Solche Wabenkörperanordnungen sind an sich bekannt. In der DE 2 300 704 sind z.

B. keramische Wabenkörper beschrieben, die auf ihrer Oberfläche eine metallische Schicht aufweisen. Mit dieser Schicht sind elastische Elemente verbunden, die ihrerseits wiederum in dem äußeren Mantelrohr gelagert sind. Als elastische Haltelemente sind insbesondere Wellrohrabschnitte angeordnet, welche die thermisch bedingten Relativbewegungen zwischen dem Wabenkörper und dem äußeren Mantelrohr aufnehmen sollen. Die elastischen Elemente sind entweder zweiteilig, jeweils an der Fluidseintritts-und Fluidaustrittsseite, oder einteilig, über die Gesamtlänge des Wabenkörpers, angeordnet und weisen jeweils einen Flansch zum Anschluß an eine Rohrleitung auf.

Auch für metallische, aus Blechlagen aufgebaute Wabenkörper, ist beispielsweise aus der DE 39 41 642 A1 zur Verhinderung von Spannungen aufgrund von thermischen Dehnungen bekannt, Blechlagen mit einem auBeren Mantelrohr aus Metall zu umgeben, welches kurze Wellen in geringem Abstand besitzt, so daß ein Wabenkörper mit einem solchen äußeren Mantelrohr expandieren und schrumpfen kann.

Bei Wabenkörperanardnungen mit einem inneren und einem äuBeren Mantelrohr, die zumindest in Teilbereichen gegeneinander verschiebbar sein sollen, gibt es auch viele fertigungstechnische Probleme, weil insbesondere beim Löten oder SchweiBen von Verbindungen jeweils sichergestellt werden muB, daB nicht unerwünschte zusätzliche Verbindungen zwischen den beiden Mantelrohren die gegenseitige Verschiebbarkeit behindern.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine reproduzierbar mit gleichbleibender Qualität herstellbare Wabenkörperanordnung anzugeben, die durch einen guten Ausgleich mechanischer und thermischer Belastungen eine dauerhafte und sichere Lagerung eines aus Blechlagen aufgebauten Wabenkörpers in einem metallischen Gehäuse auch unter besonderen Betriebsbelastungen gewährleistet. Eine zusätzliche Aufgabe ist darüber hinaus, ein gutes Kaltstartverhalten der katalytischen Abgasrei- nigungsvorrichtung zu errreichen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäB durch eine Wabenkörperanordnung gemäB Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.

Indem das innere Mantelrohr des Wabenkörpers neben einem als Wellschlauch ausgebildeten axialen Teilbereich mindestens einen weiteren axialen Teilbereich aufweist, welcher glatt am Wabenkörper anliegt, und indem der gewellte Teilbereich und das äußere Mantelrohr axial-partiell fügetechnisch miteinander verbunden sind, und indem der glatte Teilbereich und der Wabenkörper zumindest axial-partiell fügetechnisch miteinander verbunden sind, können in vorteilhafter Weise mechanische und thermische Belastungen gleichermaBen gut ausgeglichen sowie eine dauerhafte und sichere Lagerung des Wabenkörpers im Gehäuse gewährleistet werden.

ErfindungsgemäB bevorzugt zeichnet sich die Wabenkörperanordnung dadurch aus, daB an der Fluideintrittsseite zuerst ein glatter Teilbereich angeordnet ist, dem

mindestens ein gewellter Teilbereich und mindestens ein weiterer glatter Teilbereich folgen, so daß insgesamt n gewellte Teilbereiche und n+1 glatte Teilbereiche angeordnet sind, wobei n ganzzahlig und größer oder gleich 1 ist. Mit der fluideintrittsseitigen Anordnung eines als Luftspaltisolierung wirkenden, glatten Teilbereichs wird in vorteilhafter Weise ein schnelles Anspringen der katalytischen Reaktion bei Beginn der Beaufschlagung mit zu reinigendem Abgas gewahrleistet. Alternativ zur Luftspaltisolierung kann die thermische Isolierung auch durch eine Isoliermatte, beispielsweise aus keramischen Werkstoff, welcher sehr geringe Wärmeleit-und Wärmekonvektionseigenschaften aufweist, verbessert werden.

