WO2008107337A1 - Method for the production of a honeycomb element, and corresponding honeycomb element - Google Patents
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Abstract
Disclosed is a method for producing a honeycomb element (9) from at least one metallic layer (1, 12, 13) that has a width (2) extending in a direction of penetration of the honeycomb element (9), a length (4) extending perpendicular to the direction of penetration (3), a top surface (7), and a bottom surface (8). Said at least one layer (1, 12, 13) is a) wound or b) stacked to form at least one stack, and at least one stack is twisted. The disclosed method is characterized in that at least one strip (5) of soldering foil is adhesively attached to at least one of the surfaces, i.e. i) the bottom surface (7) or ii) the top surface (8), of at least one layer (1), the length (6) of said strip (5) corresponding to the length (4). The disclosed method for producing a honeycomb element (9) allows solder to be easily applied to any points, particularly points that are offset from each other or partially overlap on the top surface (7) and the bottom surface (8) of a layer (1, 12, 13) such that the honeycomb element (9) has good elasticity and thus good resistance to thermal gradients and transients.
Description
Verfahren zur Herstellung eines Wabenkörpers und entsprechender Wabenkörper Method for producing a honeycomb body and corresponding honeycomb body
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines Wabenkörpers und ein entsprechend hergestellter Wabenkörper, die bevorzugt als Katalysatorträgerkörper oder Filterkörper in Abgassystemen von Verbrennungskraftmaschinen eingesetzt werden können.The present invention is a process for producing a honeycomb body and a correspondingly produced honeycomb body, which can be preferably used as a catalyst carrier body or filter body in exhaust systems of internal combustion engines.
Wabenkörper können aus metallischen Lagen aufgebaut werden, beispielsweise spiralförmig aufgewickelt wie zum Beispiel aus der EP 0 422 000 B2 bekannt oder auch aus einem oder mehreren Stapeln von metallischen Lagen durch Verwinden der Lagen wie beispielsweise aus der EP 0 245 737 Al oder der DE 89 08 671 Ul bekannt. Hierbei werden die metallischen Lagen, unter denen im Rahmen dieser Erfindung neben einer Blechlage auch eine zumindest teilweise für ein Fluid durchströmbare, beispielsweise poröse metallische Lage, verstanden wird, oftmals miteinander verlötet („brazing"). Die Applikation des Lotes stellt dabei einen oftmals recht aufwändigen Verfahrensschritt dar.Honeycomb bodies can be constructed from metallic layers, for example spirally wound, as known for example from EP 0 422 000 B2, or else from one or more stacks of metallic layers by twisting of the layers, for example from EP 0 245 737 A1 or DE 89 08 671 Ul known. In this case, the metallic layers, which in the context of this invention are understood to mean not only a sheet metal layer but also an at least partially fluid-throughflow, for example porous metallic layer, are often soldered together ("brazing") elaborate process step.
Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines Wabenkörpers anzugeben, bei dem der Lotauftrag auf einfache Weise erfolgt sowie einen entsprechenden Wabenkörper vorzuschlagen.On this basis, the present invention seeks to provide a method for producing a honeycomb body, in which the soldering is done in a simple manner and to propose a corresponding honeycomb body.
Die Aufgaben werden gelöst durch die unabhängigen Ansprüche. Die abhängigen Ansprüche sind auf vorteilhafte Weiterbildungen gerichtet.The tasks are solved by the independent claims. The dependent claims are directed to advantageous developments.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Wabenkörpers aus mindestens einer metallischen Lage, wobei die Lage eine Breite in einer Durchströ- mungsrichtung des Wabenkörpers und eine Länge quer zu einer Durchströmungs-
richtung des Wabenkörpers und eine Oberseite und eine Unterseite aufweist, wobei die mindestens eine Lage a) gewickelt oder b) zu mindestens einem Stapel gestapelt und mindestens ein Stapel verwunden wird, zeichnet sich dadurch aus, dass auf mindestens eine der folgenden Seiten i) der Unterseite und ii) der Oberseite mindestens einer Lage mindestens ein Lötfolienstreifen adhäsiv befestigt wird, der eine Streifenlänge aufweist, die der Länge entspricht.The method according to the invention for producing a honeycomb body from at least one metallic layer, wherein the layer has a width in a throughflow direction of the honeycomb body and a length transverse to a throughflow direction. Direction of the honeycomb body and having a top and a bottom, wherein the at least one layer a) wound or b) stacked to at least one stack and at least one stack is twisted, characterized in that on at least one of the following pages i) the bottom and ii) the upper side of at least one layer is adhesively secured to at least one solder foil strip having a strip length corresponding to the length.
Bevorzugt erfolgt hierbei eine adhäsive Befestigung durch Kleben mit einem entsprechend ausgebildeten Kleber. Grundsätzlich kann hier die Befestigung punktu- ell oder auf der gesamten Länge oder Fläche des Lötfolienstreifens erfolgen, be- vorzugt über die gesamte Länge des Lötfolienstreifens.In this case, an adhesive attachment preferably takes place by gluing with a suitably formed adhesive. Basically, the attachment here can take place at a point or over the entire length or area of the solder foil strip, preferably over the entire length of the solder foil strip.
Der Lötfolienstreifen besteht aus einem für das Löten („brazing") von Abgaskomponenten geeigneten Lot. Die Breite des Lötfolienstreifens ist bevorzugt kleiner als die Breite der Lage. Die metallische Lage, die eine Blechlage und/oder eine poröse Lage sein kann, kann glatt oder zumindest in Teilbereichen gewellt ausgebildet sein. Unter einer gewellten Lage wird hier eine Lage mit einer periodischen Struktur verstanden. Bevorzugt ist die Ausbildung eines Wabenkörpers, bei der aus mindestens einer glatten und mindestens einer gewellten Lage ein Stapel von Lagen hergestellt wird und ein oder mehrere Stapel gleich- oder gegensinnig mit- einander verwunden werden. In Bezug auf die Herstellung und Ausbildung solcher Wabenkörper wird auf EP 0 245 737 Al und DE 89 08 671 Ul Bezug genommen, deren Offenbarungsgehalt in soweit in dieses Dokument aufgenommen wird.
Die Aufklebung eines Lötfolienstreifens, dessen Länge der Länge der Lage entspricht, ist eine einfache Applikationsmöglichkeit für das Lot, die insbesondere auch zur Ausbildung von in Durchströmungsrichtung des Wabenkörpers versetzten Anbindungszonen des Wabenkörpers einsetzbar ist.The solder film strip is made of a solder suitable for brazing exhaust gas components, the width of the solder film strip is preferably smaller than the width of the layer, and the metallic layer, which may be a sheet layer and / or a porous layer, may be smooth or A corrugated layer is understood here to mean a layer with a periodic structure, preferred is the formation of a honeycomb body in which at least one smooth and at least one corrugated layer is produced, and one or more stacks are produced With regard to the production and formation of such honeycomb bodies, reference is made to EP 0 245 737 A1 and DE 89 08 671 U1, the disclosure content of which is incorporated in this document as far as this is concerned. The sticking of a Lötfolienstreifens, the length of which corresponds to the length of the layer, is a simple application option for the solder, which can be used in particular for the formation of offset in the flow direction of the honeycomb body attachment zones of the honeycomb body.
Grundsätzlich wird hier unter einem Wabenkörper eine Struktur mit mehreren von einem Fluid durchströmbaren Hohlräumen verstanden, die sich beim Wickeln oder Verwinden der Lagen bilden, wobei mindestens eine Lage mindestens teilweise strukturiert sein muss. Bevorzugt ist eine Ausgestaltung, bei der mindestens 50% der Lagen entsprechend mit Lötfolienstreifen ausgestattet sind, bevorzugt mindestens 75%, besonders bevorzugt mindestens 90% oder sogar 100%.Basically, a honeycomb body here means a structure having a plurality of cavities through which a fluid can flow, which cavities form during winding or twisting of the layers, wherein at least one layer must be at least partially structured. Preferred is an embodiment in which at least 50% of the layers are correspondingly provided with solder foil strips, preferably at least 75%, particularly preferably at least 90% or even 100%.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfmdungsgemäßen Verfahrens wird an mindestens einer Lage mindestens ein Lötfolienstreifen auf der Oberseite und mindestens ein Lötfolienstreifen auf der Unterseite befestigt.According to a further advantageous embodiment of the inventive method, at least one Lötfolienstreifen on the top and at least one Lötfolienstreifen on the bottom is attached to at least one layer.
