DE2213540B2 - Katalysatorkoerper zur reinigung der abgase von brennkraftmaschinen und verfahren zur herstellung dieses katalysators - Google Patents
Katalysatorkoerper zur reinigung der abgase von brennkraftmaschinen und verfahren zur herstellung dieses katalysatorsInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Von' :htung zur Reinigung
der Abgase von Brennkraftmaschinen, bestehend aus einem gasdurchströmbaren Katalysatorträger
großer Oberfläche, auf v/elcher das die katalytischen Reaktionen bewirkende Katalysatormaterial
aufgebracht ist, einer Hülle aus unbrennbaren Mineralfasern mindestens auf seiner zur Strömungsrichtung
parallelen Umfangsfläche, sowie einer Armierung aus hoch wärmefesten Stahlteilen. Die Erfindung
betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung der Hülle an einem solchen Katalysatorträger.
Hochtemperaturbeständige Katalysatorträger bestehen im allgemeinen aus einem feuerfesten, spröden
Keramikmaterial, wie beispielsweise Aluminiumoxid, Siliziumoxid, Magnesiumoxid oder Zirkonsilikat.
Sie bilden ein dünnwandiges Gerippe von winzigen Strömungskanälen. Bereits geringe Erschütterungen
reichen aus, um die betroffenen Stellen des Katalysatorträgers abbröckeln zu lassen. Bei der
Verwendung solcher Katalysatoren im Kraftfahrzeugbau, wo die Katalysatoren in Gehäusen des Auspuffsystems
anzuordnen sind, besteht daher das bekannte Problem, die Katalysatorkörper in diesen Gehäusen
möglichst erschütterungsfrei zu lagern.
Zu diesem Zweck ist es bekannt (deutsche Auslegeschrift 1 476 507), den Katalysatorträger mit einer
Schutzhülle aus einer kittartigen Schicht aus faserigem Aluminiumsilikat zu umgeben und den derart
eingefaßten Katalysatorträger über ein federndes gewelltes Teil, welches den Katalysatorträger eng umgibt,
z.B. in Form eines Drahtgestricks, gegenüber der Gehäuseinnenwand abzustützen.
Diese bekannte Art der Abstützung ist verhältnismäßig steif und bereitet bei der Montage des Katalysatorträgers
Schwierigkeiten, da sich das Drahtgestrick bei der Einbringung in das rohrförmige Gehäuse
in dem schmalen Ringspalt zwischen der Außenfläche des Katalysatorträgers und dem Gehäuse
sperrt. Es kann infolgedessen bei der Montage zur ungleichmäßigen Verteilung des Drahtgeflechtes
5 oder sogar zu Beschädigungen der Schutzhülle kommen.
Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Katalysatorträger mit einer dessen
Einbringen in das Gehäuse erleichternden, illen Anforderungen
an die Stoßsicherheit sowie an die Festigkeit gerecht werdenden kompakten Schutzhülle zu
umgeben.
Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, daß die Mineralfasern und die Armierung in einem hitzebeständigen
Bindemittel eingebettet sind.
Während sich die bekannte Schutzschicht nur dünn auftragen läßt, so daß sie zu einer direkten Abstützung
an der Gehäusewand ungeeignet: ist, wird durch die erfindungsgemäß zusammengesetzte
Schutzhülle, dadurch, daß rein faserige Bestandteile und langgestreckte Armierungsteile eingemischt sind,
eine dickere Schichtung des Bindemittels möglich. Durch die Armierung erhält die Schutzhülle die erforderliche
Festigkeit; durch die Mineralfasern die erforderliche Elastizität und entsprechende wärmeisclierende
Eigenschaften. Das Ergebnis ist eine feste, kompakte Schutzhülle, also ein ideal zu handhabender,
beispielsweise zu lagernder und zu transportierender Katalysatorträger. Dieser kann infolge seiner
hohen Festigkeit direkt von innen an der Gehäusewand anliegen; er kann auch stirnseitig zur Fixierung
in der Durchströmungsrichtung an mit dem Gehäuse verbundenen Flanschen fixiert werden. Durch die
Anordnung solcher Flansche an gegenüberliegenden Stirnseiten des Katalysatorträgers kann dieser fest
und unbeweglich zwischen diesen Flanschen eingespannt werden.
Als Stahlteile zur Armierung Kommen lose langgestreckte Stahlstücke oder Stahlspäne in Frage; geeignet
sind aber auch durch Verschweißen hergestellte Matten aus Stahldraht oder Matten aus verschlungenen
oder verflochtenen Stahldrähten.
Ein vorteilhaftes Verfahren zur Herstellung der Schutzhülle an einem Katalysatorträger gemäß dem
Vorschlag der Erfindung besteht darin, daß auf dem Katalysatorträger zunächst eine erste Schicht aus
Mineralfasern und Bindemittel, danach die Stahlteile und schließlich eine weitere Schicht aus Mineralfasern
und Bindemittel aufgebracht werden. Dabei ist ts zweckmäßig, die Schichten durch Wickeln der
drei jeweils als Matten vorbereiteten Schichten aufzubringen.