In einer besonderen Ausfuhrungsform ist bei n = 1 ist der eine gewellte Teilbereich überwiegend fluideintrittsseitig angeordnet. Dadurch ist der eintrittsseitige glatte Abschnitt des inneren Mantelrohres nur kurz, z. B. 5 bis 25 mm, und es werden insbesondere die fluideintrittsseitig, durch mitunter stark pulsierendes Abgas verursachten mechanischen Belastungen in vorteilhafter Weise aufgenommen.

Alternativ kann in einer anderen Ausmhrungsform für n = 1 der eine gewellte Teilbereich axial-zentral, also in axialer Richtung gesehen im wesentlichen in der Mitte des Wabenkörpers, angeordnet sein. Dies hat den Vorteil, daB bei der Montage nicht auf die Einbaurichtung geachtet werden muB.

Alternativ kann für n = 1 der eine gewellte Teilbereich auch überwiegend fluidaustrittsseitig angeordnet sein, insbesondere dann, wenn ein langer glatter erster Teilbereich zur Erzielung eines groBen, vom äuBeren Mantelrohr isolierten Volumens im Wabenkörper gewünscht wird.

Für n = 2 sind ist gewellter Teilbereich fluideintrittsseitig hinter einem glatten Teilbereich und ein anderer gewellter Teilbereich fluidaustrittsseitig vor einem glatten Teilbereich angeordnet. Eine solche, beidseitige, also fluideintrittsseitige und fluidaustrittsseitige Lagerung des Wabenkörpers im äuBeren Mantelrohr, wirkt sich besonders vorteilhaft auf den Ausgleich mechanischer Belastungen aus und bewirkt

eine sehr schwingungsunempfmdliche Halterung des Wabenkörpers.

Für n = 3 sind der erste gewellte Teilbereich fluideintrittsseitig, der zweite gewellte Teilbereich axial-zentral und der dritte gewellte Teilbereich fluidaustrittsseitig angeordnet, jeweils im Wechsel mit glatten Teilbereichen. Eine solche Anordnung kombiniert die schon aufgezeigten Vorteile auch in extrem belasteten, beispielsweise motornah eingebauten Wabenkörperanordnungen. Für n größer 3 sind die gewellten und glatten Teilbereiche analog den bisherigen Ausführungen angeordnet.

Für eine haltbare Verbindung muß das innere Mantelrohr mindestens in einem Bereich mit dem Wabenkörper verbunden sein und in einem Bereich mit dem äußeren Mantelrohr. Bevorzugt werden alle glatten Teilbereiche zumindest partiell mit dem Wabenkörper verbunden, insbesondere hartgelötet. Außerdem werden bevorzugt alle gewellten Teilbereiche mit dem äußeren Mantelrohr verbunden, bevorzugt ebenfalls hartgelötet oder geschweißt. Dabei ist aber wichtig, nicht alle Wellenberge mit dem äußeren Mantelrohr zu verbinden, da ansonsten die Wirkung der Wellungen als Kompensator für Dehnungen behindert würde. Zumindest ein Teil der Wellenberge sollte ohne Verbindungen bleiben, insbesondere sollten nicht zwei auf beiden Seiten an einen glatten Teilbereich des inneren Mantelrohres angrenzende Wellenberge mit dem äuBeren Mantelrohr verbunden sein.

In einer bevorzugten Ausführungsform beträgt Summe der Axiallängen der gewellten Teilbereiche mehr als die Hälfte, vorzugsweise mehr als zwei Drittel, der Gesamtlänge des Wabenkörpers. Dadurch wird in vorteilhafter Weise insbesondere der Ausgleich mechanischer Belastungen erleichtert.

