Cuerpo de panal de abejas de láminas metálicas y procedimiento para su fabricación.

Cuerpo de panal de abejas (1), formado al menos por una lámina metálica lisa (2) y por al menos una lamina metálica estructurada (3),

en el que la lámina lisa (2) presenta frente a la lámina estructurada (3) una rugosidad media (12) diferente, es decir, mayor o menor, en el que una de las láminas presenta una rugosidad media (12) Ra de 0, 001 a 0, 3 micrómetros y la otra lámina presenta una rugosidad media (12) Ra de 0, 3 a 0, 7 micrómetros, en el que la rugosidad media de las láminas se determina sin un recubrimiento y se refiere a láminas si una capa de óxido.

Cuerpo de panal de abejas de láminas metálicas y procedimiento para su fabricación La presente invención se refiere a un cuerpo de panal de abejas constituido por al menos una lámina lisa metálica y al menos una lámina estructurada y a un procedimiento para su fabricación para el empleo del cuerpo de panal de abejas en sistemas de escape de gases de motores de combustión interna, en particular en automóviles.

Las láminas metálicas se emplean desde hace mucho tiempo en la fabricación de cuerpos de panal de abejas, en particular para sistemas de escape de gases de motores de combustión interna. Debido a las altas temperaturas en tales aplicaciones se emplean la mayoría de las veces aceros que contienen cromo y aluminio, los cuales son especialmente resistentes a altas temperaturas y a la corrosión. Las láminas típicas tienen en este caso un espesor de 20 !m a 180 !m (micrómetros) y se fabrican regularmente por medio de laminación. En la utilización de tales láminas para cuerpos de panal de abejas metálicos y otros componentes para la purificación de gases de escape deben plantearse requerimientos especiales a la superficie.

También se conocen cuerpos de panal de abejas, que solamente presentan uniones en secciones parciales, en particular a través de soldadura, entre las láminas metálicas individuales, de manera que la estructura de cuerpo de panal de abejas muestra en determinadas zonas una rigidez alta u en otras zonas una flexibilidad alta frente a las cargas variables. Además de las zonas parciales de unió predeterminadas, que son generadas a través de la aplicación de material de soldadura, los cuerpos de panal de abejas presentan, sin embargo, en parte, también uniones adicionales, que son generadas especialmente a través de difusión. Estas uniones por difusión entre las láminas individuales son provocadas especialmente durante y/o después de la fabricación del cuerpo de panal de abejas a través de su tratamiento térmico. En este caso, la inclinación de las superficies metálicas de las láminas a iniciar una unión por difusión entre sí depende, entre otras cosas, de la rugosidad de las superficies individuales, que es generada esencialmente por el proceso de laminación de las láminas.

Tales uniones por difusión se conocen, por ejemplo, a partir del documento EP-A1-0 988 882. Allí se publica un cuerpo metálico de soporte de catalizador, que está fabricado de láminas metálicas lisas y onduladas. En particular, en este caso se emplean láminas metálicas, todas las cuales presentan una rugosidad unitaria Ra en el intervalo de 0, 001 a 0, 3 micrómetros. En este caso, después de la generación de uniones por difusión en un tratamiento térmico especial se determinan rugosidades unitarias Ra en el intervalo de 0, 001 a 2, 0 micrómetros en todas las láminas metálicas.

Para la fabricación de las uniones soldadas de las láminas metálicas entre sí interesa, entre otras cosas, que la soldadura, que se aplica, por ejemplo, en forma de polvo en determinadas zonas, se distribuya solamente sobre una zona pequeña del entorno a través de fluencia, cuando se ha alcanzado la temperatura de fundición. En este caso, las propiedades de fluencia y de humidificación de una soldadura sobre una superficie dependen de la misma manera de la rugosidad de la superficie del material utilizado.

La propiedad de la resistencia a la corrosión a alta temperatura de las láminas resulta también porque en la superficie de estas láminas se forma una capa de óxido de protección, que está constituida en el caso de láminas que comprenden aluminio, principalmente por óxido de aluminio, en particular por óxido de aluminio y (gamma) .

En general, los cuerpos de panal de abejas fabricados a partir de láminas metálicas en sistemas de escape de gases se recubren adicionalmente con un material catalíticamente activo, en el que la lámina debería tener una buena inclinación a la adhesión para un revestimiento por baño de este tipo.

