PROCESS FOR MANUFACTURING OF A MATRIX FOR AN EXHAUST GAS CATALYSER

Abstract: 1. A process for the production of a carrier matrix for an exhaust gas catalyst which matrix is formed from steel plates which are resistant to high temperatures, wherein the steel plates are formed as smooth and corrugated plates and are alternately arranged in layers and wherein before the steel plates are alternately arranged in layers, at least one of the smooth and the corrugated steel plates is in each case wholly or partially provided with a solder coating, characterised in that the parts of the steel plates which are to be provided with the solder coating are first coated with a contact adhesive which evaporates without any residue at soldering temperature and on to the surface of which a mono-particulate layer of dry solder powder of a small and specific grain size is applied after drying ; and that the steel plates are subsequently wound and soldered to one another.

Description: Verfahren zum Löten von dünnen Blechen Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Löten von dünnen Blechen, insbesondere zum Löten von spiralig gewickelten Katalysatoren aus zunderbeständigen Hochtemperaturwerkstoffen. Beim Löten von sehr dünnen Blechen mit einer Wandstärke von 0,04 mm oder noch weniger traten bisher Schwierigkeiten auf, weil die üblichen Lötpasten in einem Bindemittel Lötkörner enthalten, deren Durchmesser üblicherweise 0,01 bis 0,1 mm beträgt, und die aufgetragene Schicht der Lötpaste zwangsläufig wesentlich dicker ist als der angegebene grösste Durchmesser der Lötkörner. Im Bereich der zu verlötenden Flächen ist daher die Materialmenge des Lötwerkstoffes wesentlich grösser als die Materialmenge des angrenzenden dünnwandigen Bleches. Es kommt daher durch Diffusion zum Auf legieren der wesentlich geringeren Werkstoffmenge des Bleches mit der bedeutend grösseren Menge des Lötmaterials an der Lötstelle, wodurch die mengenmässig geringeren Anteile des Blechwerkstoffes sich in der mengenmässig grösseren Lötschmelze lösen und zum Ausschmelzen des dünnwandigen Bleches führen. Insbesondere bei Anhäufung mehrerer dicker Lötkörner entstehen dann im dünnwandigen Blech Löcher, die naturgemäss die örtliche Festigkeit erheblich stören. Auch wenn man die üblichen Lötpasten sehr sorgfältig und nur in einer sehr dünnen Schicht auf tragen würde, so lässt sich doch nicht vermeiden, dass an Blechkanten oder in Ecken und Spalten grössere Mengen an Lötpaste zurückbleiben, die ebenfalls das bereits erwähnte Schmelzen des dünnwandigen Bleches und damit Löcher an den Lötstellen bewirken, anstatt wie beabsichtigt, diese Bleche miteinander zu verbinden. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Löten von dünnen Blechen, bei dem die Schichtdicke des Lötwerkstoffes begrenzt, insbesondere geringer als die Blechdicke ist. Eine besondere Aufgabe besteht darin, dass der Lötwerkstoff nur im Bereich der späteren Lötverbindung aufgetragen werden soll. Der im ersten Anspruch vorgeschlagene Haftklebstoff unterscheidet sich sehr wesentlich von den bisher üblichen flüssigen, leim- oder pastenartigen Lötbindemitteln dadurch, dass er nach dem Aufbringen praktisch fest ist und nur an seiner freien Oberfläche die anschliessend aufgestäubten Lötpulverkörner bindet. Da das Lötpulver selbst nicht klebt, kann es nur in einer dünnen Schicht einzelner aneinander liegenden Körnern auf der Oberfläche des Haftklebstoffs haften. Wenn