DE3519965A1 - Anordnung zur halterung eines in einem gasdurchstroemten gehaeuse angeordneten koerpers - Google Patents

Anordnung zur halterung eines in einem gasdurchstroemten gehaeuse angeordneten koerpers

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Description

J. Eberspä'cher 1341 D
Eberspächerstr. 24
7300 Esslingen/N. 30. Mai 1985
Anordnung zur Halterung eines in einem gasdurchströmten Gehäuse angeordneten Körpers
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Halterung eines in einem gasdurchströmten Gehäuse angeordneten Körpers mittels eines metallischen Gestrickes.
Es sind Anordnungen bekannt, bei denen in einer Rohrleitung, durch die heiße Gase geführt werden, ein Gehäuse mit einem Körper, z.B. einem Filterkörper, angeordnet ist. Solche Anordnungen sind z.B. bekannt aus der chemischen Industrie oder als Anordnungen zur Abgasreinigung aus dem Kraftfahrzeugbau. Im letzteren Anwendungsgebiet handelt es sich um katalytisch beschichtete Monolithe, die in einem in der Abgasleitung des Fahrzeugmotors angeordneten Gehäuse untergebracht sind. Die * Verwendung in der chemischen Industrie ist analog. Bei den zu haltenden Körpern handelt es sich meistens um stoßempfindliche Körper und um solche, die in ihrer Einbaulage fixiert sein müssen. Dieses ist z.B. auch bei Meßinstrumenten in gasdurchströinten Leitungen der Fall.
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Da weiterhin oftmals der zu haltende Körper oder die zu haltende Einrichtung einen anderen thermischen Ausdehnungskoeffizienten aufweist als die Rohrleitung bzw. das aufnehmende Gehäuse, ergeben sich besondere Schwierigkeiten für solche Halterungen. Bei den Einrichtungen zur Halterung eines katalytisch beschichteten Monolithen für die Abgasreinigung bei Fahrzeugen mit einem mit flüssigem Brennstoff betriebenen Motor hat sich eine Halterung des Monolithen durch ein Umfanggestrick bewährt. Dabei kann die Halterung nur über stirnseitig angeordnete und die Stirnkante des Körpers umgreifende Gestricke erfolgen oder über Mineral geflechte, die längs des Umfanges und die Stirnkanten des Körpers umgreifend angeordnet sind (DE-PS 22 13 539). Die DE-AS 14 76 507 schließlich zeigt noch eine Monolithhalterung, bei welcher die Oberfläche des Körpers mit einer porenschließenden Schicht aus Aluminiumsilikat bedeckt ist und sodann die eigentliche Halterung mittels eines metallischen Gestrickes erfolgt. Nach der DE-PS 22 13 539 ist es auch bekannt, eine Umströmung des zu haltenden Körpers durch Anordnung eines oder mehrerer radialer Dichtringe zu verhindern.
Die Vielzahl der Lösungsvorschläge für die Halterung eines Körner; in einem gasdurchströmten Gehäuse zeigt, daß eine befriedigende Lösung noch nicht gefunden ist. Dieses gilt insbesondere bezüglich der sicheren Halterung unter dem Einfluß einer pulsierenden Gasströmung wie sie bei den Abgasen von Brennkraftmaschinen oder bei mit Kolbenmotoren geförderten Gasen auftreten. Bei derartigen Einrichtungen besteht die Gefahr, daß sich der zu haltende Körper infolge der impulsartigen Beaufschlagung bewegt und bei Berührung mit Teilen des Gehäuses beschädigt wird. Eine zweite, damit zusammenhängende Schwierigkeit ist in der Abdichtung gegenüber dem den Körper umströmenden Gas zu sehen. Dieser Uniströmanteil muß so gering wie möglich gehalten werden. Bei giftigen Gasen, etwa in der chemischen Industrie, muß dieser Umströmanteil ganz aus-
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geschaltet werden, bei gasführenden Leitungen im Kraftwerkbau, z.B. Abgasen, muß der Umströnianteil extrem gering gehalten werden.