Die Aufbringung von Lötfolienstreifen auf Ober- und Unterseite einer Lage erlaubt die Ausbildung eines festen Verbundes zwischen im Wabenkörper benachbarten Lagen.The application of Lötfolienstreifen on top and bottom of a layer allows the formation of a solid bond between adjacent layers in the honeycomb body.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfmdungsgemäßen Verfahrens werden mindestens ein Lötfolienstreifen auf der Oberseite und mindestens ein Lötfolienstreifen auf der Unterseite der Lage so befestigt, dass diese einander in Durchströmungsrichtung zumindest teilweise überlappen. Weiterhin ist es al- ternativ oder zusätzlich möglich, mindestens einen Lötfolienstreifen auf der Oberseite und mindestens einen Lötfolienstreifen auf der Unterseite der Lage so zu befestigen, dass diese in Durchströmungsrichtung gegeneinander versetzt ausgebildet sind.
Dies erlaubt in vorteilhafter Weise die Ausbildung von Wabenkörpern, die eine gewisse Elastizität aufweisen, so dass diese haltbarer gegenüber thermischen Schocks z. B. bei lokal starker Aufheizung oder Abkühlung sind.According to a further advantageous embodiment of the inventive method at least one Lötfolienstreifen on the top and at least one Lötfolienstreifen on the bottom of the layer are fixed so that they overlap each other in the flow direction at least partially. Furthermore, it is alternatively or additionally possible to fasten at least one solder foil strip on the upper side and at least one solder foil strip on the lower side of the layer in such a way that they are offset in the flow direction from one another. This advantageously allows the formation of honeycomb bodies which have a certain elasticity, so that they are more durable against thermal shocks z. B. locally strong heating or cooling.
Weiterhin wird ein Wabenkörper, hergestellt nach dem erfindungsgemäßen Verfahren vorgeschlagen.Furthermore, a honeycomb body prepared by the method according to the invention is proposed.
Die für das erfindungsgemäße Verfahren offenbarten Details und Vorteile lassen sich auf den erfindungsgemäßen Wabenkörper übertragen und anwenden und um- gekehrt. Im Folgenden wird die Erfindung mit Bezug auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert, wobei die Erfindung nicht auf die Ausführungsbeispiele beschränkt ist. Es zeigen schematisch:The details and advantages disclosed for the method according to the invention can be transferred to the honeycomb body according to the invention and used and vice versa. In the following the invention will be explained in more detail with reference to the attached drawing, wherein the invention is not limited to the embodiments. They show schematically:
Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer Lage zur Benutzung im erfin- dungsgemäßen Verfahren in Draufsicht;1 shows a first embodiment of a layer for use in the method according to the invention in plan view;
Fig. 2 das erste Ausführungsbeispiel im Querschnitt;2 shows the first embodiment in cross section.
Fig. 3 ein zweites Ausführungsbeispiel einer Lage zur Benutzung im er- fmdungsgemäßen Verfahren im Querschnitt;3 shows a second exemplary embodiment of a layer for use in the method according to the invention in cross section;
Fig. 4 einen erfindungsgemäß hergestellten Wabenkörper in einer stirnseitigen Ansicht.Fig. 4 shows a honeycomb body according to the invention in a frontal view.
Fig. 1 zeigt schematisch ein erstes Ausführungsbeispiel einer metallische Lage 1, die im Wesentlichen glatt oder zumindest teilweise strukturiert (hier nicht gezeigt) sein kann. Die Lage 1 weist eine Breite 2 in einer späteren Durchströmungsrichtung 3 des Wabenkörpers und eine Länge 4 quer zur Durchströmungsrichtung 3 auf. Die Lage 1 weist zwei Lötfolienstreifen 5 mit einer Streifenlänge 6 auf, die im Wesentlichen der Länge 4 der Lage 1 entspricht. Hierunter wird verstanden,Fig. 1 shows schematically a first embodiment of a metallic layer 1, which may be substantially smooth or at least partially structured (not shown here). The layer 1 has a width 2 in a later flow direction 3 of the honeycomb body and a length 4 transversely to the flow direction 3. The layer 1 has two solder foil strips 5 with a strip length 6 which essentially corresponds to the length 4 of the layer 1. This is understood to mean
- A -
dass die Streifenlänge 6 um maximal 10% von der Länge 4 der Lage 1 abweicht, bevorzugt um maximal 5%, besonders bevorzugt um maximal 2%.- A - that the strip length 6 deviates by a maximum of 10% from the length 4 of the layer 1, preferably by a maximum of 5%, particularly preferably by a maximum of 2%.
Fig. 2 zeigt einen Querschnitt durch das erste Ausführungsbeispiel der Lage 1. Die Lage 1 weist eine Oberseite 7 und eine Unterseite 8 auf. Auf der Oberseite 7 sind zwei Lötstreifen 5 ausgebildet, wie auch in Fig. 1 zu sehen. Auf der Unterseite 8 ist ein Lötfolienstreifen 5 ausgebildet. Diese überlappt gänzlich in Durchströmungsrichtung 3 mit dem entsprechenden auf der Oberseite 7 ausgebildeten Lötfolienstreifen 5.Fig. 2 shows a cross section through the first embodiment of the layer 1. The layer 1 has an upper side 7 and a lower side 8. On the top 7, two solder strips 5 are formed, as also seen in Fig. 1. On the bottom 8 a Lötfolienstreifen 5 is formed. This overlaps entirely in the direction of flow 3 with the corresponding formed on the upper side 7 Lötfolienstreifen. 5
Fig. 3 zeigt einen Querschnitt eines zweiten Ausführungsbeispiels einer metallischen Lage 1. Im Gegensatz zum ersten Ausführungsbeispiel der Lage 1 überlappen die Lötfolienstreifen 5 auf der Oberseite 7 und der Unterseite 8 der Lage 1 auf der linken Seite der Abbildung nur teilweise, während sie auf der rechten Seite der Abbildung der Lage 1 gar nicht überlappen sondern versetzt zueinander ausgebildet sind.Fig. 3 shows a cross section of a second embodiment of a metallic layer 1. In contrast to the first embodiment of the layer 1 overlap the Lötfolienstienstreifen 5 on the top 7 and the bottom 8 of the layer 1 on the left side of the figure only partially, while on the right side of the image of the layer 1 does not overlap but are offset from each other.
Fig. 4 zeigt schematisch einen erfindungsgemäß hergestellten Wabenkörper 9. Der Wabenkörper 9 weist eine Wabenstruktur 10 in einem Mantelrohr 11 auf. Die Wabenstruktur 9 ist aus drei Stapeln ausgebildet, die aus einer Mehrzahl von im Wesentlichen glatten Lagen 12 und gewellten Lagen 13 bestehen. Glatte 12 und gewellte Lagen 13 bilden Kanäle 14. Glatte 12 und/oder gewellte Lagen 13 können erfindungsgemäß mit einem oder mehreren aufgeklebten Lötfolienstreifen 5 auf der Oberseite 7 und/oder auf der Unterseite 8 ausgebildet sein. Bevorzugt ist die Ausbildung der Lötfolienstreifen auf beiden Seiten 7, 8 einer im wesentlichen glatten Lage 12.4 shows schematically a honeycomb body 9 produced according to the invention. The honeycomb body 9 has a honeycomb structure 10 in a jacket tube 11. The honeycomb structure 9 is formed of three stacks consisting of a plurality of substantially smooth layers 12 and corrugated layers 13. Smooth 12 and corrugated layers 13 form channels 14. According to the invention, smooth 12 and / or corrugated layers 13 may be formed with one or more bonded solder foil strips 5 on the upper side 7 and / or on the lower side 8. Preferably, the formation of the Lötfolienstreifen on both sides 7, 8 a substantially smooth layer 12th
Das erfmdungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Wabenkörpers 9 erlaubt in einfacher Weise die Applikation von Lot an beliebigen Stellen, insbesondere an auf der Oberseite 7 und der Unterseite 8 einer Lage 1, 12, 13 zueinander versetz-
ten oder einander teilweise überlappenden Stellen, so dass eine gute Elastizität des Wabenkörpers 9 und damit eine gute Beständigkeit gegenüber thermischen Gradienten und Transienten erreicht werden kann.