In einer besonderen Ausführungsform weisen die Schlauchwellungen der gewellten Teilbereiche über ihren Längsaxialschnitt betrachtet Flankenbereiche groBer Steilheit, insbesondere sogar eine Omegaform, auf. Eine solche Ausgestaltung der Schlauchwellungen sichert je nach thermischer Belastung ein belastungsangepaBtes Expandieren und Schrumpfen des inneren Mantelrohres.

Vorzugsweise sind die Schlauchwellungen unabhängig von ihrer übrigen Form im Bereich ihrer fügetechnischen Verbindung mit dem äußeren Mantelrohr abgeflacht ausgebildet. Solche abgeflachten Bereiche ermöglichen eine flächige, hohe mechanische und thermische Belastungen aushaltende Verbindung. ErfindungsgemäB bevorzugt ist deshalb jeder für eine fügetechnische Verbindung mit dem äußeren Mantelrohr vorgesehene gewellte Teilbereich in seiner partiellen Länge so bemessen, daB bekannte Verbindungsmethoden, insbesondere Löt- und/oder SchweiBverfahren, leicht anwendbar sind.

Die partielle fügetechnische Verbindung zwischen einem gewellten Teilbereich und dem äußeren Mantelrohr erstreckt sich daher jeweils über 1 bis 5, vorzugsweise über 2 bis 4, insbesondere über 3, Wellenberge der Schlauchwellung des gewellten Teilbereichs, so daB die Verbindungen ihrer Verwendung gemäB dauerhaft und fertigungstechnisch sicher herstellbar sind.

ErfindungsgemäB bevorzugt beträgt das Verhältnis fügetechnisch verbundener Schlauchwellungen zu nicht fügetechnisch verbundenen Schlauchwellungen höchstens 1 : 1,5, vorzugsweise 1 : 4, so daB ein Ausgleich insbesondere mechanischer Belastungen gewährleistet ist.

Der an der Fluideintrittsseite angeordnete erste glatte Teilbereich ist wenigstens 5 mm lang, vorzugsweise wenigstens 7,5 mm, insbesondere etwa 10 mm, die anderen glatten Teilbereiche sind wenigstens 15 mm lang, vorzugsweise wenigstens 20 mm, insbesondere etwa 25 mm.

Der Wabenkörper, welcher insbesondere ein axial-durchströmbarer Katalysator- Trägerkörper ist, kann eine beliebige geometrische, vorzugsweise eine zylindrische oder konische, Form aufweisen.

Zusätzliche Einzelheiten und weitere Vorteile werden nachfolgend anhand einiger

bevorzugter Ausführungsbeispiele in Verbindung mit den beigefugten Zeichnungen beschrieben.

Darin zeigen : Fig. 1 bis 4 erfindungsgemäß bevorzugte Ausführungsbeispiele einer Wa- benkörperanordnung mit einem zylindrischen Wabenkörper teilweise im Längsaxialschnitt ; Figur 5 ein weiteres Ausftihrungsbeispiel einer Wabenkörperanordnung mit einem konischen Wabenkörper teilweise im Längsaxial- schnitt ; und Fig. 6 und 7 vergröBerte Ausschnitte alternativer Schlauchwellungsformen eines gewellten Teilbereiches nach Fig. 1 bis 5.

Fig. 1 zeigt teilweise im Längsaxialschnitt, ein erstes Ausführungsbeispiel einer Wa- benkörperanordnung, umfassend einen zylindrischen oder ovalen Wabenkörper 1, insbesondere als Katalysator-Trägerkörper für Kraftfahrzeuge mit einer katalytisch aktiven Beschichtung ausgebildet, mit einer Fluideintrittsseite 2 und einer Fluidaustrittsseite 3, aufgebaut aus zumindest teilweise strukturierten Blechlagen, die nach ihrer Schichtung und/oder Wicklung für ein Fluid durchströmbare Kanäle bilden, wobei der Wabenkörper 1 von einem inneren Mantelrohr 4 und einem konzentrisch dazu angeordneten äußeren Mantelrohr 5 umgeben ist. An der Fluideintrittsseite 2 ist zuerst ein glatter Teilbereich 7 angeordnet, dem ein gewellter Teilbereich 6 und ein weiterer glatter Teilbereich 7 folgen. Der erste glatte Teilbereich 7 weist eine Länge von etwa 5 mm auf und ist damit deutlich kürzer als der nächste Teilbereich. Der überwiegend fluideintrittsseitig angeordnete gewellte Teilbereich 6 ist fluideintrittsseitig 2 axial-partiell 8 über eine Länge von z. B. drei Schlauchwellungen mit dem äußeren Mantelrohr 5 verlötet ; der Wabenkörper 1 ist

fluidaustrittsseitig 3 axial-partiell 9 über eine Länge von etwa 25 mm mit dem längerem zweiten glatten Teilbereich 7 verlötet. Eine solche Wabenkörperanordnung mit einem Wabenkörper 1 üblicher Baulänge von etwa 100 bis 150 mm gleicht aufgrund des überwiegend fluideintrittsseitig 2 angeordneten gewellten Teilbereichs 6 besonders gut mechanische Belastungen aus.

Fig. 2 zeigt, teilweise im Längsaxialschnitt, ein zweites Ausführungsbeispiel einer Wabenkörperanordnung mit einem zylindrischen oder ovalen Wabenkörper 1. An der Fluideintrittsseite 2 ist zuerst ein glatter Teilbereich 7 angeordnet, dem ein ge- wellter Teilbereich 6 und ein weiterer glatter Teilbereich 7 folgen. Der erste glatte Teilbereich 7 ist, im Gegensatz zu der Wabenkörperanordnung nach Fig. 1, deutlich länger als der zweite, der nur eine Länge von etwa 5 mm aufweist. Der überwiegend fluidaustrittsseitig 3 angeordnete gewellte Teilbereich 6 ist fluidaus- trittsseitig axial-partiell 8 über eine Länge von 3 Schlauchwellungen mit dem äußeren Mantelrohr 5 verlötet ; der Wabenkörper 1 ist fluideintrittsseitig 2 axial- partiell 9 über eine Länge von z. B. etwa 25 mm mit dem längeren ersten glatten Teilbereich 7 verlötet. Eine solche Wabenkörperanordnung mit einem Wabenkörper 1 üblicher Baulänge von etwa 100 bis 150 mm unterstützt aufgrund des fluideintritts- seitigen längeren ersten, thermisch vom äußeren Mantelrohr 5 isolierten, glatten Teilbereichs 7 besonders gut ein schnelles Ansprechen des Katalysator-Träger- körpers beim Beaufschlagen mit Abgas eines Motors in der Kaltstartphase.

Fig. 3 zeigt, teilweise im Schnitt, ein drittes Ausführungsbeispiel einer Wa- benkörperanordnung mit einem Wabenkörper 1. An der Fluideintrittsseite 2 ist zuerst ein glatter Teilbereich 7 angeordnet, dem ein gewellter Teilbereich 6, ein zweiter glatter Teilbereich 7, ein zweiter gewellter Teilbereich 6 und schlieblich ein dritter glatter Teilbereich 6 folgen. Die fluideintritts-und fluidaustrittsseitgen glatten Teilbereiche 7 weisen jeweils eine Länge von etwa 5 mm auf und sind damit deutlich kürzer als der mittlere, axial-zentral angeordnete glatte Teilbereich 7. Der Wabenkörper 1 ist axial-partiell 9 über ein Länge von 25 mm mit dem langen, axial- zentral angeordneten gatten Teilbereich 7 verlötet ; die fluideintritts-und fluidaus-

trittsseitig angeordneten gewellten Teilbereiche 6 sind axial-partiell 8 jeweils über eine Länge von z. B. drei Schlauchwellungen mit dem äußeren Mantelrohr 5 verlötet. Eine solche Wabenkörperanordnung mit zweien, fluideintrittsseitig 2 und fluidaustrittsseitig 3, angeordneten gewellten Teilbereichen 6 gleichen besonders gut mechanische Belastungen aus, insbesondere für Wabenkörper 1 mit einer höheren Baulänge von mehr als 150 mm.

Fig. 4 zeigt, teilweise im Längsaxialschnitt, ein viertes Ausführungsbeispiel einer Wabenkörperanordnung mit einem zylindrischen Wabenkörper 1. An der Fluidein- trittsseite 2 ist zuerst ein glatter Teilbereich 7 angeordnet, dem ein gewellter Teilbe- reich 6 und ein weiterer glatter Teilbereich 7 folgen. Die fluideintritts-und fluidaustrittsseitgen glatten Teilbereiche 7 sind deutlich länger als die entsprechenden glatten Teilbereiche 7 nach Fig. 3. Der Wabenkörper 1 ist fluideintritts-und fluidaustrittsseitig axial-partiell 9 jeweils über eine Länge von z. B. 15 mm mit den gatten Teilbereichen 7 verlötet ; der axial-zentral angeordnete gewellte Teilbereich 6 ist axial-partiell 8 über eine Länge von z. B. drei Schlauchwellungen mit dem äuBeren Mantelrohr 5 verlötet. Eine solche Wabenkörperanordnung mit einem Wabenkörper 1 auch höherer Baulänge von über 150 mm gleicht einerseits aufgrund des axial-zentral angeordneten gewellten Teilbereichs 6 besonders gut mechanische Belastungen aus und unterstützt andererseits aufgrund des fluideintrittsseitigen längeren ersten, thermisch isolierten, glatten Teilbereichs 7 ein alsbaldiges Wieder- starten des Katalysator-Trägerkörpers.

Fig. 5 zeigt, teilweise im Schnitt, ein Ausführungsbeispiel einer Wabenkör- peranordnung wie in Fig. 4, jedoch für einen konischen Wabenkörper. Die zusätzliche Verwendung von konischen Wabenkörpem 1 ermöglicht unter Beibehaltung der aufgezeigten Vorzüge der Erfindung den Bau verhältnismäBig kompakter Abgasreinigungsanlagen mit sehr guten Strömungsverteilungen und besonders gutem Kaltstartverhalten.

Bei bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung weisen die Schlauchwellungen der gewellten Teilbereiche 6 über ihren Längsaxialschnitt betrachtet Flankenbereiche großer Steilheit, insbesondere sogar eine Omegaform, auf. Figuren 6 und 7 zeigen ausschnittsweise hierzu alternative Schlauchwellungen mit abgeflachten, insbesondere trapezoidförmigen, Flankenbereichen, welche im axial-partiellen 8 Bereich der Verlötung mit dem äußeren Mantelrohr 5 den Vorteil einer dauerhafteren fügetechnischen Verbindung als bei omegaförmigen Schlauchwellungen aufweisen.

Die vorliegende Erfindung ermöglicht die fertigungstechnisch sichere Herstellung von Wabenkörperanordnungen, die besonders hohen Belastungen standhalten können und ein gutes Kaltstartverhalten im Abgasreinigungssystem eines Kraftfahrzeuges zeigen.

Bezugszeichenliste 1 Wabenkörper 2 Fluideintrittsseite 3 Fluidaustrittsseite 4 inneres Mantelrohr 5 äußeres Mantelrohr 6 gewellter Teilbereich 7 glatter Teilbereich 8 axial-partieller Verbindungsbereich, zwischen gewelltem Teilbereich 6 und äußerem Mantelrohr 5 angeordnet 9 axial-partieller Verbindungsbereich, zwischen glattem Teilbereich 7 und Wabenkörper 1 angeordnet