역이 반드시 필요한 것이 아니지만, 허니콤 몸체의 축선과 하우징과 형상과 관련하여 동심으로 배치될 수 있다. 특히, 동심의 구역이 축선으로부터 이격된 중심을 갖도록 형성될 수 있다. 이러한 반경방향 구역을 제공함으로써, 예를 들면, 허니콤 몸체의 진동 특성에 대한 반경부 상에서의 허니콤 구조부의 탄성도가 사용됨을 알 수 있다. 하우징에 인접한 구역과, 중심이나 축선에 근접하여 위치된 구역이 특히 고려된다. 상기 구역이 최대의 구역부에 대한 연결점의 밀도와 관련하여 상이한 것이 바람직하다. 바꾸어 말하면, 이러한 구성은 예를 들면, 상기 2개의 구역이 서로에 대해 최대의 밀도비나 최저의 밀도비로 형성된다는 것을 의미한다. "밀도"는 특히 (예를 들면, 가장 작은) 구역의 면적이나 의미있는 기준 면적을 연결점의 갯수로 나눈 값을 의미한다. 이 경우, 기본적으로 적어도 하나의 (다른) 구역이 모든 접촉점에 완전하게 연결되는 것이 가능하고 및/또는 적어도 하나의 (다른) 구역이 임의의 접촉점에서 연결되지 않는 것이 바람직하다. 예를 들면, 제공된 완전하게 연결된 구역의 경우에 있어서, 상기 구역은 허니콤 구조부의 단면부와 관련하여 중앙에 배치되는 것이 바람직하다.

허니콤 몸체의 일 실시예에 따라, 연결점의 밀도가 내측으로부터 외측으로 반경부의 방향으로 연속으로 변한다. 바꾸어 말하면, 이러한 구성은, 단면부가 예를 들면, 다수의 동심의 링으로 분할된다면, 밀도는 한 링으로부터 다음 링으로 일정하게 평균으로 증가하거나 감소된다. 단지 2개의 구역이 동일한 경우에, 이러한 특징은, 밀도가 상이하다면, 제 1 구역으로부터 제 2 구역으로 (급격하게 또는 유사하게) 증가하기 때문에 항상 달성된다.

더욱이, 본 발명에 의하면, 허니콤 구조부는 복수의 교호로 구성된 시트-금속 포일과 매끈한 금속층으로 이루어진 적어도 하나의 스택으로 형성되고, 구성된 시트-금속 포일 상의 연결점은 인접한 금속층에 교호로 위치된다. 이러한 구성은 특히, 구성된 시트-금속 포일과 매끈한 시트-금속 포일(또는 매끈한 부직포, 소결된 재료, 등)이 교호하는 방식으로 하나가 다른 하나 위에 배치되어 스택을 형성하고, 상기 스택은 이어서 허니콤 구조부의 단면부가 필요한 외측 형상(하우징 형상)으로 만들어지도록 휘감기거나 및/또는 감긴다는 것을 의미한다. 단일로 구성된 시트-금속 포일을 고려하면, 상기 포일은 상측면과 하측면을 구비하고, 상기 시트-금속 포일은 각각의 경우에 "여러" 금속층의 상측면 및 하측면과 접촉하게 된다. 상기 (내부) 접촉점이 사용되어 연결점을 제공한다. 본 발명에 따라, 구성된 시트-금속 포일의 방향에 있어서, 연결점이 교호로, 즉 상측면에 하나 하측면에 하나 씩 형성된다. 이러한 구성은, 교호의 연결부 때문에, 인접한 시트-금속 포일이나 금속층은 아코디언과 같은 방식으로 펼쳐지고, 이에 따라 내측 가요성을 제공할 수 있다.

더욱이, 금속층 상의 연결점이 본 발명에 의해 서로 상이한 간격으로 형성된다. 이러한 구성은, 특히 연결점의 간격이 구역 내에서 동일한 간격으로 형성된다는 것을 의미한다. 이와 관련하여, 대응하는 간격의 변화에 의해 하나의 구역으로부터 다른 한 구역으로의 단계를 확인할 수 있다. 금속층의 연결점이 본 발명에 있어서 중심으로부터 진행하는 양 프로파일 방향으로, 즉 특히 중심에 대해(서로에 대한 간격에 대해) 미러-대칭으로 일정하게 뻗어있는 것이 바람직하다. 간격이 또한 금속층을 따라서 일정하게 규칙적으로 변경, 즉 늘어나거나 줄어들지 않고; 실제로, 인접한 연결점과 관련된 간격이 적당하게 상당히 상이하다. 특정 경우에 있어서, 금속층과 관련하여 상기 층에 형성된 연결점이 동일하게 일정 간격으로 형성되지 않는 경우도 있을 수 있다. 실제로 설정될 간격은 계산에 의해 사전 결정되고, 본 발명에 따른 최종 납땜 패턴이 마무리가공된 허니콤 구조부에서 달성된다.

허니콤 몸체의 일 실시예에 있어서, 적어도 부분적으로 구성된 금속층의 극대부에 인접하여 형성된 납땜점으로 연결점이 제시된다. "납땜점"은 특히 연결 기술, 이 경우 경납땜을 사용하여 만들어진 연결부를 의미한다. 따라서 납땜점은 특히 고온의 진공 브레이징 공정에 의해 만들어진다. 구조부(예를 들면, 파형 정점부와 파형 트로프(troughs))에 의해 형성된 극대부는 결국 내부 접촉점을 형성하고, 상기 납땜점에 의해 상기 접촉점과 연결된다. 특히 극대부 자체에는 땜납 재료가 없으나, 납땜점은 측면 납땜 스트립과 같이 양면에 형성되는 것이 매우 바람직하다. 연결점은 2개의 직접적으로 인접한 극대부의 한 방향에서 많아야 1개의 납땜점을 포함하고(즉 파형 정점부에서만 또는 파형 트로프에서만); 연결점이 단일의 극대부에 대해서만 정확하게 하나의 납땜점을 갖는 것이 바람직하다.

더욱이, 연결점이 허니콤 구조부의 구역부의 적어도 하나의 부분의 섹션에서 그 축선 방향으로 형성되는 것으로 제시되었다. 이러한 구성은 특히 연결점이 덕트 길이부의 일 부분 상에서만 형성된다는 것을 의미한다. 허니콤 구조부의 구역부는 그 단부면에 의해 일반적으로 외곽이 형성되고, 상기 단부면은 허니콤 구조부로의 배기 가스의 유입과 상기 허니콤 구조부 밖으로의 배기 가스의 유출을 허용한다. 일 부분의 섹션이 제 1 단부면 근방에 제공되고 다른 하나의 부분의 섹션이 제 2 단부면 근방에 제공되는 것이 바람직하고, 구역부의 나머지 부분은 연결점이 형성된 단면부를 구비하지 않는다. 부분의 섹션은 예를 들면, 단부면으로부터 5mm 내지 15mm 뻗어있는 부분을 둘러싼다. 상기 타입의 허니콤 구조부가 유동 입구측에서 바람직한 열 충격을 받게 되고 유동 출구측에서 바람직하지 못한 열 충격을 받게 된다는 것을 알 수 있다. 이러한 구성은 특히 납땜점의 분산된 배치 때문에, 예를 들면 시트-금속 포일의 비틀림에 의해 효과적으로 보상될 수 있는 반경방향 압축 응력을, 바람직한 열 충격이 발생시킨다는 것을 의미한다. 다른 한편으로, 반경방향 인장 응력이, 예를 들면, 출구 측에서 나타나고, 반경방향 인장 응력은 이와 같이 본 명세서에서 제시된 납땜 패턴에 의해 효과적으로 보상될 수 있다. 이와 상관없이, 연결점을 포함한 적어도 하나의 축선방향 부분 구역이나 단면부가 또한 여러 위치, 예를 들면 허니콤 구조부의 축선방향 중심의 구역에 제공될 수 있다.

허니콤 몸체의 일 실시예에 따라, 2개 부분의 섹션이 축선 방향으로 서로 이격되어 제공되며, 연결점이 상기 축선 방향으로 겹쳐진다. 이러한 구성은 특히, 제 1 부분의 섹션에서의 연결점이, 축선 방향이나 덕트를 따르는 방향에서 보았을 경우에, 제 2 부분의 섹션의 다른 한 연결점과 관련하여, 일치하도록 배치된다는 것을 의미한다. 단지 명확하게 하기 위하여, 또한 특정 경우에 오프셋 배치 역시 사용될 수 있다는 것을 알 수 있다.

