(57)【要約】本発明は、第１の材料厚さ（Ｄ１）を持つ少なくとも１つの第１の範囲（２）と、この厚さとは異なる第２の材料厚さ（Ｄ２）を持つ第２の範囲（３）を有し、波の谷（１１）と波の山（１０）を持つ金属層（８）で、少なくとも一部範囲内に構造体を形成する方法に関し、該構造体を、各々の材料厚さと関係なく、第１の範囲と、第２の範囲の波の山及び／又は波の谷の範囲に、基本的に一直線に並列する上方の設置面（１７）及び／又は下方の設置面（２２）を有する構造を縦方向（２１）に形成する。更に本発明は、ハニカム構造（６）を形成すべく、少なくとも１つの第１の範囲と、第２の範囲を持ち、少なくともその一部範囲内に、少なくとも部分的に上方の設置面を形成する波の山と、少なくとも部分的に下方の設置面を形成する波の谷の構造を持つ、ハニカム構造を製造する金属層と少なくとも一部をかかる金属層から形成したハニカム体に関する。
2005534866.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも部分的に波の山（１０）から形成された上側の設置面（１７）と、少なくとも部分的に波の谷（１１）から形成された下側の設置面（２２）を有し、波の谷（１１）と波の山（１０）を備えた少なくとも部分領域内を構造化する方法であって、
前記金属層（８）は少なくとも、第１の材料厚さ（Ｄ１）を持つ第１の範囲（２）と、第１の材料厚さ（Ｄ１）とは異なる第２の材料厚さ（Ｄ２）を持つ第２の範囲（３）とを持つ方法において、
それぞれの材料厚さ（Ｄ１、Ｄ２）に関係なく、両方の範囲（２、３）が縦方向に、波の山（１０）及び／又は波の谷（１１）の範囲内に、基本的に一直線に並列する上方の設置面（１７）及び／又は下方の設置面（２２）を持つように構造化を縦方向（２１）に行うことを特徴とする方法。
【請求項２】
薄い材料厚さ（Ｄ２）を持つ第２の範囲（３）を少なくとも部分的に構造化し、第１の範囲（２）を平らにすることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
第１の範囲（２）及び第２の範囲（３）を構造化することを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項４】
第１の範囲（２）の少なくとも１つを、少なくとも部分的に流体浸透性の材料、特に金属繊維材料から形成することを特徴とする請求項１から３の１つに記載の方法。
【請求項５】
第１の範囲（２）と第２の範囲（３）の少なくとも一方で、金属層（８）を折返すことを特徴とする請求項１から４の１つに記載の方法。
【請求項６】
構造化を、少なくとも部分的にエンボス加工により行うことを特徴とする請求項１から５の１つに記載の方法。
【請求項７】
構造化を、金属層をウェーブさせ、引続きエンボス加工により行うことを特徴とする請求項６記載の方法。
【請求項８】
構造化を、段差のあるウェーブ化により行うことを特徴とする請求項１から５の１つに記載の方法。
【請求項９】
ウェーブ化により、正弦波、矩形及び／又は三角形の波形を形成し、有利には種々の波形を第１の範囲（２）及び第２の範囲（３）内に形成することを特徴とする請求項７又は８記載の方法。
【請求項１０】
第１の範囲（２）と第２の範囲（３）を、重複範囲（２０）内で少なくとも部分的に互いに重複させることを特徴とする請求項１から９の１つに記載の方法。
【請求項１１】
第１の範囲（２）と第２の範囲（３）を、重複範囲（２０）内で接合技術により互いに接合し、有利には熱的接合、特に溶接及び／又ははんだ付け及び／又は機械的接合法、特に鋲接により接合することを特徴とする請求項１０記載の方法。
【請求項１２】
ハニカム体（６）を組立てるため、第１の材料厚さ（Ｄ１）を持つ少なくとも１つの第１の範囲（２）と、第２の材料厚さ（Ｄ２）を持つ第２の範囲（３）を持ち、少なくともその一部範囲に、少なくとも部分的に上方の設置面（１７）を形成する波の山（１０）と、少なくとも部分的に下方の設置面（２２）を形成する波の谷（１１）の構造を持つ金属層（８）において、それぞれの材料厚さ（Ｄ１、Ｄ２）に関係なく、両範囲（２、３）が、波の山（１０）及び／又は波の谷（１１）の範囲に縦方向（２１）に、基本的に一直線に並列する上方の設置面（１７）及び／又は下方の設置面（２２）を有するように構造化されたことを特徴とする、特にハニカム体を組立てるために構造化した金属層。