Im Rahmen der Erfindung kann die Schutzhülle durch Vorsprünge an ihrer Innenseite bzw. entsprechende
Ausschnitte an der Oberfläche des Katalysatorträgers mit diesem verzahnt sein. Die Schut2:hülle
kann auch an ihren stirnseitigen Enden nach innen umgebogen sein.
Das Gehäuse zur Aufnahme des Katalysatorträgers kann als einteiliges Rohr, vorzugsweise zylindrisch,
ausgebildet sein, in welches der Katalysatorträger beim Einbau hineingesteckt wird. Das Gehäuse
kann aber auch geteilt ausgebildet sein; in diesem Fall kann der Katalysatorträger unter Spannung
zwischen den beiden Gehäusehälften gehalten sein.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Es zeigt
F i g. 1 einen Schnitt durch Gehäuse und Katalysa-
F i g. 1 einen Schnitt durch Gehäuse und Katalysa-
torträger in einer zur Durchströmungsrichtung parallelen
Ebene,
Fig. 2 einen Schnitt gemäß H-II der Fig. 1.
Gemäß F i g. 1 und 2 befindet sich im Inneren des Gehäuses 1 ein in Richtung des Pfeils P von den Abgasen
des Motors durchströmter Katalysatorkörper 2. Die Abgase durchströmen den Katalysatorkörper im
Bereich der feinen Kanäle 3, die vom Katalysatorträger 4 gebildet werden. Zum Zwecke seiner Abstützung
ist der Katalysatorträger 4 umgeben von einer Schutzhülle 7, welche zusammengesetzt ist aus einer
inneren Schichte und einer äußeren Schicht5 aus
gleichartigem Werkstoff, sowie einer bevorzugt im mittleren Bereich der Schutzhülle 7 vorgesehenen
Stahlarmierung 8, welche ir beide Schichten eingreift. Der Katalysatorkörper 2 ist stirnseitig gehalten
durch die Flansche 9 und 10, welche im Inneren des Gehäuses umlaufend gasdicht mit der Wand 11 des
Gehäuses 1 verbunden sind.
Als Mineralfasern für die Schichten 5 und 6 sind flaumige, chemisch stabile, unbrennbare Mineralfasern
mit wärmeisolierenden Eigenschaften geeignet.
Sie bestehen im wesentlichen aus Aluminiumoxid und Siliziumdioxid. Wesentlich ist, daß die Mineralfasern
nach dem Einpacken in das Bindemittel ihre faserige Struktur beibehalten. Erst dadurch erhält
nämlich die gesamte Schutzhülle ihre elastischen, Stöße dämpfenden Eigenschaften.
Als Bindemittel kommen zementartige Binder, die eine Hitzebeständigkeit von 1200° C aufweisen, in
Frage. Ein geeignetes Mittel ist ein mit Wasserglas
ίο angemachter, sehr feinkörniger Schamotte-Cyanit-Mörtel.
Wegen der hohen Hitzebeanspmchung kommen für die Stahlarmierung nur noch hitzebeständige
Stahlteile bzw. Stahldrähte in Frage. Geeignet sind solche, in welchen als Legierungsbestandteile Chrom,
Aluminium und/oder Kobalt vorhanden sind. Aus ähnlich wiederstandsfähigem Blechmaterial muß
selbstverständlich das Gehäuse beschaffen sein. Geeiguet sind solche, die Legierungsbestandteile aus
so Chrom, Nickel und A -iminium enthalten, und
welche bis zu 1200° C hitze und zunderbeständig sind.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (4)
1. Vorrichtung zur Reinigung der Abgase von Brennkraftmaschinen, bestehend uus einem gasdurchströmbaren
Katalysatorträger großer Oberfläche, auf welcher das die katalytischen Reaktionen
bewirkende Katalysatormaterial aufgebracht ist, einer Hülle aus unbrennbaren Mineralfasern
mindestens auf seiner zur Strömungsrichtung parallelen Umfangsfläche, sowie einer Armierung
aus hoch wärmefesten Stahlteilen, dadurch
gekennzeichnet, daß die Mineralfasern und die Armierung in einem hitzebeständigen
Bindemittel eingebettet sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die Armierung (8) als festes
Drahtgeflecht, ausgebildet ist.
3. Verfahre zur Herstellung der Hülle des Katalysatorträgers
gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Katalysatorträger (4)
zunächst eine erste Schichi (6) aus Mineralfasern und Bindemittel, danach die Stahlteile (8) und
schließlich eine weitere Schicht (5) aus Mineralfasern und Bindemittel aufgebracht werden.
4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichten (6,8,5) durch
Wickeln der drei jeweils als Matten vorbereiteten Schichten aufgebracht werden.
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8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |