WO2003014544A1 - Kontraktionsbegrenzer für einen wabenkörper - Google Patents

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WO2003014544A1
WO2003014544A1 PCT/EP2002/008286 EP0208286W WO03014544A1 WO 2003014544 A1 WO2003014544 A1 WO 2003014544A1 EP 0208286 W EP0208286 W EP 0208286W WO 03014544 A1 WO03014544 A1 WO 03014544A1
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honeycomb body
contraction
housing
limiter
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Wolfgang Maus
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Emitec Gesellschaft Für Emissionstechnologie Mbh
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    • F01N3/28—Construction of catalytic reactors
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    • F01N3/2875—Arrangements for mounting catalyst support in housing, e.g. with means for compensating thermal expansion or vibration by using elastic means, e.g. spring leaves, for retaining catalyst body in the housing
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    • F01N3/28—Construction of catalytic reactors
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2330/00—Structure of catalyst support or particle filter
    • F01N2330/02—Metallic plates or honeycombs, e.g. superposed or rolled-up corrugated or otherwise deformed sheet metal

Definitions

  • honeycomb body in particular for use in an exhaust system in an internal combustion engine, which comprises a housing and a, in particular metallic, matrix with an average starting diameter.
  • honeycomb bodies serve in particular as a catalyst carrier body for cleaning exhaust gases from a diesel or gasoline engine.
  • a known possibility of connecting the matrix to the housing is described, for example, in US Pat. No. 5,079,210.
  • the cited patent relates to a metallic honeycomb body made of corrugated and smooth sheet metal layers, which is connected to the housing via an intermediate sleeve.
  • the connection of the sheet metal layers to the housing is carried out in such a way that the intermediate sleeve is connected to the sheet metal layers at one end region and to the housing at the opposite end region.
  • the intermediate sleeve has a plurality of flexible partial areas, so that the intermediate sleeve can follow the contraction or expansion behavior of the metallic matrix.
  • the separation of the flexible sub-areas through slots that extend in the axial direction also allow compensation for the shrinkage or expansion of the matrix in the circumferential direction.
  • the matrix also has the option of expanding or contracting freely in the axial direction. Consequently, the different thermal expansion behavior of the housing and the matrix is compensated for by a flexible deformation of the intermediate sleeve, so that no thermal stresses are initiated by the matrix in the housing.
  • the object of the present invention is therefore to provide a honeycomb body, in particular for use in an exhaust system of an internal combustion engine, which ensures an effective conversion of pollutants in the exhaust gas even after a large number of thermal alternating stresses on the honeycomb body. Furthermore, the honeycomb body should have a significantly improved service life, particularly with regard to the connection of the matrix to the housing.
  • honeycomb body according to the features of claim 1. Further advantageous embodiments of the honeycomb body, which can be pronounced individually or in combination with one another, are described in the dependent claims.
  • the honeycomb body according to the invention is characterized in that the matrix has at least one contraction limiter, which causes an outward tension on at least part of the matrix, so that the mean initial diameter of the matrix decreases during and / or after a thermal stress by at most 5%, preferably even by a maximum of 2%.
  • an average outside diameter is understood to mean at least one value averaged over the circumference of the matrix.
  • a contraction limiter in this sense is a component of the honeycomb body that keeps at least a part of the matrix under tension when it wants to contract due to thermal alternating stress.
  • a contraction limiter also allows expansion and / or contraction of the matrix to a certain extent, so it does not hinder it as much as the housing, which is essentially rigid or much slower with regard to the thermal expansion behavior compared to the matrix.
  • a contraction limiter is designed in such a way that, in comparison to the housing, it can only absorb a predeterminable proportion of the stresses occurring in the radial direction before the contraction limiter follows the expansion or contraction behavior of the.
  • the proportion of these radial stresses is preferably between 20% and 80%, in particular between 35% and 70%.
  • the contraction limiter it is also possible for the contraction limiter to have a predefinable thermal expansion behavior which is shifted in time or in relation to temperature in comparison to the matrix.
  • the surface-specific heat capacity is also important, so it may be advantageous that this surface-specific heat capacity of the contraction limiter is located in a range that lies between the surface-specific heat capacity of the matrix and that of the housing. This from the matrix and the case Different thermal expansion or contraction behavior on the one hand ensures that the thermal behavior of the matrix is positively influenced, in particular slowed down, in the manner described above, while at the same time avoiding an overly rigid sheathing of the matrix.
  • the mean outer diameter is to be determined particularly close to the area in which the tensile stress is introduced into the matrix.
  • the at least one contraction limiter can be designed, for example, as a separate component in or around the area in which tensile stress is to be introduced into the matrix. During thermal stress, this has the consequence that the dimensions of the matrix are changed only to a very limited extent, in particular relieving the load on the connecting means which serve to fix the matrix in the housing. If, for example, these are arranged relatively close to the at least one contraction limiter, in particular within a distance of 1 mm to 10 mm, the matrix remains in an almost unchanged position relative to the housing despite the thermal stress.
  • the connecting means can be made relatively rigid.
  • the at least one contraction limiter is itself part of the connection of the matrix to the housing.
  • the contraction behavior of the matrix be influenced in such a way that the outer shape of the honeycomb body, in particular the matrix, has a Variety of foreign alternating stresses is kept essentially constant.
  • a maximum permitted shrinkage of the mean initial diameter of at most 5% ensures, on the one hand, that the different thermal expansion behavior of the matrix and the housing is taken into account, on the other hand, the matrix is formed by means of the at least one
  • the contraction limiter is “fanned out” as far as possible so that the matrix fills almost the entire cross section of the housing.
  • the cavities of the matrix are consequently wide open, with only a very slight pressure drop of a gas stream flowing through the honeycomb body being detectable.
  • the at least one contraction limiter is connected to the matrix with an end region, a connection region being formed, and with an end region being connected to the housing, a fastening region being formed.
  • Such a configuration of the connection ensures in particular a free axial expansion or contraction behavior of the matrix.
  • the connection area is preferably designed to run all the way around in the circumferential direction of the matrix, so that the most homogeneous possible initiation of the tensile stress in the matrix is ensured. This avoids stress peaks that could affect the structural integrity of the matrix.
  • the tensile stress introduced via the connection area corresponds, according to yet another embodiment of the honeycomb body, to at most an average strength of the joining technology connections of the walls to one another and or an average strength of the walls themselves.
  • Average strength means an average value based on the individual connection points of the adjacent walls of the matrix or the tensile strength of the material of the walls themselves.
  • the tension generated by the at least one contraction limiter acts in a temperature range from -40 ° C. to 1,050 ° C.
  • This temperature range encompasses the temperatures that occur when such a honeycomb body is used. In this way, the presence of the tension and thus the limited contraction behavior is always guaranteed.
  • the temperature range between 600 ° C and 1,050 ° C also plays an important role in this context. This temperature range is of essential importance with regard to the contraction or expansion behavior of the metallic matrix after or during a thermal of the matrix by a hot exhaust gas.
  • the matrix, the at least one contraction limiter and the housing can be arranged with respect to one another at least in partial areas in such a way that the matrix rests directly on the housing via the at least one contraction limiter, partially through the housing in the matrix at temperatures below 600 ° C a significantly lower tensile stress or even a compressive stress is brought about.
  • connection area is arranged near an end face, preferably within a distance from the end face in the direction of an axis less than 20 mm, in particular even less than 10 mm. If one considers, for example, the use of such a honeycomb body in an exhaust system of a combustion juicing machine, there are very large thermal alternating stresses in the area of the gas inlet side and the gas outlet side, that is to say in the area of the end faces. Since, in addition, very strong pressure fluctuations occur in such an exhaust gas flow, the area of the matrix near the gas inlet side in particular is also heavily stressed in dynamic terms. The execution of the connection area near the gas inlet side thus also supports the structural integrity in this area.
  • gas inlet side and / or the gas outlet side can also be used as a fixed reference point of the honeycomb body in the exhaust system, since expansion or contraction of the honeycomb body in the axial direction with such a connection essentially only results in a relative movement of the gas outlet side and / or gas outlet side Has.
  • the at least one contraction limiter is designed such that it seals an annular gap surrounding the matrix. This ensures that, for example, an exhaust gas to be cleaned cannot flow past the matrix, but rather the entire exhaust gas flow is led through the matrix and converted catalytically.
  • a plurality of contraction limiters are arranged axially one behind the other, an arrangement offset relative to one another in the direction of a circumference of the matrix being preferred.
  • the plurality of contraction limiters for the free axial contraction or expansion of the matrix are designed flexibly in the direction of the axis.
  • Such a configuration of the honeycomb body is particularly useful when the matrix has a ratio of the starting diameter to the axial length that is greater than two.
  • Such cigar-like embodiments of honeycomb bodies are connected in series for a permanent connection of the matrix to the housing, a number of contraction limiters, this the expansion or. Contraction behavior of the matrix in the radial direction, but not in the axial direction.
  • the at least one contraction limiter and the matrix are made of different materials.
  • the configuration of the at least one contraction limiter and the matrix with different coefficients of thermal expansion is preferred. This includes of importance, since the maximum tensile stress to be introduced is strongly temperature-dependent, and by means of a clever choice of material or thermal expansion coefficients of the at least one contraction limiter and the matrix, a predeterminable, in particular temperature-dependent, tensile stress can be initiated in different temperature ranges.
  • the matrix is thermally insulated from the housing. This has the advantage that heat exchange between the matrix and the housing is prevented, so that the contraction limiters do not represent a heat source or heat sink with regard to the thermal expansion behavior of the matrix and the housing.
  • the walls of the matrix comprise at least partially structured sheet metal foils which are stacked and / or wound in such a way that they form channels through which a gas can flow.
  • a spiral, S-shaped or involute-shaped arrangement of the sheet metal foils is particularly preferred.
  • the sheet metal foils preferably have a thickness of less than 0.06 mm, in particular even less than 0.03 mm.
  • the matrix has a channel density greater than 600 cpsi (“cells per square inch”), in particular greater than 1,000 cpsi Using such a honeycomb body in an exhaust system of an internal combustion engine, a catalytically active coating of the honeycomb body is advantageous in order to be able to ensure an effective conversion of pollutants in the exhaust gas even at relatively low temperatures.
  • the matrix is at least partially surrounded by an outer structural film, which in particular at least partially forms the at least one contraction limiter.
  • the structural film offers the advantage that it represents a possibly one-piece contraction limiter, which at the same time guarantees a certain flexibility in the circumferential direction due to its structuring.
  • the at least one contraction limiter have means for preventing crack propagation.
  • Such means represent, for example, material accumulations, cross bars, cross slots or the like, which prevent thermally or mechanically caused crack formation from propagating unhindered by the contraction limiter.
  • FIG. 1 shows schematically the structure of an exhaust system with an internal combustion engine and a honeycomb body
  • Fig. 4 shows schematically a sectional view of a further embodiment of the honeycomb body
  • Fig. 5 shows schematically and in perspective a detailed view of a further embodiment of the honeycomb body.
  • the exhaust system 2 for cleaning exhaust gas, which is produced in the internal combustion engine 3.
  • the exhaust system 2 has several components, such as particle traps, electrical heating elements or a honeycomb body 1.
  • the honeycomb body 1 comprises a housing 4 and a metallic matrix 5 with an average starting diameter 6.
  • the matrix 5 is connected to the housing 4 via at least one contraction limiter 7 (not shown), the at least one contraction limiter causing an outward tension in the matrix 5 , so that the mean initial diameter 6 of the matrix 5 shrinks during and / or after thermal stress by at most 5%, preferably even by at most 2%.
  • the at least one contraction limiter 7 is connected to the matrix 5 with an end region 8 (not shown), a connection region 9 being formed.
  • the at least one contraction limiter 7 is connected to the housing 4 by an end region 10 (not shown) and thus forms a fastening region 11.
  • the connection region 9 is less than 20 near a gas inlet side within a distance 14 from the gas inlet end 13 in the direction of an axis 15 mm arranged. It would still be in accordance with the invention it is also possible to form the connection area 9 near the gas outlet end 28.
  • the matrix 5 of the honeycomb body 1 has walls 12 which comprise at least partially structured sheet metal foils 18 and 19 which are stacked and / or wound in such a way that they form channels 20 through which a gas can flow.
  • the illustrated embodiment of a honeycomb body 1 shows an S-shaped arrangement of the sheet metal foils 18 and 19, each of which ends on the circumference 17 of the honeycomb body 1.
  • the contraction limiters 7 cause an outward tension, that is to say towards the housing 4, in the matrix 5, so that the mean initial diameter 6 (not shown) of the matrix 5 shrinks by at most 5% during and / or after thermal stress, preferably even only by at most 2%.
  • the contraction limiters 7 are connected to the matrix 5 by an end region 8, a connection region 9 being formed, and by an end region 10 to the housing 4, a fastening region 11 being formed.
  • the tensile stress introduced via the connection area 9 corresponds at most to an average strength of the joining connections of the walls 12 to one another and / or an average strength of the walls 12 themselves.
  • the walls 12 are formed here with structural films 18 and smooth films 19, so that channels 20 through which gas can flow are formed.
  • the sheet metal foils 18 and 19 have a thickness 21 of less than 0.06 mm.
  • the channel density is Matrix 5 at least 600 cpsi ("cells per square inch"), the sheet metal foils 18, 19 being provided with a catalytically active coating 22 for converting pollutants contained in the exhaust gas.
  • the contraction limiters 7 shown have means (for example transverse webs 23 and transverse slots 24) for preventing crack propagation. This prevents a crack from expanding from the connection area 9 to the fastening area 11. Due to the arrangement of the contraction limiter 7 between the housing 4 and the matrix 5, an annular gap 16 is formed, which is advantageously sealed by the contraction limiter 7. This annular gap 16 is relatively small, since the matrix 5 usually abuts the housing 4 immediately after manufacture and the shrinkage of the mean initial diameter 6 of the matrix 5 shrinks according to the invention during and / or after thermal stress by at most 5%.
  • the matrix 5 is connected to the housing 4 via a number of contraction limiters 7a and 7b, a connection area 9 between each of the contraction limiters 7a, 7b and the matrix 5 and between each one the contraction limiter 7a, 7b and the housing 4 a fastening area 11 are formed.
  • the contraction limiters 7a, 7b bring about an outward tensile stress in the matrix, so that the mean output diameter 6 of the matrix 5 shrinks by at most 5% during and / or after thermal stress.
  • the contraction limiters 7a and 7b are arranged axially 15 one behind the other, an arrangement offset in the direction of a circumference 17 (not shown) of the matrix 5 being preferred.
  • the contraction limiters 7a and 7b are designed flexibly in the direction of the axis 15 for free axial contraction or expansion of the matrix 5.
  • the outer design of the matrix 5 is shown as it usually occurs after several thermal alternating stresses. While the dashed line, up to which the average starting diameter 6 extends, indicates the original shape (cylindrical shape), the matrix 5 now has a barrel-shaped shape.
  • the contraction limiters 7a and 7b ensure that the annular gap 16 remains very small, since a maximum shrinkage of 5% is permitted for the mean outlet diameter 6, in particular near the gas inlet end 13 or the gas outlet end 28.
  • the matrix 5 shows schematically and in perspective a detailed view of a further embodiment of the honeycomb body.
  • the matrix 5 is in turn formed with smooth foils 19 and structural foils 18 in such a way that channels 20 through which a fluid can flow are formed.
  • the matrix 5 is surrounded by a contraction limiter 7, which is connected to the matrix 5 via two connection areas 9.
  • Contraction limiter 7 causes an outward tensile stress in at least part of the matrix 5, so that the mean initial diameter 6 (not shown) of the matrix 5 decreases by at most 5% during and / or after thermal stress.
  • the matrix 5 is fixed to the housing 4 (not shown) by means of at least one fastening means 25, which is connected to the housing 4 (not shown) via a first connection 26 and to the matrix 5 via a second connection 27. Since a significant decrease in the outer diameter 6 is avoided by means of the contraction limiter 7, the matrix 5 can be fixed by means of relatively stable fastening means 25, in particular when the second connection 25 is arranged close to the contraction limiter 7.

Abstract

Wabenkörper, insbesondere zum Einsatz in einem Abgassystem einer Verbrennungskraftmaschine, umfassend ein Gehäuse und eine, insbesondere metallische, Matrix mit einem mittleren Ausgangsdurchmesser, dadurch gekennzeichnet, dass die Matrix mit dem Gehäuse verbunden ist, wobei mindestens ein Kontraktionsbegrenzer vorgesehen ist, der eine auswärts gerichtete Zugspannung in mindestens einem Teil der Matrix bewirkt, so dass der mittlere Ausgangsdurchmesser der Matrix während und/oder nach einer thermischen Beanspruchung um höchstens 5 % abnimmt, vorzugsweise sogar nur um höchstens 2 %.

Description

Kontraktionsbegrenzer für einen Wabenkörper
Die Erfindung bezieht sich auf einen Wabenkörper, insbesondere zum Einsatz in einem Abgassystem in einer Verbrennungslαafrmaschine, welcher ein Gehäuse und eine, insbesondere metallische, Matrix mit einem mittleren Ausgangsdurchmesser umfasst. Derartige Wabenkörper dienen insbesondere als Katalysator-Trägerkörper zur Reinigung von Abgasen eines Diesel- oder Ottomotors.
Es ist bekannt, dass die metallischen Wabenkörper in Abgassystemen von Verbrennungskrafimotoren einer hohen thermischen Wechselbeanspruchung ausgesetzt sind. In Folge dieser thermischen Beanspruchung und der zumeist ungleichen Ausgestaltung des Gehäuses und der Matrix hinsichtlich ihrer oberflächenspezifischen Wärmekapazität kommt es zu einem unterschiedlichen Ausdehnungsverhalten von Gehäuse und Matrix. Die daraus resultierende Relativbewegung in radialer und in axialer Richtung der Matrix gegenüber dem Gehäuse führte dazu, dass bereits eine Vielzahl unterschiedlicher Konzepte betreffend eine dauerhafte Anbindung der Matrix an das Gehäuse bekannt sind.
Eine bekannte Möglichkeit zur Anbindung der Matrix an das Gehäuse ist beispielsweise in der Patentschrift US 5,079,210 beschrieben. Die zitierte Patentschrift bezieht sich auf einen metallischen Wabenkörper aus gewellten und glatten Blechlagen, der über einer Zwischenmanschette mit dem Gehäuse verbunden ist. Die Verbindung der Blechlagen mit dem Gehäuse ist dabei so ausgeführt, dass die Zwischenmanschette an einem Stirnbereich mit den Blechlagen und an dem gegenüberliegenden Stirnbereich mit dem Gehäuse verbunden ist. Die Zwischenmanschette weist eine Mehrzahl flexibler Teilbereiche auf, so dass die Zwischenmanschette dem Kontraktions- bzw. Expansionsverhalten der metallischen Matrix folgen kann. Die Trennung der flexiblen Teilbereiche durch Schlitze, welche sich in axialer Richtung erstrecken, erlaubt auch eine Kompensation der Schrumpfung bzw. Expansion der Matrix in Umfangsrichtung. Die Matrix hat zusätzlich die Möglichkeit in axialer Richtung frei zu expandieren bzw. sich zusammenzuziehen. Folglich werden die unterschiedlichen thermischen Ausdehnungsverhalten von Gehäuse und Matrix durch eine flexible Verformung der Zwischenmanschette kompensiert, so dass keine thermischen Spannungen von der Matrix in dem Gehäuse initiiert werden.
Versuche haben jedoch gezeigt, dass bekannte metallische Wabenkörper aufgrund des unterschiedlichen Abkühl Verhaltens in Randbereichen bzw. in Kernbereichen der Matrix nach wiederholter thermischer Wechselbeanspruchung nicht mehr ihre ursprüngliche, insbesondere zylinderfδrmige Gestalt annehmen, sondern ihr Volumen reduzieren und eine tonnenähnliche Kontur aufweisen. Das hat beispielsweise zur Folge, dass ein relativ großer Ringspalt zwischen der Matrix und dem Gehäuse gebildet wird, durch den insbesondere während des Betriebes des Wabenkörpers in der Abgasanlage einer Verbrennungskraftmaschine das ungereinigte Abgas hindurchströmt und folglich eine effektive Reinigung gemäß den gesetzlichen Vorschriften nicht gewährleistet werden kann.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen Wabenkörper anzugeben, insbesondere zum Einsatz in einem Abgassystem einer Verbrennungskraftmaschine, der auch nach einer Vielzahl thermischer Wechselbeanspruchungen des Wabenkörpers eine effektive Umsetzung von Schadstoffen im Abgas sicherstellt. Weiterhin soll der Wabenkörper eine deutlich verbesserte Lebensdauer aufweisen, insbesondere im Hinblick auf die Anbindung der Matrix an dem Gehäuse.
Diese Aufgaben werden gelöst durch einen Wabenkörper gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Wabenkörpers, die einzeln oder in Kombination miteinander ausgeprägt sein können, sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben. Der erfindungsgemäße Wabenkörper zeichnet sich dadurch aus, dass die Matrix mindestens einen Kontraktionsbegrenzer aufweist, der eine auswärtsgerichtete Zugspannung auf aαimindest einen Teil der Matrix bewirkt, so dass der mittlere Ausgangsdurchmesser der Matrix während und/oder nach einer thermischen Beanspruchung um höchstens 5% abnimmt, vorzugsweise sogar nur um höchstens 2%. Unter einem mittleren Außendurchmesser ist im Sinne dieser Erfindung zumindest ein über den Umfang der Matrix gemittelter Wert zu verstehen.
Ein Kontraktionsbegrenzer in diesem Sinne ist ein Bauteil des Wabenkörpers, dass zumindest einen Teil der Matrix unter Spannung hält, wenn sich dieser infolge thermischer Wechselbeanspruchung zusammenziehen will. Allerdings lässt ein Kontraktionsbegrenzer in einem gewissen Rahmen auch eine Expansion und/oder Kontraktion der Matrix zu, behindert diese demnach nicht so stark wie das Gehäuse, welches im Wesentlichen starr bzw. viel träger in Hinblick auf das thermische Ausdehnungsverhalten gegenüber der Matrix ist. Beispielsweise ist ein Kontraktionsbegrenzer so ausgeführt, dass dieser im Vergleich zum Gehäuse nur einen vorgebbaren Anteil der in radialer Richtung auftretenden Spannungen aufnehmen kann, bevor der Kontrakionsbegrenzer dem Expansions- bzw. Kontraktionsverhalten des folgt. Der Anteil dieser radialen Spannungen liegt bevorzugt zwischen 20% und 80%, insbesondere zwischen 35%» und 70%. Es ist allerdings auch möglich, dass der Kontraktionsbegrenzer ein vorgebbares thermisches Ausdehnungsverhalten hat, das im Vergleich zu Matrix zeitlich bzw. temperaturbezogen verschoben ist. Das bedeutet beispielsweise, dass der Kontraktionsbegrenzer sich im Vergleich zu Matrix erst in einem höheren und im Vergleich mit dem Gehäuse bereits in einem niedrigeren Temperaturbereich zu verformen beginnt. In diesem Fall ist auch die oberflächenspezifische Wärmekapazität von Bedeutung, so ist es unter Umständen vorteilhaft, dass diese oberflächenspezifische Wärmekapazität des Kontraktionsbegrenzers in einem Bereich angesiedelt ist, der zwischen der oberflächenspezifische Wärmekapazität der Matrix und der des Gehäuses liegt. Dieses von der Matrix und dem Gehäuse verschiedene thermische Expansions- bzw. Kontraktionsverhalten gewährleistet einerseits, dass das thermische Verhalten der Matrix in der oben beschriebenen Weise positiv beeinflusst, insbesondere verlangsamt, wird, während gleichzeitig eine zu starre Ummantelung der Matrix vermieden wird.
Hinsichtlich eines axialen Bezuges des Außendurchmessers sei angemerkt, dass der mittlere Außendurchmesser insbesondere nahe dem Bereich zu bestimmen ist, in welchem die Zugspannung in die Matrix eingeleitet wird. Der mindestens eine Kontraktionsbegrenzer kann beispielsweise als separates Bauteil in bzw. um den Bereich ausgeführt sein, in dem einen Zugspannung in die Matrix eingeleitet werden soll. Dies hat während der thermischen Beanspruchung zur Folge, dass die Abmaße der Matrix nur sehr begrenzt verändert werden, wobei insbesondere die Verbindungsmittel entlastet werden, die zur Fixierung der Matrix in dem Gehäuse dienen. Sind diese beispielsweise relativ nah zu dem mindestens einen Kontraktionsbegrenzer angeordnet, insbesondere innerhalb eines Abstandes von 1 rnrn bis 10 mm, so bleibt die Matrix trotz der thermischen Beanspruchung relativ zum Gehäuse in nahezu unveränderter Position. Die Verbindungsmittel können in dieser Ausgestaltung relativ starr ausgebildet werden.
Allerdings ist es unter Umständen auch vorteilhaft, das der mindestens eine Kontraktionsbegrenzer selbst Teil der Verbindung der Matrix mit dem Gehäuse ist. Im Gegensatz zu den bekannten, flexiblen Verbindungselementen zwischen Matrix und Gehäuse, die eine unbehinderte Relativbewegung der Matrix gegenüber dem Gehäuse erlauben, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass Kontraktionsverhalten der Matrix gezielt so zu beeinflussen, dass die äußere Gestalt des Wabenkörpers, insbesondere der Matrix, über eine Vielzahl von merrnischen Wechselbeanspruchungen im wesentlichen konstant gehalten wird. Dabei gewährleistet eine maximal erlaubte Schrumpfung des mittleren Ausgangsdurchmessers um höchstens 5% einerseits, dass dem unterschiedlichen thermischen Ausdehnungsverhalten von Matrix und Gehäuse Rechnung getragen wird, andererseits wird die Matrix mittels des mindestens einen Kontraktionsbegrenzer möglichst weit „aufgefächert", damit die Matrix nahezu den gesamten Querschnitt des Gehäuses ausfüllt. Die Hohlräume der Matrix sind folglich weit geöffnet, wobei nur ein sehr geringer Druckabfall eines durch den Wabenkörper hindurchströmenden Gasstromes feststellbar ist.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des Wabenkörpers ist der mindestens eine Kontraktionsbegrenzer mit einem Stirnbereich mit der Matrix verbunden, wobei ein Verbindungsbereich gebildet wird, und mit einem Endbereich mit dem Gehäuse verbunden, wobei ein Befestigungsbereich gebildet ist. Eine solche Ausgestaltung der Verbindung gewährleistet insbesondere ein freies axiales Expansions- bzw. Kontraktionsverhalten der Matrix. Der Verbindungsbereich ist dabei vorzugsweise in Umfangsrichtung der Matrix umlaufend ausgeführt, so dass eine möglichst homogene Initiierung der Zugspannung in die Matrix gewährleistet wird. Somit werden Spannungsspitzen vermieden, welche die strukturelle Integrität der Matrix beeinträchtigen könnten.
Weisen der mindestens eine Kontraktionsbegrenzer und die Matrix einen gemeinsamen Verbindungsbereich auf, und hat die Matrix fügetechnisch miteinander verbundene Wände, so entspricht die über den Verbindungsbereich eingebracht Zugspannung, gemäß noch einer weiteren Ausgestaltung des Wabenkörpers, höchstens einer mittleren Festigkeit der fügetechnischen Verbindungen der Wände miteinander und oder einer mittleren Festigkeit der Wände selbst. Mit mittlerer Festigkeit ist dabei ein gemittelter Wert bezogen auf die einzelnen Verbindungspunkte der benachbarten Wände der Matrix bzw. die Zugfestigkeit des Materials der Wände selbst gemeint.
Die Begrenzung der mittels der Kontraktionsbegrenzer eingebrachten Zugspannung stellt sicher, dass weder die fügetechnischen Verbindungen selbst, noch die Wände zerstört werden. Da die Zugspannung insbesondere nach außen bzw. nach radial außen gerichtet ist, steht hierbei auch die entsprechende Festigkeit der Verbindung bzw. der Wände in dieser Richtung im Vordergrund. Auch ist hinsichtlich der Auslegung des mindestens einen Kontraktionsbegrenzers darauf zu achten, dass die mittleren Festigkeiten der fügetechnischen Verbindungen bzw. der Wände temperaturabhängig sind, wobei auch bei einem temperaturbedingten Absinken der mittleren Festigkeiten der fügetechnischen Verbindungen bzw. der Wände die jeweils niedrigere Festigkeit (Verbindung bzw. Wände) größer sein muss als die eingebrachte Zugspannung.
Gemäß noch einer weiteren Ausgestaltung des Wabenkörpers wirkt die von dem mindestens einen Kontraktionsbegrenzer erzeugte Zuspannung in einem Temperaturbereich von -40°C bis 1.050°C. Dieser Temperaturbereich umfasst die im Einsatz eines solchen Wabenkörpers auftretenden Temperaturen. Auf diese Weise ist die Präsenz der Zugspannung und somit das begrenzte Kontraktionsverhalten stets gewährleistet. Neben der Kontraktion des Wabenkörpers in Bereich sehr kalter Temperaturen, insbesondere unter 0°C und insbesondere unter -20°C, spielt in diesem Zusammenhang auch der Temperatur bereich zwischen 600 °C und 1.050°C eine wichtige Rolle. Dieser Temperaturbereich hat eine wesentliche Bedeutung im Hinblick auf das Kontraktions- bzw. Expansionsverhalten der metallischen Matrix nach bzw. während einer thermischen der Matrix durch ein heißes Abgas. In diesem Temperaturbereich, insbesondere bei einer hohen Temperaturänderungsgeschwindigkeit, wie beispielsweise in der Kaltstartphase oder unmittelbar nach dem Abschalten der Verbrennungskraftmaschine, ergeben sich besonders große Unterschiede hinsichtlich des thermischen Ausdehnungsverhaltens von Matrix und Gehäuse, so dass gerade in diesem Temperaturbereich die Kontraktion des Wabenkörpers behindert werden soll. In diesem Zusammenhang können die Matrix, der rnindestens eine Kontraktionsbegrenzer und das Gehäuse zumindest in Teilbereichen so zueinander angeordnet sein, dass die Matrix direkt über den rnindestens einen Kontraktionsbegrenzer an dem Gehäuse anliegt, wobei durch das Gehäuse in der Matrix bei Temperaturen unter 600°C partiell eine deutlich geringere Zugspannung oder sogar eine Druckspannung bewirkt wird. Gemäß noch einer weiteren Ausgestaltung ist der Verbindungsbereich nahe einer Stirnseite angeordnet, vorzugsweise innerhalb eines Abstandes von der Stirnseite in Richtung einer Achse kleiner als 20 mm, insbesondere sogar kleiner 10 mm. Betrachtet man beispielsweise den Einsatz eines derartigen Wabenkörpers in einem Abgassystem einer Verbrennungslσaftmaschine, so liegen gerade im Bereich der Gaseinstrittsseite und der Gasaustrittsseite, also im Bereich der Stirnseiten, sehr große thermische Wechselbeanspruchungen vor. Da zusätzlich in einem solchen Abgasstrom sehr starke Druckschwankungen auftreten, ist besonders der Bereich der Matrix nahe der Gaseintrittsseite auch in dynamischer Hinsicht stark beansprucht. Die Ausführung des Verbindungsbereiches nahe der Gaseintrittsseite unterstützt somit auch die strulcturelle Integrität in diesem Bereich. Weiterhin kann die Gaseintrittsseite und/oder die Gasaustrittsseite gegebenenfalls so auch als fester Bezugspunkt des Wabenkörpers im Abgassystem herangezogen werden, da eine Expansion bzw. Kontraktion des Wabenkörpers in axialer Richtung bei einer solchen Verbindung im wesentlichen nur eine Relativbewegung der Gasaustrittsseite und/oder Gasaustrittsseite zur Folge hat.
Gemäß noch einer weiteren Ausgestaltung des Wabenkörpers ist der rnindestens eine Kontraktionsbegrenzer so gestaltet, dass dieser einen die Matrix umgebenden Ringspalt abdichtet. Damit ist sichergestellt, dass beispielsweise ein zu reinigendes Abgas nicht an der Matrix vorbeiströmen kann, sondern der gesamte Abgasstrom durch die Matrix hindurchgeführt und katalytisch umgesetzt wird.
Gemäß noch einer weiteren Ausgestaltung sind mehrere Kontraktionsbegrenzer axial hintereinander angeordnet, wobei ein in Richtung eines Umfangs der Matrix zueinander versetzte Anordnung bevorzugt ist. Insbesondere sind die mehreren Kontraktionsbegrenzer zur freien axialen Kontraktion bzw. Expansion der Matrix flexibel in Richtung der Achse ausgeführt. Eine derartige Ausgestaltung des Wabenkörpers bietet sich insbesondere dann an, wenn die Matrix ein Verhältnis von Ausgangsdurchmesser zu axialer Länge hat, welches größer zwei ist. Bei solchen zigarrenähnlichen Ausführungsformen von Wabenlcörpern werden für eine dauerhafte Anbindung der Matrix an das Gehäuse mehrere Kontraktionsbegrenzer hintereinandergeschaltet, wobei diese das Expansionsbzw. Kontraktionsverhalten der Matrix zwar in radialer nicht aber in axialer Richtung nicht behindern.
Gemäß noch einer weiteren Ausgestaltung des Wabenkörpers sind der mindestens eine Kontraktionsbegrenzer und die Matrix aus verschiedenem Material. Bevorzugt ist dabei die Ausgestaltung des mindestens einen Kontraktionsbegrenzers und der Matrix mit unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten. Dies ist u.a. von Bedeutung, da die maximal einzubringende Zugspannung stark temperaturabhängig ist, und mittels einer geschickten Wahl von Material bzw. Wärmeausdehnungskoeffizienten des mindestens einen Kontraktionsbegrenzers und der Matrix in unterschiedlichen Temperaturbereichen jeweils eine vorgebbare, insbesondere temperaturabhängig variierende Zugspannung eingeleitet werden kann.
Gemäß noch einer weiteren Ausgestaltung des Wabenkörpers ist die Matrix gegenüber dem Gehäuse thermisch isoliert. Dies hat den Vorteil, dass ein Wärmeaustausch zwischen Matrix und Gehäuse unterbunden wird, so dass die Kontraktionsbegrenzer keine Wärmequelle bzw. Wärmesenke im Hinblick auf das thermische Ausdehnungsverhalten von Matrix und Gehäuse darstellen.
Gemäß nach einer weiteren Ausgestaltung des Wabenkörpers umfassen die Wände der Matrix zumindest teilweise strukturierte Blechfolien, die so gestapelt und/oder gewickelt sind, dass diese für ein Gas durchströmbare Kanäle bilden. Insbesondere eine spiralige, s-formige oder evolventenformige Anordnung der Blechfolien ist bevorzugt. Die Blechfolien weisen dabei vorzugsweise eine Dicke kleiner als 0,06 mm auf, insbesondere sogar kleiner 0,03 mm. Dabei ist es besonders vorteilhaft, dass die Matrix eine Kanaldichte größer als 600 cpsi („cells per Square inch") hat, insbesondere größer 1.000 cpsi. Im Hinblick auf den Einsatz eines derartigen Wabenkörpers in einem Abgassystem einer Verbrennungskraftmaschine ist eine katalytisch aktive Beschichtung des Wabenkörpers vorteilhaft, um bereits bei relativ geringen Temperaturen eine effektive Umsetzung von Schadstoffen im Abgas gewährleisten zu können.
Gemäß noch einer weiteren Ausgestaltung ist die Matrix zumindest teilweise von einer äußeren Strukturfolie umgeben, die insbesondere zumindest teilweise den mindestens einen Kontraktionsbegrenzer bildet. Die Strukturfolie bietet dabei den Vorteil, dass sie einen gegebenenfalls umlaufenden, einstückigen Kontraktionsbegrenzer darstellt, wobei gleichzeitig eine gewisse Flexibilität in Umfangsrichtung aufgrund seiner Strukturierung gewährleistet wird.
Gemäß noch einer weiteren Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass der mindestens eine Kontraktionsbegrenzer Mittel zur Verhinderung einer Rissausbreitung aufweist. Derartige Mittel stellen beispielweise Materialanhäufungen, Querstege, Querschlitze oder dergleichen dar, welche verhindern, dass. thermisch oder mechanisch bedingte Rissbildung sich unbehindert durch den Kontraktionsbegrenzer fortpflanzt.
Die vorliegende Erfindung wird nun anhand besonders bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 Schematisch den Aufbau eines Abgassystems mit einem Verbrennungsmotor und einem Wabenkörper,
Fig. 2 perspektivisch und schematisch eine Ausführungsform des Wabenkörpers,
Fig. 3 schematisch, perspektivisch und in einer Detailansicht eine weitere Ausführungsform des Wabenkörpers, Fig. 4 schematisch eine Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform des Wabenkörpers, und
Fig. 5 schematisch und perspektivisch eine Detailansicht einer weitern Ausführungsform des Wabenkörpers.
Fig. 1 zeigt schematisch den Aufbau eines Abgassystems 2 zur Reinigung von Abgas, welches in der Verbrennungskraftmaschine 3 produziert wird. Zur Umsetzung von den im Abgas enthaltenen Schadstoffen weist das Abgassystem 2 mehrere Komponenten auf, wie beispielsweise Partikelfallen, elektrische Heizelemente oder auch einen Wabenkörper 1.
Fig. 2 zeigt schematisch und perspektivisch eine Ausführungsform eines Wabenkörpers, der insbesondere zum Einsatz in einem Abgassystem einer Verbrennungskraftmaschine 3 geeignet ist. Der Wabenkörper 1 umfasst ein Gehäuse 4 und eine metallische Matrix 5 mit einem mittleren Ausgangsdurchmesser 6. Die Matrix 5 ist über mindestens einen Kontraktionsbegrenzer 7 (nicht dargestellt) mit dem Gehäuse 4 verbunden, wobei der mindestens eine Kontraktionsbegrenzer eine auswärtsgerichtete Zugspannung in der Matrix 5 bewirkt, so dass der mittlere Ausgangsdurchmesser 6 der Matrix 5 während und/oder nach einer thermischen Beanspruchung um höchstens 5% schrumpft, vorzugsweise sogar nur um höchstens 2%.
Dabei ist der mindestens eine Kontraktionsbegrenzer 7 mit einem Stirnbereich 8 (nicht dargestellt) mit der Matrix 5 verbunden, wobei ein Verbindungsbereich 9 gebildet wird. Mit einem Endbereich 10 (nicht dargestellt) ist der mindestens eine Kontraktionsbegrenzer 7 mit dem Gehäuse 4 verbunden und bildet somit einen Befestigungsbereich 11. Der Verbindungsbereich 9 ist nahe einer Gaseintrittsseite innerhalb eines Abstandes 14 von der gaseintrittsseitigen Stirnseite 13 in Richtung einer Achse 15 kleiner als 20 mm angeordnet. Es wäre weiterhin erfindungsgemäß ebenso möglich, den Verbindungsbereich 9 nahe der gasaustrittsseitigen Stirnseite 28 auszubilden.
Die Matrix 5 des Wabenkörpers 1 weist Wände 12 auf, die zumindest teilweise stmkturierte Blechfolien 18 und 19 umfassen, die so gestapelt und/oder gewickelt sind, dass diese für ein Gas durchströmbare Kanäle 20 bilden. Die dargestellte Ausführungsform eines Wabenkörpers 1 zeigt eine s-förmige Anordnung der Blechfolien 18 und 19, wobei diese jeweils am Umfang 17 des Wabenkörpers 1 enden.
Fig. 3 zeigt schematisch und in einer Detailansicht einen Teilbereich der Matrix 5 und des Gehäuses 4, wobei die Matrix 5 über mehrere Kontraktionsbegrenzer 7 mit dem Gehäuse 4 verbunden ist. Die Kontraktionsbegrenzer 7 bewirken eine auswärtsgerichtete, also zum Gehäuse 4 hin gerichtete Zugspannung in der Matrix 5, so dass der mittlere Ausgangsdurchmesser 6 (nicht dargestellt) der Matrix 5 während und/oder nach einer thermischen Beanspruchung um höchstens 5% schrumpft, vorzugsweise sogar nur um höchstens 2%.
Die Kontraktionsbegrenzer 7 sind mit einem Stirnbereich 8 mit der Matrix 5 verbunden, wobei ein Verbindungsbereich 9 gebildet ist, und mit einem Endbereich 10 mit dem Gehäuse 4 verbunden, wobei ein Befestigungsbereich 11 gebildet ist. Dabei entspricht die über den Verbindungsbereich 9 eingebrachte Zugspannung höchstens einer mittleren Festigkeit der fügetechnischen Verbindungen der Wände 12 miteinander und/oder einer mittleren Festigkeit der Wände 12 selbst.
Die Wände 12 werden hier mit Sttukturfolien 18 und Glattfolien 19 gebildet, so dass für ein Gas durchströmbare Kanäle 20 gebildet sind. Die Blechfolien 18 und 19 weisen eine Dicke 21 kleiner als 0,06 mm auf. Im Hinblick auf den Einsatz eines derartigen Wabenkörpers 1 in einem Abgassystem 2 einer Verbrermungskrafm aschine 3 (nicht dargestellt) beträgt die Kanaldichte der Matrix 5 mindestens 600 cpsi („cells per Square inch"), wobei die Blechfolien 18, 19 zur Umsetzung von im Abgas enthaltenen Schadstoffen mit einer katalytisch aktiven Beschichtung 22 versehen sind.
Die dargestellten Kontraktionsbegrenzer 7 weisen Mittel (zum Beispiel Querstege 23 und Querschlitze 24) zur Verhinderung einer Rissausbreitung auf. Dadurch wird verhindert, dass sich ein Riss ausgehend von dem Verbindungsbereich 9 bis zum Befestigungsbereich 11 hin ausweitert. Aufgrund der Anordnung der Kόntraktionsbegrenzer 7 zwischen dem Gehäuse 4 und der Matrix 5 wird ein Ringspalt 16 gebildet, der vorteilhafterweise von den Kontraktionsbegrenzern 7 abgedichtet wird. Dieser Ringspalt 16 ist relativ klein, da die Matrix 5 üblicherweise unmittelbar nach der Herstellung saugend am Gehäuse 4 anliegt und die Schrumpfung des mittleren Ausgangsdurchmessers 6 der Matrix 5 erfindungsgemäß während und/oder nach einer thermischen Beanspruchung um höchstens 5% schrumpft.
Fig. 4 zeigt schematisch eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Wabenkörpers 1. Die Matrix 5 ist dabei über mehrere Kontraktionsbegrenzer 7a und 7b mit dem Gehäuse 4 verbunden, wobei jeweils zwischen einem der Kontraktionsbegrenzer 7a, 7b und der Matrix 5 ein Verbindungsbereich 9 und zwischen jeweils einem der Kontraktionsbegrenzer 7a, 7b und dem Gehäuse 4 ein Befestigungsbereich 11 ausgebildet werden. Die Kontraktionsbegrenzer 7a, 7b bewirken eine auswärtsgerichtete Zugspannung in der Matrix, so dass der mittlere Ausgangsdurchmesser 6 der Matrix 5 während und/oder nach einer thermischen Beanspruchung um höchstens 5% schrumpft. Die Kontraktionsbegrenzer 7a und 7b sind axial 15 hintereinander angeordnet, wobei eine in Richtung eines Umfangs 17 (nicht dargestellt) der Matrix 5 zueinander versetzte Anordnung bevorzugt ist. Die Kontraktionsbegrenzer 7a und 7b sind zur freien axialen Kontraktion bzw. Expansion der Matrix 5 flexibel in Richtung der Achse 15 ausgeführt. Die äußere Gestaltung der Matrix 5 ist dabei so dargestellt, wie sie üblicherweise nach mehreren thermischen Wechselbeanspruchungen auftritt. Während die gestrichelte Linie, bis zu der sich de^ mittlere Ausgangsdurchmesser 6 hin erstreckt, die ursprüngliche Gestalt (Zylinderform) andeutet, weist die Matrix 5 nun eine tonnenjΩrmige Gestalt auf. Die Kontraktionsbegrenzer 7a und 7b gewährleisten jedoch, dass der Ringspalt 16 sehr klein bleibt, da eine maximale Schrumpfung des mittleren Ausgangsdurchmessers 6, insbesondere nahe der gaseintrittsseitigen Stirnseite 13 oder der gasaustrittsseitigen Stirnseite 28, von 5% zugelassen wird.
Fig. 5 zeigt schematisch und perspektivisch eine Detailansicht einer weiteren Ausführungsform des Wabenkörpers. Dabei ist die Matrix 5 wiederum mit Glattfolien 19 und Strukturfolien 18 so gebildet, dass für ein Fluid durchstömbare Kanäle 20 gebildet sind. In der dargestellten Ausführungsform ist die Matrix 5 von einem Kontraktionsbegrenzer 7 umgeben, wobei dieser über zwei Verbindungsbereiche 9 mit der Matrix 5 verbunden ist. Der
Kontraktionsbegrenzer 7 bewirkt eine auswärts gerichtete Zugspannung in mindestens einem Teil der Matrix 5, so dass der mittlere Ausgangsdurchmesser 6 (nicht dargestellt) der Matrix 5 während und/oder nach einer thermischer Beanspruchung um höchstens 5% abnimmt. Die Fixierung der Matrix 5 mit dem Gehäuse 4 (nicht dargestellt) erfolgt in diesem Fall mittels mindestens einem Befestigungsmittel 25, welches über eine Erste Anbindung 26 mit dem Gehäuse 4 (nicht dargestellt) und mit einer Zweiten Anbindung 27 mit der Matrix 5 verbunden ist. Da mittels des Kontraktionsbegrenzers 7 ein wesentliche Abnahme des Außendurchmessers 6 vermieden wird, kann eine Fixierung der Matrix 5 mittels relativ stabilen Befestigungsmitteln 25 vorgenommen werden, insbesondere dann, wenn die Zweite Anbindung 25 nahe zu dem Kontraktionsbegrenzers 7 angeordnet ist. Bezugszeichenliste
Wabenkörper
Abgassystem
Verbrennungskraftmaschine
Gehäuse
Matrix
Ausgangsdurchmesser
Kontraktionsbegrenzer
Stirnbereich
Verbindungsbereich
Endbereich
Befestigungsbereich
Wand gaseintrittsseitige Stirnseite
Abstand
Achse
Ringspalt
Umfang
Strukurfolie
Glattfolie
Kanal
Dicke
Beschichturig
Querstege
Querschlitze
Befestigungsmittel
Erste Anbindung
Zweite Anbindung gasaustrittsseitige Stirnseite

Claims

Patentansprüche
1. Wabenkörper (1), insbesondere zum Einsatz in einem Abgassystem (2) einer Verbrer ungskraftmaschine (3), umfassend ein Gehäuse (4) und eine, insbesondere metallische, Matrix (5) mit einem mittleren Ausgangsdurchmesser (6), dadurch gekennzeichnet, dass die Matrix (5) mit dem Gehäuse (4) verbunden ist, wobei rnindestens ein Kontraktionsbegrenzer (7) vorgesehen ist, der eine auswärts gerichtete Zugspannung in mindestens einem Teil der Matrix (5) bewirkt, so dass der mittlere Ausgangsdurchmesser (6) der Matrix (5) während und/oder nach einer thermischer Beanspruchung um höchstens 5% abnimmt, vorzugsweise sogar nur um höchstens 2%.
2. Wabenkörper (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Matrix (5) über den rnindestens einen Kontraktionsbegrenzer (7) mit dem Gehäuse (4) verbunden ist.
3. Wabenkörper (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Kontraktionsbegrenzer (7) mit einem Stirnbereich (8) mit der
Matrix (5) verbunden ist, wobei ein Verbindungsbereich (9) gebildet ist, und mit einem Endbereich (10) mit dem Gehäuse (4) verbunden ist, wobei ein
Befestigungsbereich (11) gebildet ist.
4. Wabenkörper (1) nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei der mindestens eine Kontraktionsbegrenzer (7) und die Matrix (5) einen gemeinsamen Verbindungsbereich (9) aufweisen, und die Matrix (5) fügetechnisch miteinander verbundene Wände (12) hat, dadurch gekennzeichnet, dass die über den Verbindungsbereich (9) eingebrachte Zugspannung höchstens einer mittleren Festigkeit der fügetechnischen Verbindungen der Wände (12) miteinander und/oder einer mittleren Festigkeit der Wände (12) selbst entspricht. t
5. Wabenkörper (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die von dem mindestens einen Kontraktionsbegrenzer (7) erzeugte
Zugspannung in einem Temperaturbereich von -40°C bis 1050°C wirkt.
6. Wabenkörper (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der mindestens eine Kontraktionsbegrenzer (7) und die Matrix (5) einen gemeinsamen Verbindungsbereich (9) aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass der
Verbindungsbereich (9) nahe einer Stirnseite (13, 28) angeordnet ist, vorzugsweise innerhalb eines Abstandes (14) von der Stirnseite (13, 28) in Richtung einer Achse (15) kleiner als 20 mm, insbesondere sogar kleiner 10 mm.
7. Wabenkörper (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Kontraktionsbegrenzer (7) so gestaltet ist, dass er einen die Matrix (5) umgebenden Ringspalt (16) abdichtet.
8. Wabenkörper (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Kontraktionsbegrenzer (7a, 7b) axial hintereinander angeordnet sind, wobei eine in Richtung eines Umfangs (17) der Matrix (5) zueinander versetzte Anordnung bevorzugt ist, und insbesondere die mehreren Kontraktionsbegrenzer (7a, 7b) zur freien axialen Kontraktion bzw. Expansion der Matrix (5) flexibel in Richtung der Achse (15) ausgeführt sind.
9. Wabenkörper (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der rnindestens eine Kontraktionsbegrenzer (7) und die Matrix (5) aus verschiedenen Materialien sind.
10. Wabenkörper (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Matrix (5) gegenüber dem Gehäuse (4) thermisch isoliert ist.
11. Wabenkörper (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Kontraktionsbegrenzer (7) einen von der Matrix (5) verschiedenen Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweist.
12. Wabenkörper (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Matrix (5) Wände (12) aufweist, die zumindest teilweise strukturierten Blechfolien (18, 19) umfassen, die so gestapelt und/oder gewickelt sind, dass diese für ein Gas durchströmbare Kanäle (20) bilden.
13. Wabenkörper (1) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Matrix (5) zumindest teilweise von einer äußeren Strul turfolie (18) umgeben ist, die insbesondere zumindest teilweise den mindestens einen Kontraktionsbegrenzer (7) bildet.
14. Wabenkörper (1) nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Blechfolien (18, 19) eine Dicke (21) kleiner als 0,06 mm aufweisen, insbesondere sogar kleiner 0,03 mm.
15. Wabenkörper (1) nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanaldichte der Matrix (5) größer als 600 cpsi ist, insbesondere größer 1000 cpsi.
16. Wabenkörper (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass dieser eine katalytisch aktive Beschichtung (22) aufweist.
7. Wabenlcörper (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Kontraktionsbegrenzer (7) Mittel (23, 24) zur Verhinderung einer Rissausbreitung aufweist.
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