柔軟な連結点を有するセル状構成要素

专利摘要:
本発明は、複数のチャネル（２）を有し、少なくとも１つの少なくとも部分的に成形されたメタルシート（３）から形成された通気性の本体に関する。このメタルシート（３）は進行方向（４）を有し、かつ、このメタルシート、または少なくとも一つのさらなる平滑なメタルシート（５）またはさらなる成形されたメタルシート（３）を有する上側の連結点（６）および下側の連結点（３７）を備える。本発明によれば、少なくとも上側の連結点（６）または下側の連結点（３７）は湾曲した連結点（３７）を形成し、拡張ジョイント（３８）はその湾曲した連結ライン（３３）の各々の連結点間において形成される。
公开号:JP2011513044A
申请号:JP2010548061
申请日:2009-02-06
公开日:2011-04-28
发明作者:カイ アルトホーファ；ペーター ヒルト；ロルフ ブリュック；ウォルフガング マウス
申请人:エミテック ゲゼルシヤフト フユア エミツシオンス テクノロギー ミツト ベシユレンクテル ハフツング；
IPC主号:B01D53-86

专利说明:

[0001] 本発明は、少なくとも１つの少なくとも部分的に成形されたシートメタル箔（ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄ ｓｈｅｅｔ−ｍｅｔａｌ ｆｏｉｌ）で形成された複数のダクトを有するハニカム体に関する。ここで、このシートメタル箔は成形方向を有し、連結点によって、そのシートメタル箔自体と、あるいは少なくとも１つのさらなる平滑なシートメタル箔、または少なくとも１つのさらなる成形されたシートメタル箔に固定される。この種のハニカム体は、特に、自動車の内燃エンジンの排気システムにおける触媒コンバータの基体として用いられる。]
背景技術

[0002] 内燃エンジン、例えばディーゼルまたは火花点火エンジンの排ガス浄化において、ハニカム体は、特に大きな表面積を有することが有利であり、それによって、流れる排ガスとダクトの壁との間が非常に密接することを確実にする。ダクトの壁で基本的に形成されるこの表面積は、排ガスに含まれる汚染物質の変換を可能にするために、必要であれば適切な異なる触媒でしばしばコーティングされる。]
[0003] この種のハニカム体は、セラミック材料または金属材料から基本的に製造されてもよい。しかしながら、近年では、金属触媒コンバータの基体が特に好まれるようになっている。なぜならば、それにより、非常に薄い材料、例えば、５０μｍ未満、または３０μｍ未満の厚さを有するシートメタル箔を用いて作業することが可能であるからである。このような厚さによって、非常に大きい形状の表面積を提供し、かつ排ガス流がセラミック基板構造に対してハニカム体を流れる場合のその排ガス流の圧力損失を著しく低減する。ここで、さらなる利点は、排ガスシステム（例えば排気管）の残りの部分との非常に簡素な連結が可能となることである。なぜならば、各々の場合において、金属材料は互いに結合されているからである。]
[0004] この種のハニカム構造は、しかしながら、自動車の排気システムにおいて、その使用期間中に複数の異なる負荷を被る。ここで、特に、その部分的に極端な負荷の重ね合わせがそのようなハニカム体の耐久性に永続的に影響を与えることもまた考慮されるべきである。熱負荷等、例えば極端に温度が上昇（１０００℃以上）すると、加熱および冷却の間のかなりの温度変化率、および排ガス流が入り込むときの温度分布は重要な要因となり得る。このことは同様に、機械的負荷にも当てはまり、特に、例えば、最大加速度レベル、固有振動数に関連した励起の周波数範囲、およびまた、ガス脈動の結果としてのガスの動的負荷にも当てはまる。これにより、特に、この種のハニカム体の個々の部品（シートメタル箔、ハウジング等）と、別のものとの連結領域が、特に高い負荷を被りやすいので、絶え間なく変化する、非常に長期に亘る熱負荷および／または動的負荷に耐えることができるようにしなければならないことは明白である。]
[0005] 連結技術は公知であり、ろう付け（ｂｒａｚｉｎｇ ｓｏｌｄｅｒ）（ハンダ片、ハンダ粉末、および／またはハンダペーストとして）が、金属部品を互いに連結させるために、この種のハニカム体の所定の領域に配置される。帯（片）状の環状帯がハウジングとハニカム体のシートメタル箔との間にしばしば形成され、この環状帯は、ハニカム体またはハウジングの、軸長の一部に亘って延びていてもよく、または軸の全長に延びていてもよい。同様に、シートメタル箔を互いに連結するためには、それらが、ハニカム体の軸方向の部分的な領域の全断面に亘って互いに連結されることも考慮され得る。それに加えて、および／またはその代わりに、連結点が形成される複数のダクトを包囲する領域（端部側から見た場合）を形成することも可能である。従って、端部側のパターンを、例えば同心円状の輪、片、三角形等の形で生成することができる。]
[0006] 耐久性に関して、ろう付けのパターン等の設計について複数の異なる提案が既になされているが、しかしながらこれらは自動車の排気システムにおける現状の普及している条件の全てに耐えうることはできない。]
発明が解決しようとする課題