【請求項１３】
薄い材料厚さ（Ｄ２）を持つ第２の範囲（３）が少なくとも部分的に構造化されており、厚い材料厚さ（Ｄ１）を第１の範囲（２）がほぼ平らであることを特徴とする請求項１２記載の金属層。
【請求項１４】
第１の範囲（２）と第２の範囲（３）が構造化されたことを特徴とする請求項１２記載の金属層。
【請求項１５】
金属薄板層（８）が、少なくとも一方の表側の端部範囲で折返されたことを特徴とする請求項１２から１４の１つに記載の金属層。
【請求項１６】
第１の範囲（２）と第２の範囲（３）の少なくとも一方が、少なくとも部分的に流体浸透性の材料、特に金属繊維材料から形成されたことを特徴とする請求項１２から１５の１つに記載の金属層。
【請求項１７】
第１の範囲（２）と第２の範囲（３）が、互いに重複範囲（２０）内で少なくとも部分的に重複することを特徴とする請求項１２から１６の１つに記載の金属層。
【請求項１８】
第１の範囲（２）と第２の範囲（３）が、重複範囲（２０）内で熱的接合法により、溶接、特に円筒継目溶接及び／又ははんだ付けにより互いに接合されたことを特徴とする請求項１７記載の金属層。
【請求項１９】
第１の範囲（２）と第２の範囲（３）が、その重複範囲（２０）内で機械的接合法、特に鋲接により互いに結合されたことを特徴とする請求項１７又は１８記載の金属層。
【請求項２０】
構造が少なくとも部分的にエンボス加工されたことを特徴とする請求項１２から１９の１つに記載の金属層。
【請求項２１】
構造がウェーブ化と、これに続くエンボス加工により形成されたことを特徴とする請求項２０記載の金属層。
【請求項２２】
構造が段差のあるウェーブ化により形成されたことを特徴とする請求項１２から１９の１つに記載の金属層。
【請求項２３】
波形が、正弦波、三角形及び／又は矩形であり、特に第１の範囲（２）と第２の範囲（３）で異なる構造をなすことを特徴とする請求項２１又は２２記載の金属層。
【請求項２４】
請求項１から１１の１つに記載の方法により形成され、或いは請求項１２から２３の１つに記載の金属層（８）から、少なくとも一部組立てられたハニカム体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、材料厚さの異なる範囲を持つ、構造化した金属層及びこのような金属層の製造方法並びに少なくとも一部をこのような金属層から組立てたハニカム体に関する。
【０００２】
ハニカム体は、例えば内燃機関の排ガスを転化する触媒担体として、内燃機関等の排ガス流中の粒子を濾過する排ガスフィルタとして広範に使用されている。この種ハニカム体は、例えば欧州特許第０２４５７３７号や同第０４３０９４５号明細書から公知である。但し本発明では、例えば螺旋状に巻き上げた他の組立て形式のものも実現可能である。これらの公知ハニカム体の製造方法は本発明にも使用可能である。例えば国際公開第９９／５６０１０号パンフレットから、一方向に円錐形に組立てた形式のものが公知である。このハニカム体について公知の製造方法は、本発明にも使用できる。細孔の形状に関する新規の開発は、例えば国際公開第９０／０８２４９号や同第９９／３１３６２号パンフレットから公知のように、細孔壁面に微細構造を使用することを可能にした。このようなハニカム体は、通常は、少なくとも部分的に構造化した金属層から、又は少なくとも部分的に構造化した金属層と、主に平らな金属層から形成され、しばしば流体貫流可能な細孔系として形成可能な空洞をもつ。
【０００３】
金属層は例えば金属薄板層や、少なくとも一部流体透過性の材料からも形成できる。
【０００４】
ハニカム体を形成するには、様々に構造化した金属層やほぼ平らな金属層と、少なくとも部分的に構造化した金属層とを交互に積層し及び／又はハニカム構造に巻き込む。金属薄板層を使用する際、それらは典型的には０．０８ｍｍ以下、特に０．０４ｍｍ以下又は０．０２５ｍｍ以下の厚さを持つ。このハニカム構造を外被管に装入する。熱的接合法によりこのハニカム構造の金属層を互いに接合し、またこのハニカム構造を外被管と接合する。この場合しばしば、はんだ付けが使用される。金属層の接合すべき範囲にはんだを塗布する種々の方法があり、特にこれを金属層の対応する範囲に接着剤を塗布することで行うことができ、そのため接着剤に粘着する粉末状のはんだを用意する。これらの構造の加熱時に接着剤は揮発し、はんだ接合が所望の範囲に形成される。接着剤及び／又ははんだを塗布する際に、金属薄板の積み重ねにより生ずる狭い隙間に起こる毛管現象を利用することもできる。例えば拡散結合を形成するような他の熱的接合法も使用できる。
【０００５】
ハニカム体の各種の組立て形式で、ハニカム体を形成する金属層が、厚さの異なる材料の範囲を持つという問題が起こる。そこで、例えば欧州特許第０８５５９３６号明細書から、金属薄板層から組立てた、例えばハニカム体の端部領域の縁の折返しから形成される補強構造を持つハニカム体が公知である。この金属薄板層の端部領域の折返しにより、そこに、金属薄板層の残りの部分に比べて明らかに材料厚さを増した範囲が生じる。
【０００６】
これらの折返しは、金属薄板層を例えば薄め塗膜で被覆する際に、その境目に空洞を生じ、そこにこの薄め塗膜を沈積させる結果となる。このハニカム体を触媒担体として使用する場合、薄め塗膜は、特に貴金属触媒を含む。つまり、この空洞が薄め塗膜で満され、排ガスが流入可能な触媒活性表面が形成されずに、薄め塗膜と、貴金属触媒の消費が増すことになる。これは触媒担体の製造コストを高める。
【０００７】
ハニカム体は、しばしば外被管に装入する前に応力を加えられる。折返し端部を持つ金属薄板層又は金属層を使用すると、そのためこの金属層に均一に応力を加えることができなくなる。その軸方向の縁に応力が加わるが、金属層の中間範囲には加わらない。これは例えば拡散はんだ及び他の接合技術の場合、金属層の接合に不利な影響を及ぼす。
【０００８】
更に適切に形成されたハニカム体は、粒子フィルタとしても使用される。これらの粒子フィルタの場合、金属層の少なくとも一部は、少なくとも部分的に多孔性の材料、例えば繊維材料から形成可能である。この濾過層を補強のため例えば金属薄板層と接合する場合、特にフィルタ層の縁の範囲でも異なる材料厚さを持ち、ハニカム体を組立てる際に応力及び接着剤もしくははんだ材の分布に関して上述した欠点を示す範囲が生じる。
【０００９】
このことから出発して、本発明の課題は、上述の問題回避に役立つ、少なくとも一部を構造化した金属層を提案し、またこのような金属層の製造方法及び少なくとも部分的にこのような金属層の少なくとも１つから組立てられたハニカム体を提供することをにある。
【００１０】
この課題は、請求項１に記載の特徴を有する方法、請求項１２に記載の特徴を有する金属薄板層及び請求項２４に記載の特徴を有するハニカム体により解決される。有利な実施態様は、それぞれ関連する従属請求項に示す。
【００１１】
本発明による製造方法の場合、第１の材料厚さを持つ少なくとも１つの第１の範囲と、第１の材料厚さとは異なる第２の材料厚さの第２の範囲を持ち、かつ波の谷と波の山を持つ金属層で、少なくとも部分的にそれらの波の山から上方の設置面を、また少なくとも部分的にそれらの波の谷から下方の設置面を形成するが、その際、それらの構造化を、一部範囲内に、それぞれ、その材料厚さに関係なく、両方の範囲を波の山及び／又は波の谷の範囲に基本的に一直線に並列する上方の設置面及び／又は下方の設置面を持つように、縦方向に行う。
【００１２】
この方法により製造した金属層は、これをハニカム体に巻き上げる際に、隣接する金属層と触れ合っている範囲で一直線に並列する、特に連続した上方の設置面及び／又は下方の設置面を示す。この場合その上方の設置面は、少なくとも部分的に波の山の外面により、また下方の設置面は少なくとも部分的に波の谷の外面により形成される。ハニカム体を平らな金属薄板層と波形の金属薄板層を交互に積層して組立てる場合、隣接する金属層は主に設置面の範囲で触れ合い、その際平らな金属層は、それぞれ波の谷と波の山の外面に密接する。波の山及び／又は波の谷の範囲内に縦方向に一直線に並列する段差のない設置面は、その波の山が異なる材料厚さを持つ両方の範囲内に、それぞれ概ね同じ外面の高さ及び／又は異なる材料厚さを持つ、両方の範囲の波の谷がそれぞれ概ね同じ外面の深さを持つことにより得られる。
【００１３】
このことは、両方の範囲内の材料の厚さに関係なく、隣接する金属層に対する一様な設置面を可能にし、こうして例えば公知方法によるはんだ付けの場合のように毛管現象の中断により影響されることのない、一様なはんだ材又は接着剤の分布を可能にする。一様な拡散接合の形成も従って可能である。
【００１４】
本方法の有利な実施形態では、材料の厚さが薄い方の範囲は、少なくとも部分的に構造化され、他方で他の範囲は概ね平らである。
【００１５】
これは、波の山及び／又は波の谷の範囲内に縦方向に連続した設置面を有する金属層の形成を可能にする利点がある。材料の厚い方の範囲と、薄い方の範囲の厚さの差は、薄い方の材料の厚さの範囲に構造化を施すことで相殺可能である。
【００１６】
本発明の有利な１実施形態では、この第1の範囲と第２の範囲を構造化する。これは、例えば波の山及び／又は波の谷の範囲内に一直線に並列した、特に連続した設置面を有する折返しを持ち、かつ構造化した金属薄板層の組立てを可能にする。
【００１７】
本方法のもう1つの有利な実施形態では、少なくとも部分的に流体が貫流可能な材料、特に金属繊維材料から成る少なくとも１つの範囲を形成する。少なくとも一部が流体の貫流可能な材料からなる金属層の形成は、開放性の粒子フィルタの組立てを可能にする。
【００１８】
粒子フィルタが開放性であるとは、基本的に粒子を完全に透過でき、特に実際に濾過しようとする粒子よりも著しく大きい粒子も、完全に透過できることを意味する。このためこのフィルタ自体は作動中の粒子が凝集しても目詰まりすることはない。粒子フィルタの開放性を測定するのに適した方法は、例えばどの直径迄の球状粒子が尚このフィルタを透過可能であるかのテストを行う。本使用例のフィルタは特に直径≧０．１ｍｍ、有利には直径＞０．２ｍｍの球体をなお透過する場合に開放性であると言う。
【００１９】
更にもう１つの有利な本方法の実施形態では、これら構造化を、少なくとも部分的にエンボス加工で行う。これに関連して構造化を、ウェーブさせ、次いでエンボス加工することで行っても特に有利である。かくして、例えば金属層のウェービングを両方の範囲に行うことができ、その際薄い方の材料厚さを持つ範囲内にその波の山の外面の高さ及び／又は波の谷の外面の深さをエンボス加工により適合させる。これは、その波の山及び／又は波の谷の範囲内に縦方向に連続した上方及び／又は下方の設置面の形成を可能にする。
【００２０】
本方法のもう1つの有利な実施形態では、これらの構造化を段差のあるウェーブにより行う。
【００２１】
この段差のある波形は、この金属層中の波の山及び／又は波の谷の範囲内に、それらがほぼ連続した上方及び／又は下方の設置面を持つように構造化することを可能にする。従って、例えば少なくとも１つの端部範囲に折返しを持つ金属薄板層の場合、その波の山及び／又は波の谷の範囲に縦方向に基本的に連続した設置面を形成できる。
【００２２】
本方法のもう１つの有利な実施形態では、この波の形を正弦、矩形及び／又は三角形にする。特に異なる細孔の形により、異なる範囲内の厚さの差を相殺することができる。
【００２３】
これらの波形は、異なる細孔の形及び／又は細孔密度を有する多数の異なるハニカム体を組立て得る金属層の形成を可能にする利点がある。
【００２４】
上述の請求項に基づく方法は、第１の範囲と第２の範囲が互いに重複範囲内で少なくとも部分的に重複することを特徴とする。これに関連して、第１の範囲と第２の範囲を、重複範囲内で結合技術、好ましくは熱的接合法、特に溶接及び／又ははんだ付け及び／又は機械的接合法、特に鋲接により接合すると好ましい。
【００２５】
これは、この両方の範囲の接合を、それらの範囲が異なる材料厚さを有するばかりでなく、付加的に異なる材料でできている場合にも可能にする。例えば第１の範囲としての繊維材料と、第２の範囲としての金属薄板とを簡単な方法で接合することを可能にする。
【００２６】
例えば、少なくとも部分的に流体浸透性の材料から成る繊維マットを、金属箔と共に熱的接合法により金属層に接合することが、本発明により可能になる。これは、例えばはんだ接合や溶接結合の形成で行える。このような機械的接合法に熱的接合法を組み合わせてもよく、従って両範囲を、熱的及び機械的接合法によっても、互いに接合できる。
【００２７】
本発明のもう１つの観点から、少なくとも一部範囲内に、特にハニカム体を組立てるため、構造化した波の山と波の谷のある金属層が提案され、その際前記の山は少なくとも部分的に上方の設置面を、また波の谷は少なくとも部分的に下方の設置面を形成し、その金属薄板層は、少なくとも第１の材料厚さを持つ第１の範囲及び第１の材料厚さとは異なる第２の材料厚さを持つ第２の範囲を有する。本発明による金属層の場合、それら構造は、各材料の厚さに関係なく、両方の範囲が、波の山及び／又は波の谷の範囲で、縦方向に基本的に連続した上方の設置面及び／又は下方の設置面を有するように形成される。
【００２８】
本発明による金属層の１つは、波の山及び／又は波の谷の範囲内に、縦方向に基本的に連続した設置面を持つとよく、それにより少なくとも部分的に、このような金属層からハニカム体を組立てる場合、隣接する金属層に対して一様な設置面が得られる。
【００２９】
これは、隣接する金属層の、例えばはんだ付けによる接合を可能にし、その際それらの接合箇所は、一様に形成される。加えてハニカム体に応力を加えつつ一様に形成することができる。
【００３０】
この金属層の有利な１つの実施形態では、薄い方の材料厚さを持つ範囲は、少なくとも一部構造化されており、一方それ以外の範囲はほぼ平らである。
【００３１】
こうして、その薄い方の金属層の範囲の構造化を、基本的に構造化されていない、厚い方の範囲に対する厚さの違いの相殺に使用できる。
【００３２】
この金属層のもう１つの有利な実施形態では、第１の範囲及び第２の範囲は、構造化部を持つ。このようにして、厚さの異なる範囲を持つ構造化した金属層を形成できる。
【００３３】
金属層のもう１つの有利な実施形態では、この金属薄板層は、少なくとも１つの表側の端部範囲で折返される。
【００３４】
かかる折返しは、金属層を補強する利点がある。特に表側の端部範囲内に補強構造を形成すると、例えば内燃機関の排ガス系内にあるハニカム体の気体流入側で、機械保護を図れる。排ガス流は、しばしば脈動し、その上ハニカム体、特にその気体流入側を高く熱負荷させる。本発明による金属層製のハニカム体の場合、波の山及び／又は波の谷の範囲内に、隣接している金属薄板層で連続した設置面を形成し、即ちそうでなければハニカム体の軸の長さを介して均一でない応力が加わることになる故、これは特に有利である。
【００３５】
この金属層のもう１つの有利な実施形態では、これらの範囲の少なくとも一方は、少なくとも部分的に流体貫流可能な材料、好ましくは金属繊維材料から形成されている。
【００３６】
この場合、金属繊維、特に焼結した金属繊維も、他の繊維材料も使用できる。このような繊維材料は、内燃機関の排ガスを濾過する粒子フィルタの場合、例えばディーゼルエンジンの排ガス中の煤粒子を濾過する際に使用される。これら繊維材料は、例えば金属箔で補強するとよい。こうして簡単な方法で粒子フィルタは、少なくとも部分的に、繊維材料と他の金属薄板でできた金属層から製造できる。
【００３７】
この金属層の更に有利な実施形態では、第１の範囲と第２の範囲は、互いに重複範囲で少なくとも一部重複している。
【００３８】
これは、有利な方法では、異なる材料厚さだけでなく、付加的に異なる材料からできている場合にも、両方の範囲の接合を可能にする。例えば極めて簡単な方法で、第１の範囲としての繊維材料を、第２の範囲としての金属箔と接合できる。
【００３９】
この金属層の別の有利な実施形態では、上記の範囲を、重複範囲内で熱的接合、好ましくは溶接結合、特に円筒継目溶接及び／又ははんだ付けにより互いに接合する。
【００４０】