A partir de las realizaciones anteriores se deduce que existe una pluralidad de requerimientos en las láminas metálicas para crear cuerpos de panal de abejas especialmente duraderos. Este problema no se ha podido solucionar hasta ahora todavía de una manera selectiva para todos los fines de aplicación de tales cuerpos de panal de abejas.

El cometido de la presente invención es indicar un cuerpo de panal de abejas de láminas metálicas, que soluciona, al menos parcialmente, los problemas descritos al principio y en particular garantiza una unión selectiva y duradera de las láminas para formar un cuerpo de panal de abejas, que cumple los requerimientos con respecto a la inclinación a la difusión así como a la capacidad de humidificación y de fluencia de una soldadura, y al mismo tiempo también es económico en la fabricación. Además, debe indicarse un procedimiento para la fabricación sencilla y efectiva de un cuerpo de panal de abejas de este tipo.

Estos cometidos se solucionan por medio de un cuerpo de panal de abejas de acuerdo con la reivindicación 1 y por medio de un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 11. Las configuraciones ventajosas y los campos de aplicación de la invención e indican en las reivindicaciones dependientes respectivas. Hay que indicar que las características indicadas individualmente en las reivindicaciones formuladas de forma dependiente se pueden combinar entre sí de cualquier manera discrecional, técnicamente conveniente y definen otras configuraciones de la invención. Demás, las características indicadas en las reivindicaciones se precisan y explican en detalle en la descripción, en la que se representan otras configuraciones ventajosas de la invención.

El cuerpo de panal de abejas de acuerdo con la invención está formado al menos por una lámina metálica lisa y por al menos una lámina estructurada metálica, de manera que la lámina lisa presenta una rugosidad media diferente con respecto a la lámina estructurada.

En este caso, la al menos una lámina metálica lisa y al menos una lámina estructurada se fabrican con preferencia de un acero con porciones de cromo y de aluminio, en particular de acero con un contenido de aluminio de 1 a 5 % en peso. Un contenido de aluminio hasta 5 % en peso no tiene inconvenientes esenciales para las otras propiedades de una lámina metálica y es especialmente favorable para la resistencia a la corrosión a alta temperatura.

Las láminas metálicas se pueden arrollar, retorcer y/o apilar para la generación de un cuerpo de panal de abejas con canales a través de los cuales puede circular un gas de escape, de manera que en este caso, en general, láminas lisas y láminas onduladas están colocadas superpuestas de forma alterna.

En este caso, las láminas lisas no están realizadas, en el sentido de la invención, exclusivamente planas, sino que pueden presentar, dado el caso, microestructuraciones (como por ejemplo, obstáculos, generadores de turbulencia, desviadores de la circulación y otros elementos para influir sobre la circulación) y/o pasos, que contribuyen a la elevación de la eficiencia o bien de la mejora de la homogeneización de la corriente de gases de escape a través del cuerpo de panal de abejas. Las láminas estructuradas presenta especialmente una estructura de forma ondulada (en forma de seno / omega, de forma triangular, cuadrada, etc.) , pudiendo estar previstos también aquí adicionalmente pasos, obstáculos, generadores de turbulencia, desviadores de la circulación u otros elementos para influir sobre la circulación. En este caso se aplica que la microestructura de las láminas lisas está realizada más pequeña (es decir, con una altura reducida transversalmente a la lámina) que la estructura de las láminas estructuradas.

De acuerdo con la invención, la al menos una lámina lisa presenta, frente a la al menos una lámina estructurada, una rugosidad media diferente, es decir, mayor o menor. En particular, en este caso la rugosidad media de la al menos una lámina lisa es mayor que la rugosidad de la al menos una lámina estructurada.

En los valores medios de rugosidad tomados aquí como referencia se trata con preferencia de rugosidades, que se determinan de acuerdo con el procedimiento de corte de exploración. Este procedimiento se describe, por ejemplo, en el Artículo "Rauheitsmessung an gewalzten Faltblechen" publicado en la revista "Stahl und Eisen 109" (año 1989, Nº 12; páginas 589 y 590) . En este caso, la rugosidad media se indica o bien como valor medio aritmético de la rugosidad ("rugosidad media Ra") o... [Seguir leyendo]

1. Cuerpo de panal de abejas (1) , formado al menos por una lámina metálica lisa (2) y por al menos una lamina metálica estructurada (3) , en el que la lámina lisa (2) presenta frente a la lámina estructurada (3) una rugosidad media (12) diferente, es decir, mayor o menor, en el que una de las láminas presenta una rugosidad media (12) Ra de 0, 001 a 0, 3 micrómetros y la otra lámina presenta una rugosidad media (12) Ra de 0, 3 a 0, 7 micrómetros, en el que la rugosidad media de las láminas se determina sin un recubrimiento y se refiere a láminas si una capa de óxido.

2. Cuerpo de panal de abejas (1) de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la al menos una lámina lisa (2) presenta una rugosidad media (12) Ra de 0, 3a 0, 7 micrómetros, en particular una rugosidad media (12) Ra de 0, 5 a 0, 7 micrómetros.

3. Cuerpo de panal de abejas (1) de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, en el que la al menos una lámina estructurada (3) presenta una rugosidad media (12) Ra de 0, 001 a 0, 3 micrómetros, en particular una rugosidad media (12) Ra de 0, 1 a 0, 2 micrómetros.

4. Cuerpo de panal de abejas (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en el que las rugosidades (12) de las láminas (2, 3) se miden transversalmente a la dirección de laminación (4) .

5. Cuerpo de panal de abejas (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en el que la al menos una lámina lisa (2) presenta sobre sus dos superficies (5) , frente a la al menos una lámina estructurada (3) , un primer espesor diferente de la capa de óxido (6) .

6. Cuerpo de panal de abejas (1) de acuerdo con la reivindicación 5, en el que la al menos una lámina lisa (2) presenta un primer espesor de la capa de óxido (6) mayor que la al menos una lámina estructurada (3) .

7. Cuerpo de panal de abejas (1) de acuerdo con la reivindicación 6, en el que el primer espesor de la capa de óxido (6) de la al menos una lámina lisa (2) está en un intervalo de 60 a 80 nanómetros.

8. Cuerpo de panal de abejas (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en el que la al menos una lámina lisa (2) y/o la al menos una lámina estructurada (3) contiene de 14 a 25 % en peso de cromo y de 3 a 7 % en peso de aluminio.

9. Cuerpo de panal de abejas (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en el que solamente en determinadas zonas (7) se realizan puntos de unión (8) entre láminas (2, 3) adyacentes a través de soldadura fuerte.

10. Cuerpo de panal de abejas (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en el que el cuerpo de panal de abejas (1) está provisto con un recudimiento adicional (11) , que cubre, al menos parcialmente, una capa de óxido (13) .

11. Procedimiento para la fabricación de un cuerpo de panal de abejas (1) , que comprende al menos las siguientes etapas:

a) preparación de al menos una lámina lisa (2) y de al menos una lámina estructurada (3) con rugosidades medias

(12) diferentes entre sí, es decir, mayores o menores, en el que una de las láminas presenta una rugosidad media

(12) Ra de 0, 001 a 0, 3 micrómetros y la otra lámina presenta una rugosidad media (12) Ra de 0, 3 a 0, 7 micrómetros, en el que la rugosidad media de las láminas se determina sin un recubrimiento y está referida a láminas sin una capa de óxido,

b) configuración de una capa de óxido (13) con un primer espesor de la capa de óxido (6) en la al menos una lámina lisa (2) o la al menos una lámina estructurada (3) , c) configuración de una estructura de panal de abejas (15) a partir de la al menos una lámina lisa (2) y la al menos una lámina estructurada (3) , d) inserción de la estructura de panal de abejas (15) en una carcasa (23) , e) configuración de conexiones técnicas de unión.

12. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 11, en el que la etapa b) se realiza a temperaturas de al menos 750ºC en aire durante un tiempo de 4 a 8 segundos.

13. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 11 ó 12, en el que las láminas (2, 3) se fabrican a través de laminación, en el que a través de un tratamiento de los rodillos a través de cepillado o chorreado con arena se generan en la última etapa de laminación lámina con una rugosidad media en el intervalo de 0, 3 a 0, 7 micrómetros.

14. Automóvil (18) , que presenta al menos un motor de combustión interna (17) y un sistema de escape de gases (16) así como un cuerpo de panal de abejas (1) de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 10 o fabricado de acuerdo con un procedimiento según las reivindicaciones 11 a 13.