Der Erfindung liegt damit die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Halterung aufzuzeigen, die sowohl in der Herstellung des Halterungsmittels als auch in der Montage möglichst einfach und damit zuverlässig ist und den zu haltenden Körper ohne ihn zu gefährden zuverlässig hält und zwar auch bei pulsierendem Gasstrom und außerdem eine ausreichende Dichtung gegenüber dem den Körper umströmenden Gasanteil ermöglicht. Die Forderung nach einem einfachen Aufbau der Halterung ergibt sich durch den Einsatz als Massenartikel bei der Halterung von katalytisch beschichteten Monolithen in Abgasleitungen von Fahrzeugmotoren. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Anordnung mit folgenden Merkmalen gelöst:
a) das Halteelement besteht aus einem zu einem ebenen Element zusammengepreßten metallischen Schlauchgestrick,
b) das Halteelement weist beidseitig pfeilförmige Einprägungen auf,
c) das Halteelement umhüllt den zu haltenden Körper zumindest einlagig.
Bei dieser erfindungsgemäßen Lösung wird durch das erste Merkmal ein Halteelement aufgezeigt, das in besonders einfacher Weise hergestellt werden kann. Die Herstellung eines solchen metallischen Schlauchgestrickes, z.B. aus den besonders geeigneten Werkstoffen Inconel 601 oder Nicrofer 6023 ist bekannt. In der Regel ist das Gestrick 2-fädig. Wenn dieser Schlauch zusammengepreßt wird, so ergibt sich ein gut federndes Gestrickband. Auch das zugehörige zweite Merkmal, die beidseitig pfeilförmige Einprägung, ist zur 30.05.85 _4_
Lösung der gestellten Aufgabe erforderlich, da hierdruch die Schrägverschiebung des Körpers infolge des Anströmens des Gases verhindert wird und ferner eine Verbauung des Strömungsweges des Umströmanteils des Gases erreicht wird. Dieses erfindungswesentliche Merkmal reicht in vielen Anwendungsfällen bereits aus, um den Umströmanteil des Gases soweit herabzusetzen, daß sich weitere Maßnahmen erübrigen. Außerdem trägt es zu einer wesentlichen Verbesserung in der Montage der Halterung bei, da es in Verbindung mit dem dritten Merkmal eine gleichmäßigere Umhüllung des zu haltenden Körpers ermöglicht, als bei der Verwendung der bekannten Gestricke mit Einprägungen senkrecht zur Längskante des Gestrickes. Das dritte erforderliche Merkmal zeigt die an sich bekannte Anordnung des Halteelementes zur Halterung des Körpers. Es hat sich gezeigt, daß ein einfaches, zumindest einlagiges Umhüllen des zu haltenden Körpers zu dessen sicheren Halterung innerhalb des Gehäuses ausreicht. Die bei den bekannten Anordnungen erforderlichen Maßnahmen wie Verdichten der Körpermantelfläche oder der stirnseitigen Anordnung weiterer Halteelemente sind nicht erforderlich.
Es hat sich gezeigt, daß eine besonders gute Halterung und Sperre gegen Umströmung durch das anstehende Gas, z.B. Abgas, entsteht, wenn die pfeilförmige Einprägung derart erfolgt, daß die Pfeiläste der Einprägung jeweils unter einem Winkel von 60° bis 80°, vorzugsweise 70°, gegenüber der Längsachse des Halteelementes verlaufen. Durch die beiderseitige pfeilförmige Einprägung gemäß Merkmal b des Patentanspruchs 1 entsteht ein Wellenverlauf mit vorzugsweise 70° zur Kante und hierdruch wird, wie sich gezeigt hat, eine sichere Halterung bei nahezu keiner ,Umströmung des Körpers durch das Gas erreicht.
Um eine noch bessere Abdichtung gegen Umströmung des zu haltenden Körpers und eine Verbesserung der Halterung des Körpers, insbesondere bei relativ langen Körpern zu ereichen, ist gemäß einer Weiter führung der Erfindung das Halteelement an beiden Längsaußenkanteh 30.05.85
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nach innen umgeschlagen, so daß der Randbereich die doppelte Lagenzahl aufweist. Dieses Umschlagen der Längsaußenkanten erfolgt vor dem Einprägen der beiderseitigen pfeilförmigen Einprägungen, so daß sich entlang der Längskante eine Wellenform ausbilden kann. Dabei hat es sich als ausreichend erwiesen, wenn der Umschlag an den Längs kanten etwa 2 cm beträgt.
