專利名稱：具有柔性連接部位的蜂窩體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有多個(gè)通道的蜂窩體，該蜂窩體由至少一個(gè)至少部分具有一定 結(jié)構(gòu)的薄板(Blechfolie)形成。在此，所述薄板具有一延伸方向，并通過連接部位與該薄 板本身或與至少一個(gè)另外的平滑薄板或具有一定結(jié)構(gòu)的薄板彼此固定。這種蜂窩體尤其是 作為催化劑載體應(yīng)用在車載發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣系統(tǒng)中。
背景技術(shù)：
在發(fā)動(dòng)機(jī)、例如壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)或火花點(diǎn)火式發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣凈化系統(tǒng)中，蜂窩體的 優(yōu)點(diǎn)是表面特別大，從而確保穿流該蜂窩體的排氣流與通道壁之間的非常密切的接觸。基 本上由通道壁形成的所述表面規(guī)則地涂覆有合適的、可能不同的催化劑，以便能轉(zhuǎn)化包含 在排氣中的污染物。原則上，這種蜂窩體可由陶瓷材料或金屬材料制成。但近年來金屬催化劑載體 尤其出眾，因?yàn)樵谶@種情況下可以使用非常薄的材料，例如厚度小于50 μ m或者甚至小于 30 μ m的薄板來進(jìn)行加工。由此使幾何表面非常大，與陶瓷載體結(jié)構(gòu)相比在蜂窩體被穿流時(shí) 排氣流的壓力損失明顯更小。另外的優(yōu)點(diǎn)在于，在這種情況下同樣能夠(將蜂窩體)非常 簡(jiǎn)單地連接在其余的排氣系統(tǒng)(例如排氣管)上，其原因是各金屬材料(能)彼此結(jié)合。然而，在車載排氣系統(tǒng)中這種蜂窩結(jié)構(gòu)在其使用周期內(nèi)承受多種不同的負(fù)荷。在 此還應(yīng)考慮到，正是這些局部(有時(shí))極端的負(fù)荷的疊加對(duì)這種蜂窩體的耐久性產(chǎn)生持續(xù) 影響。因此，一個(gè)重要因素便可以是熱負(fù)荷，例如極端的溫度峰值(高達(dá)1000°c以上)、在 加熱和冷卻時(shí)顯著的溫度變化速度以及流入的排氣流的溫度分布。在機(jī)械負(fù)荷方面、亦即 例如最大加速水平、與固有頻率相關(guān)的激勵(lì)頻率范圍以及在由氣體脈動(dòng)引起的氣體動(dòng)力負(fù) 荷方面，同樣如此。由此可見，正是這種蜂窩體的各單獨(dú)部件(薄板、殼體等)彼此間的連 接區(qū)域承受特別高的負(fù)荷，所述連接區(qū)域應(yīng)盡可能長(zhǎng)時(shí)間地承受持續(xù)變化的熱負(fù)荷和/或 動(dòng)力負(fù)荷。已知如下的連接技術(shù)，其中為了將金屬部件相互連接，將焊料(焊料薄板、焊料粉 末和/或焊料膏)放置在這種蜂窩體的確定區(qū)域中。在蜂窩體的薄板和殼體之間規(guī)則地形 成條狀的環(huán)繞區(qū)，其中，所述條狀的環(huán)繞區(qū)可以在蜂窩體或殼體的部分軸向長(zhǎng)度或整個(gè)軸 向長(zhǎng)度上延伸。為了將薄板相互連接同樣已知的是，在蜂窩體的部分軸向區(qū)域中、在整個(gè)橫 截面上使所述薄板相互連接。附加和/或替代于此，也可以形成(在端側(cè)觀察的)包括多 個(gè)通道的區(qū)域，在這些區(qū)域中實(shí)現(xiàn)連接。由此產(chǎn)生端側(cè)圖案，例如同心環(huán)類型、條類型、三角 形類型等等的圖案。盡管已為這種釬焊圖的設(shè)計(jì)提出了多種不同的建議，但是它們?cè)谀途眯苑矫娑疾?能經(jīng)受住所有在機(jī)動(dòng)車排氣系統(tǒng)中目前存在的條件。

發(fā)明內(nèi)容
基于此，本發(fā)明的目的在于，至少部分地解決在背景技術(shù)部分中描述的問題。尤其是提出一種蜂窩體，該蜂窩體在機(jī)動(dòng)車排氣系統(tǒng)中的極端熱加載和動(dòng)力加載下具有明顯改 善的使用壽命。在此，為了延長(zhǎng)使用壽命尤其是對(duì)薄板相互間的連接部位進(jìn)行設(shè)計(jì)。該蜂 窩體的顯著特征還在于，明顯改善了熱沖擊特性和改善了振動(dòng)特性。所述目的通過具有權(quán)利要求1的特征的蜂窩體來實(shí)現(xiàn)。在從屬權(quán)利要求中給出蜂 窩體的其他有利構(gòu)造方式。在此應(yīng)指明的是，在權(quán)利要求中單獨(dú)提出的特征可以以任意在 技術(shù)上合適的方式相互組合，從而形成本發(fā)明的其他構(gòu)造方式。尤其是參照附圖進(jìn)行的描 述進(jìn)一步闡明了本發(fā)明并附加地給出本發(fā)明的特別優(yōu)選的實(shí)施變型方案。