DE2723532A1 - Vorrichtung zum entgiften der abgase von verbrennungsmotoren in kraftfahrzeugen - Google Patents

Vorrichtung zum entgiften der abgase von verbrennungsmotoren in kraftfahrzeugen

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DE2723532A1 DE19772723532 DE2723532A DE2723532A1 DE 2723532 A1 DE2723532 A1 DE 2723532A1 DE 19772723532 DE19772723532 DE 19772723532 DE 2723532 A DE2723532 A DE 2723532A DE 2723532 A1 DE2723532 A1 DE 2723532A1
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Description

PATENTANWÄLTE
KSIEBERT G. GRÄTTINÜER
Dlpl.-Ing. Dlpl.-Ing., Dlpl.-Wlittch.-ln0.
3130 Starnberg bei München Postlach 18 49. Almeidaweg 12 Telefon (08151) 1 27 30 u. 4115 Telegr.-Adr.: STARPAT Stamberg Telex: 528 422 star d
den
AnwaltsaMe: 6862/79 Firma Zeuna-Stärker KG., 89CX) Augsburg, Äußere Uferstr. 61-69 Vorrichtung zum Entgiften der Abgase von Verbrennungsmotoren
in Kraftfahrzeugen
80984 8 /027 A
Postscheckkonto München 2726-604 · Kreissparkasse Starnberg 68940 · Oeutscne Bank Starnberg 59/17570
-J-
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Entgiften der Abgase von Verbrennungsmotoren in Kraftfahrzeugen mittels eines im Inneren eines Blechgehäuses stoßsicher aufgenommenen monolithischen, in einer Richtung durchströbaren, bevorzugt metallenen Katalysatorkörpers, der eine zur Durchströmungsrichtung parallele Umfangsflache aufweist.
Eine umfangreiche Entwicklungstätigkeit, die in der Vergangenheit bereits zu zahlreichen Schutzrechtanmeldungen geführt hat, befaßt sich mit der Ausbildung von Katalysatoren, wobei insbesondere die möglichst erschütterungsfreie, stoßgedämpfte Abstützung des Katalysatorkörpers im Inneren eines in die Abgasleitung eingeschalteten Gehäuses Schwierigkeiten bereitet. Dabei ist zu berücksichtigen, daß die bislang bekannten monolithischen Katalysatorkörper ein keramisches Trägermaterial aufweisen, welches bei harten Stößen leicht zu Bruch geht. Zahlreiche bekannte Vorschläge laufen darauf hinaus, den empfindlichen Katalysatorkörper durch eine zwischen diesem und dem Gehäuse angeordnete Polsterung zu schützen. Eine geeignete Polsterung, die bekannterweise sowohl radial wie axial stoßdämpfende Einlagen umfaßt, ist aufwendig zu verwirklichen. Beim Zusammenbau müssen gewisse Vorspannungswerte der stoßdämpfenden Einlage eingehalten werden; außerdem sind verhältnismäßig enge Toleranzen insbesondere in axialer Richtung zu berücksichtigen. Einlagen aus Keramikfasern haben den Nachteil einer von Haus aus geringen Elastizität; Einlagen aus Drahtgestrick bedürfen einer Wärmevorbehandlung und besonderer gehäuseseitiger Maßnahmen zu ihrer Abstützung.
Demgegenüber hat sich die Erfindung die Aufgabe gestellt, nach einer neuen, möglichst einfachen aber dennoch wirkungsvollen Möglichkeit für die stoßsichere Verpackung eines Katalysatorkörpers im Inneren eines Gehäuses zu suchen.
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Die aufgefundene Lösung besteht darin, daß das Blechgehäuse mittelbar oder unmittelbar an der Umfangsflache des Katalysatorkörpers anliegt und daß benachbart jeder Stirnseite des Katalysatorkörpers gehäuseseitig mindestens eine nach innen springende Nase vorgesehen ist, deren Spitze an der Stirnseite anliegt.
Bei dieser Lösung wird die elastische Eigenschaft des Blechgehäuses bzw. seiner Teile an sich ausgenutzt. Die Einspannung des Katalysatorkörpers am Umfang läßt sich beispielsweise durch ein geteiltes Gehäuse auf einfache Weise verwirklichen. Die Nasen für die axiale Halterung des Katalysatorkörpers sind bevorzugt durch eine erst nach dem Zusammenbau vervollständigte Einprägung des Gehäuses gebildet. Die Einprägung ist dabei in der Tiefe so zu steuern, daß ihr innerster Punkt gerade an der Stirnseite des Katalysatorkörpers anliegt, ohne diesen zu zerstören. Wärmedehnungen wirken sich dabei vorteilhaft so aus, daß eine Verlängerung des Gehäuses in axialer Richtung relativ zum Katalysatorkörper ausgeglichen wird durch eine entsprechende Verlängerung der nach innen vorspringenden Nase. Durch diesen im Rahmen der vorliegenden Erfindung sehr wesentlichen Effekt läßt sich die axiale Einspannung des Katalysatorkörpers etwa unter den gleichen Bedingungen für alle Temperaturbereiche aufrechterhalten.
Bevorzugt ist so zu verfahren, daß die Nasen in der Nähe der stirnseitigen Umlaufkanten des Katalysatorkorpers angeordnet sind. Dadurch geht am wenigsten von dessen Durchströmungsquerschnitt verloren. Außerdem ergibt sich dabei der Vorteil, daß im Bereich der Nasen die Gehäusewand geringfügig beiderseits der Stirnkante abgehoben wird. Eine Beschädigung der Stirnkante des Katalysatorkörpers wird dabei zuverlässig vermieden. Gleichzeitig wird eine Federwirkung des Gehäuses in radialer Richtung erzielt.
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Um eine derartige Ausbildung des Gehäuses im Kantenbereich zu erzielen, verwendet man ein Blechgehäuse, dessen zylindrischer, am Umfang des Katalysatorkörpers anliegender Teil geringfügig länger ist als die axiale Erstreckung des Katalysatorkörpers. Es ergibt sich dann von selbst eine radiale gegenüber der übrigen Umfangsflache erhöhte, mit der Spitze gegen die stirnseitige Fläche des Katalysatorkörpers federnde Prägenase.
Im Rahmen der Erfindung ist noch die Verwendung eines geeigneten Werkstoffs für das Blechgehäuse von besonderer Bedeutung. Geeignet ist bevorzugt ein sogenanntes Ferritstahlblech, welches einen geringeren Dehnungskoeffizienten aufweist als Bleche aus austenitischem Stahl.
Falls das Gehäuse entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform in zwei Halbschalen geteilt ist und jede Halbschale im Endzustand im Scheitelbereich zwei einander gegenüberliegende Nasen aufweist ist als Montageverfahren vorteilhaft, zuerst zwei Halbschalen mit vorgeprägten Nasen herzustellen, diese über den Katalysatorkörper zu spannen und längs ihrem umlaufenden Flansch zu verschweißen, wonach als letzter Schritt das Fertigprägen der Nasen erfolgt.
Im Rahmen der Erfindung ist es ferner zweckmäßig, die Gehäusehai bschalen vor deren Montage einer Wärmebehandlung zu unterziehen. Besonders vorteilhaft und problemlos läßt sich die Erfindung bei metallenen Katalysatorkörpern verwenden. Bei diesem besteht der Katalysatorträger aus einem spiralig gewickelten Wellblech aus einer Stahllegierung mit den Bestandteilen Chrom, Aluminium und Yttrium, welche unter der Bezeichnung Fecralloy im Handel ist.
Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an Hand der Zeichnung erläutert. Es zeigt
Figur 1 einen Querschnitt durch die Katalysatorvorrichtung,
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Figur 2 eine Einzelheit II gemäß Figur 1, in vergrößerter Darstellung und
Figur 3 eine stirnseitige Ansicht der Katalysatorvorrichtung.
Das den Katalysatorkörper 1 aufnehmende Gehäuse aus Ferritstahlblech besteht aus einer oberen Gehäusehalbschale 2 und einer unteren Gehäusehalbschale 3. Der in" axialer Richtung, beispielsweise gemäß Pfeil P durchströmte Katalysatorkörper weist ein auch bei hohen Temperaturen oxydationsbeständiges, metallenes Trägermaterial auf, in welchem zahlreiche zur Durchströmungsrichtung parallele feine Kanäle vorgesehen sind. Die Umfangsfläche 4 des Katalysatorkörpers ist gasdicht geschlossen. Die beiden Gehäusehalbschalen 2 und 3 besitzen längs ihrer Trennfuge einen umlaufenden Flansch 2a bzw. 3a, mit dem sie durch Schweißen miteinander verbunden werden. Anschließend an den den größten Durchmesser aufweisenden zylindrischen Mittelteil des Gehäuses ist dieses beidseitig bis auf einen für den Anschluß der Abgasrohrleitung geeigneten Durchmesser eingezogen. In Umfangsrichtung liegt der Katalysatorkörper unmittelbar am Gehäuse an, wobei eine spielfreie radiale Halterung entsteht. Der axialen Halterung und Einspannung des Katalysatorkörpers dienen vier bezüglich des Katalysatorkörpers gegenüberliegende nach innen vorspringende Nasen des Gehäuses, zwei davon in den Scheitelpunkten der oberen, zwei weitere der unteren Gehäusehalbschale. Eine derartige Nase 5 ist in Figur 2 vergrößert dargestellt. Mit ihrer Spitze 6 liegt.<Jie Nase 5 an der Stirnseite 7 des Katalysatorkörpers 1 an. Durch den nach dem Zusammenbau der beiden Gehäusehalbschalen erfolgenden Prägevorgang ergibt sich, daß sich das Gehäuse beiderseits der stirnseitigen Umlaufkante 8 des Katalysatorkörpers 1 geringfügig vom Katalysatorkörper abhebt; dadurch bleibt dessen Umlaufkante vor jeder Zerstörung beim Prägevorgang verschont. Um die in Figur 2 gezeigte Form der Prägenase zu erzielen, wird die Gehäusehalbschale entsprechend den mit strichpunktierten Linien 9
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gezeigten Verlauf vorgeformt, wobei die Vorformung gegenüber der axialen Erstreckung des Katalysatorkörpers langer ausgebildet ist. Beim Fertigprägen der Nase 5 wird dabei das Gehäuse im Bereich der Umlaufkante 8 des Katalysatorkörpers im Sinne eines gewünschten Effektes geringfügig angehoben.
Starnberg, den 24. Mai 1977/662
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Claims (6)

  1. Patentansprüche :
    ^!^Vorrichtung zum Entgiften der Abgase von Verbrennungsmotoren in Kraftfahrzeugen mittels eines im Inneren eines Blechgehäuses stoßsicher aufgenommenen monolithischen, in einer Richtung durchströmbaren, bevorzugt metallenen Katalysatorkörpers, der eine zur Durchströmungsrichtung parallele Umfangsflache aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Blechgehäuse mittelbar oder unmittelbar an seiner Umfangsflache (4) anliegt und daß benachbart jeder Stirnseite (7) des Katalysatorkörpers (1) gehäuseseitig mindestens eine nach innen springende Nase (5) vorgesehen ist, deren Spitze (6) an der Stirnseite (7) anliegt.
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nase (5) durch eine nach dem Zusammenbau der Gehäuseteile erzeugte Einprägung des Gehäuses gebildet ist.
  3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Nasen (5) in der Nähe der stirnseitigen Umlaufkanten (8) des Katalysatorkörpers (1) angeordnet sind.
  4. 4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Nasen (5) die Gehäusewand geringfugig beiderseits der Stirnkante (8) abgehoben ist.
  5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse in zwei Halbschalen (2, 3) geteilt ist und jede Halbschale im Scheitelbereich zwei einander gegenüberliegende Nasen (5) aufweist.
  6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5,.dadurch gekennzeichnet, daß die Nasen jeder Halbschale (2, 3) vorgeformt sind und erst nach deren Zusammenbau bis zur Anlage an den Stirnseiten (7) des Katalysatorkörpers (1) in die Endform gebracht werden.
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    ORIGINAL INSPECTED
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