허니콤 구조부가 모든 금속층에 의해 그리고 상기 허니콤 구조부의 전체 구역부 상에서 하우징과 연결된다는 점에서, 고 가요성의 허니콤 구조부와 하우징의 신뢰할 만한 연결이 달성될 수 있다. 특히 모든 금속층이 배치되고, 하우징에 대해 그 양 단부에 의해 각각의 경우에 지지되어, 바람직하게는 납땜 연결부에 의해, 상기 양 단부의 전체 구역부 상에서 상기 하우징과 연결되는 것이 매우 바람직하다.

금속층을 하우징과 연결하기 위한 땜납 재료를 절약하는데, 예를 들면, 둘러싸인 스트립 패턴이 유리한데, 이는 허니콤 구조부가 모든 금속층에 의해 그러나 상기 허니콤 구조부의 전체 구역부의 일부 상에서만 하우징과 연결되기 때문이다. 특히, 둘러싸인 스트립이 단부면 및/또는 축선방향 중심부의 구역에서 제시된 바와 같이 5mm 내지 10mm 사이의 폭을 갖는 것이 유리하다.

결국, 본 발명에 의해 적어도 부분적으로 구성된 적어도 하나의 금속층이 적어도 하나의 말려져돌출한 부 또는 하나의 개구로 형성된다. 다수의 말려져돌출한 부와 개구로 형성된 금속층이 특히 바람직하다. 또한 말려져돌출한 부가 덕트의 프로파일 방향으로 상측면과 하측면 쪽으로 교호로 뻗어있고, 각각의 경우에 아래쪽, 즉 특히 유동 범위 내에서 하나의 개구를 형성하는 것이 바람직하다.

상기 타입의 허니콤 몸체가 배기-가스 후처리 유닛, 특히 자동차의 배기-가스 후처리 유닛에 사용되는 것이 특히 바람직하다.

본 발명의 특정 바람직한 실시예와 변형예가 도면을 기초하여 보다 상세하게 아래에 설명되었다. 바람직한 실시예가 본 발명을 제한하려는 것이 아닌 단지 예시를 위해 기재되었다는 것을 알 수 있을 것이다.

도 1은 배기 시스템을 구비한 자동차를 도시한 도면이고,
도 2는 허니콤 몸체의 길이방향 단면도이고,
도 3은 본 발명에 따른 허니콤 몸체에 대한 스택을 상세하게 도시한 도면이고,
도 4는 허니콤 몸체에 대한 스택의 다른 한 실시예를 보다 상세하게 도시한 도면이고,
도 5는 본 발명에 따른 허니콤 몸체의 일 실시예의 단면부를 도시한 도면이고,
도 6은 본 발명에 따른 허니콤 몸체의 다른 변형예를 도시한 도면이고,
도 7은 본 발명에 따른 허니콤 몸체의 다른 변형예를 도시한 도면이고,
도 8은 본 발명에 따른 허니콤 몸체의 다른 변형예를 도시한 도면이며,
도 9는 구성된 금속층의 일 실시예를 도시한 도면이다.

도 1은 자동차(21)에 사용되는 이동가능한 배기 시스템을 개략적으로 도시한 도면이다. 자동차(21)는 예를 들면, 불꽃-점화 기관이나 디젤 기관과 같은 내연기관(22)을 구비한다. 상기 내연기관에서 연소된 연료는 배기 가스로서, 배기 라인(23)을 통해 배기-가스 처리 유닛(20)으로 유도된다. 배기 가스에 포함된 오염물이 적어도 부분적으로 변환되어, 결국 상대적으로 해롭지 않은 배기-가스 성분만이 대기로 유동한다. 이러한 배기-가스 처리 유닛의 실시예에는 촉매 변환기, 입자 분리기, 필터, 흡수기 등이 포함된다. 상기 타입의 배기 시스템에서의 상기 배기-가스 처리 유닛(20)의 갯수, 타입 및/또는 위치가 다양한 방식으로 변경될 수 있고; 본 명세서에 기재한 사항은 단지 예시를 위한 것이며, 배기 라인(23)에 위치한 것으로 도시된, 본 발명에 따른 허니콤 몸체(1)에 대한 여러 실시예 역시 예시를 위한 것이라는 것은 명확하다.

예로서, 도 2에는 허니콤 몸체(1)가 도시되어 있다. 도 2에는 (원형) 허니콤 몸체(1)의 축선(17)을 따르는 상기 허니콤 몸체의 길이방향 단면이 도시되어 있다. 허니콤 몸체(1)는 특히 금속관으로 형성된 하우징(2)에 의해 외측부가 형성된다. 상기 하우징(2)의 내부에 있어서, 허니콤 구조부(3)는 다수의 덕트로 형성된다. (별도의, 적어도 부분적으로 상호 분리된) 덕트(4)는 2개의 단부면(25) 사이에서 뻗어있고 실질적으로 서로 평행하게 배치되어 있다. 여기서, 덕트(4)는 축선(17)과 실질적으로 평행하게 뻗어있다. 그러나 이러한 구성이 반드시 필수적인 것은 아니다. 또한, 덕트 벽이 직선형으로 뻗어있을 필요는 없고; 또한 제공될 축선(17) 방향을 향하는 프로파일(예를 들면, 가이드면) 및/또는 제공될 인접한 덕트(4)를 연결하는 개구가 가능하다.

허니콤 구조부(3)의 덕트(4)에는 종종 촉매 활성식 코팅부가 제공되며, 상기 코팅부는 허니콤 구조부의 전체 구역부(16) 상에 뻗어있고, 축선방향 부분의 섹션에서만 적당하게 제공될 수 있다. 특히 촉매로 고 변환율이 얻어지고 및/또는 허니콤 구조부(3)를 통과하는 배기 가스의 층류 유동이 방지된다면, 난류 지점 및/또는 평정 구역이 덕트(4)에 제공되며, 여기서 난류 지점 및/또는 평정 구역이 배기 가스와 덕트 벽의 밀접한 접촉을 초래한다. 케이싱 연결부(24)(바람직하게는 납땜 연결부)가 허니콤 구조부(3)와 하우징(2) 사이에 현재 형성되어 있다. 상기 케이싱 연결부(24)는 허니콤 구조부(3)의 전체 구역부(16) 상에 실질적으로 뻗어있다. 이러한 구성은 허니콤 구조부(3)를 이루도록 제공된 모든 시트-금속 포일이 하우징(2)에 단단하게 연결되는 것을 보장한다.

단면부가 연결점으로 형성된 허니콤 구조부의 축방향 구역이 각각의 경우에 2개의 단면부(25) 가까이에서 해치로 도시되었다. (전체 구역이 해치로 도시되었으나) 상기 구역에서 연결점은 서로에 대해 거리를 두고 이격되어 결국 서로에 대해 오프셋되도록 배치된다는 것은 명확하다. 이 경우, 연결점이 제 1 부분의 섹션(14)과 제 2 부분의 섹션(15) 상의 단부면(25)에 배치되며, 상기 섹션들의 각각의 폭은 많아야 최대 15mm이나, 바람직하게는 최대 5mm이다.

도 3에는 다수의 구성된 시트-금속 포일(11)과 매끈한 층(5)(예를 들면, 시트-금속 포일이나 금속의 부직포와 같음)을 구비한 스택(10)이 도시되어 있다. 여기서, 스택(10)은 감겨지지 않은 상태를 유지한 채로 도시되어 있는데, 이는 실질적으로 직선형의 프로파일 방향(28)으로 도시되어 있다는 것이다. 또한 도시된 바와 같이, 시트-금속 포일의 연결점(6)은 서로 상이한 색깔이다. 이러한 연결점(6)(납땜 연결)의 형성이 조립된 상태, 즉 감겨진 상태로, 하우징의 내부에서 먼저 발생한다는 현상의 결과로서, 도 3에는 특히 접착제(예를 들면, 점착제)에 대한 위치가 도시되어 있고 이 위치에서 예를 들면, 파우더의 납땜이 코일링 공정 이후에 위치되고, 상기 납땜은 결국 본 명세서에서 예시와 설명을 위해 기재된, 구성된 시트-금속 포일(11)과 관련된 상측-면 연결점(어두운 점으로 표시됨) 및 하측-면 연결점(밝은 점으로 표시됨)을 발생시키는데 사용된다. 동일한 하측-면 연결점, 즉 하측의 매끈한 층(5)과의 본 발명의 연결점이, 예를 들면, 적어도 20mm의 프로파일 방향(28)으로 특정 간격을 유지한 채로 도 3의 하부에 도시되었다. 본 명세서에 도시된 마무리가공된 허니콤 몸체의 납땜 패턴에 있어서, 상호 인접한 연결점은 마무리가공된 허니콤 몸체(1)의 프로파일 방향(28)으로 일정한 간격(12)을 갖지 않는다는 것을 전반적으로 알 수 있을 것이다.

도 4에는 변형예가 도시되어 있고 이 도면에서 각각의 연결점이 인접한 구조부 극대부(13), 즉 경사부(29)나 오목부(30) 중 어느 하나에 위치한 2개의 납땜점(31)으로 형성된다. 구성된 시트-금속 포일(11)의 구조부의 다수의 극대부(13)가 연결점(6) 사이에 제공된다. 이러한 연결에 있어서 프로파일 방향에서 동일한 연결점(동일한 색깔로 도시된 연결점) 사이의 구조부 극대부(13)의 갯수는 예로서 도면에 도시된 갯수보다 상당히 많음을 알 수 있으며; 특히, 적어도 15개의 구조부 극대부가 사이에 위치된다.

더욱이, 도 4로부터 알 수 있는 바와 같이 매끈한 층(5)은 불필요한 연결부가 형성되지 않도록 코팅부(32)로 형성된다. 상기 코팅부(32)가 매끈한 층(5)(특히 시트-금속 포일)의 상측면(34)과 하측면(35)에 제공되는 것이 바람직할지라도, 어느 한 면에 산화층이 제공되어 예외적인 상황을 충족시킬 수도 있다. 여하튼, 예를 들면, 확산의 결과로서, 금속층이 연속되지 않게 되고 비교적 큰 셀(33)이 결론적으로 하중을 받아 형성될 수 있다는 것이 보장된다. 즉, 큰 셀(33)이 예를 들면, 매끈한 층(5)의 일부와 구성된 시트-금속 포일(11)의 일부로 형성되고, 상기 셀이 2개의 동일한 연결점(하측-면 연결점에 대해 본 도면에서 도시됨)에 의해 외곽이 형성되고, 더욱이 구성된 시트-금속 포일(11)에 의해 형성된 셀 경계가 적어도 15개의 구조부 극대부(13)로 형성될 수 있다. 이러한 구성에 의해 특히 셀(33)의 높은 변형도 또는 인접한 시트-금속 포일의 가요성 배치가, 특히 프로파일 방향(28) 및 이 방향의 횡방향에서 가능하다.

도 5에는 허니콤 몸체(1)의 단면부, 예를 들면, 도 2의 제 1 부분의 섹션(14)이 도시되어 있다. 단면부 상에 분산되어 배치된 연결점(6)이 상기 도면에 도시되어 있다. 하우징(2)이 도시되어 있고 S-형상으로 감겨진 복수의 매끈한 금속층(5)과 구성된 시트-금속 포일(11)이 교호로 배치되고, 감겨진 형태로 위치되어 있는 경우에, 상기 하우징(2) 내의 전체 단면부(8)가 채워진다. 서로를 지지하는 매끈한 층(5)과, 구성된 즉 주름 잡힌 시트-금속 포일(11)은 덕트(4)를 형성한다. 연결점(6)의 색깔을 상이하게 함으로써, 연결점(6)이 층(5)의 프로파일 방향(28)으로 상측면과 하측면에 교호로 형성된다. 따라서, 색깔 표시된 (밝은 색, 어두운 색) 연결점(6)이 프로파일 방향(28)에 교호로 위치한다. 또한 도 5에는 반경부(36)를 따라 상이한 구역이 도시되어 있고, 도시된 구역마다 연결점(6)의 갯수의 빈도가 감소함을 알 수 있다.

도 6의 좌측에는 허니콤 몸체(1)의 다른 단면부가 개략적으로 도시되어 있고, 상기 단면부에서 허니콤 몸체(1)의 축선 주위의 제 1 구역(38)을 볼 수 있다. 반경방향 외측 방향(36)으로, 제 2 구역(39)과 제 3 구역(40)이 상기 축선에 대해 동심으로 제공된다. 연결점(6)의 빈도가 반경부(36)나 3개의 구역(38, 39, 40) 상에서 어떻게 변하는지가 도 6의 오른쪽 도면에 도시되었다. 여기서, 2개의 가능한 실시예가 도면에 도시되어 있다. 제 1 변형예(실선)와 관련하여, 연결점(6)의 밀도의 연속적인 증가가 실현된다. 제 2 변형예(점선)에 있어서, 빈도가 초기에 제 1 구역(38)에서 약간 증가하고, 제 2 구역(39)에서 일정한 값을 유지하고 제 2 구역(39)과 관련하여 변경된 값(이 경우 상당히 큰 값)으로부터 제 3 구역(40)에서 다시 증가된다.

도 7은 도 6과 유사한 도면이다. 여기서, 허니콤 몸체(1)는 하우징까지 뻗어있고 제 1 구역(39)과 제 2 구역(38)을 둘러싸는 외측 제 3 구역(40)을 구비한다. 여기서, 제 1 구역(38)과 제 2 구역(39)은 서로에 대해 교호로 배치된 4분원의 세그먼트로 각각의 경우에 형성된다. 상기 세그먼트는 함께 원의 중심 구역을 형성한다. 도 7의 우측 도면에서, 상대적으로 일정한 밀도값의 연결점이 외측의, 제 3 구역(40)에 제공된다는 것을 알 수 있다. 제 1 구역(38)과 제 2 구역(39)은 연결점의 밀도의 가변 프로파일을 가지므로, 예를 들면, 상이하게 휘감기거나 예하중을 받는 층이 고려될 수 있다.

도 8에는 축선(17) 주위에 동심으로 배치되지 않지만 상기 축선에 대해 오프셋된 중심(37) 주위에 배치된 구역(38, 39, 40)에 대한 실시예가 도시되어 있다. 단지 질서정연하도록, 구역이 동심으로 위치되는 것이 아닌 상기와 상이한 겹침 방식이나 연결 방식으로 위치된다는 것은 자명한 사항임을 알 수 있다. 도 8의 우측에 도시된 도면과 관련하여, 반경부(36) 상에서, 특히 중심(37)에 이르기까지 진동수가 먼저 증가함을 알 수 있고, 이후 제 2 구역(39)과 최종적으로 제 3 구역(40)까지 진동수가 감소하는 것을 알 수 있다.

도 9에는 구성된 층(5)의, 또는 구성된 시트-금속 포일(11)의 특정 바람직한 실시예가 도시되어 있고, 이에 본 발명이 특별히 사용될 수 있다. 복잡하게 설계된 매끈한 층(5)이 구역부(27)의 덕트 방향을 형성하기 위해 경사부(29)와 오목부(30)(파형)의 프로파일 방향(8)으로 규칙적으로 반복되어 배치되며, 둘째로 교호로 상하로 뻗어 형성된 돌출해말려진 부(18)에 의해 덕트를 따라 유동하는 배기 가스의 반복된 편향이나 와동이 가능하여, 새로운 유동 스트랜드가 반복적으로 형성될 수 있다(제 1 유동 방향(26)의 화살표에 의해 지시됨). 적어도 매우 얇은 층(5)의 돌출해말려진 부(18), 개구(19), 경사부(29) 및 오목부(30)의 결과로서, 허니콤 몸체의 내부에서의 고 강성의 연결이 방지되는데, 이는 현재 본 발명에서 제시된 배치에 의한 것이다. 예를 들면, 연결점(6)이 경사부(29)에 대해 도시되었다. 상기 연결점 2개의 납땜점(31)으로 이루어지고, 상기 납땜점은 경사부(29)의 정점에 인접하여 위치되고 스트립 방식으로 형성되고 경사부(29)와 평행하다. 상기 타입의 연결점(6)은 납땜점(31)의 구역에 도포(예를 들면, 인쇄된(imprinted))된 접착제에 의해 만들어질 수 있고, 층이 배치되어 허니콤 구조부를 형성하고, 땜납 파우더가 단부면에 의해 덕트를 통해 접착제에 제공되고, 땜납 재료가 허니콤 구조부의 열 처리 이후에 덕트에 접착되고 최종적으로 연결점(6)을 형성한다.

1 허니콤 몸체　 2 하우징　
3 허니콤 구조부 4 덕트
5 금속층 6 연결점
7 접촉점 8 단면부
9 비접합 구역 10 스택
11 시트-금속 포일 12 간격
13 구조부 극대부 14 제 1 부분의 섹션
15 제 2 부분의 섹션 16 구역부
17 축선 18 돌출해말려진 부
19 개구 20 배기-가스 정화 유닛
21 자동차 22 내연기관
23 배기 라인 24 케이싱 연결부
25 단부면 26 유동 방향
27 구역부의 덕트 방향 28 프로파일 방향
29 경사부 30 오목부
31 납땜점 32 코팅부
33 셀 34 상측면
35 하측면 36 반경부
37 중심 38 제 1 구역
39 제 2 구역 40 제 3 구역

Claims (11)

1. 하우징(2)과, 다수의 덕트(4)로 이루어진 허니콤 구조부(3)를 적어도 포함한 허니콤 몸체(1)로서,
   상기 허니콤 구조부(3)는 적어도 하나의, 적어도 부분적으로 구성된 금속층으로 형성되고, 상기 금속층에는 허니콤 구조부(3)를 고정시키는 연결점(6)이 형성되고, 상기 허니콤 구조부(3)의 단면부(8)는 상이한 밀도의 연결점(6)을 갖는 반경방향 구역(38, 39, 40)을 구비하고, 더욱이 단면부(8)의 적어도 하나의 구역에서의 적어도 1%의, 그리고 많아야 20%의 상기 허니콤 구조부(3)의 내부 접촉점(7)이 연결점(6)을 형성하고,
   상기 허니콤 구조부(3)는 복수의 교호의, 구성된 시트-금속 포일(11)과 매끈한 금속층(5)으로 이루어진 적어도 하나의 스택(10)으로 형성되고, 상기 구성된 시트-금속 포일(11) 상의 연결점(6)은 인접한 상기 매끈한 금속층(5)에 교호로 위치되며,
   상기 매끈한 금속층(5) 상의 상기 연결점(6)은 서로 상이한 간격(12)으로 형성되고,
   상기 연결점(6)의 밀도는 내측으로부터 외측으로 반경 방향으로 연속으로 변하는 것을 특징으로 하는 허니콤 몸체(1).
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 연결점(6)은 적어도 부분적으로 구성된 금속층의 극대부(13)에 인접하여 형성된 납땜점인 것을 특징으로 하는 허니콤 몸체(1).
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 연결점(6)은 상기 허니콤 구조부(3)의 구역부(16)의 적어도 하나의 부분의 섹션(14)에서만 축선(17) 방향으로 형성되는 것을 특징으로 하는 허니콤 몸체(1).
7. 청구항 6에 있어서,
   2개의 부분의 섹션(14, 15)이 상기 축선(17) 방향으로 서로 이격되어 제공되고, 상기 연결점(6)은 상기 축선(17) 방향에서 보았을 경우에 겹쳐지는 것을 특징으로 하는 허니콤 몸체(1).
8. 청구항 1에 있어서,
   상기 허니콤 구조부(3)는 상기 허니콤 구조부(3)의 전체 구역부(16) 상에서 모든 금속층에 의해 하우징(2)과 연결되는 것을 특징으로 하는 허니콤 몸체(1).
9. 청구항 1에 있어서,
   상기 적어도 하나의, 적어도 부분적으로 구성된 금속층은 적어도 하나의 돌출해말려진 부(18) 또는 하나의 개구(19)로 형성된 것을 특징으로 하는 허니콤 몸체(1).
10. 청구항 1, 5 내지 9 중 어느 한 항에 따른 적어도 하나의 허니콤 몸체(1)를 구비한 것을 특징으로 하는 배기-가스 정화 유닛(20).
11. 청구항 10에 따른 적어도 하나의 배기-가스 정화 유닛(20)을 포함한 것을 특징으로 하는 자동차(21).

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