根據(jù)本發(fā)明的蜂窩體具有多個(gè)通道并利用至少一個(gè)至少部分具有一定結(jié)構(gòu)的薄 板形成。該薄板具有一延伸方向以及上側(cè)連接部位和下側(cè)連接部位，所述上側(cè)連接部位和 下側(cè)連接部位與該薄板本身或者至少一個(gè)另外的平滑薄板或具有一定結(jié)構(gòu)的薄板相連。另 外，至少是上側(cè)連接部位或下側(cè)連接部位界定出彎曲的連接線，其中，在彎曲的連接線的各 連接部位之間形成延展接縫。關(guān)于通道數(shù)量?jī)?yōu)選的是，使蜂窩體的每平方英寸(cpsi)的通道密度在100到1000 的范圍內(nèi)，優(yōu)選在200至600的范圍內(nèi)。另外優(yōu)選的是，為制造蜂窩體而使用多個(gè)平滑的薄 板和具有一定結(jié)構(gòu)(例如波紋形)的薄板。盡管這種薄板可以被盤繞成例如螺旋形，但薄 板優(yōu)選具有與此不同的延伸結(jié)構(gòu)，例如S形、V形、W形、U形等等。薄板彼此間的布置結(jié)構(gòu) 便使得這些薄板最終均勻地填滿蜂窩體的(圓的、橢圓的或者類似形狀的)橫截面。在多 個(gè)不同的位置、即所謂的連接部位處使薄板相互連接。在此，優(yōu)選使用釬焊連接，尤其是高 溫真空釬焊連接。由此表明，延伸方向一般涉及的是制成(盤繞或卷繞成)的蜂窩體。對(duì)于不同連接部位的設(shè)計(jì)應(yīng)指明的是，具有一定結(jié)構(gòu)的薄板具有面狀延展，其中， 所述兩個(gè)面狀延展可被看作上側(cè)和下側(cè)?；蛘?也可以)僅在上側(cè)或下側(cè)上設(shè)置連接部位， 但一般在上側(cè)和下側(cè)上都設(shè)置連接部位。因?yàn)樵谒鰝?cè)上使相鄰的薄板部段在接合技術(shù)上 彼此連接，所以實(shí)現(xiàn)了接合。如下地布置所述下側(cè)連接部位和/或上側(cè)連接部位，使蜂窩體 (在盤繞和/或卷繞的狀態(tài)中)形成至少一條連接線，該連接線優(yōu)選大部分、特別是僅僅是 彎曲的。尤其按照肋片、鐮刀、弓等的形式來實(shí)現(xiàn)這些連接線。連接部位形式的至少一條連 接線優(yōu)選被布置成，使連接線最遠(yuǎn)以一端部延伸至蜂窩體的邊緣。優(yōu)選的是，所述至少一條 連接線(觀察蜂窩體的橫截面)既不接觸蜂窩體的中軸線，也不接觸蜂窩體的邊緣。連接 線的曲率可以在其延伸長(zhǎng)度(延伸范圍)上不同，而在至少一條連接線中，比蜂窩體的半徑 大的曲率半徑被認(rèn)為是有利的。在特定情況下，連接線也可能相交，例如上側(cè)連接部位的連 接線與下側(cè)連接部位的連接線相交。然而，連接線本身并不表示薄板部段的剛性連接，而是，連接線的長(zhǎng)度由于在連接 部位之間的延展接縫而能在工作時(shí)改變。由此，延展接縫尤其表示相鄰的薄板部段不連接 的線部段，亦即所述相鄰的薄板部段在必要時(shí)能彼此分離，并能形成擴(kuò)大的小室。優(yōu)選的 是，布置在一條連接線上的連接部位和延展接縫被交替設(shè)置，其中有利的是，延展接縫部分 占據(jù)連接線的整個(gè)延伸長(zhǎng)度的主要部分(觀察蜂窩體的盤繞或卷繞的狀態(tài))。為清晰起見應(yīng)指出，這里實(shí)際上不存在“連續(xù)”的線，而是，這里所謂的“連接線”是 一組(實(shí)際的)連接點(diǎn)的(幾何上或假想的)連接結(jié)構(gòu)。規(guī)則的較小數(shù)量的連接點(diǎn)便使技 術(shù)人員能夠容易地識(shí)別出連接線。特別優(yōu)選的是，所有的(內(nèi)部)連接部位界定(恰好僅 一條)連接線。當(dāng)然，這里仍然允許例如由薄板的變形或連接點(diǎn)的不精確制造而導(dǎo)致的偏差。一般也忽略對(duì)根據(jù)本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的蜂窩體的柔性特征沒有重要影響的連接失效位置。此外，提出如此設(shè)計(jì)的蜂窩體，對(duì)于蜂窩體的每個(gè)徑向方向都滿足設(shè)置有至少一 條由上側(cè)連接部位組成的彎曲連接線和至少一條由下側(cè)連接部位組成的彎曲連接線。這特 別是表示，在從蜂窩體的中軸線到邊緣的每個(gè)徑向路徑中與由上側(cè)連接部位組成的彎曲連 接線相交至少一次并且與由下側(cè)連接部位組成的彎曲連接線相交至少一次。優(yōu)選具有至少 一個(gè)蜂窩體扇形，在該扇形中穿過多于兩條連接線、尤其是多至四條連接線，其中，這些連 接線特別優(yōu)選交替地由上側(cè)連接部位和下側(cè)連接部位構(gòu)成。此外有利的是，在蜂窩體中所有相鄰的連接線彼此間在延伸方向上具有恒定的間 距。由此，同樣可以保持較低的制造費(fèi)用并且實(shí)現(xiàn)蜂窩體的高柔性。這尤其是意味著，上側(cè) 連接部位和/或下側(cè)連接部位在沿延伸方向上相對(duì)于薄板的下一個(gè)連接部位都具有相等 的間距。此外優(yōu)選的是，蜂窩體具有多個(gè)連接線，所述多個(gè)連接線至少部分地具有下列特 征中的至少一個(gè)_至少兩條連接線的曲率互不相同，-至少一條連接線的曲率在該至少一條連接線的延伸長(zhǎng)度上變化，-大多數(shù)的、由連接部位界定的連接線以與所述蜂窩體的邊緣和軸線錯(cuò)開的方式 延伸；-在所述蜂窩體的對(duì)置(兩)端側(cè)上的連接線是不重合的，_由上側(cè)連接部位界定的連接線至少在位置、曲率或延伸長(zhǎng)度方面與由下側(cè)連接 部位界定的連接線不同。優(yōu)選地，上述特征中的至少兩個(gè)或者甚至三個(gè)同時(shí)存在。在此，曲率尤其是指連接 線的(局部平均的)曲率半徑。如下文中仍將詳細(xì)闡明的，連接線的“不重合”尤其是指一 種構(gòu)造方式，其中僅在兩個(gè)端側(cè)附近形成連接部位，這尤其意味著，在蜂窩體的軸線方向上 存在至少位置不同、曲率不同或延伸長(zhǎng)度不同的連接線。特別優(yōu)選的是，位置、曲率和延伸 長(zhǎng)度都不同。對(duì)于所述蜂窩體尤其是提出，在延伸方向上觀察、即例如沿S形方向，薄板(在最 終位置、即裝配位置中)的連接部位相互間各相距至少20mm的間距。在優(yōu)選的實(shí)施變型方 案中，所述間距甚至為至少60mm或甚至90mm。然而在通常情況下應(yīng)將該間距有利地選擇 為不大于150mm。在此，所述“間距”是兩個(gè)相鄰的連接部位之間的距離，所述連接部位指的 是從一個(gè)薄板到相同的另一薄板(的連接部位)，也就是說僅在一側(cè)觀察(僅上側(cè)或僅下 側(cè))。這最終使得在兩個(gè)直接相鄰的薄板之間的連接部位彼此相距較寬，由此尤其是具有一 定結(jié)構(gòu)的薄板可以補(bǔ)償相鄰薄板的不同特性。根據(jù)蜂窩體中的薄板的取向或延伸，優(yōu)選地同樣考慮，在蜂窩體的徑向方向上不 設(shè)有直接鄰接的連接部位或連接線。換句話說這尤其是指，相鄰薄板的連接部位并非在徑 向方向上連續(xù)設(shè)置，而是彼此間隔開，也就是說，在相鄰的薄板之間形成無連接部位的接觸 區(qū)域，在所述接觸區(qū)域中薄板(僅)相互貼靠(在連接線內(nèi)部的延展接縫和/或在連接線之 間的延展區(qū))。從中心起、有利地在蜂窩體的從中心到殼體的整個(gè)延伸長(zhǎng)度上，所有可能的 徑向方向(360° )的至少85%中實(shí)現(xiàn)這種結(jié)構(gòu)，優(yōu)選地甚至在多于95%或甚至多至99% 的徑向方向中實(shí)現(xiàn)這種結(jié)構(gòu)。為了滿足這個(gè)附加條件，必要時(shí)必須相應(yīng)地匹配連接部位的間距，使得在通常情況下在一個(gè)層中該間距不是恒定的。根據(jù)一種改進(jìn)方案，利用多個(gè)具有一定結(jié)構(gòu)的薄板和平滑的薄板形成蜂窩體，所 述具有一定結(jié)構(gòu)的薄板和平滑的薄板來自于至少一個(gè)板組/疊堆，所述板組被卷繞或盤繞 地布置成多個(gè)層從而形成蜂窩體，其中，在徑向方向上鄰接的層具有交替的連接部位。換 句話說這表示，利用一個(gè)平滑的薄板和一個(gè)具有一定結(jié)構(gòu)的薄板形成一個(gè)層。考慮(設(shè)置 在板組內(nèi)的)具有一定結(jié)構(gòu)的薄板，該具有一定結(jié)構(gòu)的薄板一方面與同一層的平滑薄板接 觸，另一方面與相鄰層的鄰接的平滑薄板接觸。這里提出，交替地設(shè)置朝向平滑薄板之一的 連接部位(也就是交替地設(shè)置上側(cè)連接部位和下側(cè)連接部位)。在此，還確定在兩個(gè)朝向相 同薄板(薄板的上側(cè)或下側(cè))的連接部位之間的間距。連接部位的交替設(shè)置使得相鄰的薄 板能夠在特別大的范圍內(nèi)相對(duì)運(yùn)動(dòng)，即能沿延伸方向運(yùn)動(dòng)并且能在其徑向方向上或垂直于 延伸方向運(yùn)動(dòng)。這種很大程度的運(yùn)動(dòng)柔性促進(jìn)了這種蜂窩體在使用時(shí)的內(nèi)部變形特征，并 明顯降低了作用在連接部位上的負(fù)荷。此外，進(jìn)一步提出，連接部位具有最多兩個(gè)位于沿延伸方向相互鄰接的結(jié)構(gòu)極限 部上的釬焊連接部。在特別優(yōu)選的情況中，在一蜂窩體中所述連接部位中的每一個(gè)或多個(gè) 僅包含恰好一個(gè)單獨(dú)的釬焊連接部，從而由該單獨(dú)的結(jié)構(gòu)極限部起在薄板延伸的兩個(gè)方向 上都存在間距。在僅提供恰好一個(gè)單獨(dú)的釬焊連接部的情況下，連接線相應(yīng)地比具有兩個(gè) 釬焊連接部的變型方案中的連接線細(xì)。提供兩個(gè)釬焊連接部?jī)H用于確保可靠性，例如對(duì)于 在制造技術(shù)方面的公差使得不能確保每個(gè)釬焊連接部位都精確定位的情況。