nun erfindungsgemäss diese Lötpulverkörner eine bestimmte Korngrösse nicht überschreiten, so ist damit sichergestellt, dass die Lötpulvermenge dosiert und eng begrenzt ist. Damit kann man in Abhängigkeit von der zu verlötenden Blechdicke fast jede gewünschte Lötwerkstoffmenge pro Flä- cheneinheit aufbringen. Ein eventueller Überschuss an Lötpulver wird durch Blasen und/oder Klopfen entfernt. Wenn nun die miteinander zu verlötenden Flächen aufeinandergepresst werden, können diese auf Löttemperatur gebracht werden. Dabei verflüchtigt sich zunächst der im allgemeinen aus organischem Material bestehende Haftklebstoff. Da die Flächen aufeinandergepresst sind, können die Lötpulverköner sich nicht mehr entfernen und binden bei entsprechender Schmelztemperatur die beiden Blechflächen miteinander. Der vorgeschlagene Haftklebstoff entspricht beispielsweise den üblichen Haftklebstoffen, wie sie für zahlreiche, im Handel erhältliche Klebefolien und Klebebänder verwendet werden. Dieser Haftklebstoff kann beispielsweise in einem leicht flüchtigen Lösungsmittel gelöst sein und wird mit an sich bekannten Methoden aufgebracht. Weiterhin besteht die Möglichkeit, diesen Haftklebstoff im heissen Zustand in dünner Schicht aufzutragen. Nach dem Kontakt mit dem kalten Blech wird ein solcher Haftkleber sehr schnell fest und kann anschliessend mit dem Lötpulver bestäubt werden. Ausserdem kann man mit bekannten Druckverfahren den Klebstoff örtlich nur dort auftragen, wo anschliessend gelötet werden soll. Mit dem im zweiten Anspruch dargestellten Verfahren werden metallische Katalysatoren, insbesondere für Gase bei hohen Temperaturen, beispielsweise zur Nachbehandlung von Abgasen aus Kraftfahrzeug-Verbrennungsmotoren hergestellt. In der Deutschen Patentschrift 11 92 624 ist beschrieben t'ein Verfahren zur Herstellung von Katalysatoren, bei dem man einen Grundkörper durch spiraliges Aufwickeln der aus hochtemperaturfester Legierung bestehenden Streifen bildet, mit einem gleiche Metalle wie die Legierung enthaltenden Pulver oder einer solchen Paste überzieht und dann bis zum Verschmelzen aller Kontaktstellen der aufeinanderliegenden flachen und geriffelten Streifen erhitzt und den entstandenen scheibenförmigen Körper mit einer dünnen Schicht eines Edelmetalls in bekannter Weise überzieht5. us den Figuren ist ersichtlich, dass ein sinus- oder dreieckförmiy gewelltes Metallband zusammen iuit einem rachen Metallband spiralig aufgewickelt und miteinander verlötet werden soll. Bei der Anwendung des damaligen Verfahrens auf die heutzutage gewünschten sehr dünnwandigen Bleche der vorliegenden Erfindung würden die bereits oben beschriebenen Nachteile auftreten. Als weiterer Nachteil des damaligen Verfahrens erscheint, dass das Lötmittel anscheinend auf der gesamten Blechoberfläche aufgetragen wird und damit den späteren Kontakt des Bleches mit einem Katalysatormaterial behindert. Ausserdem führt die nicht begrenzte Auftragung eines Lötmittels bei den sehr dünnen Blechen der vorliegenden Erfindung zu einer erheblichen Anhäufung von Material und damit zu einer höchst unerwünschten Verringerung des freien Kanalquerschnitts. Nach dem im 2.