The inventive method for producing a honeycomb body 9 allows in a simple manner the application of solder at arbitrary locations, in particular on the top 7 and the bottom 8 of a layer 1, 12, 13 offset from one another. th or each other partially overlapping sites, so that a good elasticity of the honeycomb body 9 and thus a good resistance to thermal gradients and transients can be achieved.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
1 metallische Lage1 metallic layer
2 Breite2 width
3 Durchströmungsrichtung3 flow direction
4 Länge4 length
5 Lötfo lienstreifen5 solder foil strips
6 Streifenlänge6 stripe length
7 Oberseite7 top
8 Unterseite8 bottom
9 Wabenkörper9 honeycomb body
10 Wabenstruktur10 honeycomb structure
11 Mantelrohr11 casing pipe
12 glatte metallische Lage12 smooth metallic layer
13 gewellte metallische Lage13 corrugated metallic layer
14 Kanal
14 channel
Claims
1. Verfahren zur Herstellung eines Wabenkörpers (9) aus mindestens einer metallischen Lage (1, 12, 13), wobei die Lage (1, 12, 13) eine Breite (2) in einer Durchströmungsrichtung (3) des Wabenkörpers (9) und eine Länge (4) quer zu der Durchströmungsrichtung (3) und eine Oberseite (7) und eine Unterseite (8) aufweist, wobei die mindestens eine Lage (1, 12, 13) a) gewickelt oder b) zu mindestens einem Stapel gestapelt und mindestens ein Stapel verwunden wird, dadurch gekennzeichnet, dass auf mindestens eine der folgenden Seiten i) der Unterseite (7) und ii) der Oberseite (8) mindestens einer Lage (1) mindestens ein Lötfolienstreifen (5) adhäsiv befestigt wird, der eine Streifenlänge (6) aufweist, die der Länge (4) entspricht.1. A method for producing a honeycomb body (9) from at least one metallic layer (1, 12, 13), wherein the layer (1, 12, 13) has a width (2) in a flow direction (3) of the honeycomb body (9) and a length (4) transverse to the flow direction (3) and a top (7) and a bottom (8), said at least one layer (1, 12, 13) a) wound or b) stacked to at least one stack and at least one stack is wound, characterized in that at least one of the following pages i) the underside (7) and ii) the top (8) of at least one layer (1) at least one Lötfolienstreifen (5) is adhesively attached, which is a strip length (6) which corresponds to the length (4).
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem an mindestens einer Lage (1, 12, 13) mindestens ein Lötfolienstreifen (5) auf der Oberseite (7) und mindestens ein Lötfolienstreifen (5) auf der Unterseite (8) befestigt wird.2. The method of claim 1, wherein at least one layer (1, 12, 13) at least one Lötfolienstreifen (5) on the upper side (7) and at least one Lötfolienstreifen (5) on the underside (8) is attached.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem mindestens ein Lötfolienstreifen (5) auf der Oberseite (7) und mindestens ein Lötfolienstreifen (5) auf der Unterseite (8) der Lage (1, 12, 13) so befestigt werden, dass diese einander in Durchströmungsrichtung (3) zumindest teilweise überlappen.3. The method of claim 1 or 2, wherein at least one Lötfolienstreifen (5) on the upper side (7) and at least one Lötfolienstreifen (5) on the underside (8) of the layer (1, 12, 13) are fixed so that these overlap each other in the flow direction (3) at least partially.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem mindestens ein Lötfolienstreifen (5) auf der Oberseite (7) und mindestens ein Lötfolien- streifen (5) auf der Unterseite (8) der Lage (1, 12, 13) so befestigt werden, dass diese in Durchströmungsrichtung (3) gegeneinander versetzt ausgebildet sind.4. The method according to any one of the preceding claims, wherein at least one Lötfolienstreifen (5) on the upper side (7) and at least one Lötfolien- strip (5) on the underside (8) of the layer (1, 12, 13) are fixed . that these are formed offset in the flow direction (3) against each other.
5. Wabenkörper (9), hergestellt nach einem Verfahren nach einem der vorher- gehenden Ansprüche. 5. honeycomb body (9), produced by a method according to one of the preceding claims.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 08717101 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
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NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
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122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 08717101 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |