In der WO 99/37896 ist ein Verfahren zur Herstellung eines ummantelten Wabenkörpers beschrieben. Der ummantelte Wabenkörper weist durch Stapeln und/oder Wickeln erzeugte, zumindest teilweise strukturierte Blechlagen auf, so daß der Wabenkörper für ein Fluid durchströmbare Kanäle aufweist. Dieser Wabenkörper ist von einem Mantelrohr umgeben. Der Wabenkörper und das Mantelrohr weisen aufgrund ihrer unterschiedlichen Werkstoffeigenschaften und aufgrund unterschiedlicher Temperaturen im Betrieb ein unterschiedliches thermisches Dehnungsverhalten auf. Es wird daher angestrebt, eine starre Verbindung zwischen dem Wabenkörper und dem Mantelrohr an wenigstens einem Endbereich des Wabenkörpers zu vermeiden. Aus diesem Grund ist der ummantelte Wabenkörper mit einer Manschette ausgeführt, welche trotz fertigungstechnischer Toleranzen des Mantelrohres und des Wabenkörpers sicherstellen soll, daß direkte Lötverbindungen zwischen Wabenkörper und Mantelrohr in dem wenigstens einen Endbereich des Wabenkörpers vermieden werden. Bei der Fertigung solcher Wabenkörper werden einige Berührungsstellen zwischen Wabenkörper und Manschette mehr oder weniger zufällig miteinander verbunden, jedoch bleiben viele solche Berührungsstellen unverbunden.

Thermische Spannungen zwischen dem Mantelrohr und dem Wabenkörper werden so zwar vermieden, jedoch keine definierte Anbindung des Wabenkörpers an die Manschette erreicht.

Ein derartiger ummantelter Wabenkörper, der als Katalysator-Trägerkörper in einem Abgassystem verwendet wird, unterliegt allerdings nicht nur einer thermischen sondern auch einer dynamischen Belastung. Das bedeutet, daß der verschiebbar angeordnete Endbereich des Wabenkörpers zum Schwingen angeregt werden kann. Nicht definiert befestigte Berührungsstellen können sich lösen und unbefestigte Blechenden frei flattern, was zur Ablösung der katalytisch wirksamen Beschichtung führen kann. Weiterhin besteht die Gefahr, daß sich diese frei flatternden Teilbereiche vom Wabenkörper lösen, benachbarte Kanäle verstopfen oder Schäden in benachbarten Komponenten des Abgassystems verursachen.

Hiervon ausgehend, liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Katalysator-Trägerkörper anzugeben, der sowohl thermische Spannungen zwischen dem Mantelrohr und dem Wabenkörper selbst bei hohen thermischen Wechselbelastungen vermeidet, als auch ein Flattern freier Blechenden oder Wellenberge unter dynamischer Belastung, z. B. durch einen pulsierenden Abgasstrom, vermeidet.

Weiterhin soll ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Katalysator- Trägerkörpers angegeben werden.

Diese Aufgaben werden erfindungsgemäß durch einen Katalysator-Trägerkörper mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und ein Verfahren zu dessen Herstellung mit den Merkmalen des Anspruchs 14 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen des Verfahrens sind Gegenstand der jeweils abhängigen Ansprüche.

Der erfindungsgemäße Katalysator-Trägerkörper ist mit einem Wabenkörper aus Blechlagen ausgeführt, von denen zumindest ein Teil strukturierte Blechlagen sind, so daß der Wabenkörper für ein Abgas durchströmbare Kanäle aufweist. Der

Wabenkörper ist wenigstens teilweise von einem Mantelrohr umschlossen, wobei dieses nur in mindestens einem axialen Teilbereich mit dem Wabenkörper fügetechnisch verbunden ist. Eine Manschette, deren axiale Länge kleiner als die axiale Erstreckung des Wabenkörpers ist, kommt im wesentlichen an einem Teil der Innenwandung des Mantelrohres zur Anlage. Die Manschette ist an einem Umfang des Wabenkörpers nahe einer Stirnseite angeordnet. Die Innenmantelfläche der Manschette ist erfindungsgemäß über ihren Umfang mit stirnseitig radial außenliegenden Endbereichen der Blechlagen des Wabenkörpers derart fügetechnisch verbunden, daß ein Flattern dieser Endbereiche verhindert wird. Die radial außenliegenden Endbereiche der Blechlagen können aufgrund ihrer Verbindung mit der Manschette keine separaten Schwingungen ausführen.

Damit bleibt eine katalytisch wirksame Beschichtung auch unter hoher dynamischer Belastung bestehen. Ein Lösen dieser Endbereiche aus dem Wabenkörper wird unterbunden, mit der Folge, daß der Katalysator-Trägerkörper eine erhöhte Lebensdauer mit einer bestmöglichen Effektivität bezogen auf die Schadstoffreduzierung aufweist.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel zeichnet sich der Katalysator- Trägerkörper für einen katalytische Konverter dadurch aus, daß die Manschette bei thermischer Dehnung des Wabenkörpers gegenüber dem Mantelrohr verschiebbar ist. Auf diese Weise können unter thermischer Beanspruchung des Katalysator-Trägerkörpers die unterschiedlichen thermischen Ausdehnungen von Mantelrohr und Wabenkörper kompensiert werden.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn sich die Manschette bis mindestens zur Stirnseite des Wabenkörpers erstreckt und mit den Endbereichen der Blechlagen verbunden ist. Die Endbereiche der Blechlagen werden somit besonders gut fixiert.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung ragt die Manschette über einen Rand des Mantelrohres hinaus, wobei eine Kante der Manschette derart radial auswärts

umgebogen ist, daß diese kragenformig auf dem Rand des Mantelrohres anliegt.

Auf diese Weise ist eine Art Anschlag hergestellt, der beim Einbringen des Wabenkörpers und/oder beim Betrieb des Katalysatorträgerkörpers verhindert, daß der Wabenkörper über eine vorgebbare Einbringtiefe hinaus in das Mantelrohr eindringt.

Entsprechend einer weiteren Ausgestaltung weist die Manschette mindestens eine Mikrostruktur auf. Das hat zur Folge, daß die Manschette eine kleinere Berührungsfläche mit dem Mantelrohr hat. Dies ist besonders vorteilhaft, weil bei einer thermischer Dehnung des Wabenkörpers die Manschette gegenüber dem Mantelrohr aufgrund der geringeren Reibkräfte leichter verschiebbar ist und thermische Spannungen zwischen Mantelrohr und Wabenkörper besonders gut unterbunden werden können. Diese Mikrostrukturen erstrecken sich zumindest teilweise über die axiale Länge der Manschette, bevorzugt ist eine Ausgestaltung über die gesamte axiale Länge.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel sind die Mikrostruktur umlaufend ausgestaltet. Dies bedeutet, daß die Mikrostrukturen in Umfangsrichtung, in axialer Längsrichtung oder wendelformig auf der Manschette angeordnet sind.

Solche Mikrostrukturen sind beispielsweise aus der EP 0 454 712 B 1 bekannt.

Gemäß noch einem weiteren Ausführungsbeispiel kreuzen sich mehrere Mikrostrukturen, wie zum Beispiel aus der WO 96/09892 bekannt.

Besonders vorteilhaft ist es, die Manschette so zu gestalten, daß die mindestens eine Mikrostruktur nur nach außen, also zum Mantelrohr hin, zeigt. Auf diese Weise wird das Anlöten der Manschette an dem Mantelrohr verhindert, da nur sehr kleine, teilweise nur punktuelle Berührungsflächen die Möglichkeit dazu geben. Zusätzlich erlaubt die Innenmantelfläche eine gute Lötverbindung mit dem Wabenkörper, da somit zumindest teilweise eine linienförmige Berührungsfläche von Wabenkörper und Manschette gegeben ist.

Entsprechend besonders ausgebildeter Wabenkörper, die mindestens ein Blech mit zwei Blechenden aufweisen, wobei das mindestens eine Blech mit mindestens einem Blechende an der Innenmantelfläche der Manschette zur Anlage kommt, wird gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel vorgeschlagen, daß die Innenmantelfläche mit mindestens einem anliegenden Blechende fügetechnisch verbunden ist. Vorzugsweise ist die Innenmantelfläche der Manschette mit allen anliegenden Blechenden fügetechnisch verbunden.

Eine andere Ausführungsform eines Wabenkörpers weist mindestens ein strukturiertes Blech mit Erhebungen auf, wobei das mindestens eine strukturierte Blech mit seinen Erhebungen an der Innenmantelfläche der Manschette zur Anlage kommt. Erfindungsgemäß werden die anliegenden Erhebungen fügetechnisch mit der Innenmantelfläche der Manschette verbunden.

Gemäß noch einem weiteren Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, daß eine Verbindung zwischen Manschette und Wabenkörper eine höhere Festigkeit aufweist, als eine eventuelle fertigungsbedingte Verbindung von Manschette und Mantelrohr. Diese erhöhte Festigkeit stellt sicher, daß Spannungen, welche aufgrund unterschiedlicher thermischer Ausdehnungen entstehen, dadurch abgebaut werden, daß zuerst die Verbindung von Manschette und Mantelrohr aufgelöst wird. Eine Verbindung von Manschette und Mantelrohr kann beabsichtigt oder unbeabsichtigt bei der Herstellung des Katalysator- Trägerkörpers entstehen, insbesondere durch Vorfixieren der Manschette im Mantelrohr oder durch unbeabsichtigte punktuelle Lötverbindungen.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist die fügetechnische Verbindung zwischen Wabenkörper und Mantelrohr eine Lötverbindung. Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Wabenkörper mit dem Mantelrohr hochtemperatur- vakuumverlötet ist. Diese Verbindung zeichnet sich dadurch aus, daß sie auch unter extremen thermischen und mechanischen Bedingungen standhält, wie sie im

Abgassystem einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges, insbesondere bei motornahem Einbau eines Katalysator-Trägerkörpers, auftreten können.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung eines Katalysator-Trägerkörpers mit einem Wabenkörper, einem Mantelrohr und einer Manschette vorgeschlagen. Ausgehend von der Ausbildung des Wabenkörpers in bekannter Weise durch Stapeln und/oder Wickeln von Blechlagen, von denen zumindest ein Teil strukturierte Blechlagen sind, so daß der Wabenkörper für ein Abgas durchströmbare Kanäle aufweist, wird nachfolgend die Manschette in das Mantelrohr eingebracht, wobei die Manschette im wesentlichen an einem Teil der Innenwandung des Mantelrohrs zur Anlage kommt. Dabei ist es zweckmäßig, die Manschette derart in dem Mantelrohr anzuordnen, daß diese sich nahe einem Bereich einer Stirnseite des Wabenkörpers im montierten Zustand befindet. Anschließend werden die Innenwandung des Mantelrohrs und mindestens ein umlaufender Umfangsbereich der Innenmantelfläche der Manschette belotet. Nachfolgend wird der Wabenkörper in das Mantelrohr und die Manschette eingebracht, wobei eine Stirnseite des Wabenkörpers axial über einen Rand des Mantelrohres nahe der Manschette hervorsteht. Auf die hervorstehende Stirnseite und auf einen Außenbereich nahe der hervorstehenden Stirnseite des Wabenkörpers wird nun Haftmittel aufgebracht. Die axial hervorstehenden Teile des Wabenkörpers vereinfachen das Aufbringen eines Haftmittels. Anschließend wird der Wabenkörper vollständig in das Metallrohr und die Manschette eingebracht. Der Wabenkörper wird nun durch stirnseitiges Aufbringen von Lotmaterial, insbesondere Lotpulver, belotet.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn sich nach diesem Verfahrensschritt Lotkömer auf einem Außenbereich nahe der Stirnseite des Wabenkörpers zwischen Manschette und Wabenkörper befinden. Danach kann die Lötverbindung zwischen dem Wabenkörper und dem Mantelrohr und zwischen dem Wabenkörper und Manschette ausgebildet werden.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird vorgeschlagen, daß die Manschette mit den Endbereichen der Blechlagen des Wabenkörpers hochtemperatur-vakuumverlötetwird.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird die Manschette vor dem Einbringen des Wabenkörpers mit der Innenwandung des Mantelrohres verklebt. Ein dazu verwendeter Klebstoff verflüchtigt sich zumindest teilweise während der Ausbildung der Lötverbindung. Auf diese Weise ist sichergestellt, daß die Manschette aufgrund der unterschiedlichen thermischen Ausdehnung von Wabenkörper und Mantelrohr auf der Innenwandung des Mantelrohres gleiten kann Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Kante der Manschette zunächst radial nach außen gebogen wird und die umgebogene Kante nach dem vollständigen Einbringen des Wabenkörpers in das Mantelrohr und in die Manschette an dem Rand des Mantelrohres zur Anlage kommt. Somit erfolgt eine besonders exakte axiale Fixierung des Wabenkörpers in dem Mantelrohr.

Weitere Vorteile und Einzelheiten des erfindungsgemäßen Katalysator- Trägerkörpers und eines Verfahrens zu dessen Herstellung werden anhand der in den Zeichnungen dargestellten besonders bevorzugten Ausführungsbeispiele erläutert.

Es zeigen : Fig. 1 Eine perspektivische Darstellung von Wabenkörper, Manschette und Mantelrohr eines erfindungsgemäßen Katalysator-Trägerkörpers ; Fig. 2 eine stirnseitige Ansicht einer gefügten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Katalysator-Trägerkörpers ; Fig. 3 eine Ansicht eines Blechs der Manschette mit Mikrostrukturen ;

Fig. 4 eine Schnittansicht eines Ausführungsbeispiels des Bleches der Manschette mit Mikrostrukturen ; Fig. 5 eine Schnittansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels des Bleches der Manschette mit Mikrostrukturen ; Fig. 6 eine perspektivische Darstellung eines Blechs der Manschette mit sich kreuzenden Mikrostrukturen.

Figur 1 zeigt einen Wabenkörper 1 mit einer Stirnseite 12 und einer axialen Länge 9. Auf einem Außenbereich 11 des Wabenkörpers 1 ist ein axialer Teilbereich 6 dargestellt, mit dem der Wabenkörper 1 mit einem Mantelrohr 5 fügetechnisch verbindbar ist. Weiterhin sind auf dem Außenbereich 11 Blechenden 17 zu erkennen.

Weiterhin ist eine Manschette 7 dargestellt, deren axiale Länge 8 kleiner als die axiale Erstreckung 9 des Wabenkörpers 1 ist. Die Manschette 7 weist eine Außenmantelfläche 10 und eine Innenmantelfläche 13 sowie eine Kante 19 auf.

Ein Umfangsbereich 20 dient der Fixierung der Manschette 7 am Wabenkörper 1 nahe seiner Stirnseite 12.

Das Mantelrohr 4 hat eine Innenwandung 5 und einen stirnseitigen Rand 14. Das Mantelrohr 4 umschließt im gefügten Zustand den Wabenkörper 1 mit der Manschette 7.

Die Herstellung des oben beschriebenen Katalysator-Trägerkörpers erfolgt derart, daß in einem ersten Schritt der Wabenkörper 1 durch Stapeln und/oder Wickeln von Blechlagen 2 (Figur 2) hergestellt wird. Die Manschette 7 wird in das Mantelrohr 4 eingebracht, wobei die Außenmantelfläche 10 an der Innenwandung 5 des Mantelrohres 4 zur Anlage kommt. Die Innenwandung 5 des Mantelrohres 4

und der umlaufende Umfangsbereich 20 der Manschette 7 werden belotet. Nun wird der Wabenkörper 1 in das Mantelrohr 4 und die Manschette 7 eingebracht.

Die Position der Manschette 7 im Mantelrohr 4 soll dabei möglichst unverändert bleiben. Der Wabenkörper 1 steht teilweise axial über den Rand 14 des Mantelrohres 4 hervor. Die hervorstehende Stirnseite 12 des Wabenkörpers 1 und ein Außenbereich 11 nahe der Stirnseite 12 werden mit einem Haftmittel versehen. Das Haftmittel stellt sicher, daß eine ausreichende Belotung der Stirnseite 12 sowie der Blechenden 17 nahe der Stirnseite 12 gewährleistet ist.

Der Wabenkörper 1 wird nun durch äußere Krafteinwirkung vollständig in das Mantelrohr 4 und die Manschette 7 eingebracht. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Stirnfläche 12 des Wabenkörpers 1 bündig mit der Kante 19 der Manschette 7 abschließt. In einem folgenden Verfahrensschritt wird eine fügetechnische Verbindung zwischen dem Wabenkörper 1 und dem Mantelrohr 4 sowie zwischen dem Wabenkörper 1 und der Manschette 7 ausgebildet. Diese Verbindungen sind bervorzugt derart auszuführen, daß eine Hochtemperatur-Vakuumverlötung stattfindet.

Figur 2 zeigt eine stirnseitige Ansicht eines erfindungsgemäßen Katalysator- Trägerkörpers mit einem Mantelrohr 4, einer Manschette 7 und einem aus Blechlagen 2 hergestellten Wabenkörper 1. Die Blechlagen 2 sind derart gestapelt und/oder gewickelt und weisen zumindest teilweise strukturierte Blechlagen 2 auf, so daß der Wabenkörper 1 für ein Abgas durchströmbare Kanäle 3 aufweist.

Strukturierte Blechlagen 2 werden beispielsweise durch Bleche 16 erzeugt, wobei einige dieser Bleche 16 Erhebungen 18, typischerweise bei herkömmlichen Wabenkörpern Wellenberge, aufweisen. Die Blechlagen 2 liegen mit radial außenliegenden Endbereichen 15 an der Manschette 7 an. In der dargestellten Ausführungsform liegen die Bleche 16 mit ihren Blechenden 17 an der Manschette 7 an. Besonders vorteilhaft ist es, wenn nach dem Hochtemperatur- Vakuumlötvorgang alle Blechenden 17 mit der Manschette 7 verbunden sind.

Ein derart ausgeführter Katalysator-Trägerkörper kann die unterschiedlichen thermischen Ausdehnungen von Wabenkörper 2 und Mantelrohr 4 unter thermischer Beanspruchung dadurch ausgleichen, daß die stirnseitigen Endbereiche 15 des Wabenkörpers 1 mit der Manschette 7 auf der Innenwandung 5 des Mantelrohrs 4 gleiten kann. Aufgrund der fügetechnischen Verbindung der Endbereiche 15 mit der Manschette 7 wird ein Flattern der Blechlagen 2 verhindert, wodurch ein besonders belastbarer Katalysator-Trägerkörper, insbesondere für motornahen Einbau entsteht.

Fig. 3 zeigt ein Manschettenblech (22) zur Herstellung der Manschette (7) mit Mikrostrukturen (21). Nach einer Umformung des Manschettenblechs (22) zu einer Manschette (7) sind beliebig orientierte Ausdehnungsrichtung der parallel zueinander verlaufenden Mikrostrukturen (21) möglich.

Fig. 4 und Fig. 5 zeigen in einer Schnittansicht zwei Ausführungsbeispiele von Manschettenblechen (22) mit unterschiedlich ausgestalteten Mikrostrukturen (21).

Fig. 6 ist eine perspektivische Darstellung eines anderen Manschettenblechs (22) mit sich kreuzenden Mikrostrukturen (22).

Bezugszeichenliste Wabenkörper 2 Blechlage 3 Kanal 4 Mantelrohr 5 Innenwandung 6 Teilbereich 7 Manschette 8 Länge 9 Erstreckung 10Außenmantelfläche 1 1 Außenbereich 12 Stirnseite 1 3 Innenmantelfläche 14 Rand 15 Endbereich 16 Blech 17 Blechende 18 Erhebung 19 Kante 20 Umfangsbereich 21Mikrostrukturen 22 Manschettenblech