METALLIC SUPPORT FOR EXHAUST CATALYSTS WITH ADDITIONAL GROOVES

Abstract: 1. A metallic carrier housing for exhaust catalysts, consisting of alternate layers of corrugated sheet metal strips (2) and non-corrugated sheet metal strips (3) which are wound in spiral fashion, where the two sheet metal strips are brazed to one another at all of or part of their contact points, characterised in that the non-corrugated sheet metal strip (3) has a structure extending in the direction of winding or approximately in the direction of winding composed of channels (4) or grooves.

Description: Metallträgergehäuse für Abgaskatalysatoren mit Zusatzrillen Die vorliegende Erfindung betrifft ein Metallträgerge häuse für Abgaskatalysatoren nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs. Zum Beispiel aus der DE-OS 29 24 592.9 ist es bekannt, solche Metaliträgergehäuse aus einem gewellten und einem glatten Blechband spiralfbnnig zu wickeln und die Berührungsstellen zwischen den Blechbändern alle oder .teilweise zu verlöten. Trotz umfangreicher Versuche erweist es sich nach wie vor als schwierig, haltbare Lötverbindungen herzustellen, da die Me- taliträgergehäuse später beim Betrieb zur Reinigung von Abgasen hohen mechanischen und thermischen Belastungen ausgesetzt sind. Die Schwierigkeiten beim Löten solcher Metallträgergehäuse beginnen schon beim Aufbringen des Lots, da ge tugend Lot gerade in die Nähe der zu .verbindenden Berührungsstellen gebracht werden muss und andererseits das teure Lot sparsam verwendet werden soll. Zwar sind verschiedene, im Prinzip durchführbare Methoden zur Belotung bekannt, so aus der DE-OS 29 24 592.9, es bestehen jedoch immer noch Probleme. So verursachen die zwischen den zu lötenden Verbindungsflächen deponierten Lötkörner eine für die vorhandene Lotmasse relativ grosse Distanz der. Verbindungsflächen, so dass. eine qualitativ gute Lötverbindung nur entstehen kann, wenn die Verbundflächen sich in der schmelzflüssigen Phase des Lots durch äussere oder innere Bewegungskräfte einander räumlich nähern können, was nicht in allen Fällen, so auch nicht bei spiralig gewickelten Katalysatoren, gegeben ist. Andererseits wird bei einer nachträglichen Belotung des zusammengewickelten Körpers das Lot nur in die Nähe der Verbindungsstellen in die Spalten gebracht, wodurch es erstens beim Aufheizen durch thermische Ausdehnung herausrieseln kann und zweitens in der schmelzflüssigen Phase wegen der typischen aufrechten Stellung des Zylinders und der schlechten Oberflächennetzung der erforderlichen Hochtemperaturwerkstoffe beim Löten herunterläuft, statt eine Verbindung herzustellen. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher ein Metallträgergehäuse für Abgaskatalysatoren, welches sich besser beloten und verlöten lässt. Dabei sollen die übrigen Vorteile der bekannten Ausführungsformen erhalten bleiben. Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Metallträgergehäuse nach dem Hauptanspruch vorgeschlagen, welche aus einem gewellten und einem im wesentlichen glatten Blechband aufgewickelt ist, wobei das glatte Blechband in Wickelrichtung oder ungefähr in Wickelrichtung verlaufende Rillen,Nuten oder dergleichen Strukturen aufweist. Solche erfindungsgemässen Strukturen in dem glatten Blechband, welche zumindest nahezu in Wickelrichtung verlaufen, verhindern beim Löten das Herunterlaufen von Lot in der schmelzflüssigen Phase. Jeweils an den Strukturen bildet sich dadurch ein Tropfen, so dass zumindest in diesem Bereich eine feste Lötverbindung zustande kommt. Zusätzlich eignen sich diese Strukturen auch zum Ansammeln von grösseren Mengen Lot in der Nähe der Berührungsstellen zwischen den Blechbändern, was eine Belotung erheblich vereinfachen kann. Dabei ist davon auszugehen, dass die Struktur der glatten Blechbänder nur etwa die Grössenordnung der Dicke des Blechbandes hat, so dass eine Verringerung des freien Querschnitts der zu bildenden abgasdurchlässigen Zellen von untergeordneter Bedeutung ist. Im Anspruch 2 wird dementsprechend in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgeschlagen, dass die Rillen bzw. Nuten und dergleichen eine Tiefe aufweisen, die ungefähr der Dicke des glatten Blechbandes entspricht. Diese Tiefe der Struktur hat auch ungefähr die Grössenordnung der zu verwendenden Lötkörner, so dass beim Beloten sich Körner in dieser Struktur verfangen können. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird im Anspruch 3 vorgeschlagen, dass die Struktur des Blechbandes aus etwa gleich breiten, im Wechsel angeordneten flachen Tälern und Zwischenrücken besteht. Dieser zinnenartige Querschnitt ist einfach, beispielsweise beim Wickelvorgang, durch entsprechende Vorrichtungen herzustellen und erzielt gerade die gewünschten Wirkungen. Im Anspruch 4 wird dazu vorgeschlagen, dass die Struktur des glatten Blechbandes eingedrückt oder eingeprägt ist, wobei ein Eindrücken durch Anpressen des Bandes mit einer elastischen Walze an eine entsprechend vorgeformte Prägewalze erfolgen kann. In spezieller Ausgestaltung der Erfindung wird im Anspruch 5 vorgeschlagen, dass die Breite der Täler bzw. Zwischenrücken zwischen 3 und 10 mm betragen soll. Diese Grössen haben sich als günstig erwiesen, wobei die genaue Dimensionierung natürlich vom Anwendungsfall und der Grösse des zu erstellenden Metallträgergehäuses abhängt. Zusätzlich wird im Anspruch 6 vorgeschlagen, dass alle Berührungsstellen zwischen den beiden Blechbändern verlötet sein sollen, im Gegensatz zu nur an einigen Stellen verbundenen Metallträgergehäusen. Dabei ist zu beachten, dass durch die Struktur des glatten Bandes die Berührungsstellen ohnehin anders angeordnet sind als bei bekannten Metallträgergehäusen, wie anhand der Zeichnung noch näher erklärt wird. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist mit seinen erfindungswesentlichen Merkmalen und Eigenschaften schematisch in der Zeichnung dargestellt und zwar zeigen Fig. 1 den prinzipiellen Aufbau eines erfindungsgemässen Metallträgergehäuses, Fig. 2 einen Querschnitt durch das im wesentlichen glatte Band des Metallträgergehäuses und Fig. 3 das Verhalten des strukturierten glatten Bandes beim Zusammenrollen in übertriebener Darstellung. Fig. 1 zeigt zur Veranschaulichung der Struktur des glatten Blechbandes ein erfindungsgemässes Metallträgergehäuse 1, welches noch nicht ganz aufgewickelt ist. Es besteht aus einem gewellten Blechband 2 und einem strukturierten glatten Blechband 3, welches Täler 4 und Zwischenrücken 5 aufweist. Ublicherweise wird für solche Anwendungen hochtemperaturbeständiges Stahlblech verwendet. In Fig. 2 ist der Ausschnitt eines Querschnitts durch das strukturierte flache Blechband 3 gezeigt, wobei wiederum die flachen Täler 4 und die Zwischenrücken 5 erkennbar sind. Die Darstellung ist bezüglich der Dicke des Blechbandes und der Breite der Struktur nicht inassstabgerecht; es wird jedoch veranschaulicht, dass die Tiefe der Struktur jeweils nur die Grössenordnung der Dicke des Bleches 3 besitzt. Da die Blechbänder sehr dünn sind, und folglich auch die Struktur des glatten Blechbandes nur sehr geringe Tiefe hat, lässt sich auch ein strukturiertes Blechband problemlos aufwickeln. Allerdings geraten die Täler 4 und Zwischenrücken 5 dabei unter Zug- bzw. Druckspannung. In Fig. 3 ist in übertriebener Darstellung gezeigt, wie sich dies auf die Struktur des glatten Blechbandes beim Aufwickeln auswirkt. Die Täler 4 und die Zwischenrücken 5 wölben sich beim Aufwickeln jeweils von der ihnen benachbarten Schicht weg, so dass an den Stellen, an denen eine Welle des gewellten Blechbandes kreuzt, keine ganz gerade Anlagelinie entsteht. Dies hat wiederum Vorteile beim Beloten und beim Zusammenlaufen des Lots und führt zu vielen festen Lötverbindungspunkten durch Verdoppelung der Lottaschen 6,7. Mit der beschriebenen Erfindung lassen sich unter Beibehaltung aller Vorteile der bisher bekannten Metallträgergehäuse die Belotungs- und Lötvorgänge vereinfachen und verbessern.

