Derartige Wabenstrukturen dienen insbesondere als Katalysator-Trägerkörper in Abgassystemen mobiler Verbrennungskraftmaschinen (z. B. Otto-oder Dieselmo- toren oder dergleichen). Solche Wabenkörper sowie ein Verfahren zu deren Her- stellung gehen beispielsweise aus der EP 0 422 000 B 1 oder der Offenlegungs- schrift DE 29 24 592 hervor. Letztere beschreibt eine Trägermatrix für einen kata- lytischen Reaktor zur Abgasreinigung einer Brennkraftmaschine eines Fahrzeu- ges, welche aus hochtemperaturfesten Stahlblechen gebildet ist. Die Trägermatrix wird mit einem Katalysatormaterial beschichtet, wobei die Stahlbleche als glatte und gewellte Bleche ausgebildet und abwechselnd lagenweise angeordnet sind.

Im Hinblick auf das Herstellungsverfahren einer solchen Trägermatrix wird vor- geschlagen, dass die Stahlbleche zunächst entfettet und/oder gebeizt werden. An- schließend und vor dem abwechselnd lagenweisen Anordnen werden die Stahl- bleche mit einem Lotauftrag versehen. Hierbei können die glatten, die gewellten oder beide Arten von Stahlblechen beleimt bzw. belotet werden. Der Lotauftrag erfolgt streifenförmig in Richtung der Wellen der gewellten Stahlbleche oder senkrecht dazu. Nachdem die Stahlbleche gestapelt und zu einer Trägermatrix gewunden wurden, wird die Trägermatrix aufgeheizt und eine gleichzeitige Verlö- tung aller Lagen bzw. Stahlbleche miteinander bewirkt. Eine Vielzahl von Formen bzw. Anordnungen der Bleche zueinander sind bereits bekannt (S-förmig, spiralig, etc.), wobei diesbezüglich beispielsweise auf die EP 0 430 975 oder EP 0 436 533 hingewiesen wird.

Dieses Verfahren hat sich zwar in der Vergangenheit sehr gut bewährt, bietet aber gerade im Hinblick auf die Kosten und die Verlötungsqualität Nachteile auf Zwar bedeutet die Vorsehung von Leim bzw. Lot in Form von Streifen bereits eine Re- duzierung des zur Herstellung eingesetzten Leims bzw. Lots, allerdings ist im Rahmen von Belastungsversuchen dennoch eine zum Teil ungewünschte, zu steif ausgeführte Verbindung der Stahlbleche miteinander erkannt worden. In diesem Zusammenhang hat sich weiter herausgestellt, dass es gerade bei der Verwendung von sehr dünnen Stahlblechen wichtig ist, nicht zuviel Lotmaterial in die Träger- matrix einzuleiten, da eine übermäßige Lotmenge während der Anwendung einer solchen Trägermatrix im Abgassystem von Automobilen eine erhöhte Korrosi- onsgefahr zur Folge hat. Außerdem stellt die übermäßige Bereitstellung von Lot- material einen Kostenfaktor dar, der insbesondere im Rahmen einer Großserien- fertigung zu beachten ist.

Ein weiteres fertigungstechnisches Problem tritt beim Stapeln bzw. Wickeln der Stahlbleche auf. Da das Lotmaterial bereits vor dem Stapeln bzw. Wickeln aufge- tragen wird, kann sich dieses auch in den Kontaktbereichen zwischen dem gewell- ten und dem glatten Stahlblech anordnen, so dass ein direkter Kontakt dieser Ble- che nicht sichergestellt ist. Bei einer nachträglichen thermischen Behandlung ver- dampft der Leim zumindest teilweise und das Lotmaterial schmilzt, so dass unter Umständen Spalte gebildet werden. Dies kann zur Folge haben, dass eine füge- technische Verbindung von benachbart zueinander angeordneten Stahlblechen nicht durchgängig über den gewünschten Verbindungsbereich ausgeführt ist. Dies hat einen merkbaren Einfluss auf die Dauerfestigkeit einer solchen Trägermatrix, wenn diese den thermischen und dynamischen Bedingungen im Abgassystem ei- ner mobilen Verbrennungskraftmaschine ausgesetzt wird.

Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die bezüglich der bekannten Wabenkörper und seiner Herstellung aufgezeigten Probleme zumindest teilweise zu beseitigen. Insbesondere soll ein Wabenkörper angegeben werden, der eine dauerhafte Verbindung benachbart angeordneter Bleche sicherstellt, so-

wie ein Verfahren anzugeben, bei dem unabhängig von der bereitgestellten Lot- menge nur so viel Lotmaterial in den Kontaktbereichen benachbart zueinander angeordneter Bleche angelagert wird, wie dies zur Ausbildung dauerhafter Ver- bindungen erforderlich ist.

Diese Aufgaben werden gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Pa- tentanspruchs 1 sowie einer Wabenstruktur gemäß den Merkmalen des Patentan- spruchs 13. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den jeweils abhängigen Ansprüchen beschrieben, wobei die dort offenbarten Merkmale einzeln oder in Kombination miteinander vorliegen können.

