(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属シート層のうち少なくとも一部の構造を、ハニカム体（２）が流体を貫流可能な溝（１２）を有するように構成した金属シート層を堆積及び／又は巻回することによりハニカム体（２）を形成し、
このハニカム体（２）を部分的に外被管（１）内に容れ、
ローラ軸（５）を中心に回転し、かつ粘着剤を含むローラ（４、８、９）と、ハニカム体（２）の端面とを接触させ、
ハニカム体（２）とローラ（４、８、９）とを相対的に移動させ、
このハニカム体（２）を外被管（１）内に容れ、
ろう材（２２）を少なくともハニカム体（２）に入れる
装置のろう接法。
【請求項２】
ハニカム体（２）を固定して配置し、ローラ（４、８、９）を動かすことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
ローラ（４、８、９）を固定して配置し、ハニカム体（２）を動かすことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項４】
ハニカム体（２）が、その長手軸（３）に対し回転対称に形成された外被管（１）から少なくとも一部突出する端領域（１０）を持ち、
このハニカム体（２）をその長手軸（３）を中心に回転させ、
また端領域（１０）に適合した形を持ち、長手軸（３）まで半径の内方へと延びるローラ（９）を、長手軸（３）と９０°の角度で交差するローラ軸（５）を中心に回転させることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項５】
ローラ（４、８、９）の一部だけに粘着剤（２６）を付与することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１つに記載の方法。
【請求項６】
ハニカム体（２）を垂直に配置し、ローラ（４、８、９）をハニカム体（２）の上方の端面と接触させることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１つに記載の方法。
【請求項７】
ハニカム体（２）を垂直に配置し、ローラ（４、８、９）をハニカム体（２）の下方の端面と接触させることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１つに記載の方法。
【請求項８】
ハニカム体（２）の外被管（１）から突出している個所（２０）をローラ（４）と接触させることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１つに記載の方法。
【請求項９】
ろう材（２２）を装入する前に、ハニカム体（２）の突出個所（２０）と対向するもう１つの個所を粘着剤と接触させることを特徴とする請求項８記載の方法。
【請求項１０】
このもう１つの個所が外被管（１）から突出するように、ハニカム体（２）を外被管（１）から押し出すことを特徴とする請求項９記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、外被管内に配置されたハニカム体を含む装置のろう接法に関する。
【０００２】
金属シート層のうち、少なくとも一部の構造を決定した金属シート層を堆積及び／又は巻回することにより形成された多様なハニカム体が公知である。このようなハニカム体は例えば触媒的に作用する被膜の坦体として使用される。このように被覆されたハニカム体は、例えば触媒坦体として使用される。特に例えば自動車で使用されるような内燃機関では、外被管を有するハニカム体が排ガス系の一部を構成する。触媒坦体の装置の種々の形態は、欧州特許出願公開第０２４５７３８号明細書に記載されている。
【０００３】
堆積された及び／又は巻回された金属シート層は、一体式（モノリシック）のハニカム体が形成されるように少なくとも部分的に重ね合わせてろう接される。ハニカム体を、それを収容する外被管と少なくとも部分的にろう接することは公知である。それには、ろう材を金属シート層及び外被管のろう接範囲に入れる。
【０００４】
ハニカム体及び外被管を含む金属製装置に粘着剤を施し、ろう接する方法は、例えば国際特許出願公表ＷＯ８９／１１９３８号、同９４／０６５９４号、同９３／２５３３９号明細書及びドイツ特許出願公開第２９２４５９２号明細書から公知である。
【０００５】
ハニカム体に、少なくとも部分的に粉末ろう材を粘着させる粘着剤を備えることは従来技術から公知である。従来技術から公知のこれらの方法は、その処理操作において、ハニカム体の形成中又は形成後の粘着剤及び粉末ろう材を施す順序が様々である。この従来技術の詳細な説明は国際特許出願公表ＷＯ８９／１１９３８号明細書に記載されている。
【０００６】
欧州特許出願公開第０４７４９０９号明細書により、ハニカム体を端面で粘着剤の坦体と接触させるようにした装置のろう接方法が公知である。この場合粘着剤は毛管現象により溝に吸い込まれる。ドイツ特許出願公開第２９２４５９２号明細書によれば、外被管と共にハニカム体を粘着液を含む浸漬槽中に浸し、引続きハニカム体に粉末状ろう材を供給して、ハニカム体を外被管と接合する方法が公知である。
【０００７】
本発明の課題は、ハニカム体に粘着剤を均一に入れることのできる装置のろう接方法を提供することにある。
【０００８】
この課題は、本発明の請求項１の特徴を有する方法により解決される。本発明方法の有利な実施の形態は従属請求項の対象である。
【０００９】
外被管内に配置されたハニカム体を含む装置のろう接には、まずこのハニカム体が流体を貫流することのできる溝を有するように、ハニカム体を、少なくとも一部の構造を決定した複数枚の金属シート層を堆積及び／又は巻回することにより形成する。このハニカム体を外被管に容れる。このハニカム体の少なくとも一方の端面を、ローラ軸を中心に回転する、粘着剤を含むローラと接触させる。ハニカム体とローラを、ローラがハニカム体の端面の少なくとも一部を回転しながら進み、回転工程中に粘着剤がハニカム体に供給されるように相対的に互いに移動させる。その後ろう材を少なくともハニカム体の中に入れる。
【００１０】
本発明による処理操作により、ハニカム体上もしくはハニカム体中に粘着剤を均一に施すことができる。ハニカム体の金属シート層間の充填によりハニカム体の端面に起こり得る非平坦性が、粘着剤の塗布を損なうことはない。ローラが端面を転がることにより、必ずしもローラの同じ部位が金属シート層の比較的薄い縁部と接触しないことから、ローラの摩耗も低減する。このためこの方法の実施に適した装置の寿命も延びる。
【００１１】
粘着剤を施すために、ハニカム体とローラを動かしてもよい。ローラ及びハニカム体を並進的に逆方向に動かすことにより、粘着剤を迅速に塗布できる。この方法を簡素化するため、ハニカム体又はローラのいずれかを固定して配置し、ローラ或いはハニカム体を動かすこともできる。
【００１２】
ハニカム体の長手軸に対し回転対称に形成され、外被管から突出している少なくとも１つの端領域を持つハニカム体において、ハニカム体をその長手軸を中心に回転させ、かつこの端領域に適合する形を持ち、半径内方へと単に長手軸まで延びるローラを、長手軸と約９０°の角度で交差するローラ軸を中心に回転させることができる。この処理操作により、ローラは突出しているハニカム体の端領域の面と接触する。
【００１３】
ハニカム体をその端面で何回もローラと接触させてもよい。ハニカム体を新たにローラと接触させる前に、所定の角度だけ長手軸の廻りを旋回させると有利である。それによりローラはハニカム体端面の塗布を繰り返し、そのため極めて均一な粘着剤の塗布が達成される。
【００１４】
特定の使用事例では、ハニカム体の全金属シート層に粘着剤を供給する必要はない。ハニカム体端面の一部領域だけに塗布するには、ローラの一部領域にだけ粘着剤を付与すればよい。これは例えばローラを相応しい形に形成することによって実現ができる。この方法により、例えば塗布マスクが不要となる。
【００１５】
本発明のもう１つの有利な形成法によれば、ハニカム体をほぼ垂直に配置し、ローラをハニカム体の上方の端面と接触させる。ハニカム体とローラとを相対的に移動させると、粘着剤がハニカム体中に滴下して入り込むのを防止できる。
【００１６】
特に低粘度の粘着剤を使用する場合、ハニカム体をほぼ垂直に配置し、ローラをハニカム体の下方の端面と接触させると、ハニカム体中に粘着剤が滴下注入されることを回避するのに有利である。
【００１７】
更に本方法のもう１つの有利な実施形態では、２つの対向する端面を持つハニカム体の両方の端面が、ほぼ同時に粘着剤で湿潤されるように、間隔をおいて回転可能に設置された２個のローラ間にハニカム体を通すことができる。
【００１８】
外被管内に配置されたハニカム体を含む装置は、外被管が少なくとも一方の端の部分でハニカム体から突出するように形成してもよい。換言すればハニカム体を外被管内に、ハニカム体の少なくとも一方の端面を、外被管の隣接する端面に対して間隔をおくように配置する。
【００１９】
この外被管から突出する端の部分は、装置が他の構造部材又は素子と接合することができる接合領域となる。従って例えばこのような装置を排ガス系に使用する場合、この接合領域に例えば内燃機関の排ガス系の排ガス導管と接続されたディフューザを設けることができる。外被管のそれぞれの端部に形成された２個所の接合領域に、概してハニカム体が存在しないものも公知である。
【００２０】
ハニカム体を外被管と共に粘着液を含む浸漬槽に浸し、引続き粉末状ろう材を施す、例えばドイツ特許出願公開第２９２４５９２号明細書から公知の方法を、ハニカム体と外被管の接合に使用する場合、必要の有無に係わらず外被管の接合領域もハニカム体とろう接されることになる。これらの接合部には、外被管の内側表面ばかりでなく、外被管の外側表面にも粘着剤が施される。これは、それにより粘着剤が引き延ばされることになるため、望ましいことではない。特に外被管の外側表面に触れる処理装置も粘着剤と接触することになる。この処理装置の洗浄のため多大な出費がときには必要となる。
【００２１】
ドイツ特許出願公開第２９２４５２９号明細書に記載のもう１つの方法は、外被管とハニカム体のろう接を達成するのに基本的に適しているが、それらのろう接法はかなり出費を要するものである。
【００２２】
ハニカム体及び外被管を有する装置のろう接のために、本方法のもう１つの有利な実施形態では、流体が貫流できる溝を有するように、少なくとも一部が構造化された複数枚の金属シート層を堆積及び／又は巻回することによってハニカム体を形成することができる。その際ハニカム体を部分的に外被管に容れ、ハニカム体の外被管から突出する個所を、その端面で粘着剤を含むローラと接触させる。ハニカム体を外被管に容れた後、ろう材をハニカム体に入れる。
【００２３】
ハニカム体の外被管から突出している個所だけを粘着剤と接触させることにより、外被管が粘着剤に触れるのを回避できる。それにより外被管への粘着剤の付与、従って粉末ろう材の外被管への付着を防止できる。
【００２４】
外被管に粘着剤が付着しないので、この外被管により粘着剤が引きずられて他の個所に付着するのを防げ、場合により必要となる粘着剤の除去も不要となる。
【００２５】
外被管から突出する個所を粘着剤と接触させることにより、ハニカム体は少なくとも部分的にその軸方向に粘着剤を供給され、ハニカム体の縁の範囲にも完璧に粉末ろう材を供給できるように、ハニカム体にその全断面にわたって粘着剤を施すことが可能である。こうしてハニカム体の縁範囲内又はハニカム体と外被管との間に信頼性の高いろう接の形成が保証される。
【００２６】
本方法のもう１つの有利な実施形態では、ろう材を入れる前に、ハニカム体のこの突出個所に対向するもう１つの個所を粘着剤と接触させる。特に外被管がその対向する端の部分にそれぞれ接合領域を持つ外被管を有する装置の場合、一部分が外被管から突出するようにハニカム体を外被管から押し出すのが好ましい。この部分を粘着剤と接触させ、その後ハニカム体が概ね外被管の接合領域に存在しないように、ハニカム体を外被管に容れる。
【００２７】
この装置の安定した操作のために、ハニカム体の一方又は他方の個所を粘着剤と接触させている間、その軸の長さの大半にわたって外被管内にあるように、ハニカム体を外被管に容れるのがよい。それにより装置は、その転倒を防止するのに有利な重心位置を示す。
【００２８】
特に、ハニカム体を外被管から少なくとも１ｍｍ、好ましくは５ｍｍ突出するように外被管に容れるのが良い。
【００２９】
ハニカム体と外被管とは異なる熱膨張挙動を示す。従って各ハニカム体の端部領域でのハニカム体と外被管との固着は回避すべきである。ハニカム体がその各端範囲で外被管と固着していなければ、外被管とハニカム体への熱応力は回避できる。ハニカム体と外被管の適切なろう接により、かかる熱応力が回避できることは国際特許出願公表ＷＯ９６／２６８０５号明細書から既に公知である。
【００３０】
本発明方法の有利な一実施形態によれば、外被管に、主に外被管の内側表面の一部に密接して外側コートを有する筒形素子を容れる。このように外被管内にハニカム体を収容することにより、ハニカム体と外被管との熱応力を回避できる。この筒形素子により、ハニカム体が外被管とろう接されるのを阻止できる。その際筒形素子は外被管とハニカム体の軸方向の寸法の一部の上だけに延びる。筒形素子は箔により形成すると有利である。
【００３１】
製造技術的な制約から、外被管はある程度いびつである。外被管の内径の変動によっても誤差を生じる。その結果、外被管の内側表面と素子との間に間隙が形成される。ハニカム体を外被管から突出させて粘着剤と接触させることにより、粘着剤が筒形素子と外被管との間隙に達するのを阻止し、ろう材の被着後も概ねこの間隙へのろう材の侵入を回避できる。こうしてまた、外被管と筒形素子との間にろう接が生じないようにすることができる。他方ハニカム体を筒形素子まで入れ、ハニカム体を筒形素子とろう接することも達成される。
【００３２】
ハニカム体を外被管に容れる際、ハニカム体が外被管の軸方向、従ってまた筒形素子の軸方向に押圧され、それにより筒形素子に働く力がハニカム体の装入方向に作用しても、筒形素子が所定の位置を保持するように、筒形素子を外被管と接合するのが好ましい。特に筒形素子を外被管と材料的に接合するのがよい。この場合例えば溶接による接合であってもよい。それとは別に、或いは付加的に、筒形素子を外被管と接着してもよい。筒形素子と外被管との接合は、好ましくはこの接合の強度が筒形素子とハニカム体との接合の強度よりも弱くなるように形成する。特に筒形素子と外被管を接着により接合する場合、この接合がろう接プロセス中に支配的である温度により失われるようにする。この素子と外被管との接合強度を、素子とハニカム体との接合強度よりも弱くすれば、外被管とハニカム体の熱応力を素子を介してハニカム体に導入しないという要求が満たされる。好ましくは素子をハニカム体もしくは外被管と同じ材料から製造する。素子と外被管との接合は、主として組立中の仮接合であり、それにより組立て中、即ちハニカム体を外被管に取り付ける作業中に筒形素子の位置が変動しないようにする。
【００３３】
ハニカム体を外被管の軸方向の一部範囲内で筒形素子とろう接するために、少なくとも外被管と素子とを重ね合わせたろう接個所を形成するのがよい。この場合外被管の周囲から見て完結したろう接個所であることが有利である。
【００３４】
本方法の更なる詳細及び利点を図示の製法部分及び装置に基づき説明する。
【００３５】
図１は、少なくとも一部の構造を決定した複数枚の金属シート層を堆積及び／又は巻回することにより形成された金属製ハニカム体２を含む外被管１の切断面を示す。ハニカム体２はその長手方向に延びる溝１２を有する。
【００３６】
ハニカム体はほぼ垂直に配置されている。このハニカム体は２つの対向する端面１３、１４を有する。
【００３７】
外被管１はハニカム体２と共に装置を形成する。この装置の上方にローラ４が配置されている。ローラ４はローラ軸５を中心に回転可能である。ローラ４はコア６を持ち、その上に、図示しない粘着剤を含む周縁部７が形成されている。
【００３８】
ローラ４からハニカム体２の端面１３への粘着剤の塗布は、ハニカム体２とローラ４との相対作動により行われる。
【００３９】
ハニカム体２を図１の矢印に従って動かすと、端面１３に密接するローラ４はそのローラ軸５の廻りを回転しながら移動する。ローラの回転中に粘着剤を有する周縁部７が端面１３に達し、粘着剤をハニカム体２の端面１３に供給する。
【００４０】
ローラ４を移動させてもよい。ローラ４と装置の押圧力により、付与される粘着剤の分量が制御できる。これはハニカム体２とローラ４の相対的な作動速度によっても制御可能である。
【００４１】
図２は図１に示した装置に相当する一装置を示す。この装置は２個のローラ４、８の間を移動することができ、従って対向する端面１３、１４に同時に粘着剤が施される。ローラ４、８が供給する粘着剤の分量は同じであっても、異なっていてもよい。ローラ４もしくは８はまた、その軸方向に周縁部７のない個所が存在するように形成してもよく、それにより粘着剤をすじ状に施すことができる。
【００４２】
図３には外被管１内に配置されるハニカム体２を示す。ハニカム体２は長手軸３に対してほぼ回転対称に形成された端領域１０を有する。ローラ９は端領域１０に適合した輪郭１１を有する。
【００４３】
粘着剤を施すためにローラ９は端領域１０に密接している。その際ローラ９はローラ軸５と長手軸３が約９０°の角度で交差するように配置されている。外被管１を有するハニカム体２を、軸３を中心に回転させ、ローラ９を端領域１０の面に当たらせる。或いは外被管１及びハニカム体２を含むこの装置を位置を固定して配置することもできる。この場合ローラ９を、軸５並びに長手軸３の廻りを回転しながら移動させる。装置もローラも共に動かしてもよい。
【００４４】
図４は外被管１の断面を示す。外被管１はほぼ環状の横断面とするのがよい。外被管１の端の部分に接合領域１５が形成されている。接合領域１５は破線で示す。この接合領域１５は、装置を図示しない他のデバイスと接合するため設けられている。特に接合領域１５は内燃機関の排ガス系の部品と接合可能である。