例えば本発明に基づき、金属箔を含む繊維マットを熱的接合法により接合できる。これは、例えばはんだ付けや溶接結合により行える。これに関して、円筒継目溶接は溶接結合と同時に、更にこの繊維マットの圧縮が行われるので、有利なことが判明している。これは、適切な処理操作の場合、重複範囲内で波の山及び／又は波の谷の範囲に縦方向に、基本的に連続した上方及び／又は下方の設置面の形成を簡略化できる。
【００４１】
この金属層の別の有利な実施形態では、それらの範囲を、その重複範囲内で機械的接合法、有利には鋲接により互いに接合する。
【００４２】
このような機械的接合法を熱的接合法と組み合わせるとよく、従ってそれら両範囲を、熱的接合法によっても、機械的接合法によっても互いに接合する。こうして、例えば鋲接により一種の予備固着を行い、この鋲接に次いで、はんだ付け又は溶接処理を行える。
【００４３】
もう１つの有利な実施形態では、それらの構造を、少なくとも部分的にエンボス加工する。これと関連して、それらの構造をウェーブさせ、次いでエンボス加工により形成すると特に有利である。
【００４４】
金属層のもう１つの有利な実施形態では、それらの構造を段差のあるウェーブにより形成する。段差のあるウェーブは、有利には波の山及び／又は波の谷の範囲内で縦方向に基本的に連続した上方及び／又は下方の設置面を有する金属層の形成を可能にする。
【００４５】
もう１つの有利な金属層の実施形態では、前記ウェーブを、正弦波、三角形及び／又は矩形とする。その際異なる範囲内の異なる波形は、異なる材料厚さの相殺に使用できる。
【００４６】
正弦波、三角形及び／又は矩形のウェーブの形成は、対応するハニカム体の形成時、ハニカム体に、多数の異なる空洞の形と細孔の密度を可能にする。この矩形の波の形成は、同じ振幅と波長を持つ同じ波形の維持を可能とし、それらの波の零位置のステップ状の変化を、第１の範囲から第２の範囲への移行部に生じることになるので、この方法において特に有利である。これは、構造を与える工具の形状により容易に実現できる。
【００４７】
本発明の別の観点に従い、ハニカム体を、少なくとも部分的に、本発明方法により製造した金属層、即ち少なくとも部分的に本発明に従う金属層から組立てることを提案する。
【００４８】
本発明方法に記載した全ての利点は、本発明による金属層及び本発明によるハニカム体に同様に当てはまり、逆もまたしかりである。
【００４９】
本発明の他の実施形態及び利点を図面に基づき以下に詳述する。但し本発明はそこに示した実施例に限定されるものではない。
【００５０】
ハニカム体を従来技術から公知の、金属薄板層の端部に折返しを設けた金属薄板層で製造する場合、幾つかの効果が生じる。
【００５１】
第１に、このハニカム体に応力を加えつつ製造する場合、応力は軸方向に不均一に加わる。これは、従来法によるはんだ付けの場合、その軸方向の不均一な毛管現象により、はんだの不均一な分布を生じることになる。例えば拡散結合を形成する場合も、同様に金属薄板層の不均一な結合を生じる。
【００５２】
第２に、これらの金属薄板層を薄め塗膜で被覆する際、必ず、貴金属を含む薄め塗膜が折返しの隙間に沈積することになる。これは排ガスを貫流する表面積を拡大することにならない。即ち折返しの隙間内の貴金属触媒は、触媒作用を高めるのに役立たない。それ故折返しの隙間の部分に沈積した貴金属触媒を含む薄め塗膜は無駄になる。
【００５３】
少なくともこの第１の欠点は、通常少なくとも部分的に厚さの異なる部分を持つ金属層からハニカム体を形成する際に生じる。
【００５４】
これらの問題は、本発明により構造化した金属層の使用により克服される。図１は、１つの厚さＤ１の第１の範囲２及び２つのそれぞれ厚さＤ２の第２の範囲３を有する、本発明により構造化した金属層１を示す。この層１は、この例では金属薄板層である。第２の範囲３は、金属層１の表側に長さＬ２の折返し４の形成により生ずる。この構造化した金属層１は、波の谷１１と波の山１０を有し、波状の構造を持つ。この波の谷１１と波の山１０の範囲内に、第１の範囲２から第２の範囲３への移行部で、第１の範囲２と、第２の範囲３が波の谷１１内に同じ外面深さを、又波の山１０内に各々同じ外面高さを持つようにその構造が変化する。これは、波の山１０の範囲内で、本例ではそれらの波の山１０の外面から、縦方向２１に連続した上方の設置面１７を、また波の谷１１の範囲内で、本例では、それらの波の谷１１の外面から、縦方向に連続した下方の設置面２２を形成することになる。これら上方の設置面１７と下方の設置面２２は、少なくとも部分的にこのような金属層１から成るハニカム体の組立て時に隣接する金属層に密接する。連続した設置面１７、２２は、縦方向２１に従来法によりはんだ付けする際に、均等なはんだ分布を生じる均等な応力を受けることになる。
【００５５】
図２は、平らな金属薄板層７と、金属薄板層８として形成され、本発明により構造化された金属層から組立てたハニカム構造６を示す。平らな金属薄板層７と構造化した金属薄板層８は、流体が貫流可能な細孔９を形成すべく交互に上下に積層される。本発明により構造化した各金属薄板層８は、波の山１０と波の谷１１を持ち、波の山１０は上方の設置面１７を、波の谷１１は下方の設置面２２を形成する。構造化した金属薄板層８は、縦方向２１に異なる材料厚さを持つ第１の範囲２と、第２の範囲３を有する。ハニカム構造６内で、平らな金属薄板層７と構造化した金属薄板層８との間にあるそれらの設置面１７、２２が、常に波の山１０又は波の谷１１からなることが解る。平らな金属薄板層７は、各々構造化した金属薄板層８の外面、即ち波の山１０又は波の谷１１の外面上にある。
【００５６】
図３は、本発明により構造化した金属薄板層８の波の山の中での切断面を示す。この切断面は、縦方向２１に延びている。厚さＤ１の第１の範囲２と、厚さＤ２の第２の範囲３を持つ構造化した金属薄板層８を認識できる。該第２の範囲３は、折返し４で形成しており、従ってこの第２の範囲３の厚さＤ２は、第１の範囲２の厚さＤ１よりも厚い。
【００５７】
この金属薄板層８の構造化時、段差１２を形成すべく、例えば段差をつける波形処理を施す。この段差１２は、構造の高さの均一化を起こす。この構造化は、第１の範囲２内で構造がその波形の基準線１３に対して第１の内面高さ１４を持ち、一方第２の内面高さ１５が、第２の範囲３の範囲内で第１の内面高さより低くなるように行う。しかし第１の範囲２内でも、第２の範囲３内でも、その外面高さ１６は同じである。従って外面高さ１６の波の山１０で形成された上方の設置面１７は、必要に応じて隣接する平らな金属薄板層７に対し段差なく形成される。それ故ハニカム体６の組立て時、例えばはんだ接合で、隣接する平らな金属薄板層７と構造化した金属薄板層８の平面接合を形成できる。本発明によるこの金属薄板層のもう１つの利点は、構造化した金属薄板層８の薄め塗膜での被覆時に、この折返しの隙間５を、隙間５内への薄め塗膜の堆積を明らかに少なくすべく、十分に閉鎖できることにある。
【００５８】
更に、本発明により、折返し４、つまり第２の範囲３を、熱的接合により固定できる。この際、特に第２の範囲３を折返しの隙間５ではんだ付けするか、例えば円筒継目溶接法やレーザ溶接法で形成可能な溶接継ぎ目を設けることが考えられる。本発明では、機械的接合を熱的接合と組み合わせ、折返しの範囲で例えば鋲接を行うことも同様にできる。例えば鋲接で第１の固定を行い、それに次いで熱的接合を行うこともできる。こうして、この鋲接を一種の予備固定として利用し、これを熱的接合の形成にて更に補強し得る。
【００５９】
本発明により構造化した金属薄板層８の構造は、予備的な波形の形成と、これに続くエンボス加工により形成され、この結果、第１の範囲２と第２の範囲３内に同じ外面高さ１６を持つ波の山１０を形成すべく、第１の領域２がエンボス加工される。
【００６０】
図４は、本発明により構造化した金属層１のもう１つの実施例を、波の山１０内の対応する軸方向の切断面図で示す。この金属層１は、フィルタ層１８と金属箔１９からなる。ここでフィルタ層１８は第１の範囲２、金属箔１９は第２の範囲３を形成する。該フィルタ層１８は、少なくとも部分的に流体が貫流可能な材料から成る濾過マットからなる。第１の範囲２は厚さＤ１、第２の範囲３は厚さＤ２を持つ。この実施例では厚さＤ１は厚さＤ２より厚い。この金属層１も構造化し、波の山１０の中で縦方向２１に切断している。フィルタ層１８は多孔性で、例えば軸方向に気体を透過できる。エンボス加工した波形の基準線１３に関し、両方の範囲２と３は異なる内面の高さ１４、１５を持つが、外面高さ１６は同じである。第１の範囲２と第２の範囲３は、範囲２０で重複している。この重複範囲２０内に、継合せ技術による接合を濾過層１８と金属箔１９との間に形成している。この継合せ技術による接合は、例えは溶接法、好ましくは抵抗溶接法又はレーザ溶接法にて形成できる。これと同時に、円筒継目溶接法を使用すると、溶接時の適合圧力を、濾過層１８を濾過層１８と金属箔１９の厚さの差を相殺する圧縮に利用できて、特に有利である。かかる円筒継目溶接法の効果は、濾過層１８と金属箔１９の強固な接合にある。金属箔１９を濾過層１８と接合する場合も、その重複範囲２０内に、好ましくは二者択一で、或いは熱的接合に付加して機械的接合を行ってもよい。
【００６１】
図５は、本発明による金属層１の概略斜視図を示す。この層は、例えば金属繊維材料から成るフィルタ層１８を形成した第１の範囲２を持つ。この第１の範囲２は、厚さＤ１を持つ。更に金属箔１９からなる第２の範囲３が存在しており、その厚さＤ２は第１の範囲２の厚さＤ１よりも明らかに薄い。第１の範囲２と第２の範囲３は、互いに重複範囲２０で重複している。この範囲２０内で、金属箔１９と濾過層１８を、結合技術、例えば円筒継目溶接のより互いに接合している。この金属箔１９は重複範囲の部分ではない範囲内で構造化されている。構造化は波の山１０と波の谷１１で行われているので、波の山１０の外面と、波の谷１１の外面との間隔２３は、厚さＤ１にぴったり適合する。これは、繊維層１８の表側２４、重複範囲２０の表側及び波の山１０の表側から成る上方の設置面１７を形成することになる。従って波の山１０の範囲内に、縦方向２１に連続した、つまり亀裂のない上方の設置面１７が生ずる。下側２５と波の谷１１の外面から成り、縦方向２１に基本的に連続している下方の設置面２２は、均等に形成できる。
【００６２】
波の山１０と波の谷１１を持つこれらの構造を第２の範囲３内に形成することで、繊維層１８の厚さＤ２と、金属箔１９の厚さＤ１との厚さの差は相殺できる。第２の範囲３内への構造の形成は、ウェーブ或いはウェーブとそれに次ぐエンボス加工により行うと有利である。フィルタ層１８が構造を有する場合も、従ってそれらの構造を形成すべく、段差をつけた波形処理も可能である。
【００６３】
この本発明による方法及び本発明による金属層１、８は、ハニカム構造６の形成を可能にし、その際それら金属層１、８は、異なる厚さＤ１、Ｄ２の２つの範囲の形成にも拘わらず、波の山１０及び／又は波の谷１１の範囲内で、軸方向に基本的に連続した設置面１７、２２を介して金属層と結合される。従って少なくとも部分的に金属層１、８から成るそれらハニカム構造６に、ほぼ一様な応力を加えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明に基づき構造化した金属層の斜視図。
【図２】少なくとも部分的に本発明に基づき構造化した金属層から組立てたハニカム構造の切断面図。
【図３】本発明に基づき構造化した金属層の軸方向の切断面図。
【図４】本発明に基づき構造かした金属層のもう１つの実施例の軸方向の切断面図。
【図５】本発明に基づき部分的に構造化した金属層の概略斜視図。
【符号の説明】
【００６５】
１  金属層、２  第１の範囲、３  第２の範囲、４  折返し、５  折返しの隙間、６  ハニカム構造、７  平らな金属薄板層、８  構造化した金属薄板層、９  細孔、１０  波の山、１１  波の谷、１２  段差、１３  基準線、１４  第１の内面高さ、１５  第２の内面高さ、１６  外面高さ、１７  上方の設置面、１８  濾過層、１９  金属箔、２０  重複範囲、２１  縦方向、２２  下方の設置面、２３  間隔、２４  上側、２５  下側、Ｄ１  第１の範囲の厚さ、Ｄ２  第２の範囲の厚さ  Ｌ２  第２の範囲の長さ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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