- Anspruch der vorliegenden Erfindung beschriebenen Verfahren wird aber der Haftklebstoff nur dort aufgebracht, wo später eine gelötete Verbindungsstelle zwischen zwei Blechen vorhanden sein soll. Figur 1 zeigt in stark vereinfachter Darstellung eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 2. Figur 2 zeigt in stark vergrösserter Darstellung einen Ausschnitt aus einem bereits gelöteten Katalysator nach Anspruch 2. In Figur 1 durchläuft ein trapezförmig gewelltes Blech (1) zunächst eine Klebstoffauftragestation (2) und dann eine Sprühvorrichtung (3), wonach das zuviel aufgesprühte Lötpulver in eine Sammelvorrichtung (4) fällt, die unterhalb einer Umlenkrolle (5) angeordnet ist. Danach wird ein weiteres ebenes Blechband (6) über eine Umlenkrolle (7) zugeführt und gemeinsam mit dem gewellten Blechband (1) über eine Umlenkrolle (8) durch eine zweite Klebstoffauftragestation (9) geleitet und anschlie ssend von einer weiteren Sprühvorrichtung (10) mit Lötpulver geschichtet, unter der eine weitere Sammelvorrichtung (11) angeordnet ist, die das zuviel aufgesprühte Lötpulver aufnimmt. Danach wird das gewellte Blechband (1) und das ebene Blechband (6) zusammen zu einem Katalysatorkörper (12) aufgewickelt. Nach Erreichen des gewünschten Aussendurchmessers werden die beiden Bänder abgeschnitten, der Körper (12) wird von einer nicht näher beschriebenen Haltevorrichtung zusammengehalten und in einem Hochtemperatur-Vakuumlötofen verlötet. Die beiden Klebstoffauftragestationen (2) und (9) bestehen jeweils aus einer Druckplatte (13) und einer gegenüber angeordneten Klebstoffauftragerolle (14). Die Sprühvorrichtungen (3) und (10) bestehen im wesentlichen aus einer Düse, durch die das Lötpulver pneumatisch aufgesprüht wird. Für das einwandfreie Funktionieren der hier beschriebenen Vorrichtungen sind noch zahlreiche weitere Einzelteile zweckmässig, deren Beschaffenheit aber dem Fachmann bekannt ist. Klebstoffauftragestationen und Sprühvorrichtungen werden zweckmässigerweise von geeigneten Hauben umgeben, so dass weder Klebstoff noch Lötpulver die Blechbänder, die übrigen Teile der Vorrichtung . . . oder die Umgebung verschmutzen können. Wenn die zu verlötenden Bleche eine erhebliche Breite aufweisen, ist es zweckmässig, den Klebstoff in mehreren parallelen Streifen aufzutragen. Zu dem Zweck kann man die gewellten Flächen in der Breite unterbrechen oder den Klebstoff mit geteilten Rollen auftragen. In Figur 2 ist das trapezförmig gewellte Blechband (1) mit dem ebenen Blechband (6) bereits über die Lötschicht (15) miteinander verbunden.

Claims: INTERATOM Internationale Atomreaktorbau GmbH D-5060 Bergisch-Gladbach 1 Verfahren zum Löten von dünnen Blechen Arisprüche 1. Verfahren zum Löten von dünnen Blechen gekenn zeichnet durch folgende Merkmale: a) Auf den zu lötenden Flächen wird ein Haft klebstoff aufgebracht, der bei Löttemperatur rückstandsfrei verdampft, b) die mit Haftklebstoff beschichteten Flächen werden mit einem trockenen Lötpulver von ge ringer und bestimmter Korngrösse bestäubt, c) die miteinander zu verlötenden Flächen werden aufeinandergepresst, d) die Bleche werden auf Löttemperatur gebracht. 2. Verfahren nach Anspruch 1 zum Löten von spiralig gewickelten Katalysatoren aus einem gewellten Blechband (1) und aus einem flachen Blechband (6) aus zunderbeständigen Hochtemperaturwerkstoffen, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: a) der Haftklebstoff wird während des Wickelns nur auf die zu lötenden Flächen des#laufen- den gewellten Bandes (1) aufgebracht.

Inventors: CYRON, THEO, IVERSEN, KLAUS, LOHE, JOHANNES
Applicants: INTERATOM GESELLSCHAFT MIT BESCHRANKTER HAFTUNG
Application year: 1981
Main classification: B23K1
IPC codes: B23K1, F01N3