Insofern wird ein Verfahren zum Beleimen und Beloten einer Wabenstruktur um- fassend mindestens eine zumindest teilweise strukturierte bzw. gewellte Folie mit einem Pitch und einer Wellhöhe vorgeschlagen, welches folgende Schritte um- fasst : Auswahl eines mittleren Lotdurchmessers eines pulverförmigen Lots, der betragsmäßig kleiner als 15% der Wellhöhe ist ; Bestimmen einer minimalen Leimstreifenbreite nach der Gleichung mit B = Leimstreifenbreite, D = Lotdurchmesser, P = Pitch und W = Wellhöhe ; -Beleimen wenigstens der zumindest teilweise strukturierten Folie in- nerhalb der Leimstreifenbreite auf mindestens einem Teil von durch die Wellung gebildeten Wellenbergen (Wellenberge sind die Kuppen, Erhebungen oder Extrempunkte auf beiden Seiten der Folie, an denen benachbarte Folien anliegen können) ; -Beloten der Wabenstruktur.

Die Wahl eines geeigneten mittleren Lotkorndurchmessers wird im wesentlichen durch die Foliendicke bestimmt, da sichergestellt werden soll, dass eine Auflegie- rung der Folie nicht stattfindet. Weiterhin ist für den Fachmann klar ersichtlich, dass die verwendete Foliendicke auch in Korrelation zu der erzielbaren Kanal- dichte der Wabenstruktur und somit auch zu der Wellhöhe der strukturierten Folie steht. Deshalb wird hier ein mittlerer Lotkorndurchmessers vorgeschlagen, der betragsmäßig kleiner als 15%, insbesondere kleiner 10%, bevorzugt kleiner 8%, der Wellhöhe ist. Beträgt die Wellhöhe beispielsweise 0, 73 mm, wie sie in etwa bei einer Wabenstruktur mit 1000 cpsi auftreten kann, so ist demnach ein mittlerer Lotkorndurchmesser kleiner als 110, um zu wählen.

Demnach ist die Wabenstruktur mit mindestens einer strukturierten Folie ausge- bildet, wobei bevorzugt eine Mehrzahl von strukturierten Folien verwendet wird.

Die Strukturierung kann über die gesamte Breite und/oder Länge der Folie durch- gehend ausgeführt sein oder auch Abschnitte mit glatten Passagen aufweisen.

Struktur in diesem Sinne ist beispielsweise eine Wellung oder eine Faltung der Folie, wobei bevorzugt eine regelmäßige Struktur ausgebildet ist. Als besonders geeignet haben sich Strukturen erwiesen, welche im wesentlichen einer Sinus- Wellung oder einer Evolventen-Wellung ähneln, welche gegebenenfalls auch lo- kal unterbrochen oder von einer anderen (Makro-bzw. Mikro-) Struktur überlagert sein kann. Die Strukturierung hat bevorzugt in regelmäßigen Abständen Extrem- punkte, z. B. Hochpunkte und Tiefpunkte. Dabei wird der Abstand zweier be- nachbarter Hochpunkte mit Pitch (einer Art Wellenlänge) bezeichnet, während die Wellhöhe (eine Art Amplitude) den Abstand der gedachten Verbindungslinien von jeweils Hoch-und Tiefpunkten definiert und insbesondere quer bzw. senk- recht zum Pitch ausgerichtet ist.

Die Beleimung der strukturierten Folie (insbesondere aus einem Aluminium- Chrom-Stahl) erfolgt im wesentlichen entlang der Extrempunkte der Struktur.

Dabei ist die Leimstreifenbreite bevorzugt symmetrisch bezüglich der Extrem- punkte angeordnet, wobei ca. die Hälfte der Leimstreifenbreite jeweils in der di- rekten Nachbarschaft der Extrempunkte angeordnet ist. Die Leimstreifenbreite

definiert somit den Bereich auf der strukturierten Folie, in dem ein Leim oder Haftmittel vorzusehen ist, welches der Fixierung von Lotkörnern dient. In Anbet- racht der Tatsache, dass die Extrempunkte nachfolgend zur Anlage an benachbart angeordneten Folien dienen, wobei ein Kontaktbereich definiert wird, ist es erfor- derlich, gerade in diesem Kontaktbereich ausreichend Lotmaterial zu fixieren, um bei einer abschließenden thermischen Behandlung im Kontaktbereich eine füge- technische Verbindung zu gewährleisten. Hierbei spielen insbesondere die Lot- korngröße sowie die räumliche Anordnung der benachbarten Folien zueinander eine wesentliche Rolle.

Entsprechend der Ausgestaltung der Struktur (insbesondere dem Verhältnis von Pitch zu Wellhöhe) ändert sich die räumliche Anordnung der benachbarten Folien zueinander, so dass beispielsweise relativ flache oder relativ steile Zwickel im Kontaktbereich gebildet werden. Nun ist ersichtlich, dass in Abhängigkeit der verwendeten Lotkorngröße eine Anordnung des Lotkorns relativ nahe zum Ex- trempunkt möglich ist, wenn die Flanken der strukturierten Folie steil sind, also das Verhältnis aus dem Pitch und der Wellhöhe klein ist. Soll nun lediglich die Lotmenge in dem Kontaktbereich fixiert werden, welche tatsächlich für die Aus- bildung einer fügetechnischen Verbindung der benachbarten Folien erforderlich ist, ist die Leimstreifenbreite so auszuführen, dass es lediglich der gewünschten Anzahl von Lotkörnern mit einem vorgegebenen mittleren Lotdurchmesser mög- lich ist, sich in dem Kontaktbereich anzuordnen. Dabei wird beispielsweise ver- mieden, dass sich Leim an den Flanken der strukturierten Folie ansammelt, was ggf. eine Anlagerung von nicht benötigtem Lotmaterial zur Folge hätte.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens wird vorgeschlagen, die Leimstreifenbreite um eine Zusatzbreite (Z) zu vergrößern, wobei die Zusatzbreite in einem Bereich zwischen 0, 2'D (= Lotkomdurchmesser) < Z < D liegt. Inso- fern entspricht die Leimstreifenbreite der folgenden Gleichung Wz=B+Z.

Diese Zusatzbreite ist ggf. erforderlich, wenn besonders hohe thermische und/oder dynamische Belastungen während des späteren Einsatzes auftreten. Insofern wird die Leimstreifenbreite um einen Betrag vergrößert, so dass sich beispielsweise ein zusätzliches Lotkorn (mit gleichem oder u. U. sogar nur mit einem kleineren Lot- korndurchmesser) anordnen kann. Das Verfahren bietet demnach die Möglichkeit, die Ausbildung der fügetechnischen Verbindungen mit einer Art Sicherheitsfaktor durchzuführen, wobei eine zusätzliche, genau definierte Menge des Lotmaterials nahe der Kontaktstelle fixiert wird. Eine solche Anordnung von zusätzlichem Lotmaterial ist beispielsweise auch vorteilhaft, wenn die Wabenstruktur relativ dickwandige Folien (z. B. mit einer Foliendicke größer als 60um) umfasst. Die dickwandigen Folien sind im Vergleich zu den dünneren Folien relativ starr aus- gebildet, so dass sich beim Wickeln der Folien Spalte im Kontaktbereich bilden können, welche dann durch das zusätzlich fixierte Lotmaterial überbrückt werden.

Gemäß noch einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens wird die Leimstreifen- breite mittels eines Korrekturwertes (K) bestimmt, der in einem Bereich von 0 mm bis l mm liegt, und von der Leimstreifenbreite abgezogen oder hinzugefügt wird. Demnach bestimmt sich die Leimstreifenbreite unter Berücksichtigung der Zusatzbreite und des Korrekturwertes gemäß folgender Gleichung : Bz, K=B+ZK.

Dieser Korrekturwert ist insbesondere im Hinblick auf die ausgebildete Struktur der Folie zu wählen. Während die oben angegebene Gleichung zur Bestimmung der minimalen Leimstreifenbreite eine im wesentlichen sinusartige Wellung zugrundelegt, erlaubt der Korrekturwert eine Anpassung dieser Berechnung für beispielsweise rechteckige Wellformen. Bei solchen, insbesondere sehr steile Flanken aufweisenden Wellformen werden voneinander stark abweichende Zwi- ckelformen generiert. Gerade bei diesen Ausgestaltungen kommt es zu einer deut- lichen Veränderung des Pitch-Wellhöhen-Verhältnisses, ohne dass die Lage eines zu fixierenden Lotkorns näher an den Kontaktbereich ausgeführt werden kann,

und die Leimstreifenbreite somit im wesentlichen unverändert ist. Dieser Effekt lässt sich mittels des Korrekturwertes ausgleichen.

Weiter wird vorgeschlagen, dass die zumindest teilweise strukturierte Folie zu- nächst mit dem Leim versehen, dann eine Wabenstruktur ausgebildet (z. B. durch Stapeln und/oder Wickeln der Folien) und später ein stirnseitiges Beloten der Wa- benstruktur vorgenommen wird. Dadurch wird verhindert, dass sich das Lotmate- - rial zwischen den Folien anordnet, und auf diese Weise die benachbarten Folien voneinander beabstandet sind. Dies hätte bei einer nachfolgenden thermischen Behandlung ggf. zur Folge, dass das bereitgestellte Lotmittel lediglich an einer der miteinander zu verbindenden Folien angelagert wird, und somit nicht zur Ausbildung von fügetechnischen Verbindungen dient. Dieser Effekt wird hierbei vermieden, da die Folien vor dem Wickeln lediglich mit dem Leim versehen sind.

Erst wenn die Folien ihre letztendliche Position zueinander eingenommen haben (z. B. im gewundenen bzw. gewickelten Zustand), erfolgt die Zufuhr des Lotmit- tels über die Stirnseite der Wabenstruktur. Das Lotmittel bleibt dabei an dem Leim innerhalb der Leimstreifenbreite haften.

Prinzipiell sei an dieser Stelle angemerkt, dass die Wabenstruktur neben den zu- mindest teilweise strukturierten Folien zusätzlich auch glatte Folien aufweisen kann, wobei jeweils eine glatte und eine gewellte Folie abwechselnd benachbart zueinander angeordnet werden kann. Die Folien können beispielsweise S-förmig gewunden, eben zueinander gestapelt oder spiralig aufgewickelt werden, um die gewünschte Gestalt der Wabenstruktur zu bilden. Die Wabenstruktur selbst kann demnach einen rechteckigen, ovalen oder einen zylindrischen Aufbau aufweisen.

Entsprechend der ausgewählten Folien-Arten entstehen Kontaktbereiche zwischen srierten Folien oder zwischen strukturierten oder glatten Folien oder zwi- schen glatten Folien. Besonders bevorzugt ist dabei die Ausgestaltung der Waben- struktur mittels mindestens einer zusätzlichen glatten Folie, wobei im Hinblick auf das Herstellungsverfahren die mindestens eine strukturierte und die mindes- tens eine glatte Folie so gestapelt uncl/oder gewunden werden, dass für ein Fluid durchströmbare Kanäle gebildet werden. Mit Fluiden sind hierbei insbesondere

gasförmige Fluide und speziell Abgase mobiler Verbrennungskraftmaschinen ge- meint. Die Kanäle verlaufen bevorzugt im wesentlichen parallel zueinander von einer Stirnseite der Wabenstruktur bis zu einer gegenüberliegenden.

Gemäß noch einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens ist die Leimstreifen- breite kleiner als 1, 75 mm auszuEühren, insbesondere kleiner 1 mm, und bevor- zugt kleiner 0, 5 mm. Nachdem gemäß der oben genannten Gleichung im wesent- lichen die untere Grenze hinsichtlich der Leimstreifenbreite angegeben wird, bei der eine dauerhafte Verbindung der zueinander benachbart angeordneten Folien sichergestellt werden, wird nun eine Obergrenze vorgeschlagen, die eine übermä- ßige Verwendung von Lotmaterial verhindern soll. In diesem Zusammenhang ist zu berücksichtigen, dass im allgemeinen kein pulverförmiges Lot vorliegt, wel- ches stets den gleichen Lotkorndurchmesser aufweist. Üblicherweise werden die Lotpulver in einer Lotpulverfraktion bereitgestellt, wobei eine Gaußsche Vertei- lung anzunehmen ist, deren Maxima in etwa bei der angegebenen Lotkorngröße liegt. Für das vorgeschlagene Verfahren ist insbesondere eine Lotkornfraktion zu wählen, welche deutlich strengeren Kriterien als einer üblichen Gaußschen Vertei- lung genügt. Insofern werden Lotkornfraktionen mit einem mittleren Lotdurch- messer bevorzugt, deren Varianz kleiner als 0, 8, insbesondere kleiner 0, 5 und be- sonders bevorzugt kleiner 0, 3 ist. So kann sichergestellt werden, dass tatsächlich im Querschnitt der Wabenstruktur jeweils nur die gewünschte Lotmenge, insbe- sondere nur ein Lotkorn, in jedem Zwickel angeordnet ist.

Nach einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens wird die Beleimung der Wa- benstraktur nur über mindestens einen Teilbereich in Richtung einer Achse der Wabenstruktur vorgenommen. Das bedeutet, dass die Leimstreifenbreite ggf. über die Länge der strukturierten Folie unterbrochen ist, oder nur einen Teilbereich ausgehend von der Stirnseite bzw. lediglich im dazwischen liegenden Teilbereich ausgebildet ist. Das hat beispielsweise zur Folge, dass lediglich der Eintritts- und/oder der Austrittsbereich der Wabenstruktur nahe den Stirnseiten fügetech- nisch miteinander verbunden werden. Dies hat den Vorteil, dass die Wabenstruk- tur eine Möglichkeit zur Kompensierung des thermischen Ausdehnungsverhaltens

aufweist, da dies gerade während des Aufheiz-bzw. Abkühlvorgangs zu unter- schiedlichen Längenänderungen im Inneren der Wabenstruktur gegenüber den außenliegenden Bereichen führt.

Besonders bevorzugt ist ein Leim zu verwenden, der zwei gezielt einstellbare Hafteigenschaften aufweist, die jeweils wiederholbar aktivierbar bzw. deaktivier- bar sind. Das bedeutet beispielsweise, dass der Leim zunächst eine adhäsiv wirk- same Eigenschaft aufweist, diese unter bestimmten Umständen deaktiviert und durch weitere Maßnahmen seine adhäsive Hafteigenschaft wieder zurückgewinnt.

Dabei ist es besonders vorteilhaft zur Herstellung des Wabenkörpers, einen sol- chen Leim zu verwenden, wobei -eine adhäsive Hafteigenschaft des Leims, welcher sich außerhalb der Leimstreifenbreite angesammelt hat, vor dem Beloten deaktiviert wird und/oder -eine adhäsive Hafteigenschaft des Leims, welcher sich innerhalb der Leimstreifenbreite angesammelt hat, vor dem Beloten aktiviert wird.

Die Verwendung eines derartigen Leims hat beispielsweise den Vorteil, dass die adhäsive Hafteigenschaft während des Wickelns und/oder während des Stapeln deaktiviert werden kann, so dass ein Aufeinandergleiten der benachbart angeord- neten Folien gewährleistet ist. Weiterhin bietet der Leim den Vorteil, dass dem Leim, welcher aufgrund fertigungstechnischer Toleranzen außerhalb der Leim- streifenbreite angeordnet wurde, seine adhäsive Hafteigenschaft gezielt entzogen werden kann, so dass eine Fixierung von Lotkörnern in diesem Abschnitt nicht stattfindet. Zur gezielten Einstellung der Hafteigenschaften des Leims dienen bei- spielsweise Temperaturveränderungen und/oder die Zugabe von Substanzen, die chemisch mit dem Leim reagieren. Zu weiteren Eigenschaften des Leims sei an dieser Stelle auf die WO 95/30508 verwiesen, deren gesamter Offenbarungsinhalt somit auch hier integriert ist.

Nach einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens beträgt der mittlere Lotdurch- messer des pulverförmigen Lots zwischen 40 p und 120 p. Wie bereits ausgeführt,

ist dabei eine besonders kleine Varianz zu gewährleisten. Die Wahl des Lot- durchmessers erfolgt insbesondere im Hinblick auf die bereitzustellende Lotmen- ge zur Ausbildung einer fügetechnischen Verbindung, welche auch den thermi- schen (bis 1000°C) und dynamischen (Fahrzeugvibrationen, Druckstöße des Ab- gases) Bedingungen im Abgassystem eines Pkws standhalten. Da üblicherweise das pulverfUrmige Lot jeweils nur in bestimmten Größen angeboten wird (z. B.

106 je,, 75 Il, 50, u) sind ggf zwei kleinere Lotkörner statt einem größeren Lotkorn pro Zwickel im Querschnitt der Wabenstruktur vorzusehen, da die benötigte Menge so exakter eingestellt werden kann.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens wird nach dem Beloten bzw. nach einer anschließenden thermischen Behandlung der Wabenstruktur eine Lot- streifenbreite (L) generiert, die im wesentlichen gegenüber der Leimstreifenbreite nur eine Toleranz von maximal 10 %, bevorzugt von maximal 5 % hat und insbe- sondere nicht größer als die Leimstreifenbreite ist. Das bedeutet, dass sehr be- grenzt, in den Zwickeln verlaufende Lotstreifen gebildet werden. Dies hat zur Folge, dass die Flanken der Folien bzw. der überwiegende Teil der Kanalwände frei von Lotmaterial sind, wodurch die Korrosionsbeständigkeit der Wabenstruk- tur verbessert wird. Zusätzlich wird der Kanalquerschnitt nicht unnötig verengt, was einen erhöhten Staudruck des die Wabenstruktur durchströmenden Abgases zur Folge hätte.

Weiterhin wird vorgeschlagen, dass die Wabenstruktur vor dem Beloten zumin- dest teilweise in ein Gehäuse eingebracht wird. Das hat zur Folge, dass eine auf- wendige Fixierung der Vielzahl von Folien während des Belotungsvorganges vermieden wird, da diese bereits durch das Gehäuse umschlossen werden. Ein nur teilweises Einbringen ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn der äußere Umfang der Wabenstruktur auch mit einem Lotmittel versehen werden soll, welches zur Anbindung der Wabenstruktur an das Gehäuse dient. Da das Mantelrohr bzw.

Gehäuse aufgrund der größeren thermischen Masse (größere Materialstärke von ca. 0, 8-1, 5mm) gegenüber den Folien ein anderes thermisches Ausdehnungsver- halten aufweist, wird diese Verbindung zwischen Wabenstruktur und Gehäuse

bevorzugt nur an einer Stirnseite der Wabenstruktur durchgeführt. Nach dem Be- loten wird dann die Wabenstruktur vollständig in das Gehäuse eingeführt, wobei bei einer anschließenden thermischen Behandlung die Folien miteinander sowie die Folien mit dem Gehäuse verlötet werden.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine Wabenstruktur vorge- schlagen, welche zumindest teilweise strukturierte Folien umfasst, so dass für ein Fluid durchströmbare Kanäle mit einem Pitch und einer Wellhöhe gebildet sind, wobei in Kontaktbereichen der Folien miteinander innerhalb einer Leimstreifen- breite Leim und ein pulverförmiges Lot mit einem mittleren Lotdurchmesser vor- gesehen ist. Die Wabenstruktur zeichnet sich erfindungsgemäß dadurch aus, dass die Leimstreifenbreite und der Lotdurchmesser im wesentlichen dem folgenden Zusammenhang entsprechen : Wie bereits oben ausgeführt, kann diese Gleichung auch um eine Zusatzbreite (Z) bzw. den Korrekturwert (K) ergänzt werden. Dabei ist zu berücksichtigen, dass es sich bei der hier beschriebenen Wabenstruktur um eine Art Halbzeug handelt, da im Prinzip der Zustand vor einer thermischen Behandlung, insbesondere dem Lötprozess, beschrieben ist. Im Laufe des Lötverfahrens verflüchtigen sich einige Bestandteile des Leims, so dass nach einer solchen thermischen Behandlung die Leimstreifenbreite nicht mehr erkennbar ist. Nichts desto trotz lässt sich die Ver- wendung eines solchen Halbzeuges zur Herstellung bereits gelöteter Wabenkörper nachvollziehen.

Die Wabenstruktur umfasst bevorzugt auch glatte Folien, wobei die Wabenstruk- tur gemäß einer weiteren Ausgestaltung Folien mit einer Foliendicke kleiner 180 um, insbesondere kleiner 100 um und bevorzugt kleiner 40 u. m hat. Von be- sonderer Bedeutung ist die exakte Zuführung von Lotmaterial bei Folien mit einer Foliendicke kleiner als 20 u. m und insbesondere bei Folien mit einer Foliendicke

kleiner 15, um, da bei diesen extrem dünnen Folien eine verhältnismäßig hohe Lotmittelkonzentration vorliegt, die ggf. einem merklichen Einfluß auf die Zu- sammensetzung der Folie zur Folge hat. Somit ist die Herstellung eines Waben- körpers gemäß dem obigen Verfahren gerade im Hinblick auf diese extrem dün- nen Foliendicken geeignet.

Hinsichtlich der Ausgestaltung der Struktur wird vorgeschlagen, dass die Wellhö- he (W) zwischen 4 mm und 0, 5 mm und/oder der Pitch (P) zwischen 6 mm und 0, 8 mm beträgt. Die exakte Beleimung, insbesondere gemäß dem vorgeschlage- nen Verfahren, ist von besonderer Bedeutung bei relativ hochzelligen Waben- strukturen mit verhältnismäßig kleiner Wellhöhe und/oder kleinem Pitch. Dies bezieht sich bevorzugt auf eine Wellhöhe kleiner 1 mm, insbesondere kleiner 0, 75 mm, bzw. auf einen Pitch kleiner 2 mm, insbesondere kleiner 1, 5 mm. Bei der vorgeschlagenen Wellhöhe bzw. dem vorgeschlagenen Pitch werden Kanäle gebildet, welche einen hinsichtlich des Strömungswiderstandes geeigneten Quer- schnitt aufweisen. Zudem muss berücksichtigt werden, dass die Folien zumeist noch mit einer Wash-Coat-Beschichtung versehen werden, welche mit dem kata- lytisch aktiven Material imprägniert ist. Der Wash-Coat hat die Aufgabe, eine besonders zerklüftete, große Oberfläche in den Kanälen bereitzustellen, so dass ein intensiver Kontakt des katalytisch aktiven Materials mit dem Abgas gewähr- leistet ist. Werden zu schlanke Kanalformen gewählt, kann dies zu verstopften Kanälen führen, was negative Auswirkungen auf den Abgasstaudruck vor einem solchen Wabenkörper zur Folge hat.

Zwar ist dieses Verfahren für alle bekannten Kanaldichten von 200 cpsi ("cells per square inch") bis über 1600 cpsi geeignet, besonders vorteilhaft ist es jedoch für eine Wabenstruktur, welche eine Kanaldichte größer 600 cpsi hat, insbesonde- re sogar größer 800 cpsi. Die Wahl der Kanaldichte, welche die Anzahl von Kanä- len in einer Einheitsfläche des Querschnitts der Wabenstruktur beschreibt, wird im wesentlichen durch den Einsatz der Wabenstruktur bestimmt. Weiterhin wer- den z. B. die Foliendicke und/oder die Wellform berücksichtigt.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des Wabenkörpers weist wenigstens eine Folie eine Sekundärstruktur auf, welche einen Teilbereich definiert und die Aus- dehnung der Leirnstreifenbreite in Richtung einer Achse der Wabenstruktur be- 'grenzt. Mit Sekundärstriktur ist dabei eine Verformung der Folie gemeint, welche punktuell undloder im wesentlichen quer zur Struktur der strukturierten Folien verläuft. Weiter ist diese Sekundärstruktur deutlich kleiner bzw. flacher auszufüh- ren, so dass die Sekundärstruktur beispielsweise eine Sekundärwellhöhe aufweist, die ggf. kleiner 20 %, insbesondere kleiner 10 % und bevorzugt kleiner 5 % der Wellhöhe der strukturierten Folie ist. Die Sekundärstruktur generiert eine Begren- zung der Leimstreifenbreite in Richtung der Achse bzw. in Richtung der Erstre- ckung der Extrempunkte (Wellenberge oder Wellentäler). Weiterhin kann die Se- kundärstruktur beispielsweise die Function einer Gleitschiene haben. Dies gilt insbesondere dann, wenn die Gleitschienen am Rand der Leimbereiche und/oder außerhalb angeordnet sind. Diese erleichtern das aufeinander Abgleiten der Folien beim Wickeln, so dass ein Verschmieren des Leims und/oder ein in dieser Phase unerwünschtes aneinander Haften der Folien vermieden wird.

Weiterhin wird vorgeschlagen, dass wenigstens eine Folie eine Passivierungs- schicht aufweist, welche einen Teilbereich definiert und die Ausdehnung der Leimstreifenbreite in Richtung einer Achse der Wabenstruktur begrenzt. Mit Pas- sivierungsschicht ist dabei beispielsweise eine chemische Substanz gemeint, wel- che einen Einfluss auf die Hafteigenschaft des Leims hat, so dass beispielsweise der Leim, welcher außerhalb der gewünschten Leimstreifenbreite angeordnet ist, durch Kontakt mit der Passivierungsschicht deaktiviert wird, also seine adhäsive Hafteigenschaft (ggf. dauerhaft) verliert. Insofern kann die Passivierungsschicht nicht nur zur Begrenzung eines axialen Teilbereichs herangezogen werden, son- dern u. U. auch dazu beitragen, dass die Flanken der strukturierten Folien außer- halb der gewünschten Leimstreifenbreite keinen adhäsiv wirksamen Leim aufwei- sen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Dabei sei darauf hingewiesen, dass die dargestellten Ausführungsbeispiele nicht den

Erfindungsgedanken begrenzen, sondern lediglich besonders bevorzugte und im Hinblick auf eine detaillierte Erläuterung geeignete Beispiele zeigen.

Es zeigen : Fig. 1 eine stirnseitige Ansicht einer Wabenstruktur mit Mantelrohr vor dem Lötprozeß, Fig. 2 schematisch den Aufbau der Wabenstruktur in einer Detailansicht, Fig. 3 eine Vorrichtung zum Beleimen einer strukturierten Folie, Fig. 4 eine weitere Ausgestaltung der Wabenstruktur, und Fig. 5 schematisch den Ablauf einer Ausgestaltung des vorgeschlagenen Verfahrens.

Fig. 1 zeigt in einer stirnseitigen Ansicht eine Wabenstruktur 1, welche bereits in ein Gehäuse 10 vollständig eingebracht ist. Die eine Stirnseite 5 ist stark schema- tisiert dargestellt, wobei ein Teilschnitt detailliert zeigt, dass die Wabenstruktur 1 aus glatten Folien 6 und strukturierten Folien 2 aufgebaut ist, welche spiralig auf- gewickelt sind. Dabei ist erkennbar, dass die strukturierte Folie 2 und die glatten Folie 6 Kanäle 7 definieren, welche für ein Abgas durchströmbar sind. Die Kanä- le 7 weisen im wesentlichen einen gleichen Kanalquerschnitt auf und erstrecken sich nahezu parallel zueinander von einer Stirnseite 5 der Wabenstruktur 1 bis zur gegenüberliegenden Stirnseite. Die Wabenstruktur 1 ist nach dem Belotungs- schritt dargestellt, wobei im Kontaktbereich der Folien miteinander eine Lotstrei- fenbreite L ausgebildet ist. Die Lotstreifenbreite L beschreibt insbesondere einen Bereich nahe des Kontaktbereiches, in dem in Richtung des Kanalverlaufs eine Vielzahl von Lotkörnern hintereinander angeordnet sind.

Fig. 2 zeigt in einer Detailansicht schematisch den Aufbau einer Wabenstruktur l.

Dabei ist eine strukturierte Folie 2 und eine glatte Folie 6 (im nicht gebogenen Zustand) dargestellt, welche einen Berührpunkt bzw. Kontaktbereich 11 ausbilden und Kanäle 7 begrenzen. Die strukturierte Folie 2 hat einen Pitch P, welcher die Entfernung zweier benachbarter Extrempunkte 23 (von Hochpunkt zu Hochpunkt bzw. von Tiefpunkt zu Tiefpunkt) beschreibt. Weiterhin ist die Struktur durch die Wellhöhe W gekennzeichnet, welche den Abstand zweier entgegengesetzter Ex- trempunkte 23 (Hochpunkt zu Tiefpunkt) beschreibt. Nahe dem Kontakte- reich 11 werden Zwickel 25 gebildet, deren räumliche Gestaltung im wesentlichen von der Steigung einer Flanke 24 der strukturierten Folie abhängt. Die strukturier- ten Folien 2 und/oder die glatten Folien 6 weisen dabei eine vorgegebene Folien- dicke 12 auf.

Weiter ist der Fig. 2 die Leimstreifenbreite B zu entnehmen, welche bevorzugt symmetrisch zu den Extrempunkten 23 angeordnet ist. Die Leimstreifenbreite B kann um eine Zusatzbreite Z vergrößert werden, wobei diese bevorzugt auf beiden Seiten der Beleimstreifenbreite hinzugefügt wird. Die Leimstreifenbreitc B ist dabei so gewählt, dass nur die erforderliche Menge des pulverförmigen Lots 3 infolge der adhäsiven Wirkung des Leims 4 in den Zwickeln 25 angelagert wird.

Dabei handelt es sich bevorzugt um lediglich einige wenige, insbesondere nur um zwei und besonders bevorzugt nur um ein einziges Lotkorn pro Zwickel 25 mit einem mittleren Lotkorndurchmesser D.

Fig. 3 zeigt eine Möglichkeit, wie der Leim 4 auf eine strukturierte Folie 2 aufge- tragen werden kann. Hierzu wird die strukturierte Folie 2 zwischen zwei gering voneinander beabstandete Verteilerrollen 16 hindurchgeführt. Dabei kontaktiert die strukturierte Folie 2 die Verteilerrollen 16 lediglich mit ihren Extrempunk- ten 23 (Wellentäler und Wellenberge), so dass eine definierte Leimstreifenbreite generiert wird. Die in der Fig. 3 oben dargestellte Verteilerrolle 16 ist direkt mit einer Zufuhr 18 versehen, mittels derer der Leim 4 auf die Oberfläche der Vertei- lerrolle 16 aufgebracht wird. Die Zufuhr 18 bedient sich dabei der Schwerkraft.

Die unterhalb der strukturierten Folie 2 angeordnete Verteilerrolle wird mittels

einer Walze 17 auf ihrer Umfangsfläche mit Leim 4 benetzt, wobei die Walze 17 mit einer Zufuhr 18 ausgestattet ist. Bei der dargestellten Vorrichtung entsprechen die Verteilerrollen 16 in etwa der Länge 15 der strukturierten Folie 2. Insofern wird auch Leim innerhalb der Leimstreifenbreite über die gesamte Länge 15 vor- gesehen.

An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, dass dem Fachmann eine Vielzahl von Fertigungstechniken zur Herstellung derartiger Leimstreifen bekannt sind. Neben der dargestellten Vorrichtung, bei der der Leimauftrag mittels Verteilerrollen 16 erfolgt, ist beispielsweise auch die Verwendung von Sprühdüsen, Klebestreifen od. dgl. bekannt. Dabei kann auf eine Vielzahl von mechanischen Vorrichtungen und/oder physikalischen Grundprinzipen zurückgegriffen werden, wobei hier bei- spielhaft auch bestimmte Kapillareffekte, die Schwerkraft, Druck oder ähnliches zur Verfügung steht.

Die beleimte strukturierte Folie 2 wird anschließend mit einer glatten Folie 6 zu- sammengeführt, wobei durch ein spiraliges Aufwickeln um eine Achse 9 eine Wabenstruktur gebildet wird.

Fig. 4 zeigt den Wickelvorgang einer bereits beleimten strukturierten Folie 2 und einer glatten Folie 6, wobei diese Folien zusammengeführt und wiederum spiralig um eine Achse 9 aufgewickelt werden. Im Gegensatz zu der in Fig. 3 dargestellten strukturierten Folie 2 ist die Beleimung nicht über die gesamte Länge 15 (nicht gekennzeichnet) ausgeführt. Dabei weist die strukturierte Folie 2 zwei Teilberei- che 8 auf, die sich ausgehend von den Stirnseiten 5 hin zum inneren Bereich der strukturierten Folie 2 hin erstrecken. Die Teilbereiche 8 sind durch eine Sekundär- struktur begrenzt. Diese Sekundärstruktur hat die Wirkung, dass die Wellhöhe um einen vorgegebenen Wert reduziert wird, so dass gerade im Hinblick auf die oben gezeigte Vorrichtung mit Verteilerrollen 16, der Kontakt mit diesen Verteilerrol- len 16 unterbrochen wird. Insofern erfolgt in den Bereichen mit der Sekundär- struktur keine Benetzung der strukturierten Folie 2 mit Leim 4.

Weiterhin weist die strukturierte Folie 2 in einem mittleren bzw. zentralen Bereich einen weiteren Teilbereich 8 auf, wobei hierbei die Ausdehnung in Richtung der Achse 9 mittels einer Passivierungsschicht 14 begrenzt ist. Die Passivierungs- schicht kann vor oder nach dem Beleimen der strukturierten Folie 2 aufgetragen werden.

Fig. 5 zeigt schematisch eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Gemäß dem ersten Schritt wird die strukturierte Folie 2 mit einem Leim 4 benetzt.

Dieser Vorgang wird mittels zweier Düsen 19 durchgeführt, die auf den gegenü- berliegenden Seiten der strukturierten Folie 2 angeordnet sind. Dabei generiert die Düse 19 bzw. eine entsprechende Vorrichtung jeweils Leimstreifen auf den Wel- lenbergen bzw. den Wellentälern der strukturierten Folie 2.

Schritt 2. zeigt schematisch einen Reinigungsschritt, der den über die Leimstrei- fenbreite B hinausragenden Anteil des Leims 4 von der strukturierten Folie 2 ent- fernt. Hinsichtlich der Mittel, welche während dieses Reinigungsschrittes einge- setzt werden können, kann der Fachmann wiederum auf eine Vielzahl von Alter- nativen bzw. Kombinationen davon zurückgreifen. Bei der Verwendung bzw.

Auswahl von chemischen Substanzen, abrasiven Medien oder mechanischen Werkzeugen ist insbesondere auf die notwendige Fertigungsgenauigkeit abzustel- len. In der Fig. 5 zeigen die Reinigungsmittel 20 beispielsweise ein paar mit Lö- sungsmittel getränkte Polierscheiben, welche den überschüssigen Leim, der zur Anlagerung von unerwünschten Lotkörnern führen würde, entfernt.

Die vorbehandelten strukturierten Folien 2 werden mit glatten Folien 6 (nicht dar- gestellt) gestapelt und anschließend S-förmig gewunden, wie dies skizzenhaft in Schritt 3. dargestellt ist. Die so vorbereitete Wabenstruktur 1 wird teilweise in ein Gehäuse 10 eingeführt.

Im Schritt 4. ist der Belotungsprozess dargestellt, wobei hier die Zufuhr von pul- verförmigem Lot 3 mittels einer Belotungsvorrichtung 21 erfolgt. Die Belotungs- vorrichtung 21 kann beispielsweise mit einer Düse ausgeführt sein, welche das

pulverförmige Lot 3 in die inneren Bereiche der Wabenstruktur 1 hineinbefördert.

Dabei kann die Zufuhr in Richtung der Schwerkraft erfolgen oder entgegenge- setzt, indem der Wabenkörper 1 und das Gehäuse 10 zumindest teilweise in ein mit Lotpulver gefülltes Wirbelbett eingetaucht werden. Erfolgt eine gleichzeitige Belotung der äußeren Umfangsfläche der Wabenstruktur 1 ist dort nach dem Wickelvorgang bzw. nach dem Einführen der Wabenstruktur in das Gehäuse 10 eine zusätzliche Leimschicht aufzutragen, so dass später auch an der Umfangsflä- che der Wabenstruktur 1 Lot 3 haften bleibt.

Schließlich wird die Wabenstruktur 1 vollständig in das Gehäuse 10 eingeführt und in einem Ofen 22 einer thermischen Behandlung (dem Lötprozess) unterwor- fen (vgl. Schritt 5.). Bevorzugt wird dabei die Ausbildung von Lotverbindungen zwischen den Folien miteinander bzw. zwischen den Folien und dem Gehäuse 10 mittels des sogenannten Hochtemperatur-Vakuum-Lötverfahrens durchgeführt.

Die Erfindung ermöglicht somit die Herstellung eines Wabenkörpers bzw. einer Trägermatrix für eine katalytisch aktive Beschichtung, welche der chemischen Umsetzung von im Abgas enthaltenen Schadstoffen automobiler Verbrennungs- kraftmaschinen geeignet ist. Somit wird durch die vorgeschlagene minimale Leimstreifenbreite eine dauerhafte Verbindung trotz der dort herrschenden ther- mischen und dynamischen Beanspruchungen sichergestellt, wobei gleichzeitig die übermäßige Verwendung von Lotmaterial vermieden wird. Daraus resultieren einerseits Kostenvorteile im Hinblick auf die Herstellung einer solchen Waben- struktur, gleichzeitig wird aber auch die Prozesssicherheit im Rahmen der Ferti- gung und die Lebensdauer derartiger Wabenstrukturen erhöht.

Bezugszeichenliste 1 Wabenstruktur 2 Strukturierte Folie 3 Lot 4 Leim 5 Stirnseite 6 Glatte Folie 7 Kanal 8 Teilbereich 9 Achse 10 Gehäuse 11 Kontaktbereich 12 Foliendicke 13 Sekundärstruktur 14 Passivierungsschicht 15 Länge 16 Verteilerrolle 17 Walze 18 Zufuhr 19 Düse 20 Reinigungsmittel 21 Belotungsvorrichtung 22 Ofen 23 Extrempunkt 24 Flanke 25 Zwickel B Leimstreifenbreite<BR> <BR> <BR> D Lotdurchmesser L Lotstreifenbreite P Pitch W Wellhöhe Z Zusatzbreite