MXPA06001694A - Cuerpo soldado por costura de laminado para tratamiento de gases de escape. - Google Patents

Abstract

La invencion se relaciona con un metodo para producir un cuerpo (1) para el tratamiento de gases de escape, el cuerpo comprende una pluralidad de capas (2) metalicas. De acuerdo con el metodo de la invencion, las capas (2) se ponen en contacto entre si en una region (3) de ensamblado y se realiza una union por medio de un metodo de soldadura de costura de laminado de manera tal que las capas (2) forman canales (4) a traves de los cuales puede pasar un flujo de gas. La invencion tambien se relaciona con cuerpos (1) correspondientes para el tratamiento de gases de escape que puede ser utilizado especialmente como filtros de cuerpos de portador de catalizador en la industria de los automoviles.

Description

CUERPO SOLDADO POR COSTURA DE LAMINADO PARA TRATAMIENTO DE GASES DE ESCAPE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN La presente invención se relaciona con un procedimiento para producir un cuerpo para el tratamiento de gases de escape, el cual tiene una pluralidad de capas metálicas que forman pasajes a través de los cuales puede fluir una corriente de gas . Los cuerpos de este tipo se utilizan en particular para purificar los gases de escape de los motores de combustión interna de automóviles, tales como los motores de ignición por bujías o diesel. Las áreas de aplicación primarias en este contexto son automóviles de pasajeros así como camiones y motocicletas. También se sabe que estos cuerpos pueden ser utilizados en sistemas de gases de escape para dispositivos manuales portátiles tales como, por ejemplo, sierras eléctricas, podadoras de césped, etcétera . Los cuerpos de este tipo tienen numerosas funciones diferentes. Por ejemplo, se utilizan como cuerpos de soporte de catalizador, como adsorbentes, como filtros, como mezcladores de flujo o silenciadores. El cuerpo habitualmente se distingue por una proporción favorable de área superficial respecto a volumen, es decir, tiene un área superficial relativamente grande y por lo tanto asegura contacto intenso con la corriente de gas que fluye a través del mismo. Con respecto a los cuerpos de soporte de catalizador, esta superficie del cuerpo se proporciona con un recubrimiento catalíticamente activo, el cual preferiblemente comprende un recubrimiento de lavado. El recubrimiento de lavado tiene una superficie particularmente fisurada, de manera que la proporción de área superficial respecto a volumen se puede mejorar aún más. El recubrimiento de lavado se impregna con diversos catalizadores, por ejemplo platino, rodio o similar. Las sustancias adsorbentes habitualmente tienen una estructura básica similar a la seleccionada para los cuerpos utilizados como cuerpos de soporte de catalizador. No obstante, se percibe un objetivo diferente con respecto al recubrimiento de manera que en consecuencia se utilizan recubrimientos diferentes. Por ejemplo, el propósito de las sustancias adsorbentes es, por ejemplo, retener óxidos de nitrógeno hasta que estén presentes asociados de reacción o temperaturas adecuadas para permitir que estos constituyentes del gas de escape sean convertidos al máximo posible . Los mezcladores de flujo se distinguen por el hecho de que sus cuerpos tienen una multiplicidad de pasajes los cuales están conectados en flujo entre sí. Al mismo tiempo, las superficies de guia, las cuales permiten que se desvíen las corrientes de gas parcial se proporcionan en el interior del cuerpo o de los pasajes. De esta manera, la corriente de gas se vuelve más uniforme en términos de su concentración de contaminante, sus propiedades de flujo, su temperatura, etcétera. Se conocen una amplia gama de formas estructurales diferentes para los cuerpos mencionados antes como cuerpos de soporte de catalizador, sustancias adsorbentes, silenciadores y mezcladores de flujo. Estas formas incluyen, por ejemplo, cuerpos en forma de panal que comprenden por lo menos láminas delgadas de hoja de metal estructurada parcialmente. En comparación con los cuerpos conocidos elaborados de material cerámico, los cuerpos metálicos de panal tienen una flexibilidad considerablemente mayor en términos de su uso propuesto y también permiten un mayor grado de libertad de diseño. También debe tenerse en mente que particularmente los procedimientos de conversión eficaces con respecto a la concentración de contaminante se aseguran al tomar en consideración la buena conducción de calor y la extremadamente baja capacidad térmica específica de área. Se establece una distinción en particular entre dos diseños típicos de cuerpos metálicos de panal. Un diseño inicial, del cual el documento DE 29 02 779 Al muestra ejemplos típicos, es un diseño helicoidal en el cual se colocan una sobre otra una capa de hoja metálica lisa y una corrugada y se enrollan helicoidalmente . En otro diseño, el cuerpo de panal se construye a partir de una multiplicidad de capas de hoja metálica distribuidas alternadamente, lisa y corrugada o corrugada de manera diferente, las capas de hoja metálica inicialmente forman uno o más apilados los cuales después se entrelazan. En este caso, los extremos de todas las capas de hoja metálica se encuentran tendidas en el exterior y se pueden conectar a un alojamiento o estuche tubular, produciendo numerosas conexiones lo que incrementa la durabilidad del cuerpo de panal. Los ejemplos típicos de estos diseños se describen en los documentos EP 0 245 737 Bl o WO 90/03220. También se ha conocido durante mucho tiempo equipar las capas de hoja metálica con estructuras adicionales con el fin de alterar el flujo o realizar un mezclado cruzado entre pasajes de flujo individuales. Los ejemplos típicos de estas configuraciones incluyen las que se describen en los documentos WO 91/01178, WO 91/01807 y WO 90/08249. Finalmente, también existen cuerpos cónicos de panal, opcionalmente también con estructuras adicionales que alteran el flujo. Un cuerpo de panal de este tipo se describe, por ejemplo en el documento WO 97/49905. Además, también se sabe que se puede dejar libre un recorte en un cuerpo de panal para un sensor, en particular para alojar un sensor X. Uno de tales ejemplos se describe en el documento DE 88 16 154 Ul . Por supuesto, los diseños descritos en lo anterior también son adecuados para formar cuerpos de filtro. En principio, se conocen dos principios diferentes para estos y otros cuerpos de filtro . Un principio se relaciona con lo que se conoce como el "filtro particulado cerrado" , en el cual los pasaj es formados por el cuerpo están cerrados sobre lados alternados, por lo que obligan a la corriente de gas a pasar a través de las paredes de pasaje que comprenden material de filtro. Esto lleva a la acumulación de particulados o sólidos contenidos en la corriente de gas, los cuales se queman u oxidan continuamente o a intervalos predeterminados. Un diseño conocido alternativo es el de un "filtro particulado abierto" , el cual no se cierra en los lados alternados sino que más bien tiene puntos de desviación de flujo en el interior de los pasajes los cuales provocan que las corrientes de gas parciales formen remolinos de manera tal que por lo menos 80% de las corrientes de gas parciales pasan a través de la pared de filtro, preferiblemente varias veces. La ventaja principal del "filtro particulado abierto" es que se evita el bloqueo del material de filtro causado por acumulación excesiva de particulados. Se describe un filtro de material particulado como "abierto" si el material particulado puede fluir de manera fundamental por completo a través del mismo, específicamente incluyendo materiales particulados los cuales son considerablemente más grandes que los materiales particulados que en realidad van a ser eliminados por filtración. Como un resultado, el filtro de este tipo no se bloquea incluso en caso de una aglomeración de material particulado durante su funcionamiento. Un método adecuado para medir la capacidad de abertura de un filtro particulado es, por ejemplo medir el diámetro hasta el cual las partículas esféricas aún pueden escurrir a través de un filtro de este tipo. En las presentes solicitudes, se considera que un filtro está abierto en particular si esferas con un diámetro mayor que o igual a 0.1 mm aún pueden escurrir a través del mismo, preferiblemente esferas con un diámetro superior de 0.2 mm. Uno de tales ejemplos se proporciona en el documento DE 2011783 Ul, al cual se hace referencia por completo con propósitos de explicación. Además de estos cuerpos con capas unidas o entrelazadas, también se conoce el uso de lo que se denominan filtros de placas, los cuales comprenden una pluralidad de placas de filtro en particular similares a hoja o sustancialmente planas las cuales están distribuidas separadas entre sí. Los filtros de placa de este tipo habitualmente también se construyen de acuerdo con el principio de pasajes que están cerrados en lados alternados, pero en principio también es posible producir un "filtro particulado abierto" . También se conocen diseños enrollados y diseños de placa de este tipo que tienen una corriente de gas que fluye a través de ellos de manera sustancialmente axial, cuerpos o cuerpos de filtro por los cuales fluye la corriente de gas a través de los mismo radialmente . Tales cuerpos habitualmente tienen un pasaje de flujo interior y un pasaje de flujo exterior el cual es de forma anular y generalmente está distribuido coaxialmente con respecto al pasaje de flujo interior. El pasaje de flujo interior generalmente está delimitado por un tubo interior, el cual se proporciona con abertura a través de las cuales se hace pasar la corriente de gas que se va a purificar. Las capas de un material de filtro se distribuyen alrededor de este tubo interior. Se conocen a este respecto sustancialmente dos conceptos diferentes. El primer concepto se puede describir en base a una "forma de estrella" el cual se produce cuando las placas de filtro son observadas en la dirección del tubo interior o una sección transversal perpendicular al tubo interior. Esto significa en otras palabras que las placas de filtro forman pliegues los cuales se extienden sustancialmente paralelos a la extensión axial del tubo interior. Otro concepto conocido involucra la formación de pliegues en la dirección circunferencial, en cuyo caso una pluralidad de estos pliegues se colocan en el tubo interior, separados entre sí en la dirección axial . De acuerdo con la dirección del flujo, la corriente de gas que se va a purificar se suministra al material de filtro desde el interior (o desde el exterior) penetra a través de este material de filtro y se descarga nuevamente en el lado opuesto. Los cuerpos descritos en lo anterior generalmente comprenden una pluralidad o multiplicidad de componentes diferentes elaborados, en algunos casos, de materiales diferentes . Considerando las elevadas tensiones térmicas y dinámicas en el sistema de escape de motores de combustión interna de los automóviles, estos componentes individuales necesitan ser conectados permanentemente entre si . Se conoce para este propósito numerosas técnicas de conexión diferentes, por ejemplo soldadura fuerte (broncesoldadura) o soldadura. Con respecto a estas técnicas de conexión, debe hacerse notar que necesitan ser adecuadas para la producción en serie de por lo menos un tamaño medio. A este respecto, los aspectos de costo también juegan un papel importante, tales como las velocidades de ciclo, calidad de conexión, conflabilidad del procedimiento, etcétera. Los procedimientos conocidos utilizados para formar conexiones por unión (en particular en la estructura que comprende las superficies de filtro o las capas) requiere un material adicional tal como, por ejemplo, bronce o relleno de soldadura. Es en este caso particularmente difícil que el material de relleno sea aplicado con precisión en el lugar en el cual se va a producir subsecuentemente una junta. Además, debe hacerse notar que necesitan utilizarse materiales con paredes cada vez más delgadas, dado que dichos materiales se adaptan rápidamente a la temperatura del gas de escape y en consecuencia tienen propiedades de reacción dinámica elevadas. Para asegurar la funcionalidad a largo plazo de estos cuerpos, no obstante, se requiere la introducción de calor delimitada especialmente de manera estrecha para formar conexiones por unión. Hasta ahora no se ha podido obtener en un grado satisfactorio, y en realidad la soldadura fuerte generalmente requiere calentamiento de la totalidad del cuerpo en un horno al vacío, a alta temperatura y se suelda como se ha hecho habitualmente y también como se ha llevado a cabo a través del alojamiento exterior, y en consecuencia en este caso se han generado gradientes de temperatura demasiado considerables a través de gran parte del cuerpo. Al trabajar en esta base, un objetivo de la presente invención es corregir los problemas técnicos anteriores de la técnica previa. En particular, se pretende proporcionar un procedimiento barato, sencillo, eficaz y confiable para producir cuerpos metálicos de este tipo para purificación de gas de escape. Además, el procedimiento debe ser tan factible para ser adecuado para automatización, producir conexiones por unión las cuales se diferencian por una duración de servicio particularmente prolongada. Además, se pretende proporcionar un cuerpo correspondiente para el tratamiento de gas de escape el cual puede ser configurado de manera variable y que sea de uso versátil. Estos objetivos se obtienen por un procedimiento que tiene las características de la reivindicación 1 de patente y un cuerpo que tiene las características de la reivindicación 18 de patente . Las configuraciones ventajosas adicionales se describen en las reivindicaciones de patente dependientes respectivas las cuales se pueden combinar entre sí de cualquier manera deseada. El proceso de acuerdo con la invención para producir un cuerpo para el tratamiento de gases de escape el cual tiene una pluralidad de capas metálicas está caracterizado porque las capas se ponen en contacto entre sí en una región de conexión, y se produce una conexión por un proceso de soldadura de resistencia continua, de manera tal que las capas forman pasajes a través de los cuales una corriente de gas puede fluir por lo menos parcialmente. En otras palabras, esto significa en particular que la conexión entre capas distribuidas adyacentes entre sí se lleva a cabo por el procedimiento de soldadura resistente continua . En este contexto, debe hacerse notar que el término "continuo" puede significar que la soldadura se lleve a cabo a lo largo de un carril de soldadura en cuyo caso la costura de soldadura la cual es generada se elabora de manera ininterrumpida. No obstante, no necesariamente es el caso, por ejemplo, también es posible para una pluralidad de costuras de soldaduras las cuales están separadas para que se proporcionen a lo largo de un carril de soldadura, en cuyo caso la proporción en la cual están presentes las costuras de soldadura a lo largo del carril de soldadura de manera ventajosa es significativamente mayor que la proporción formada por las interrupciones . Es particularmente preferible para la proporción formada por la costura de soldadura, en base en el carril de soldadura, que constituya por lo menos 80%, en particular incluso más de 90%. Con respecto a los "pasajes" también debe hacerse notar que estos pasajes no necesariamente necesitan tener una estructura similar a tubo. En vez de esto, debe entenderse que este término significa una trayectoria de flujo limitada la cual tiene un límite espacial. En este caso, el límite generalmente está configurado de manera tal que encierra a la trayectoria de flujo sobre por lo menos 60% (en particular 80%) de la circunferencia, con la longitud de la trayectoria de flujo la cual ventajosamente es mayor que la circunferencia. En vista del hecho de que el cuerpo mencionado antes también se puede construir como un filtro, será evidente que los pasajes no necesariamente necesitan tener una pared de pasaje hermética a gases, es decir, también es posible de manera eminente que las capas estén configuradas de manera que sean por lo menos parcialmente permeables a gas. En particular, en este caso, la corriente de gas no fluye completamente a través del pasaje, en cuyo caso, aunque el pasaje no tiene una sección transversal adecuada, la corriente de gas no obstante utiliza una ruta diferente. Por lo tanto, se considera suficiente que el pasaje proporcione la opción de permitir por lo menos parcialmente que fluya a través del mismo una corriente de gas, en particular con los lados de extremo abiertos . De acuerdo con una configuración ventajosa del proceso, el proceso de soldadura de resistencia continua comprende una soldadura de costura de laminado o una soldadura de costura de proyección. La soldadura de costura de laminado y el proceso de soldadura de costura de proyección pertenecen al proceso de soldadura de unión por presión, en particular, soldadura de presión de resistencia particular o soldadura de presión conductora. En el proceso de soldadura de presión de resistencia, el calentamiento en el lugar de soldadura se lleva a cabo como un resultado del calentamiento por resistencia Joule cuando fluya la corriente y por medio de un conductor eléctrico. La corriente es suministrada via electrodos con una superficie de trabajo convexa o plana. Se utilizan dos electrodos similares a rodillo (impulsados) para la soldadura de costura de laminado. Las hojas metálicas que se van a soldar en este caso se colocan de manera predominantemente superpuestas . En la práctica, la soldadura de costura de laminado es una soldadura de punto continuo, pero utilizando electrodos similares a rodillos. A diferencia a cuando se utiliza soldadura de punto de resistencia, los electrodos permanecen en contacto después de que se ha producido el primer punto de soldadura y después se laminan continuamente de manera sucesiva. La corriente adicional fluye en las posiciones en donde se va a formar el punto de soldado. Dependiendo de la velocidad de alimentación de los electrodos y la frecuencia de la corriente de soldadura, se producen costuras de punto o costuras selladas con botones soldados o puntos soldados . De igual manera, la corriente directa permanente produce una costura sellada.

El uso de este proceso de producción para conectar las capas ha demostrado ser particularmente ventajoso en particular cuando se considera la producción en serie de estos cuerpos. El proceso en el cual las dos capas adyacentes o que se encuentran una sobre la otra se hacen pasar a través de los electrodos giratorios es sorprendentemente adecuada para resistir las altas tensiones térmicas y dinámicas, por ejemplo, en el sistema de escape de automóviles. También se ha establecido que incluso en el caso de láminas metálicas muy delgadas las cuales se conectan entre sí de esta manera, las costuras de soldado selladas se pueden producir en ciclos de trabajo muy cortos. Como un resultado, es posible obtener en particular un beneficio en cuanto a costos, lo cual es inesperado en vista del material adicional el cual se requiere para la superposición entre las dos capas . La soldadura de costura laminada es adecuada en particular para regiones de conexión las cuales tienen cierta longitud, es decir, se extiende sobre una porción predeterminada. Esto generalmente constituye por lo menos 5 cm, en particular por lo menos 15 cm y el trabajo se puede llevar a cabo a un costo particularmente bajo más allá de una longitud de 25 cm. La soldadura de costura de laminado se elabora sin relleno. Además, en muchos casos también es posible realizarlas en una etapa de limpieza de las capas, dado que la introducción de la fuerza de electrodo asegura que el contacto entre los electrodos o las capas el cual es suficiente para el flujo de corriente y la formación del punto soldado se asegura de antemano en una extensión considerable. Además, únicamente se puede establecer un cambio insignificante en la microestructura de la capa adyacente al botón soldado. En consecuencia, el uso de este procedimiento de manufactura proporciona numerosas ventajas y al mismo tiempo corrigen de una vez todos los problemas técnicos que se indican en la introducción. Además, el proceso también se puede aplicar a cada uno de los tipos de cuerpo mencionados en la introducción. De acuerdo con un refinamiento del proceso, se propone que por lo menos en parte se forme una costura soldada en la cual exista por lo menos puntos soldados superpuestos. Esto se aplica en particular al caso en el cual los extremos o regiones de borde de las capas se van a fijar entre sí. Estas regiones de borde o bordes, por ejemplo, se acercan a trayectorias de flujo de manera que el gas de escape que se va a purificar es impulsado a pasar a través de un material de filtro. Para asegurar el principio de un "filtro particulado cerrado" , puede estar presente por lo menos parcialmente una costura sellada. Esto debe entenderse que significa que los pulsos de corriente de soldadura se llevan a cabo en sucesión a intervalos de tiempos cortos de manera tal que los puntos soldados o botones soldados respectivamente adyacentes se fusionan entre sí, es decir, no existen lugares desconectados en las capas entre puntos soldados adyacentes. Como ya se ha establecido en lo anterior, una costura sellada de este tipo se obtiene en virtud de la frecuencia de los pulsos de corriente que se seleccionan para que sean relativamente breves, la velocidad de alimentación es relativamente bajo o por la presencia de corriente directa, es decir, la corriente fluye continuamente entre el electrodo durante la alimentación. De acuerdo con un refinamiento del proceso, también se propone que se utilice una velocidad de alimentación durante la soladura de costura de laminado en el intervalo desde 0.5 cm/s hasta 30 m/s, en particular en el intervalo desde 0.5 m/min hasta 30/min. Esta velocidad de alimentación se utiliza en particular cuando se conecta material de lámina metálica el cual tiene un espesor de 0.03 a 0.1 mm. En este caso, el material que se va a conectar preferiblemente incluye los siguientes constituyentes: 0.1 a 7.5% en peso de aluminio, 17 a 25% en peso de cromo. Otro material preferido comprende 12 a 32% en peso de níquel. Además, también se propone que durante la operación de soldadura los electrodos ejerzan una fuerza desde 10 N a 29 kN, en particular desde 200 N hasta 6 k sobre las capas. Esto asegura, por ejemplo, que cualquier aceite de laminado o impureza similar que se adhiera a las capas sea obligado a salir del lugar de soldadura. El resultado es un contacto intenso entre los componentes los cuales se van a conectar entre sí y entre los componentes y los electrodos. Al mismo tiempo, asegura que cuando se calienta el material, los materiales calentados o fundidos son mezclados íntimamente de manera que se obtiene una conexión permanente. De acuerdo con una configuración adicional del proceso, las capas, por lo menos en una región de borde, se colocan una sobre la otra y se sueldan por lo menos sobre una porción en esta región de borde y después se deforman de manera que forman los pasajes. En otras palabras, esto también significa que la costura soldada delimita por lo menos parcialmente el pasaje a través del cual puede fluir el gas de escape . Con respecto a las magnitudes preferidas de la longitud de la porción, debe hacerse referencia a las afirmaciones realizadas en lo anterior. No obstante, en principio, también debe hacerse notar que es habitual que las regiones de borde completas estén conectadas entre sí, es decir, en consecuencia la porción corresponde a la extensión más larga de la región de borde . En particular, se propone que las capas se formen con por lo menos una lámina metálica la cual se elabora de un material resistente a la alta temperatura y resistente a la corrosión y que preferible esté estructurado por lo menos parcialmente o permita que un fluido fluya a través del mismo por lo menos en regiones. Con respecto al material de la lámina metálica debe hacerse referencia en este punto a la composición que se indica en lo anterior. Además, no obstante, una persona experta en la técnica conocerá una gran cantidad de materiales adicionales los cuales son adecuados para uso en sistemas de gases de escape de automóviles. En este caso, debe hacer referencia a la gran cantidad de materiales diferentes los cuales se proporcionan en la técnica anterior conocida. Cuando se realiza una elección, debe tenerse en consideración que este material, debe en términos generales ser adecuado para soldadura de resistencia, es decir, en particular también debe conducir corriente. La configuración preferida de la lámina metálica con estructuras o aberturas, poros o perforaciones o similares en este caso se localiza predominantemente fuera de las regiones de borde las cuales se utilizan para conexión por soldadura de costura laminada. Los ejemplos de estructuras adecuadas incluyen corrugados, vanos de guía, formaciones estampados u otras estructuras . Habitualmente se utilizan para guiar o formar remolinos del gas de escape que fluye a lo largo de la lámina metálica con el fin de que, de esta manera, se asegura un contacto íntimo con la superficie del cuerpo. Además, estas estructuras también se pueden utilizar para asegurarse que las capas están a una distancia predeterminada entre si. En este caso, la estructura representa un tipo de separador. El efecto de la lámina se configura de manera tal que el medio puede fluir a través del mismo por lo menos en las regiones es que el intercambio de gas se puede llevar a cabo a través de la lámina metálica. Esto habitualmente depende de un flujo forzado, por ejemplo, impuesto por aspas de desviación, materiales sellantes, etcétera o por diferencias de presión en pasajes adyacentes, en cuyo caso están delimitados particularmente por la lámina metálica. De acuerdo con un refinamiento ventajoso del proceso, se propone que las capas se formen con una tela de filtro o una estructura de soporte que comprende un material de filtro. Una tela de filtro comprende en particular telas tricotadas, telas tejidas o distribuciones similares de cortes, fibras u otras partículas las cuales se unen entre sí. Se mantienen juntas, por ejemplo, por conexiones sinterizadas , conexiones de broncesoldadura, conexiones de soldadura o combinaciones de las mismas. Las telas de filtro pueden estar constituidas de material metálico o cerámico. Además, también es posible proporcionar una estructura de soporte sobre la cual se proporciona un material de filtro. Las estructuras de soporte adecuadas nuevamente son telas tejidas, telas tricotadas, metales expandidos o similares, en particular formaciones de malla gruesa, en cuyas cavidades se proporciona el material de filtro. En este contexto es particularmente ventajoso que la estructura de soporte sea de forma metálica, en cuyo caso se pueden utilizar como material de filtro materiales tanto cerámicos como metálicos. El material de filtro se conecta a la estructura de soporte por medio de conexiones sinterizadas, uniones de difusión, y si es apropiado también utilizando materiales de relleno o combinaciones de estas técnicas de conexión. La conexión de acuerdo con la invención entre las capas utilizando una costura de soldadura de resistencia continua también se puede llevar a cabo de manera que incorpore esta estructura de soporte, en particular por las capas que se sueldan entre sí exclusivamente vía las estructuras de soporte . El material de filtro en sí mismo forma un área superficial extremadamente grande con una multiplicidad de poros, aberturas, pasajes de flujo y cavidades. Conforme la corriente de gas fluye a través del material de filtro, los particulados no deseados se adhieren a la superficie y se convierten en constituyentes gaseosos cuando se suministra calor o asociados de reacción contenidos en el gas de escape . De acuerdo con una configuración adicional del proceso, las capas son de estructura de partes múltiples, las capas se proporcionan con una lámina metálica en la región de conexión de manera que las láminas metálicas de las capas están distribuidas adyacentes entre sí y están conectadas por medio de soldadura de costura laminada. Esto significa en particular que las láminas se proporciona únicamente en la región de borde de las capas. En este caso, para un material de filtro o una estructura de soporte preferiblemente forman una construcción la cual es adecuada para soldadura de costura de laminado. De esta manera es posible adaptar componentes del cuerpo los cuales normalmente no se pueden conectar por tal proceso a los requerimientos de soldadura de costura laminada. En este contexto particularmente ventajoso si la capa comprende una tela de filtro, la tela de filtro en la región de borde, la cual posteriormente forma la región de conexión, está rodeada, y preferiblemente también biselada en cada caso por una lámina metálica y finalmente por una pluralidad de capas producidas de esta manera que se sueldan entre sí. En este caso, las capas están configuradas en particular como un compuesto de filtro o una capa de filtro como se propone por los documentos DE 101 53 284 y DE 101 53 283. Con respecto a la construcción de capas de filtro o compuestos de filtro de este tipo, se hace referencia a las publicaciones mencionadas antes en su totalidad y en consecuencia las descripciones que se proporcionan en las mismas se utilizan para explicar la presente situación. Con respecto a una variante del proceso anterior para la producción del cuerpo, es particularmente ventajoso si el biselado y la soldadura de costura laminada se llevan a cabo simultáneamente. ? modo de ejemplo, se utilizan electrodos laminados estructurados para este propósito los cuales por una parte permiten que la lámina metálica se enganche a la tela de filtro y al mismo tiempo toman en consideración el flujo de corriente, permiten una conexión por unión cohesiva. En este caso, el proceso de soldadura también se puede llevar a cabo de manera tal que las conexiones biseladas y las conexiones soldadas alternen en la dirección de soldadura. En el presente contexto, el término biselado debe entenderse en particular que significa el doblez sobre si mismo, manual o mecánico de los bordes de las partes de lámina metálica para eliminar la parte afilada del borde o para reforzar la pieza de trabajo . De acuerdo con otra configuración adicional del procedimiento, se propone que las capas se suelden juntas de manera tal que se conecten en las regiones de borde sobre lados alternados en cada caso a capas adyacentes, de manera que en cada caso formen un pliegue. El procedimiento descrito aquí para la producción de un cuerpo es adecuado en particular para producir cuerpos de filtro . En este caso, las capas, las cuales preferiblemente también comprenden tela de filtro o un material de filtro se conectan entre sí en sus regiones de borde con el fin de llevar a cabo el principio del "filtro particulado cerrado" . Después de que se han soldado juntas dos capas adyacentes, las capas se pueden doblar abiertas de manera que forman un ángulo entre sí en una región de borde . El espacio intermedio el cual se ha formado entre las capas se denomina como un pliegue. Esto representa un pasaje de flujo o un pasaje en particular en el caso de filtros particulados de flujo radial. Además, se propone que las capas se diseñen con un medio de soporte los cuales preferiblemente se colocan en un pasaje o en un pliegue. El término soporte significa que debe entenderse en particular como separadores, estructuras de refuerzo, piezas separadoras o un medio similar el cual asegure que se retenga la posición predeterminada de las capas unas con respecto a otras incluso durante el uso subsecuente en el sistema de escape de los motores de combustión interna de los automóviles.

En este contexto, es particularmente ventajoso si el medio de soporte se conecta a la capa por el procedimiento de fabricación de soldadura de costura laminada preferiblemente al mismo tiempo que se lleva a cabo una conexión de las capas entre sí. A modo de ejemplo, el medio de soporte se puede formar como una estructura de la lámina metálica la cual por lo tanto se apoya contra las regiones de la capa adyacente y asegura el ángulo de abertura de la separación de las capas, las cuales están separadas entre sí. La conexión de las capas de acuerdo con la invención utilizando una costura de soldadura de resistencia continua también se puede llevar a cabo incorporando este medio de soporte; bajo ciertas circunstancias, las capas incluso se sueldan entre sí exclusivamente vía el medio de soporte. Además, también se propone que las capas de soldadura se conecten a por lo menos un alojamiento, preferiblemente por soldadura o soldadura fuerte (cobresoldadura) . En el caso de cuerpos de flujo axial se prefiere la conexión directa de las capas al alojamiento que se localiza en el lado externo. Para este propósito se pueden utilizar técnicas conocidas de cobresoldadura o soldadura. Si el cuerpo produce un diseño de flujo radial, una conexión con el alojamiento exterior generalmente se lleva a cabo de manera sólo indirecta, es decir, vía elementos adicionales. En los diseños de este tipo, un alojamiento al cual está conectado directamente a las capas y que está distribuido sobre la circunferencia exterior del cuerpo abitualmente se evita, dado que este espacio anular habitualmente se requiere para el flujo que entra o que sale de la corriente de gas. El alojamiento exterior después se fija vía cualquier componente adicional tal como un separador, placas de cubierta, collares o similares. En particular en el contexto de concepto de flujo radial, se propone que el alojamiento sea un tubo interior con un eje central a la superficie lateral exterior del cual se aseguran las capas del tubo interior. Para este propósito, el tubo interior se proporciona con perforaciones o pasajes de flujo las cuales permiten que el gas de escape fluya a través del tubo interno sin generar una alta resistencia al flujo. Esto vuelve fácil conectar la cavidad distribuida en el interior de la cubierta tubular hacia los pliegues, los cuales se han formado por las capas distribuidas en el exterior. La conexión de las capas hacia el tubo interior se puede llevar a cabo por un medio de conexión mecánica o por unión térmica. En particular, con el objetivo de asegurar utilizando un medio de aseguramiento mecánico, debe suponerse que el tubo interior preferiblemente es de construcción de partes múltiples. Para desviar la corriente de gas hacia las superficies de filtro, el tubo interno habitualmente está equipado con un extremo cerrado . De acuerdo con una configuración ventajosa, las capas van a distribuirse de manera tal que las regiones de conexión de los pliegues o pasajes formados por las capas corran en la dirección del eje central. Con respecto a las palabras "en dirección del eje central" debe entenderse por claridad que esto no requiere ninguna precisión particular sino que más bien son posibles tolerancias relativamente grandes bajo ciertas circunstancias. En este caso, por lo tanto, existe una pluralidad de pliegues los cuales están distribuidos adyacentes entre si en la dirección circunferencial y preferiblemente se extienden sobre una porción grande del tubo interno. Las regiones de conexión entre las capas individuales y entre las capas y el tubo interno en este caso corren en la dirección axial paralela al eje central. En una configuración alternativa, las capas están distribuidas de manera tal que las regiones de conexión o los pliegues o pasajes formados por las capas corren perpendiculares al eje central. Con respecto a las palabras "perpendicular al eje central" debe resaltarse por claridad que esto no requiere ninguna precisión particular sino que más bien son posibles tolerancias relativamente grandes bajo ciertas circunstancias. El rasgo significa en particular que el pliegue se diseña como un pasaje anular que se extiende en la dirección circunferencial . Una pluralidad de estos pliegues anulares se distribuyen separados entre sí (como se observa en la dirección del eje central) . Las regiones de conexión entre las capas individuales y entre las capas y el tubo interior corren en la dirección circunferencial . Otro aspecto de la invención propone un cuerpo para tratar el gas de escape de los motores de combustión interna de los automóviles, el cual se produce en particular por uno de los procesos explicados antes. El cuerpo tiene una pluralidad de capas metálicas, en donde las capas están en contacto entre sí en una región de conexión, y se proporciona una conexión de soldadura de costura laminada entre por lo menos parte de las capas, de manera que las capas forman pasajes a través de los cuales puede fluir el fluido . Un cuerpo de este tipo es adecuado para uso como un cuerpo de soporte de catalizador, un adsorbente, un cuerpo de filtro de un mezclador de flujo. También es posible que el cuerpo esté configurado de manera tal que forme zonas con funciones diferentes, por ejemplo, que tenga recubrimientos diferentes en zonas diferentes. También es posible que las capas estén diseñadas de manera diferente con respecto a la permeabilidad a gas o el estructurado en estas zonas de manera que se hacen pasar a través de diferentes etapas de purificación de gas de escape del modo secuencial en la dirección de flujo. La invención y los antecedentes técnicos se explicarán ahora con mayor detalle con referencia a las figuras. Las figuras muestran modalidades ejemplares particularmente preferidas, aunque la invención no se limita a estas modalidades. En vez de esto, el procedimiento de producción de la soldadura de costura laminada se puede utilizar para numerosos diseños de cuerpos diferentes para purificación de gas de escape, en particular con relación entre las capas que forman los pasajes de flujo que se producen utilizando estos procesos de manufactura . En los dibuj os : La figura 1 muestra diagramáticamente la secuencia de una configuración del proceso para producir un cuerpo para tratamiento de gas de escape, La figura 2 muestra una vista detallada de una modalidad variante de un cuerpo para tratamiento de gas de escape, La figura 3 muestra una ilustración diagramática adicional de una modalidad ejemplar del cuerpo, La figura 4 muestra una modalidad ejemplar de un cuerpo con pliegues longitudinales, La figura 5 muestra una configuración adicional de un cuerpo con pliegues coaxiales, y La figura 6 muestra una modalidad ejemplar adicional de un cuerpo con pliegues en la dirección circunferencial . La figura 1 muestra diagramáticamente la secuencia involucrada en el proceso de producción de la soldadura de costura laminada, la cual se utiliza aqui para producir un cuerpo para el tratamiento de gases de escape. La figura 1 ilustra dos láminas 12 metálicas las cuales se ponen en contacto entre sí. Las láminas 12 se apoyan una sobre otra y se hacen pasar a una velocidad 7 de alimentación a través de dos electrodos 8 giratorios. En el proceso, los dos electrodos 8 presionan sobre la superficie de las láminas 12 con una fuerza 9. Los dos electrodos 8 se conectan entre sí por medio de una fuente 26 de corriente, con corriente que fluye entre los electrodos 8 y por lo tanto también localmente a través de las láminas 12 con una frecuencia predeterminada. La corriente calienta las láminas 12 de manera que se funden por lo menos parcialmente. En este caso, las láminas 12 tienen un espesor 22 el cual está, por ejemplo, en el intervalo de 0.02 a 0.1 mm. Como un resultado del calentamiento por resistencia Joule, se forma una multiplicidad de puntos 6 soldados los cuales preferiblemente se fusionan entre sí de manera que forman una costura 5 sellada en la región de contacto entre las dos láminas 12.

La figura 2 muestra diagramáticamerite una vista detallada de una región 3 de conexión la cual se forma entre dos capas 2 adyacentes . Las capas 2 se forman con una tela 13 de filtro la cual se proporciona cerca de una región 10 de borde con una lámina 12 que ha sido biselada. Las láminas 12 se proyectan más allá de la tela 13 de filtro y forman una región 10 de borde la cual finalmente es empujada a través de los electrodos 8 giratorios, de manera que se produce una conexión soldada por costura laminada entre las dos láminas 12. Mientras la tela 13 de filtro es de un diseño permeable a gases, como se indica por las flechas discontinuas, la lámina 12 en sí mismo, en este caso es impermeable a gases . La lámina 12 en este caso sirve simultáneamente para fijar el medio 17 de soporte asegurando una posición definida de las capas 2, una con respecto a la otra, de manera que los pliegues 16 siempre tengan la forma deseada. La figura 3 muestra un cuerpo de construcción de placa con las capas 2 distribuidas sustancialmente paralelas entre sí. Las capas 2 similares a placa en las modalidades ilustradas comprenden una estructura 14 de soporte en la cual se ha integrado un material 15 de filtro. En cada caso, una región 3 conexión se forma en las regiones de borde sobre lados alternados de la capa 2. La región 3 de conexión nuevamente comprende conexiones soldadas por costura laminada. La región 3 de conexión se apoya directamente contra un alojamiento 18 y se conecta al mismo para estar unido. El medio 17 de soporte distribuido entre las capas 2 son, por ejemplo, láminas metálicas estructuradas o estructuras de las capas 2 mismas, que evitan que las capas 2 se apoyen directamente planas una contra la otra. También se puede ver que con el cuerpo 1 ilustrado se ha implementado el principio de un "filtro particulado cerrado" en el cual los pasajes 4 adyacentes se proporcionan con un cierre 24 de manera que la corriente de gas debe de pasar a través de las capas 2 en la dirección de flujo 23. La figura 4 muestra otra modalidad variante de un cuerpo 1 para el tratamiento de gas de escape el cual se utiliza en particular como un filtro. La figura muestra un concepto de flujo radial en el cual la corriente de gas que se va a purificar primero que nada entra a una región interna en dirección del eje 21 central a través de la placa 25 de cubierta. La placa 25 de cubierta del lado trasero cierra el pasaje de flujo interior y por lo tanto obliga al gas de escape a pasar a través de las capas 2 las cuales forman los pliegues 16. El cuerpo 1 ilustrado nuevamente tiene un medio 17 de soporte el cual asegura la posición de las capas 2 con respecto una a la otra incluso en el caso de fluctuaciones de presión que se produzcan en el flujo de gas. En la modalidad ejemplar que se ilustra, las capas 2 se distribuyen de manera tal que las regiones 3 de conexión y los pliegues 16 formadas por las capas 2 corren en la dirección del eje 21 central. En cada caso, las regiones 3 de conexión se forman sobre una porción 11. La figura. 5 muestra una modalidad variante adicional de un cuerpo 1, en particular un cuerpo de filtro. En este caso, los pliegues 16 corren de manera sustancialmente coaxial con respecto al eje 21 central. Las capas 2 se montan en los lados de extremo de una placa 25 de cubierta la cual permite por lo menos parcialmente que el gas de escape fluya a través de la misma. Las regiones 3 de conexión de las capas 2 distribuidas adyacentes entre sí se colocan de manera sustancialmente coaxial el eje 21 central, una vez más llevando a cabo el principio de un "filtro particulado cerrado" . En este caso, las capas comprenden una estructura 14 de soporte en la cual se proporciona adicionalmente un material 15 de filtro. La figura 6 muestra un cuerpo 1 en el cual las capas 2 se distribuyen de manera tal que las regiones 3 de conexión y los pliegues 16 formados por las capas 2 corren sustancialmente perpendiculares al eje 21 central. Las capas 2 se aseguran a una superficie 20 lateral exterior de un tubo 19 interno. El tubo 19 interno tiene aberturas a través de las cuales la corriente de gas puede entrar radialmente hacia adentro, como se indica por las flechas para la dirección del flujo 23. Un medio 17 de soporte adicional se coloca entre las capas 2 fuera de los pliegues 16 ilustrados en forma discontinua este medio 17 de soporte, en este caso, se conecta en un lado al tubo 19 interior y en el otro lado las capas 2. Además, la distribución completa está encerrada por un alojamiento 18 separado de las capas 2. Las regiones 3 de conexión las cuales se han generado utilizando el proceso de soldadura de costura de laminado se forman sobre la circunferencia exterior y la circunferencia interna de las capas 2. En cada caso, se produce una conexión entre las capas 2 distribuidas adyacentes entre sí.

Lista de Designaciones 1. Cuerpo 2. Capa 3. Región de conexión 4. Pasaj e 5. Costura sellada 6. Punto soldado 7. Velocidad de alimentación 8. Electrodo 9. Fuerza 10. Región de borde 11. Porción 12. Lámina 13. Tela de filtro 14. Estructura de soporte 15. Material de filtro 16. Pliegue 17. Medio de soporte 18. Aloj amiento 19. Tubo interior 20. Superficie lateral 21. Ej e central 22. Espesor 23. Dirección de flujo 24. Cierre 25. Placa de cubierta 26. Fuente de corriente .

Claims (19)

REIVINDICACIONES

1. Proceso para producir un cuerpo para tratamiento de gas de escape, el cual tiene una pluralidad de capas metálicas, método en el cual las capas se ponen en contacto entre si en una región de conexión y se produce una conexión por un proceso de soldadura de resistencia continua de manera tal que las capas forman pasajes a través de los cuales puede fluir por lo menos parcialmente la corriente de gas.

2. Proceso como se describe en la reivindicación 1, caracterizado porque el proceso de soldadura de resistencia continua comprende soldadura de costura de laminado o soldadura de costura de proyección.

3. Proceso como se describe en la reivindicación 1, en el cual se forma, por lo menos en parte, una costura sellada en la cual existen puntos de soldadura que se superponen.

4. Proceso como se describe en la reivindicación 1 ó 2, en el cual se utiliza una velocidad de alimentación durante la soldadura de costura de laminado en el intervalo de 0.5 cm/s a 30 m/s, en particular en el intervalo de 0.5 m/min a 30 m/min.

5. Proceso como se describe en una de las reivindicaciones precedentes, en el cual, durante la operación de soldadura, los electrodos ejercen una fuerza desde 10 N a 29 kM, en particular desde 200 N hasta 6 kN sobre las capas .

6. Proceso como se describe en una de las reivindicaciones precedentes, en el cual las capas, por lo menos en una región de borde, se colocan una sobre la otra, y se sueldan por lo menos sobre una porción en esta región de borde y después se deforman de manera que forman los pasaj es .

7. Proceso como se describe en una de las reivindicaciones precedentes, en el cual se forman las capas con por lo menos una lámina metálica la cual se elabora de un material de alta resistencia a la temperatura y resistencia a la corrosión y preferiblemente se estructura por lo menos parcialmente o se permite que un fluido fluya a través del mismo, por lo menos en regiones.

8. Proceso como se describe en una de las reivindicaciones precedentes, en el cual las capas se forman con una tela de filtro o una estructura de soporte que comprende un material de filtro.

9. Proceso como se describe en una de las reivindicaciones precedentes, en el cual las capas son de estructuras de partes múltiples, las capas se proporcionan con una lámina metálica en la región de conexión, las láminas metálicas de las capas se distribuyen adyacentes entre si y están conectadas por medio de soldadura de costura laminada.

10. Proceso como se describe en la reivindicación 8 ó 9, en el cual la capa comprende una tela de filtro, la tela de filtro en la región de borde la cual subsecuentemente forma la región de conexión está rodeada, y preferiblemente también biselada en cada caso por una lámina metálica y finalmente por una pluralidad de capas producidas de esta manera las cuales se sueldan entre sí .

11. Proceso como se describe en la reivindicación 10, en el cual el biselado y la soldadura de costura de laminado se llevan a cabo al mismo tiempo.

12. Proceso como se describe en una de las reivindicaciones precedentes, en el cual las capas se sueldan juntas de manera tal que se conectan en las regiones de borde sobre lados alternados, en cada caso a una capa adyacente de manera que, en cada caso, forman un pliegue .

13. Proceso como se describe en una de las reivindicaciones precedentes, en el cual las capas se diseñan con un medio de soporte los cuales preferiblemente se distribuyen en un pasaje o en un pliegue.

14. Proceso como se describe en la reivindicación 13 , en el cual los medios de soporte se conectan a la capa por el proceso de manufactura de soldadura de costura de laminado preferiblemente al mismo tiempo que se lleva a cabo una conexión de las capas entre sí .

15. Proceso como se describe en una de las reivindicaciones precedentes, en el cual las capas soldadas se conectan a por lo menos un alojamiento, preferiblemente por soldadura o soldadura fuerte .

16. Proceso como se describe en la reivindicación 15, en el cual el alojamiento es un tubo interno con un eje central, a la superficie lateral externa del cual se aseguran las capas del tubo interno.

17. Proceso como se describe en la reivindicación 16, en el cual las capas se distribuyen de manera tal que las regiones de conexión o los pliegues o pasajes formados por las capas corren en la dirección del eje central.

18. Proceso como se describe en la reivindicación 16, en el cual las capas están distribuidas de manera tal que la región de conexión o los pliegues o pasajes formados por las capas corren sustancialmente perpendiculares al eje central.

19. Cuerpo para tratar los gases de escape de motores de combustión interna móviles, en particular producidos por el proceso como se describe en una de las reivindicaciones precedentes, el cual tiene una pluralidad de capas metálicas, en las cuales las capas están en contacto entre sí en una región de conexión, caracterizado porque la junta soldada por costura laminada se proporciona entre por lo menos parte de las capas, de manera que las capas forman pasajes a través de los cuales puede fluir fluido .