Claims: Metaliträgergehäuse für Abgaskatalysatoren mit Zusatz rillen Patentansprüche 1. Metaliträgergehäuse für Abgaskatalysatoren, bestehend aus spiralförmig aufgewickelten, abwechselnd geschichteten gewellten (2) und im wesentlichen glatten. (3) Blechbändern, wobei die beiden Blechbänder an allen oder einem Teil der Berührungsstellen miteinander verlötet sind, dadurch gekennzeichnet, dass das glatte Blechband (3) in Wickelrichtung oder unge fähr in Wickelrichtung verlaufende Rillen (4), Nuten oder dergleichen Strukturen aufweist. 2. Metallträgergehäuse für Abgaskatalysatoren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rillen (4) bzw. Nuten und dergleichen eine Tiefe aufweisen, die ungefähr der Dicke des glatten Blechbandes (3) entspricht. 3. Metallträgergehäuse für Abgaskatalysatoren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Struktur des Blechbandes (3) aus etwa gleich breiten, im Wechsel angeordneten flachen Tälern (4) und Zwischenrücken (5) besteht. 4. Metallträgergehäuse für Abgaskatalysatoren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Struktur (4, 5) des glatten Blechbandes (3) eingedrückt oder eingeprägt ist. 5. Metallträgergehäuse für Abgaskatalysatoren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Breite der Täler (4) bzw. Zwischenrücken (5) zwischen 3 und 10 mm beträgt. 6. Metallträgergehäuse für Abgaskatalysatoren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass alle Berührungsstellen zwischen den beiden Blechbändern (2, 3) verlötet sind.

Inventors: CYRON, THEODOR, DIPL.-ING.
Applicants: INTERATOM GESELLSCHAFT MIT BESCHRANKTER HAFTUNG
Application year: 1984
Main classification: F01N3
IPC codes: F01N3, B23K1