[0007] このことを出発点として考慮すると、本発明の目的は、従来技術で浮き彫りとなった問題を少なくとも部分的に解決することである。特に、自動車の排気システムにおいて、極端な熱および動的負荷の下で、大幅に改善された耐用年数を有するハニカム体を特定することが追求される。ここで、特に、シートメタル箔を互いに連結する点は、より長い耐用年数のために設計されるべきである。このハニカム体は、さらに、相当に改善された熱衝撃特性および改善された振動特性によって区別されるべきである。]
課題を解決するための手段

[0008] 上述の目的は、請求項１の特徴に係るハニカム体によって達成される。従属の請求項はこのハニカム体のさらなる有利な実施形態を特定する。請求項において個々に特定される特徴は、所望の技術的に有意義な方法で互いに組み合わされてもよく、かつ本発明のさらなる実施形態を形成することに留意されたい。その記載は、特に、図面と関連し、本発明をさらに説明し、かつ本発明の特により好ましい設計の変形形を特定する。]
[0009] 本発明に係るハニカム体は複数のダクトを有し、少なくとも１つの少なくとも部分的に成形されたシートメタル箔を用いて形成される。このシートメタル箔は成形（ｐｒｏｆｉｌｅ）方向を有し、かつ、そのシートメタル箔、あるいは少なくとも１つのさらなる平滑なシートメタル箔、または少なくとも１つのさらなる成形されたシートメタル箔に対する少なくとも上側の連結点および下側の連結点を有する。さらに、少なくとも上側の連結点または下側の連結点は湾曲した連結ラインを規定し、湾曲した連結ラインの各々の連結点の間に拡張ジョイント（ｅｘｐａｎｓｉｏｎ ｊｏｉｎｔ）が形成される。]
[0010] ダクトの数については、ハニカム体は、毎平方インチ当りの１００から１０００、特に、２００から６００の範囲のダクト密度（ｃｐｓｉ）で形成されることが好ましい。また、ハニカム体を生成するために、複数の平滑および成形された（例えば波形の）シートメタル箔が用いられることもまた好ましい。この種のシートメタル箔が例えば螺旋状に巻かれることが可能だとしても、このシートメタル箔は、これとは異なる形状、例えば、Ｓ字型、Ｖ字型、Ｗ字型、Ｕ字型、または類似の形状を有することが好ましい。次いで、このシートメタル箔を互いに対して配置することを行い、その結果、これらは、最終的には、ハニカム体の（円形、楕円形、または類似の）断面を均一に埋める。このシートメタル箔は、次いで、様々な位置、いわゆる連結点で、互いに連結される。これらは、好ましくは、ろう付け連結、特に、高温真空のろう付けの連結を含む。それゆえ、成形方向は、通常、最終的な（巻かれるか曲げられた）ハニカム体に関連することは明らかである。]
[0011] 異なる連結点の構成について、成形されたシートメタル箔はある面積の範囲（ａｒｅａｌ ｅｘｔｅｎｔ）を有することに留意し、２つの表面は上側および下側と見なしてもよい。連結点は、上側または下側のいずれかのみに提供されてもよいが、連結点は、その上側および下側の両方に規則正しく提供される。隣接のシートメタル箔の部分（断面）は、接続技術により、その両側を介して互いに連結されるので、結合が実現される。次いで、下側および／または上側の連結点を配置することを行い、ハニカム体（曲げられ、および／または巻かれた状態）は、少なくとも１つの、好ましくは主に、そして特に、湾曲した連結ラインのみを形成する。この連結ラインは、特に、肋材のような形状、鎌形形状、円弧形状等で形成される。１種類の連結点の少なくとも１つの連結ラインの配置構成は、その連結ラインが最大で、ハニカム体の一端から他端に延在するのが好ましい。その少なくとも１つの連結ライン（ハニカム体の断面から見て）が、ハニカム体の中央軸またはハニカム体の端部のいずれとも接触しないことが好ましい。連結ラインの湾曲は、少なくとも１つの連結ラインの場合、その範囲（広がり）に亘って可変でもよいが、ハニカム体自体の半径よりも大きい曲率半径が有利だと考えられる。特別な場合において、連結ラインは、例えば、下側連結点の連結ラインと交差するために、上側の連結点の連結ラインと交差することもまた可能であってもよい。]
[0012] しかしながら、連結ライン自体は、シートメタル箔の部分の剛性の連結を構成しないが、それらの範囲（広がり）は、連結点の間の拡張ジョイントのために、その動作の間、むしろ変化してもよい。拡張ジョイントは、それゆえ、特に、隣接するシートメタル箔の部分の連結が提供されないライン部分を構成し、シートメタル箔はこのように適切な場合、互いに離れる方向に移動し、拡大されたセルを形成する。連結ライン上に配置構成された連結点および拡張ジョイントは、交互になるように提供されることが好ましく、拡張ジョイントのそのような割合が、有利にも、連結ラインの全体の範囲に亘って行き渡っている（ハニカム体の曲げられたかまたは巻かれた状態において見た場合）。]
[0013] 明確にするために、実際には、本明細書には、「連続した」ラインは存在せず、本明細書において特定される「連結ライン」は、（実際の）一連の連結点の（形状的または想像上の）連結であることが指摘される。一般に、少ない数の連結点は、当業者に対して、その連結ラインを容易に見て分かるようにしている。全ての（内部の）連結点は（正確に）１つの連結ラインを規定することは、特に好ましくチェックされるべきである。例えばシートメタル箔の変形または連結点の不正確な製造に起因する許容誤差（ばらつき）は、やはりここで、自ずと許容されるべきである。連結の欠陥もまた、概して考慮されるべきではない。なぜなら、これらの欠陥は、（欠陥がない場合の）本発明に従って実現されるハニカム体の柔軟な挙動に有意の影響を有さないからである。]
[0014] さらに、上側の連結点で構成された少なくとも１つの湾曲した連結ラインおよび下側の連結点で構成された少なくとも１つの湾曲した連結ラインが提供されることが、各半径方向に当てはまるように設計されるハニカム体が提案される。言い換えれば、このことは、ハニカム体の中央の軸から縁部への任意の半径方向の経路が、上側の連結点で構成された湾曲した連結ラインを少なくとも一度交差し、かつ下側の連結点で構成された湾曲した連結ラインを少なくとも一度交差することを特に意味する。ハニカム体の少なくとも一つの円周部分が好ましくは存在し、ここで３つ以上の連結ラインが交差され、特に、最大４つの連結ラインが交差され、ここで、それらの連結ラインは、上側の連結点および下側の連結点が交互となって構成されることが、特に好ましい。]
[0015] さらに、ハニカム体において、隣接する全ての連結ラインが上記成形方向において互いに一定の間隔を有する場合もまた有利である。このように、製造出費は同様に低く抑えることができ、それにもかからわずハニカム体の高い柔軟性を得ることができる。このことはまた、上側および下側の連結点の全てが、上記成形方向において、シートメタル箔の隣接する連結点に対して同様の間隔を有することを特に意味する。]
[0016] ハニカム体は複数の連結ラインを有することが好ましく、連結ラインは、以下の特徴のうちの少なくとも１つを有する：
少なくとも２つの連結ラインの湾曲（曲率）が互いに異なる、
少なくとも１つの連結ラインの湾曲は、連結ラインの範囲（長さ、全長）に亘って変化する、
連結点によって画定された連結点の大部分は、縁部に対して、かつハニカム体の軸に対して、オフセットをとって位置する、
ハニカム体の両端側における連結ライン（形、位置）は一致しない（合同ではない）、
上側の連結点によって規定された連結ラインは、下側の連結点によって規定された連結ラインとは、少なくとも湾曲および／または範囲について異なる。]
[0017] 上述の特徴の少なくとも２つまたは３つが好ましくは一緒に提供される。ここで、湾曲とは、特に、連結ラインの（局所的に平均化された）曲率半径のことをいう。連結ラインは「一致しない」とは、特に、以下でさらに詳細に説明されるように、連結点が端部側のみに近接して形成される実施形態のことをいう。このことは、連結ラインが、ハニカム体の軸の方向において、少なくとも異なる位置、湾曲、または範囲を有することを特に意味する。位置、湾曲、および範囲が互いに異なることは特に好ましい。]
[0018] 上述のハニカム体において、シートメタル箔（最終的に、すなわち組み立てられた位置において）は、上記成形方向（すなわち、例えば、Ｓ字型に沿って）見た場合、各々の場合に互いに対する間隔が少なくとも２０ｍｍである連結点を有することが特にここで提案される。好ましい設計の変形形において、この間隔はさらに、少なくとも６０ｍｍ、またはさらに、９０ｍｍである。ここで、しかしながらその間隔は有利には、通常、１５０ｍｍ以下で選択されるべきである。ここで「間隔」とは、１つのシートメタル箔と同様のもう１つのシートメタル箔との間に形成された２つの隣接する連結点の間の距離、すなわち、片側（上側のみ、または下側のみ）のみから見た場合である。このことは、最終的に、２つの直接に隣接するシートメタル箔の間の連結点が相対的に離れて存在し、それゆえ、特に、成形されたシートメタル箔が、その隣接するシートメタル箔の異なる特性を補うことができるといった効果を有する。]
[0019] このハニカム体におけるシートメタル箔の方向または形状によれば、直接に隣接する連結点または連結ラインがこのハニカム体の半径方向において形成されないということが、同様に考慮されるべきことが好ましい。言い換えれば、このことは、隣接するシートメタル箔の連結点が半径方向に並んで配置されるのではなく、むしろ、互いに間隔を空けて配置されている、すなわち、隣接するシートメタル箔はそれらの間に、接触点を有さない接触領域を形成し、ここで、そのシートメタル箔は、互いに（単に）接している（連結ライン内の拡張ジョイントおよび／または連結ライン間の拡張領域）ことを特に意味する。この構成は、中央から全ての可能な半径方向（３６０度）のうちの、そして、有利には、その中央からハウジングまでのハニカム体の全範囲に亘って、少なくとも８５％において実現され、これは特に、その半径方向のうちの９５％より多く、またはさらに９９％より多く、提供されることが好ましい。このさらなる条件に見合うために、適切な場合、連結点の間隔を相応に適合させる必要があり、その結果、その間隔は、概して１つの層において一定でない。]
[0020] １つの改良によれば、ハニカム体は、少なくとも１つのスタックにおいて、複数の成形されたシートメタル箔および平滑なシートメタル箔で形成され、これらの箔は巻かれるか曲げられて、複数の層となるように構成され、それにより、ハニカム体を形成し、半径方向において、隣接する層は連結点を交互に有する。言い換えれば、このことは、層が、１つの平滑なシートメタル箔および１つの成形されたシートメタル箔で形成されることを意味する。成形されたシートメタル箔（スタック内に配置された）を考慮すると、この成形されたシートメタル箔は、片側において、同じ層の平滑なシートメタル箔と、かつ、もう片側において、隣接する層の隣接する平滑なシートメタル箔と接触する。]
[0021] ここで、連結点は、交互に、平滑なシートメタル箔の１つに形成される（すなわち、交互の上側および下側の連結点）ことが提案される。ここで、その間隔は、その同様のシートメタル箔（シートメタル箔の上側または下側）に形成された２つの連結点の間において、再び決定される。連結点の交互の配置により、隣接するシートメタル箔が、互いに相対的に、特に大きい範囲で移動することが可能となり、特に、まず、その成形方向に、かつまた同時に、その半径方向に、または、その成形方向と直交する方向に移動することが可能となる。この移動についての高度な柔軟性は、使用の際のこの種のハニカム体の内部変形の特性を支援し、かつ連結点への負荷を相当に低減させる。]
[0022] さらに、連結点は、連結方向に互いに隣接する構造の頂部において、最大で２つのろう付け連結点を用いて形成されることがここでまた提案される。しかしながら、特に好ましい場合において、各連結点、または連結点の大部分は、ハニカム体において、正確に、単一のろう付け連結を有しているので、間隔は、上述の個々の構造の頂部からのシートメタル箔の成形の両方向において提供される。正確に単一のろう付けの連結を提供する場合、その連結ラインは、従って、２つのろう付け連結を有する変形形よりも薄い。２つのろう付けの連結の提供は、例えば、製造ばらつき（許容誤差）が各ろう付けの正確な位置付けを保証しない場合における安全対策として役立つのみである。しかしながら、製造の観点から、連結点を生成するために、正確に単一のろう付け連結の提供により安全性を提供することができるならば、これは負荷性能、およびそれゆえ、改善された耐久性については十分である。特に、２つのろう付けの連結（介在距離無しで）は、上記成形方向において、最大３ｍｍ、特に、僅か１．８ｍｍの連結点を形成する。ここで、上記成形方向における単一のろう付け連結の連結点は、シートメタル箔の成形方向において、最も大きいダクトのおよそ３０％から５０％に好ましくは対応する。]
[0023] ハニカム体のさらなる実施形態において、少なくとも１つの少なくとも部分的に成形されたシートメタル箔は、隆起部および陥没部を有する構造を有し、連結点は、成形方向において、隆起部および陥没部上において、外側に交互に形成される。連結点は、各々の場合において、隣接箔として、隆起部または陥没部に形成され、すなわち、特に、隆起部および／または陥没部の中央は、連結なしで形成され、隣接のシートメタル箔に実際に直接に接することが特に好ましい。それゆえ、特に、互いに接触する隣接のシートメタル箔のクロッチ（ｃｒｏｔｃｈ）は、ろう付け材料で実質的に満たされたろう付け領域である。単一の隆起部または陥没部における上述の２つのろう付け領域は、１つのろう付け連結と呼ばれる。]
[0024] 特にこの連結において、上記成形方向における連結点の間の間隔が少なくとも１５個の構造の頂部を有することが有利と考えられる。言い換えれば、このことは、連結点が隆起部（上側の）に提供される場合、隣接する１５個の隆起部（特に、隣接する２０個の構造の頂部かそれ以上）がここで、対応する連結点無しで形成される。成形されたシートメタル箔と平滑なシートメタル箔との間のハニカム体における全ての連結点が、このルール（必要であれば、ハニカム体の縁部および／または中央領域を例外とする）に従うこともまた好ましい。これにかかわらず、別のシートメタルとの連結点が、より短い距離で離れた、隣接する陥没部（下側の）に提供されることが可能である。隆起部および陥没部上の連結点の位置付けは、互いに対しておよそ中央に位置合わせされることが好ましく、ここで、一部の状況下では、これは、同時に、直接に隣接する連結点が、曲げられるか巻かれたハニカム体の半径方向において提供されないように適合されるべきである。]
[0025] さらに、連結防止手段は、少なくとも、ハニカム体の上述の成形方向または軸の方向における連結点の間に、少なくとも部分的に提供される、ハニカム体が提案される。これは、ろう付けの連結が、所望の領域のみに実際に生成され、すなわち、ろう付け（ｂｒａｚｉｎｇ ｓｏｌｄｅｒ）が所望されない領域になされることを防ぐことを保証することが特に意図されている。従って、シートメタル箔および／またはハウジングのうちの少なくとも１つが、ろう付けを位置付けるために、ろう付けおよび／または接着剤の接着を防ぐ保護層を備えることも可能である。このため、シートメタル箔および／またはハウジングの金属のセラミックコーティングおよび／または酸化物に、特に考慮が払われる。同様に、シートメタル箔が、ハニカム体の製造工程に供給される前に、前もって酸化させることも可能である。ここで、各平滑なシートメタル（のみ）が、酸化アルミニウムでできた上層（適切な場合、両側に）を有することが特に好ましい。ろう付けによる連結は、所望の連結点の領域においてのみ可能となる（例えば、酸化物層の部分的な除去、および／または、ろう付けに対する、部分的な連結に適した連結防止手段の構造によって）。この連結防止手段はまた、ハニカム体の使用の際の挙動に著しく影響を及ぼす拡散した連結（ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ）が所望の連結点の間に形成されないことを保証するのに役立つことを意味する。]
[0026] 柔軟性および改善された熱衝撃の特徴におけるさらなる向上のために、連結点は、最大１５ｍｍのダクトの延びる方向における幅を有することがまた提案される。このことは、連結点が、ハニカム体の両端部側のみに接近して形成されていること（例えば、最大３ｍｍ、特に、最大わずか１ｍｍの端部側までの距離）を特に意味する。従って各連結点は、好ましくは、最大で１５ｍｍ、好ましくは、７ｍｍ未満、さらには３ｍｍ未満の幅を有する。従って、その端部側の両方において、シートメタル箔が、各々の場合において、片側および／またはもう一方の片側において、同じ構造の頂部で、連結点を形成することが好ましい。それゆえ、最大３０ｍｍの軸幅が全長で提供可能であるが、この全長の幅（同じダクトの個々の端部側領域における幅の追加）は好ましくは１２ｍｍ未満である。これはまた、言い換えれば、シートメタル箔が連結無しで完全に、互いに接する、すなわち、特に、ろう付け無しで、介在領域において接することを意味し、この介在領域は、例えば、ハニカム体の長さの８０％より長くなってもよい。]
[0027] さらに、ハニカム体が軸の方向に長さ（全長）を有し、連結点が少なくとも１つの端部側から、その長さの最大で２０％のハニカム体の領域に配置されることもまた有利であると考えられる。連結点が、両端部側に接近して配置され、両領域が共に、その長さの最大で２０％になることが特に好ましい。]
[0028] この種のハニカム構造は、流入側において、プラス（ｐｏｓｉｔｉｖｅ）の熱衝撃を、かつ流出側においてマイナスの（ｎｅｇａｔｉｖｅ）の熱衝撃を被ることが見出されている。このことは、プラスの熱衝撃が半径方向の圧縮応力を生成し、この応力は、ろう付け点が分散した配置であるため、例えば、シートメタル箔の捩れによって効果的に補われ得る。他方で、例えば、半径方向の引張応力は流出側において行き渡っており、この半径方向の引張応力は、ここで提案されているろう付けパターンによって、同様に効果的に補われ得る。このことにもかかわらず、連結点を含む少なくとも１つの軸の一部の領域または断面はまた、他の位置、例えば、ハニカム構造の軸の中央の領域に提供されてもよい。]
[0029] 高度の柔軟なハニカム構造のハウジングへのしっかりとした連結は、このハニカム構造が、全ての金属層によって、かつそのハニカム構造の範囲全体に亘ってハウジングに連結されることで得られることができる。全ての金属層が、各々の場合において、それらの端部側の両方で、ハウジングに接するように構成され、それにより、好ましくは、それらの端部の範囲全体に亘って、ろう付けによる連結により、そのハウジングに連結されることが特に好ましい。]
[0030] 金属層をハウジングに連結するためのろう付け材料を節約するために、例えば、環状片（ｅｎｃｉｒｃｌｉｎｇ ｓｔｒｉｐ）のパターンが有利であり得、従ってここで、ハニカム構造は、全ての金属層により、ハニカム構造の範囲全体の一部に亘って、ハウジングが連結される。特に、両端部および／または軸の中央の領域における環状片は、好ましくは、ここで提案されている５ｍｍから１０ｍｍの幅を有して、有利であってもよい。その幅が、ハニカム構造の軸の範囲の関数として、例えば、その範囲の５％から３０％の範囲で、選択されることが特に好ましい。]
[0031] 縦断面においてハニカム体の断面を考慮すると、シートメタル箔の複数の接触点が形成され、これらの接触点のうちの最大２０％（例えば、成形されたメタルシート箔および平滑なシートメタル箔の隆起部／陥没部の間の全ての接触点）、特に、最大１０％、さらにはわずか５％で連結されることが特に好ましい。]
[0032] １つの有利な改良において、ハウジングが提供され、ハニカム体は少なくとも１つのスタックを用いて形成され、少なくとも１つのスタックは、Ｓ字型に巻かれた複数の成形されたシートメタル箔および平滑なシートメタル箔であり、全てのシートメタル箔はさらに、それらの箔の２つの端部がハウジングのその内側においてハウジングと接し、ハニカム体の軸の方向の部分（断面）において、ハウジングに連結される。ここで、シートメタル箔のＳ字型の成形方向は特に有利であるとして提案されており、なぜならば、このように、全てのシートメタル箔の端部がハウジングと接することができるからである。ここでハウジングとのしっかりとした連結が、特に、ハウジングの長さの少なくとも８０％となる部分に亘って提供されるので、ハウジング自体におけるハニカム体の固定が保証される。シートメタル箔の端部は、従って、堅固にかつ恒久的にハウジングに固定され、他方で、シートメタル箔同士の相対的な、対応する位置ズレによって、シートメタル箔の異なる熱挙動および動的挙動の補填が内部で保証可能である。]
[0033] この種のハニカム体は、排ガス後処理ユニットにおいて、特に、自動車の排ガス後処理ユニットにおいて特に好ましい。]
[0034] 本発明の特に好ましい設計の変形形および技術分野を、図面を元にしてここでさらに詳細に説明する。図面に示される例示的な実施形態は本発明を限定することを意図していないことに留意されたい。図面は概略的に示される。]
図面の簡単な説明

[0035] 図１は排気システムを有する自動車である。
図２はハニカム体の設計の変形形の断面図である。
図３は本発明に係るハニカム体のためのスタックの第１の詳細である。
図４はハニカム体のためのスタックの別の設計の変形形のさらなる詳細である。
図５は本発明に係るハニカム体の実施形態の端部側の平面図である。] 図１ 図２ 図３ 図４ 図５
実施例

[0036] 図１は自動車２６のモバイル（ｍｏｂｉｌｅ）排気システムの設計を概略的に示す。自動車２６は、例えば火花点火またはディーゼルエンジン等、内燃エンジン３０を有する。その中で燃焼する燃料は、対応の排気ライン２９を介して排気ガス処理ユニット２５へ、排気ガスとして導かれる。そこで、排気ガスに含まれる汚染物質が少なくとも部分的に変換されて、最終的に、比較的無害の排ガス成分のみが大気に流れ出る。その種の排気システムにおける排気ガス処理ユニット２５の数、種類および／または位置は、多くの点で様々であってよいことは明らかであり、従って、ここで示しているものは、例示に過ぎず、本発明に係るハニカム体１のための可能な実施形態を示すものであり、それはここで排気ライン２９において示されている。] 図１
[0037] ハニカム体１の設計は例えば図２から見ることができる。図２は、（円筒形の）ハニカム体１の、ハニカム体の軸２０に沿った断面を示す。ハニカム体１は、特に金属管として形成されたハウジング２２により、その内外が区切られている。このハウジング２２の内部には、ハニカム体１が複数のダクト２を有して形成されている。（別々の、少なくとも部分的に相互に分離した）ダクト２は、２つの端部側２１の間に延在し、かつ互いに実質的に平行して配置されている。ここで、ダクトの延びる方向１７は軸２０と実質的に平行であり、特に、ハニカム体１の全長１９に亘っている。このことは必ずしも自明であるというわけではなく、特に、ダクトの延びる他の方向１７を設けることも可能である。また、ダクトの壁は必ずしも直線的ではなく、（例えば、ガイド面のような）形状がその軸の方向に設けられることも可能であり、および／または、隣接するダクト２を連結する開口部が設けられることも可能である。] 図２
[0038] ハニカム体１のダクト２は、活性触媒コーティング３６がしばしば備わっており、その結果、ここで流れ方向２７に流れる排ガスが触媒と接触し、同時にダクト２を介して流れる。このため、乱流点および／または静穏領域をダクト２に、またはダクト２内に設けることが可能であり、その乱流点および／または静穏領域は排ガスとダクトの壁との接触を向上させる。]
[0039] ケーシング連結部３１が、ハニカム体１とハウジング２２との間で（好ましくはろう付け連結として）形成され、特に、ハニカム体１の長さ１９に（ほぼ）対応する連続する部分２４に亘って形成される。これにより、特に、ハニカム体１を構成するために提供された全てのシートメタル箔がハウジング２２にしっかりと連結されることを確実にする。]
[0040] ２つの端部側２１の近くにおいて、連結領域が、網掛けによって各々示されている。全領域がここで網掛けされるとしても、上述の領域において、連結点は、各々の場合においてのみ、より広く分布するように、かつ互いにオフセットをとって配置されることは明確にされるべきである。ここで、それらの連結点は、最大１５ｍｍ（より好ましくは最大５ｍｍ）の最大幅１８に亘って端部側２１に延在する。]
[0041] 図３は、成形されたシートメタル箔３および平滑なシートメタル箔５でできた複数の層１０を有するスタック９を示す。ここで、スタック９は、未だ巻かれてない状態で示されて、すなわち、実質的に、直線の成形（ｐｒｏｆｉｌｅ）方向４を有している。また、異なる網掛けを用いて、シートメタル箔の連結点６が互いに示されている。このような連結点６（ろう付け連結）の形成が、ハウジングの内部において組み立てられた状態、すなわち巻かれた状態を最初に生じ、図３は特に接着剤の位置を示し、その接着剤に、例えば、粉末のろう付けが、巻かれる（ｃｏｉｌｉｎｇ）プロセスの後に配置される。このろう付けは、最終的に、ここで例示的および図示的に示される成形されたシートメタル箔３に対して上側の連結点６および下側連結点３７を形成するのに役立つ。図３の底部において、同一の下側連結点３７、すなわちここで、より下の平滑なシートメタル箔５との連結点３７が、少なくとも２０ｍｍの成形方向４において特定の間隔７を維持することが示される。スタックにおける各々の連結点間の同じ間隔７はまた、例えば、最終的なハニカム体１における成形方向４において、互いに一定の間隔７を有する全ての隣接する連結ライン３３を生じる。またここで図から理解できるように、好ましくは、他の（上側）シートメタル箔との上側の連結点６（より黒い点で図示される）は、上述の下側の連結点３７（より明るい点で図示される）の間の中央に配置される。] 図３
[0042] 図４はここで変形形を示し、各々の連結点６、３７が、隣接する構造の頂部（ｅｘｔｒｅｍａ）１２、すなわち、隆起部１４または陥没部１５のいずれかにある２つのろう付け連結点１１で形成されている。成形されたシートメタル箔３の構造１３の複数の構造の頂部１２は、連結点６、３７の間に設けられる。この接合点において、同一の連結点（同じ色で図示された連結点）の間の構造の頂部１２の数は、例示によってここで図示されるものよりも、通常、かなり多いことが留意されるべきであり、特に、少なくとも１５個の構造の頂部がその間にある。] 図４