然而如果為制 造連接部位提供恰好一個(gè)單獨(dú)的釬焊連接部便能夠在制造技術(shù)方面確保(可靠性)，那么 這便足以(達(dá)到)負(fù)荷能力、進(jìn)而足以改善耐用性。尤其是，兩個(gè)釬焊連接部在延伸方向上 一起(不包括位于兩個(gè)釬焊連接部之間的距離)形成一個(gè)最高3mm、尤其是甚至僅1. 8mm的 連接部位。在此，(具有)單獨(dú)的釬焊連接部的連接部位在延伸方向上(的尺寸)優(yōu)選對(duì) 應(yīng)于在薄板延伸方向上的最大通道寬度的約30%至50%。根據(jù)蜂窩體的另一構(gòu)造方式，所述至少一個(gè)至少部分具有一定結(jié)構(gòu)的薄板具有帶 突出部和凹部的結(jié)構(gòu)，其中，所述連接部位在延伸方向上在外側(cè)交替地設(shè)計(jì)在所述突出部 和凹部上。特別優(yōu)選的是，連接部位分別以側(cè)面條的方式形成在突出部和/或凹部上，也就 是說，尤其是在突出部和/或凹部的中央不形成連接，而是實(shí)際上直接貼靠在相鄰的薄板 上。因此，尤其是相鄰并且相互接觸的薄板的拱肩是基本充滿焊料材料的釬焊區(qū)域。在一 個(gè)突出部或凹部上的兩個(gè)釬焊區(qū)域被稱為一個(gè)釬焊連接部。正是在這方面有利的是，在延伸方向上，在所述連接部位之間的間距包含至少 十五個(gè)結(jié)構(gòu)極限部。換句話說對(duì)于在突出部(在上側(cè))上設(shè)置連接部位的情況，有相鄰的 十五個(gè)突出部不設(shè)有相應(yīng)的連接部位，尤其是二十個(gè)或甚至更多的相鄰結(jié)構(gòu)極限部。另外 優(yōu)選的是，蜂窩體中在具有一定結(jié)構(gòu)的薄板和平滑的薄板之間的所有連接部位都遵守這個(gè) 規(guī)則，可能除外的是蜂窩體的邊緣區(qū)域和/或中心區(qū)域。盡管如此，可以在相鄰的凹部(在 下側(cè))上以相隔更短的方式設(shè)置朝向其他薄板的連接部位。優(yōu)選的是，在突出部和凹部上 的連接部位的定位大致對(duì)準(zhǔn)彼此的中心，其中，在某些情況下使之匹配成在卷繞或盤繞的 蜂窩體的徑向方向上不會(huì)同時(shí)出現(xiàn)直接鄰接的連接部位。此外，提出了一種蜂窩體，其中，在連接部位之間，至少在延伸方向上或在蜂窩體 軸線方向上，至少局部設(shè)有防連接結(jié)構(gòu)。由此尤其是確保了，實(shí)際上僅在希望的區(qū)域中產(chǎn)生釬焊連接，也就是說避免焊料進(jìn)入不希望的區(qū)域中。因此，可以為薄板中的至少一個(gè)和/或 殼體設(shè)置鈍化層，該鈍化層防止焊料和/或用于放置焊料的粘附劑粘附。為此尤其是考慮 陶瓷覆層、和/或薄板和/或殼體的金屬氧化物。因此，同樣可以將薄板預(yù)氧化，然后再輸 送給蜂窩體制造過程。在此特別優(yōu)選的是，(僅)每個(gè)平滑的薄板(可能在兩側(cè))具有鋁 氧化物上層。僅在希望的連接部位的區(qū)域內(nèi)借助釬焊實(shí)現(xiàn)連接(例如，通過局部除去氧化 層、和/或局部除去所述防連接結(jié)構(gòu)的適合利用焊料進(jìn)行局部連接的結(jié)構(gòu))。此外，所述防 連接結(jié)構(gòu)也用于使希望的連接部位之間不形成擴(kuò)散連接，該擴(kuò)散連接嚴(yán)重影響蜂窩體在使 用時(shí)的希望特性。另外，為進(jìn)一步提高柔性和改善熱沖擊特性而提出，連接部位在通道延伸方向上 具有最高15mm的寬度。這尤其意味著，僅在蜂窩體端側(cè)的附近(例如，與邊緣相距最多3mm， 尤其是最多僅lmm)形成所述連接部位。因此，每個(gè)連接部位優(yōu)選具有最多15mm的寬度，優(yōu) 選甚至小于7mm或甚至小于3mm。因此優(yōu)選的是，薄板在其兩個(gè)端側(cè)上分別在相同的結(jié)構(gòu) 極限部上形成在一側(cè)的和/或在交替?zhèn)鹊倪B接部位。由此，總共可以形成最多30mm的(存 在連接部位的)軸向?qū)挾龋摽倢挾?加上相同通道的各端側(cè)區(qū)域中的寬度)優(yōu)選小于 12mm。換句話說，在例如多于蜂窩體長(zhǎng)度的80%的薄板間區(qū)域中，所述薄板完全不連接地相 互貼靠，亦即特別是不被釬焊。此外認(rèn)為有利的是，蜂窩體在軸線方向上具有一長(zhǎng)度，從至少一個(gè)端側(cè)起，僅在所 述長(zhǎng)度的最高20%的蜂窩體區(qū)域中設(shè)置連接部位。特別優(yōu)選的是，在兩個(gè)端側(cè)附近設(shè)置連 接部位，其中，兩個(gè)區(qū)域總共占該長(zhǎng)度的最多20%。已經(jīng)證實(shí)，這種蜂窩結(jié)構(gòu)在流入側(cè)被加載正的熱沖擊，而在流出側(cè)被加載負(fù)的熱 沖擊。這尤其是意味著，正的熱沖擊引起徑向壓應(yīng)力，由于釬焊部位的分布式布置所述壓應(yīng) 力能通過薄板的扭轉(zhuǎn)而得到很好的補(bǔ)償。另一方面，在排出側(cè)主要是存在例如徑向拉應(yīng)力， 利用在此提出的釬焊圖使所述拉應(yīng)力也能得到很好的補(bǔ)償。盡管如此，也可在其它位置、例 如在蜂窩結(jié)構(gòu)的中央軸向區(qū)域中設(shè)置包括連接部位的至少一個(gè)軸向分區(qū)或橫截面。高柔性蜂窩結(jié)構(gòu)與殼體的可靠連接可如下地實(shí)現(xiàn)蜂窩結(jié)構(gòu)借助所有金屬層、在 蜂窩結(jié)構(gòu)的整個(gè)延伸長(zhǎng)度上與殼體連接。特別優(yōu)選的是，所有金屬層都布置成以其兩個(gè)端 部分別貼靠在殼體上，由此在這些端部的整個(gè)延伸長(zhǎng)度上與殼體連接，優(yōu)選利用釬焊連接 方式進(jìn)行連接。為了節(jié)省用于使金屬層與殼體連接的焊料材料，例如環(huán)繞的條圖案也是有利的， 即在該環(huán)繞的條圖案中，蜂窩結(jié)構(gòu)借助于所有金屬層、但僅在蜂窩結(jié)構(gòu)的整個(gè)延伸長(zhǎng)度的 一部分上與殼體連接。尤其是在端側(cè)和/或軸向中央的區(qū)域中的環(huán)繞條可以是有利的，其 中，寬度優(yōu)選為5mm至10mm。特別優(yōu)選的是，根據(jù)蜂窩結(jié)構(gòu)的軸向延伸長(zhǎng)度來選擇所述寬 度，寬度的范圍例如為該延伸長(zhǎng)度的5%至30%。此外特別有利的是，在這個(gè)縱向部段中觀察蜂窩體的橫截面，形成多個(gè)薄板接觸 點(diǎn)，其中，這些接觸點(diǎn)(例如具有一定結(jié)構(gòu)的薄板的突出部/凹部與平滑薄板之間的所有接 觸點(diǎn))中最多20%被連接，尤其甚至最多10%或甚至僅5%被連接。根據(jù)一種有利的擴(kuò)展方案，設(shè)有殼體；蜂窩體利用至少一個(gè)S形卷繞的板組/疊堆 形成，該至少一個(gè)板組由多個(gè)具有一定結(jié)構(gòu)的薄板以及平滑的薄板構(gòu)成，另外其中，所有薄 板都利用兩個(gè)端部在內(nèi)側(cè)貼靠在殼體上并在一部段內(nèi)在蜂窩體的軸線方向上與殼體相連接。在此，認(rèn)為薄板的S形延伸方向是特別有利的，因?yàn)檫@樣便能使薄板的所有端部都貼靠 在殼體上。由于在此尤其是在占?xì)んw長(zhǎng)度的至少80%的部段上與殼體可靠地連接，所以確 保了蜂窩體在殼體中的固定。由此，將薄板的端部以剛性、持久的方式固定在殼體上，但在 內(nèi)部卻能夠通過薄板的相應(yīng)的相對(duì)移動(dòng)確保對(duì)薄板的不同熱特性和動(dòng)力特性進(jìn)行補(bǔ)償。這種蜂窩體特別優(yōu)選應(yīng)用在排氣處理單元中、尤其是在機(jī)動(dòng)車的排氣處理單元 中。


下面借助附圖對(duì)本發(fā)明的特別優(yōu)選的實(shí)施方案以及技術(shù)領(lǐng)域進(jìn)行詳細(xì)描述。需要 指出的是，附圖所示的實(shí)施例不應(yīng)對(duì)本發(fā)明形成限制。附圖示意性表示圖1 具有排氣系統(tǒng)的機(jī)動(dòng)車，圖2 蜂窩體的一個(gè)實(shí)施變型方案的截面，圖3 根據(jù)本發(fā)明的蜂窩體的板組的第一細(xì)節(jié)，圖4 蜂窩體的板組的另一種實(shí)施變型方案的另一細(xì)節(jié)，圖5 根據(jù)本發(fā)明的蜂窩體的一種實(shí)施方式的端側(cè)俯視圖。
具體實(shí)施例方式圖1示意性示出了機(jī)動(dòng)車26的車載排氣系統(tǒng)的構(gòu)造。機(jī)動(dòng)車26具有發(fā)動(dòng)機(jī)30， 例如火花點(diǎn)火式發(fā)動(dòng)機(jī)或壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)。在發(fā)動(dòng)機(jī)30中燃燒的燃料作為排氣通過相應(yīng)的 排氣管29被引導(dǎo)至排氣處理單元25。在排氣處理單元25中，包含在排氣中的污染物至少 部分地被轉(zhuǎn)化，從而最后僅使相對(duì)無害的排氣成份流入周圍環(huán)境中。顯然，在這種排氣系統(tǒng) 中，可以根據(jù)多個(gè)方面(的因素)來改變這種排氣處理單元25的數(shù)量、類型和/或位置，下 面，這里僅示例性地示出了根據(jù)本發(fā)明的蜂窩體1的可能的構(gòu)造方式，蜂窩體1在圖中位于 排氣管29內(nèi)。例如從圖2可見蜂窩體1的構(gòu)造。該圖示出(圓形)蜂窩體1的沿該蜂窩體1的 軸線20剖開的截面。由殼體22在外側(cè)界定蜂窩體1的邊界，殼體22尤其是形成為金屬管。 在這個(gè)殼體22的內(nèi)部形成有蜂窩體1，蜂窩體1具有多個(gè)通道2。所述這些(單獨(dú)的、彼此 之間至少部分分隔開的)通道2在兩個(gè)端側(cè)21之間延伸并且基本上以彼此平行的方式設(shè) 置。在此，通道延伸方向17基本上平行于軸線20，也就是說，經(jīng)過蜂窩體1的整個(gè)長(zhǎng)度19。 當(dāng)然不是必須是上述情況，特別是也可以設(shè)置其他的通道延伸方向17。通道壁也不是必須 直線地延伸，也可以設(shè)置指向軸線方向的成形結(jié)構(gòu)(例如引導(dǎo)面)和/或連接相鄰?fù)ǖ? 的開口。蜂窩體1的通道2 —般設(shè)有催化活性覆層36，使得這里以流動(dòng)方向27流入的排氣 在流經(jīng)通道2時(shí)與催化劑接觸。為此目的，可以在通道2內(nèi)或利用通道2設(shè)置旋流位置和 /或穩(wěn)定區(qū)，這些旋流位置和/或穩(wěn)定區(qū)改善了排氣與通道壁之間的接觸。在蜂窩體1和殼體22之間構(gòu)造表面連接部31 (優(yōu)選為釬焊連接部)，也就是說在 一連貫的部段24上形成表面連接部31，該部段24(幾乎)對(duì)應(yīng)于蜂窩體1的長(zhǎng)度19。由 此，尤其確保了所有為構(gòu)造蜂窩體1而設(shè)的薄板與殼體22之間的可靠連接。在兩個(gè)端側(cè)21附近各以陰影線示出連接區(qū)域。需要指出的是，盡管這里整個(gè)區(qū)域都被畫上陰影線，但在該區(qū)域中各連接部位僅布置成分別廣泛分布并彼此錯(cuò)開。在此，連接 部位在端側(cè)21上分布在一最大寬度18上，該最大寬度最高為15mm、但優(yōu)選最高為5mm。圖3中示出具有多個(gè)層10的板組9，層10由具有一定結(jié)構(gòu)的薄板3和平滑薄板5 構(gòu)成。在此示出處于尚未卷繞的狀態(tài)中的板組9，也就是說，板組9具有基本上直線的延伸 方向4。此外，利用不同的陰影示出薄板彼此間的連接部位6。由于僅在安裝狀態(tài)中、即在 卷繞狀態(tài)中才在殼體內(nèi)形成這種連接部位6 (釬焊連接部)，所以圖3尤其是示出了粘附劑 的位置，在卷繞過程之后將例如粉末狀的焊料放置在該粘附劑上，所述焊料最后形成在此 僅示例性和說明性地示出的、相對(duì)于所述具有一定結(jié)構(gòu)的薄板3在上側(cè)的連接部位6和在 下側(cè)的連接部位37。圖3的下部示出，相同類型的下側(cè)連接部位37、在此亦即朝向位于下 方的平滑薄板5的下側(cè)連接部位37在延伸方向4上保持最少20mm的指定間距7。在一個(gè) 板組中各連接部位之間的間距7相等，例如還使得所有相鄰的連接線33彼此之間在制成的 蜂窩體1的延伸方向4上具有恒定的間距7。如圖所示，(較暗地示出的)上側(cè)連接部位6 朝向另一(位于上方的)薄板優(yōu)選在上述的(較亮地示出的)下側(cè)連接部位37之間定位 在中央。圖4示出一種變型方案，其中，每個(gè)連接部位6、37在相鄰的結(jié)構(gòu)極限部12上、即 或者在突出部14上或者在凹部15上形成兩個(gè)釬焊連接部11。在這些連接部位6、37之間 具有具有一定結(jié)構(gòu)的薄板3的結(jié)構(gòu)13的多個(gè)結(jié)構(gòu)極限部12。只是在這里需要指出的是，在 延伸方向上在相同類型的(以相同顏色示出的)的連接部位之間的結(jié)構(gòu)極限部12的數(shù)量 通常明顯高于這里示例性示出的數(shù)量，尤其是在連接部位之間具有至少15個(gè)結(jié)構(gòu)極限部。此外，由圖4可見，平滑薄板5實(shí)施成具有連接阻礙層16。盡管所述連接阻礙層 16優(yōu)選設(shè)置在平滑薄板5的上側(cè)34和下側(cè)35，在特殊情況下在一側(cè)提供氧化層便可能足 夠。對(duì)任意情況都由此確保，避免例如由于擴(kuò)散造成的金屬薄板的連接，由此在負(fù)荷下可以 形成較大的小室28。換句話說，作為設(shè)計(jì)原則可以保持例如利用平滑薄板5的部段和具 有一定結(jié)構(gòu)的薄板3的部段形成這樣的小室28，其中通過兩個(gè)相同類型的連接部位(這里 示出的是下側(cè)連接部位)來界定小室28，另外借助具有至少15個(gè)結(jié)構(gòu)極限部12的、具有一 定結(jié)構(gòu)的薄板3來形成所述小室的邊界。由此，實(shí)現(xiàn)了小室28的特別強(qiáng)的變形能力或者說 實(shí)現(xiàn)了相鄰薄板的柔性布置結(jié)構(gòu)，即在延伸方向4和垂直于該延伸方向上(實(shí)現(xiàn))。圖5以橫截面40示出針對(duì)蜂窩體1的一個(gè)實(shí)施例的釬焊圖。利用多個(gè)平滑薄板 5和具有一定結(jié)構(gòu)的薄板3形成蜂窩體1，所述平滑薄板5和具有一定結(jié)構(gòu)的薄板3布置成 S形。薄板的層10的所有端部23或者薄板本身在外側(cè)緊靠在殼體22上，即在邊緣39上。 這時(shí)，通過所述平滑的和波紋形的薄板形成多個(gè)通道2。關(guān)于所述釬焊圖，可以看出，上側(cè)連接部位6(這里以亮點(diǎn)的方式示出)和下側(cè)連 接部位37 (這里以暗點(diǎn)的方式示出)各自形成彎曲的連接線33，在彎曲的連接線33的各連 接部位之間形成延展接縫38。在此，延展接縫38在連接線33的整個(gè)延伸長(zhǎng)度41上的份額 占主要部分，也就是說尤其明顯多于80%。另外由此可見，對(duì)于蜂窩體1的每個(gè)徑向方向8 都滿足，設(shè)置有至少一條包括上側(cè)連接部位6的彎曲連接線33和至少一條包括下側(cè)連接部 位37的彎曲連接線33。在這里特別標(biāo)明的扇形42中，在從中心至邊緣39的路徑上甚至與 多至四條的連接線33相交，其中，也可以與不同類型的連接線33交替地相交。在此，連接 線33主要從中心區(qū)域32附近的一點(diǎn)朝向邊緣39延伸，其中連接線33并不沿著徑向方向8延伸。 圖5還表明，在蜂窩體1的徑向方向8上不形成直接鄰接的連接部位6、37或者連 接線33。沿徑向方向8觀察，在這些連接線33之間形成的延展區(qū)43，延展區(qū)43允許設(shè)置 在連接線33之間的薄板部段(無連接區(qū))相對(duì)運(yùn)動(dòng)。在中心區(qū)域32中，(與外側(cè)的環(huán)形 區(qū)域相比)形成較少的連接部位。關(guān)于連接部位的標(biāo)記應(yīng)當(dāng)指出，黑色的點(diǎn)例如表示朝向 (一般認(rèn)為是基準(zhǔn)的)具有一定結(jié)構(gòu)的薄板3的上側(cè)的連接部位(上側(cè)連接部位6)，而白色 的點(diǎn)表示朝向具有一定結(jié)構(gòu)的薄板3的下側(cè)的連接部位(下側(cè)連接部位37)。在卷繞狀態(tài) 中，在一個(gè)板組中的各連接部位分別形成連接線33，其中可清楚看到的是，在蜂窩體1的徑 向方向8上，不設(shè)置有直接鄰接的連接部位，而是在連接部位之間總是設(shè)有不帶有連接區(qū) 域的薄板。在此，在徑向方向8上，上側(cè)連接部位6和下側(cè)連接部位37交替出現(xiàn)。在這里 示出的變型方案中，在具有一定結(jié)構(gòu)的薄板3和平滑薄板5之間的所有可能的接觸點(diǎn)中僅 有20%相互連接。單獨(dú)地考慮所述連接部位(其中，每個(gè)連接部位由兩個(gè)釬焊部位形成)， 連接部分甚至僅占10%。結(jié)果是也可以堅(jiān)持(以下觀點(diǎn))，在端側(cè)不再對(duì)面狀區(qū)進(jìn)行釬焊， 而是由這里僅示意性示出的連接部位6、37分別形成鐮刀形或弓形的連接線33。附圖標(biāo)記
1蜂窩體
2通道
3具有一定結(jié)構(gòu)白
4延伸方向
5平滑薄板
5上側(cè)連接部位
7間距
8徑向方向
9板組
10層
11釬焊連接部
12結(jié)構(gòu)極限部
13結(jié)構(gòu)
14突出部
15凹部
16防連接結(jié)構(gòu)
17通道延伸方向
18寬度
19長(zhǎng)度
20軸線
21端側(cè)
22殼體
23端部
24部段
11
25排氣處理單元
26機(jī)動(dòng)車
27流動(dòng)方向
28小室
29排氣管
30發(fā)動(dòng)機(jī)
31表面連接部
32中心區(qū)域
33連接線
34上側(cè)
35下側(cè)
36覆層
37下側(cè)連接部位
38延展接縫
39邊緣
40橫截面
41延伸長(zhǎng)度
42扇形
43延展區(qū)
權(quán)利要求
一種具有多個(gè)通道(2)的蜂窩體(1)，所述蜂窩體(1)由至少一個(gè)至少部分具有一定結(jié)構(gòu)的薄板(3)形成，其中，所述薄板(3)具有延伸方向(4)并包括上側(cè)連接部位(6)和下側(cè)連接部位(37)，所述上側(cè)連接部位和下側(cè)連接部位與該薄板本身相連或者與至少一個(gè)另外的平滑薄板(5)或具有一定結(jié)構(gòu)的薄板(3)相連接，另外，至少是上側(cè)連接部位(6)或下側(cè)連接部位(37)還界定出彎曲的連接線(33)，在彎曲的連接線(33)的各連接部位之間形成延展接縫(38)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蜂窩體(1)，其中，所述蜂窩體(1)具有多個(gè)連接線(33)，所 述多個(gè)連接線至少部分地具有下列特征中的至少一個(gè)-至少兩條連接線(33)的曲率互不相同，-至少一條連接線(33)的曲率在該至少一條連接線(33)的延伸長(zhǎng)度(41)上變化，-大多數(shù)的、由連接部位(6、37)界定的連接線(33)以與所述蜂窩體(1)的邊緣(39) 和軸線(20)錯(cuò)開的方式延伸；_在所述蜂窩體(1)的對(duì)置端側(cè)(21)上的連接線(33)是不重合的，-由上側(cè)連接部位(6)界定的連接線(33)至少在曲率和/或延伸長(zhǎng)度(41)方面與由 下側(cè)連接部位(37)界定的連接線不同。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的蜂窩體(1)，其中，對(duì)于所述蜂窩體(1)的每個(gè)徑向方向(8)都滿足具有至少一條由上側(cè)連接部位(6)構(gòu)成的彎曲連接線(33)和至少一條由下側(cè) 連接部位(37)構(gòu)成的彎曲連接線(33)。
4.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的蜂窩體(1)，其中，所有相鄰的連接線(33)相互 之間在延伸方向(4)上具有恒定的間距(7)。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的蜂窩體(1)，其中，利用多個(gè)具有一定結(jié)構(gòu)的薄 板(3)和平滑薄板(5)形成至少一個(gè)板組(9)，以多個(gè)層(10)的方式卷繞或盤繞所述板組(9)、從而形成所述蜂窩體(1)，其中，在徑向方向(8)上鄰接的層(10)交替地具有連接部位 (6)。
6.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的蜂窩體(1)，其中，連接部位(6)具有最多兩個(gè)位 于沿延伸方向(4)相互鄰接的結(jié)構(gòu)極限部(12)上的釬焊連接部(11)。
7.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的蜂窩體(1)，其中，所述至少一個(gè)至少部分具有 一定結(jié)構(gòu)的薄板⑶具有帶突出部(14)和凹部(15)的結(jié)構(gòu)(13)，其中，所述連接部位(6) 在延伸方向(4)上在外側(cè)交替地形成在所述突出部(14)和凹部(15)上。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的蜂窩體(1)，其中，在延伸方向⑷上，在所述連接部位(6) 之間的間距(7)包含至少十五個(gè)結(jié)構(gòu)極限部(12)。
9.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的蜂窩體(1)，其中，在所述連接部位(6)之間，至 少在延伸方向(4)上或在所述蜂窩體(1)的軸線(20)方向上，至少局部設(shè)有防連接結(jié)構(gòu) (16)。
10.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的蜂窩體(1)，其中，所述連接部位(6)在通道延 伸方向(17)上具有最高15mm的寬度(18)。
11.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的蜂窩體(1)，其中，所述蜂窩體(1)在軸線(20) 的方向上具有長(zhǎng)度(19)，從至少一個(gè)端側(cè)(21)起，僅在所述長(zhǎng)度(19)的最高20%的蜂窩 體(1)區(qū)域中設(shè)置所述連接部位(6)。
12.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的蜂窩體(1)，其中，設(shè)置一殼體(22)，利用至少 一個(gè)S形卷繞的板組(9)來形成所述蜂窩體(1)，所述板組由多個(gè)具有一定結(jié)構(gòu)的薄板(3) 和平滑的薄板(5)構(gòu)成，另外其中，所有薄板(3、5)都利用兩個(gè)端部(23)在內(nèi)側(cè)貼靠在殼 體(22)上并在一部段(24)內(nèi)在所述蜂窩體(1)的軸線(20)方向上與所述殼體(22)相連接。
13.一種具有至少一個(gè)根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的蜂窩體(1)的排氣處理單元 (25)。
14.一種具有至少一個(gè)根據(jù)權(quán)利要求13所述的排氣處理單元(25)的機(jī)動(dòng)車(26)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種具有多個(gè)通道(2)的蜂窩體，所述蜂窩體(1)由至少一個(gè)至少部分具有一定結(jié)構(gòu)的薄板(3)形成，其中，所述薄板(3)具有延伸方向(4)并且包括上側(cè)連接部位(6)和下側(cè)連接部位(37)，所述上側(cè)連接部位和下側(cè)連接部位與該薄板本身相連或者與至少一個(gè)另外的平滑薄板或具有一定結(jié)構(gòu)的薄板相連，另外，至少是上側(cè)連接部位(6)或下側(cè)連接部位(37)界定出彎曲的連接線(33)，在彎曲的連接線(33)的各連接部位之間形成延展接縫(38)。
文檔編號(hào)F01N3/28GK101960111SQ200980106905
公開日2011年1月26日 申請(qǐng)日期2009年2月6日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月27日
發(fā)明者K·阿爾特赫費(fèi), P·希爾特, R·布呂科, W·莫斯 申請(qǐng)人:排放技術(shù)有限公司