【００４５】
外被管１内には筒形素子１７が収容されている。この筒形素子１７は、特に図９に示すように、主として外被管１の内側表面１８の一部に密接する外側カバー１６を有する。筒形素子１７は、好ましくはその周囲から見て環状に形成されている。図４、特に図９の説明から明らかなように、この筒形素子１７は外被管１の軸方向の範囲の一部迄延びている。筒形素子１７の軸方向の寸法はハニカム体２の軸方向の寸法よりも短い。
【００４６】
筒形素子１７は外被管１と接合されている。符号１９により、部分的に外被管１と筒形素子１７とを重ね合わせたろう接個所を示す。ろう接個所１９は筒形素子１７の軸方向の寸法に概ね相当する第１の個所１９ａを有する。この第１の個所１９ａに第２の個所１９ｂが接続している（図９）。
【００４７】
ろう接個所１９の第１の個所１９ａにおいて、ハニカム体２と素子１７とのろう接が行われる。第２の個所１９ｂでは、ハニカム体２は外被管１と接合される。少なくとも素子１７の軸方向の範囲に、外被管１とハニカム体２との熱膨張の相異を補償する補償領域を設ける。
【００４８】
筒形素子１７を有する外被管２内にハニカム体２を容れる。ハニカム体２を図５に示すように、個所２０が外被管１から突出するように容れる。ハニカム体２の突出個所２０を、ここには図示しない粘着剤、特に粘着液と接触させる。この粘着液はローラ４内に用意されている。ハニカム体をその端面１３からハニカム体２の軸方向に沿って濡らす。ローラ４はハニカム体２の端面全体にわたって粘着剤で濡らすことができるように形成されている。
【００４９】
ハニカム体２を粘着液で十分に濡らしてから、ハニカム体２を外被管１に容れる。ハニカム体２の装入は、好ましくはピストン２１により、外被管１の軸方向の力がハニカム体２に作用するように行われる。外被管１に図示しない適宜の当て盤を当て、該盤により外被管を支持する。
【００５０】
図７は、ろう材を被着する前に、ハニカム体２の端面１３に対向する端面１４を粘着剤と接触させた状態を示す。粘着剤はローラ４により供給される。
【００５１】
端面１４に粘着剤を施した後、粉末ろう材２２をハニカム体２内に入れる。ろう材をハニカム体２に装入する工程は、ハニカム体の端面に粉末ろう材を押し込むようにして行う。引続きハニカム体を外被管１と共に回転させ、対向する端面を粉末ろう材２２中に押し込む。粉末ろう材２２はタンク２３中に用意されている（図８）。
【００５２】
図１０は粘着剤用タンク２４から塗布用ローラ２５によりローラ４上に塗布される粘着剤２６の塗布ステーションを示す。
【００５３】
塗布用ローラ２５はほぼ水平に形成されている。このローラは回転可能に設置されている。塗布用ローラは一部粘着剤２６に突き込まれている。塗布用ローラ２５の表面は粘着剤２６を粘着剤用タンク２４から採取し、塗布用ローラと接触しているローラ４上に搬送するように形成されている。余分の粘着剤分を掻き取るため、ローラ４に密接して掻き取り用ローラ２７が設けられている。
【図面の簡単な説明】
【図１】  ローラを有する装置の断面図。
【図２】  ２個のローラ間にある装置の断面図。
【図３】  外被管から突出する端領域とローラを有する装置の切断面図。
【図４】  筒形素子とろう接個所を有する外被管の切断面図。
【図５】  粘着剤を塗布中の装置の断面図。
【図６】  粘着剤を塗布した後ハニカム体に装入する段階の断面図。
【図７】  ハニカム体の第２の個所に粘着剤を施した段階の断面図。
【図８】  ハニカム体中にろう材を入れる段階の断面図。
【図９】  装置の縁の部分の拡大図。
【図１０】  塗布ステーションの切断面図。
【符号の説明】
１  外被管
２  ハニカム体
３  長手軸
４、８、９  ローラ
５  ローラ軸
６  コア
７  周縁部
１０  端領域
１１  輪郭
１２  溝
１３、１４  端面
１５  接合領域
１６  外側カバー
１７  筒形素子
１８  内側表面
１９  ろう接個所
１９ａ  第１の個所
１９ｂ  第２の個所
２０  突出個所
２１  ピストン
２２  粉末ろう材
２３  タンク
２４  粘着剤用タンク
２５  塗布用ローラ
２６  粘着剤
２７  掻き取り用ローラ
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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