[0043] さらに、図４から理解できるように、平滑なシートメタル箔５は、連結防止層１６が備わっている。この連結防止層１６が平滑なシートメタル箔５の上側３４および下側３５に提供されることが好ましいとしても、例外的な状況において片側への酸化被膜の提供で事足りる場合がある。いずれにせよ、金属シートメタル箔の連結が、例えば、拡散の結果、防止され、それにより、相対的に大きなセル（ｃｅｌｌ）２８が、負荷下で形成可能であることもまた確実にされるべきである。言い換えれば、設計ルールとして、上述のような種のセル２８は、例えば、平滑なシートメタル箔５の一部および成形されたシートメタル箔３の一部で形成され、このセル２８は２つの同一の連結点（ここでは下側の連結点として示される）によって画定され、さらに、成形されたシートメタル箔３によって形成されたそのセルの境界は、少なくとも１５個の構造の頂部１２で形成されることを提供することが可能である。これは、特に高い度合いでのセル２８の変形、または隣接するシートメタル箔の柔軟な配置構成を、特に、成形方向４およびまたそれに直交する方向の両方において提供する。] 図４
[0044] 図５は、ここで、ハニカム体１の例示的な実施形態のために、断面４０としてろう付けパターンを示す。ハニカム体１は、複数の平滑なシートメタル箔５および複数のＳ字型に構成された成形されたシートメタル箔３で形成されている。シートメタル箔の層１０の全ての端部２３、またはシートメタル箔自体は、ここで、ハウジング２２に対して外側にあり、すなわち縁部３９に位置する。複数のダクト２はここで、平滑かつ波形のシートメタル箔によって形成されている。] 図５
[0045] ろう付けのパターンに関して、上側の連結点６（明るい点によって示される）および下側の連結点３７（暗い点によってここで示されている）は、各々の場合において、湾曲した連結ライン３３を形成し、拡張ジョイント３８は、その湾曲した連結ライン３３の個々の連結点の間に形成されていることが理解できる。拡張ジョイント３８の割合は、ここで、連結ライン３３の全範囲４１に対して多くを占めている。すなわち、特に、８０％よりもかなり大きい。このことから理解できるように、上側の連結点６からなる少なくとも１つの湾曲した連結ライン３３および下側の連結点３７からなる少なくとも１つの湾曲した連結ライン３３が提供されることは、ハニカム体１の各半径方向８に当てはまる。ここで強調された円周部分４２において、最大４つの連結ライン３３が、中心から縁部３９の経路において交わっており、また、異なる種の連結ライン３３が交互に交わることも可能である。ここで、連結ライン３３は、半径方向８に続くのではなく、主に、中央領域３２に近接する点から縁部３９へと伸びる。]
[0046] 図５はまた、直接に隣接する連結点６、３７または連結ライン３３が、ハニカム体１の半径方向８に形成されていないことを明らかにしている。半径方向８において見た場合、拡張領域４３が連結ライン３３の間に形成されており、この拡張領域４３により、連結ライン３３の間に配置されたシートメタル箔部分を互いに相対的に動かすことができる（連結のない領域）。中央領域３２において、相対的にわずかな連結点（外側の環状の領域に対して）が形成されている。連結点をマークすることについて、黒い点は、例えば、上側（上側の連結点６）への連結点を意味し、白い点は、成形されたシートメタル箔３（これはしばしば基準として考慮される）の下側（下側の連結点３７）への連結点を意味することに留意されたい。スタックにおける個々の連結点は巻かれた状態の連結ライン３３を形成し、ここで明瞭に理解できるように、ハニカム体の半径方向８において、各々の場合、直接に隣接する連結点が形成されず、むしろ、連結領域のないシートメタル箔がその間に常に形成される。ここで、上側の連結点６および下側の連結点３７は半径方向８において交互になっている。ここで図示された変形形において、成形されたシートメタル箔３と平滑なシートメタル箔５との間におけるあらゆる可能な連結点の２０％のみが互いに連結される。別々にそれらの連結点を考慮すると（各々の連結点は次いで２つのろう付け点で形成される）、連結の比率は１０％の低さである。結果として、端部側において、大きな面積の領域がろう付けされることはもはや無く、むしろ単に略図的にここで示されている連結点６、３７が、各々の場合において、鎌形または湾曲した連結ライン３３を形成することはここで理解可能である。] 図５
[0047] １ハニカム体
２ダクト
３成形されたシートメタル箔
４成形方向
５ 平滑なシートメタル箔
６ 上側の連結点
７ 間隔
８半径方向
９スタック
１０ 層
１１ろう付け連結点
１２ 構造の頂部
１３ 構造
１４隆起部
１５陥没部
１６連結防止手段
１７ ダクトの延びる方向
１８ 幅
１９ 長さ
２０ 軸
２１ 端部側
２２ハウジング
２３ 端部
２４ 部分
２５排気ガス処理ユニット
２６自動車
２７ 流れ方向
２８セル
２９排気ライン
３０内燃エンジン
３１ケーシング連結部
３２中央領域
３３連結ライン
３４ 上側
３５ 下側
３６コーティング
３７ 下側の連結点
３８拡張ジョイント
３９ 縁部
４０ 断面
４１ 範囲
４２円周部分
４３ 拡張領域]

权利要求:

請求項1
複数のダクト（２）を有し、少なくとも１つの少なくとも部分的に成形されたシートメタル箔（３）で形成されたハニカム体（１）であって、前記シートメタル箔（３）は、成形方向（４）を有し、かつ、前記シートメタル箔（３）自体、あるいは少なくとも１つのさらなる平滑なシートメタル箔（５）または少なくとも１つのさらなる成形されたシートメタル箔（３）に対する上側の連結点（６）および下側の連結点（３７）を有し、また、少なくとも前記上側の連結点（６）または前記下側の連結点（３７）は湾曲した連結ライン（３３）を規定し、拡張ジョイント（３８）が前記湾曲した連結ライン（３３）の各々の連結点の間に形成される、ハニカム体（１）。
請求項2
前記ハニカム体（１）は複数の連結ライン（３３）を有し、前記連結ライン（３３）は、以下の特徴のうちの少なくとも１つを有する：少なくとも２つの前記連結ライン（３３）の湾曲が互いに異なる、少なくとも１つの前記連結ライン（３３）の湾曲は、前記連結ライン（３３）の範囲（４１）に亘って変化する、前記連結点（６、３７）によって画定された前記連結ライン（３３）の大部分は、縁部（３９）に対して、かつ前記ハニカム体（１）の軸（２０）に対して、オフセットをとって位置する、前記ハニカム体（１）の対向する端部側（２１）における前記連結ライン（３３）は一致しない、前記上側の連結点（６）によって規定された前記連結ライン（３３）は、前記下側の連結点（３７）によって規定された前記連結ライン（３３）とは、少なくとも湾曲および／または範囲（４１）について異なる、請求項１に記載のハニカム体（１）。
請求項3
前記上側の連結点（６）で構成された少なくとも１つの湾曲した連結ライン（３３）および前記下側の連結点（３７）で構成された少なくとも１つの湾曲した連結ライン（３３）が提供されることが、前記ハニカム体（１）の各半径方向（８）に当てはまる、請求項１または請求項２に記載のハニカム体（１）。
請求項4
隣接する全ての前記連結ライン（３３）は、前記成形方向（４）において、互いに一定の間隔（７）を有する、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のハニカム体（１）。
請求項5
少なくとも１つのスタック（９）が、複数の前記成形されたシートメタル箔（３）および平滑なシートメタル箔（５）で形成され、これらの片は巻かれるか曲げられて、複数の層（１０）となるように構成され、それにより、前記ハニカム体（１）を形成し、隣接する前記層（１０）は、前記半径方向（８）において、前記連結点（６）を交互に有する、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のハニカム体（１）。
請求項6
前記連結点（６）は、前記成形方向（４）に互いに隣接する構造の頂部（１２）において、最大で２つのろう付け連結点（１１）を用いて形成される、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のハニカム体（１）。
請求項7
前記少なくとも１つの少なくとも部分的に成形されたシートメタル箔（３）は、隆起部（１４）および陥没部（１５）を有する構造（１３）を有し、前記連結点（６）は、前記成形方向（４）において、前記隆起部（１４）および前記陥没部（１５）上において、外側に交互に形成される、請求項１から請求項６のいずれか一項に記載のハニカム体（１）。
請求項8
前記成形方向（４）における前記連結点（６）間の前記間隔（７）は、少なくとも１５個の構造の頂部（１２）を含む、請求項７に記載のハニカム体（１）。
請求項9
連結防止手段（１６）は、少なくとも、前記ハニカム体（１）の前記成形方向（４）または軸（２０）の方向における前記連結点（６）の間に、少なくとも部分的に提供される、請求項１から請求項８のいずれか一項に記載のハニカム体（１）。
請求項10
前記連結点（６）は、最大１５ｍｍのダクトの延びる方向（１７）における幅（１８）を有する、請求項１から請求項９のいずれか一項に記載のハニカム体（１）。
請求項11
前記ハニカム体（１）は、前記軸（２０）の方向に長さ（１９）を有し、前記連結点（６）は、少なくとも１つの前記端部側（２１）から、前記長さ（１９）の最大で２０％の前記ハニカム体（１）の領域に配置される、請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載のハニカム体（１）。
請求項12
ハウジング（２２）が提供され、前記ハニカム体（１）は少なくとも１つのスタック（９）を用いて形成され、前記少なくとも１つのスタック（９）は、Ｓ字型に巻かれた複数の前記成形されたシートメタル箔（３）および平滑なシートメタル箔（５）であり、全ての前記シートメタル箔（３、５）は、さらに、それらの片の２つの端部（２３）が前記ハウジング（２２）のその内側において前記ハウジング（２２）と接し、かつ前記ハニカム体（１）の軸（２０）の方向の部分（２４）において、前記ハウジング（２２）に連結される、請求項１から請求項１１のいずれか一項に記載のハニカム体（１）。
請求項13
請求項１から請求項１２のいずれか一項に記載の少なくとも１つのハニカム体（１）を有する、排気ガス処理ユニット（２５）。
請求項14
請求項１３に記載の少なくとも１つの排気ガス処理ユニット（２５）を有する自動車（２６）。