Bei einigen Anordnungen, u.a. in der chemischen Industrie bei der Anordnung von Filtern, ist es erforderlich, eine Umströmung des Körpers ganz zu verhindern. Bei den Abgasen von mit flüssigem Brennstoff betriebenen Motoren ist dieses wünschenswert. Um eine besonders sichere Abdichtung gegen Umströmungen zu erreichen, weist gemäß einer weiteren Ausführung der Erfindung das Halteelement parallel zur Längsachse mindestens eine geradlinige Einprägung auf. Bei nur einer Einprägung kann diese entlang der Längsachse erfolgen. In diese Einprägung ist gemäß der Weiterführung der Erfindung ein Dichtstreifen eingelegt. Dieser kann wiederum aus einem metallischen Gestrick, aber auch aus Mineralwolle, Glaswolle o. dergl. bestehen. Auch metallische Streifen, z.B. aus Kupfer oder Edelstahl können als Dichtstreifen eingelegt werden.
Gemäß einer Weiterführung der Erfindung wird eine besonders einfache und zuverlässige Halterung des zu haltenden Körpers dadurch bewirkt, daß das Halteelement den zu haltenden Körper an mindestens einer Stirnseite überragt und im eingebauten Zustand die Stirnkante des Körpers umgreift. Damit wird erreicht, daß das Halteelement sich in seinem doppellagigen Bereich beim Einführen in das Gehäuse, das einen Einlauf- und einen Auslauftrichter und gegebenenfalls eine ■Anlagekante im Bereich des Übergangs zu dem zylindrischen Teil aufweist, um die Stirnkante des Körpers legt und so eine Halterung in axialer Richtung bildet, während der den Körper umhüllende Teil des Halteelementes die Halterung in radialer Richtung darstellt. Gleichzeitig ist damit bereits im Anströmbereich eine besonders 30.05.85
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wirkungsvolle Dichtheit gegen eine Umströmung des Körpers erzielt.
In den Figuren 1, 2 und 3 ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Halterung dargestellt und zwar am Beispiel der Halterung eines katalytisch beschichteten Monolithen in der Abgasleitung eines Fahrzeuges.
Es zeigt Fig 1 schematisch einen Längsschnitt der Halterung Fig 2 die Abwicklung des Halteelementes und Fig 3 einen Ausschnitt an der Stelle Z der Fig 2.
Bei dem Ausführungsbeispeil soll ein Körper 1, der ein katalytisch beschichteter Monolith mit einer Vielzahl sehr feiner Längskanäle ist, in einer Rohrleitung 11, im vorliegenden Fall der Abgasleitung eines Fahrzeuges, angeordnet sein und gehalten werden. Es soll ferner die Umströmung des Körpers 11 mit Abgas verhindert werden und die Halterung bei allen Betriebszuständen ausreichend sein. Die Halterung soll trotz der unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten von Gehäuse (Stahl) und Körper 1 (Keramik) bei den unterschiedlich auftretenden Temperaturen, also in einem Bereich von etwa 800° C bis 900° C wirksam sein.
Die Abgasleitung 11 weist in Strömungsrichtung einen Einlauftrichter 3 a auf, an dem sich das zylindrische Gehäuse 2 anschließt, in welchem der Körper 1 gehalten ist. Das,Gehäuse 2 kann an den Einlauftrichter 3 a mit größerem Durchmesser angeschlossen sein, so daß sich eine Anlegekante ausbildet. An das Gehäuse 2 schließt sich entsprechend der Auslauftrichter 3 b mit der folgenden Rohr- * leitung an. Das Gehäuse 2 ist mit den beiden Trichtern 3 a, 3 b entweder verschweißt oder über Flansche verbunden. Das zylindrische Gehäuse 2 hat auf dem Umfang umlaufende Einprägungen 12, die entweder parallel zueinander verlaufen oder spiralförmig eingeprägt sind. Diese Einprägungen 12 bewirken die Verpressung des Halte-30.05.85
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-a.
elementes 4, das den Körper 1 umgibt. Das Halteelement 4 besteht aus einem zu einem ebenen Element zusammengepreßten 2-fädigen Schlauchgestrick aus Draht von 0,23 mm Durchmesser aus dem Werkstoff Inconel 601 oder Nicrofer 6023 mit einer Gestrickbreite von 95 mm bei 60 Maschen. Das Halteelement 4 hat beiderseits eine pfeilförmige Einprägung 5. Damit entsteht eine Wellung mit einer Teilung von 10,5 mm bei einer Höhe des Gestrickes von 6,5 mm, der Pfeilverlauf beträgt beiderseitig 72° zur Kante. An beiden Randbereichen 6 a, 6 b erfolgt ein Randumschlag an den Längsaußenkanten 7 a, 7 b von 18 mm, so daß in diesen beiden Bereichen die doppelte Lagenzahl besteht. Ferner ist das Halteelement 4 in einer Längsachse 8 mit einer geradlinigen Einprägung 9 versehen, in welche ein Dichtstreifen 10 eingelegt ist.
Das Halteelement 4 ist breiter als die Länge des Körpers 1, so daß es beim Umhüllen des Körpers 1 diesen an beiden Stirnseiten überragt. Nach dem Zusammenbau legen sich diese überragenden Abschnitte über die jeweilige stirnseitige Kante des Körpers 1 und bilden sowohl einen Kantenschutz als auch eine gute Abdichtung gegen Umströmung des Körpers 1 durch das Abgas. Durch die pfeilförmigen Einprägungen 5 ergibt sich eine bessere Halterung des Körpers 1 und sie verhindert insbesondere eine Schrägverschiebung des Körpers Ferner ist durch diese Maßnahme eine Unterbrechung des Strömungsweges für das Abgas und damit eine Dichtwirkung gegeben. 30.05.85
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Claims (1)

  1. J. Eberspächer 1341 D
    Eberspächerstr. 24
    Esslingen/N. 30. Mai 1985
    Patentansprüche
    1. Anordnung zur Halterung eines in einem Gasdurchströmten Gehäuse angeordneten Körpers mittels eines metallischen Gestrickes, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
    a) das Halteelement (4) besteht aus einem zu einem ebenen Element zusammengepreßten metallischen Schlauchgestric.k,
    b) das Halteelement (4) weist beidseitig pfeilförmige Einprägungen (5) auf,
    c) das Halteelement (4) umhüllt den zu haltenden Körper (1) zumindest einlaqig.
    2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Pfeil äste der Einprägungen (5) jeweils unter einem Winkel von 60° - 80°, vorzugsweise 70°, gegenüber der Längsachse des Halteelementes (4) verlaufen.
    3. Anordnungen nach Anspruch 1 oder' 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Halteelement (4) an beiden Längsaußenkanten (7a, 7b) nach innen umgeschlagen ist, so daß der Randbereich (6) die doppelte Lagenzahl aufweist.
    30.05.85
    -2-
    Γ T
    -2-
    4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Umschlag an den Längskanten (7a, 7b) etwa 2 cm beträgt.
    5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn1-zeichnet, daß das Halteelement (4) parallel zur Längsachse (8) mindestens eine geradlinige Einprägung (9) aufweist.
    6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einprägung (9) entlang der Längsachse (8) erfolgt.
    7. Anordnung nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß in die Einprägung (9) ein Dichtstreifen
    (10) eingelegt ist.
    8. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Halteelement (4) den zu haltenden Körper (1) an mindestens einer Stirnseite überragt und im eingebauten Zustand die Stirnkante des Körpers (1) umgreift.
    9. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der zu haltende Körper (1) ein katalytisch beschichteter Monolith ist, der im Abgassystem eines mit flüssigem Brennstoff betriebenen Motors angeordnet ist.
    30.05.85
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