DE3835841A1

DE3835841A1 - Exhaust converter for an internal combustion engine

Info

Publication number: DE3835841A1
Application number: DE3835841A
Authority: DE
Inventors: Georg Dipl Ing Wirth; Siegfried Ing Grad Woerner
Original assignee: J Eberspaecher GmbH and Co KG
Current assignee: Eberspaecher Climate Control Systems GmbH and Co KG
Priority date: 1988-10-21
Filing date: 1988-10-21
Publication date: 1990-04-26
Also published as: DE3835841C2

Abstract

An exhaust converter for exhaust emission control of an internal combustion engine is set forth, in which the body or bodies serving for exhaust emission control are mounted in a support ring, which comprises a core filling of ceramic fibres with an inlay of elasticity-increasing or thermally active substances and a non-gas tight casing. The said support element is arranged in the end areas of the bodies, it being possible to provide a spacer ring between the bodies and in the inlet/outlet area of the bodies.

Description

Die Erfindung betrifft einen Abgaskonverter für eine Brennkraft maschine mit einem Gehäuse und einem trichterförmigen Abgasein trittsstutzen und einem ebenfalls trichterförmigen Abgasaus trittsstutzen und mindestens einem der Form des Gehäuses weit gehend angepaßten Körper für die Abgasreinigung mit zwischen diesem Körper und dem Gehäuse eingebrachten wärmeisolierendem Material und bei dem Abgaseintritts- und Abgasaustrittsstutzen doppelschalig ausgebildet sind, wobei die innere Schale einsei tig einen Schiebesitz aufweist und zwischen den beiden Schalen ein wärmeisolierendes Material angebracht ist.The invention relates to an exhaust gas converter for an internal combustion engine machine with a housing and a funnel-shaped exhaust gas outlet connection and a funnel-shaped exhaust step connection and at least one of the shape of the housing wide body adapted for exhaust gas cleaning with between This body and the housing introduced heat insulating Material and at the exhaust gas inlet and exhaust port are double-skin, the inner shell einsei tig has a sliding seat and between the two shells a heat insulating material is attached.

Hierbei wird unter Abgaskonverter eine Einrichtung zur Reinigung von Abgasen verstanden, wobei sich die Reinigung sowohl auf einen Prozeß in einem katalytisch beschichteten Körper, z. B. einem Monolithen, beziehen kann, als auch auf die Reinigung des Abgases von Rußpartikeln in einem geeigneten Körper, z. B. einem mit Längsbohrungen versehenen Monolithen. Entsprechend ist auch der Begriff Körper verstanden als der Bauteil, in dem die Abgasreini gung erfolgt. Neben Monolithen können dies auch bekannte Metall trägerkörper oder Filterkerzen sein.Here is a device for cleaning under exhaust gas converter of exhaust gases understood, the cleaning both on one Process in a catalytically coated body, e.g. B. one Monoliths can relate to the purification of the exhaust gas of soot particles in a suitable body, e.g. B. one with Monoliths provided with longitudinal bores. That is also the case Concept body understood as the component in which the exhaust gas purification delivery takes place. In addition to monoliths, this can also be known metal be carrier body or filter candles.

Es sind bereits gattungsgemäße Abgaskonverter bekannt, bei wel chen der Körper, in dem die Reinigung des Abgases erfolgt, in einem Gehäuse gelagert ist, und zwar bei einer Anordnung zur katalytischen Reinigung gemäß der DE-OS 22 61 663 in den Körper (Monolithen) stirnseitig umgreifenden Ringen, die aus einem Hohl ring aus Metallfolie mit einer Kernfüllung aus Drahtgestrick oder Keramikfasern versehen sind. Bei dieser bekannten Anordnung soll der Ring als Abstützelement mit Dichtfunktion den Körper auch bei hohen thermischen Belastungen und unterschiedlicher Wärmedehnung von Körper und Gehäuse sicher lagern und den Körper gegen umströ mendes Abgas dichten. Diese Anordnung hat jedoch den Nachteil, daß sie ein Abstrahlen der Wärme des katalytisch beschichteten Monolithen nicht verhindert, so daß diese Anordnung nicht auf der vorgegebenen Temperatur gehalten werden kann. Ein weiterer Nach teil dieser Anordnung besteht darin, daß das Umgreifen der Stirnkanten des Körpers einen Teil der für den Durchtritt des zu reinigenden Abgases zur Verfügung stehenden Fläche abdeckt und damit die aktive Fläche verringert wird. Weiterhin ist nach der DE-OS 34 33 938 eine Anordnung zur katalytischen Reinigung von Abgasen mit zwei hintereinander angeordneten katalytisch wirksam beschichteten Monolithen bekannt, bei der die beiden Körper einen Abstand voneinander aufweisen und bei welcher jeder der beiden Körper von wärmeisolierendem Material umgeben ist, das die je weiligen Stirnkanten umgreift. Diese Anordnung weist ebenfalls einen trichterförmig ausgebildeten doppelschaligen Abgaseintritt und Abgasaustritt auf, wobei zwischen den beiden Schalen eine Wärmeisolierung eingebracht ist, die jeweils innere Schale ist im Bereich des Anschlusses an das Gehäuse nach außen geführt und liegt im Endbereich der Körper auf der diesen Endbereich umhül lenden Wärmeisolierung mit der lnnenschale auf, während die Außenschale mit dem Gehäuse verbunden ist. Bei dieser Anordnung besteht jedoch weiterhin die Gefahr der Erosion des wärmeiso lierenden Materials durch das pulsierend anblasende Abgas.Generic exhaust gas converters are already known at wel Chen the body in which the exhaust gas is cleaned in a housing is mounted, in an arrangement for catalytic cleaning according to DE-OS 22 61 663 in the body (Monoliths) rings encompassing the end face, which consist of a hollow ring made of metal foil with a core filling made of wire mesh or Ceramic fibers are provided. In this known arrangement the ring as a support element with a sealing function also supports the body high thermal loads and different thermal expansion store body and housing safely and flow around the body Sealing exhaust gas. However, this arrangement has the disadvantage that they radiate a warmth of the catalytically coated Monoliths not prevented, so this arrangement is not on the predetermined temperature can be maintained. Another after part of this arrangement is that the embracing of Front edges of the body part of the passage of the covers the surface available for cleaning exhaust gas and so that the active area is reduced. Furthermore, after the DE-OS 34 33 938 an arrangement for the catalytic cleaning of Exhaust gases with two catalytically active series coated monolith known, in which the two bodies one Distance from each other and at which each of the two Body is surrounded by heat insulating material that the ever around the front edges. This arrangement also points a funnel-shaped double-shell exhaust gas inlet and exhaust gas outlet, with a between the two shells Thermal insulation is introduced, the inner shell is in each case led to the outside in the area of the connection to the housing and lies in the end area of the body on which this end area envelops heat insulation with the inner shell while the Outer shell is connected to the housing. With this arrangement however, there is still a risk of erosion of the thermal iso the pulsating exhaust gas.

Um eine Erosion des wärmeisolierenden und den der Lagerung die nenden Materials zu verhindern, wurde schließlich in der EURO-A 01 93 072 eine katalytische Abgasentgiftungseinrichtung geoffen bart, bei welcher in einem Gehäuse mit Abgaseinlauf- und Abgas auslauftrichter im Abstand zur Gehäusewand mehrere mit Abstand hintereinander angeordnete katalytisch beschichtete Monolithe angeordnet sind und der Raum zwischen Monolith und Gehäuse mit einer Federmatte (Quellmatte) und die Abgastrichter doppelscha lig ausgebildet sind, wobei zwischen den beiden Schalen wärme isolierendes Material eingebracht ist. Diese Federmatte umhüllt den Monolithen auf seiner gesamten Länge, wobei in den jeweili gen Endabschnitten des Monolithen die Federmatte in einer ge häuseseitig vorgesehenen Nut mit Abstand zu den Monolithen ge führt ist und in diesem Bereich eine innere metallische Einlage zum Erosionsschutz vorgesehen ist. Diese gattungsbildende Anord nung gibt zwar den vollen Querschnitt für das anströmende Abgas frei, hat jedoch den Nachteil einer umständlichen und aufwen digen Montage, was gerade bei einem Massenprodukt wie Abgasrei nigungsanlagen erheblich ist. Ein weiterer Nachteil ist der hohe Bedarf an teurer Federmatte.To prevent erosion of the heat insulating and the storage Preventing material was finally in the EURO-A 01 93 072 opened a catalytic exhaust gas detoxification device beard, in which in a housing with exhaust gas inlet and exhaust discharge funnel at a distance from the housing wall several at a distance Catalytic coated monoliths arranged one behind the other are arranged and the space between the monolith and the housing a spring mat (swelling mat) and the exhaust gas funnel double lig are formed, heat between the two shells insulating material is introduced. This feather mat envelops the monolith over its entire length, whereby in the respective end sections of the monolith the spring mat in a ge groove provided on the housing side at a distance from the monoliths leads and in this area an inner metallic insert is provided for erosion protection. This generic arrangement voltage gives the full cross section for the incoming exhaust gas free, but has the disadvantage of being cumbersome and expensive assembly, which is particularly the case with a mass product such as exhaust gas cleaning systems is considerable. Another disadvantage is the high one Need for expensive feather mat.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen gattungsgemäßen Abgaskonverter aufzu zeigen, der leichter zu montieren ist und bei welchem die ver wendeten wärmeisolierenden und die der elastischen Lagerung dienenden Fasermaterialien gegen Erosion geschützt sind bei einer ausreichenden Dichtheit gegen den Körper umströmendes Ab gas, wobei die gleiche Anordnung bei katalytisch beschichteten Monolithen als auch bei Rußfiltern (Partikelfiltern) für Diesel motoren verwendet werden kann.Based on this prior art, the invention lies The task is based on a generic exhaust gas converter show that is easier to assemble and in which the ver applied heat-insulating and elastic storage serving fiber materials are protected against erosion a sufficient tightness against the body flowing Ab gas, the same arrangement with catalytically coated Monoliths as well as soot filters (particle filters) for diesel motors can be used.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung bei einem gattungsgemäßen Abgaskonverter dadurch gelöst, daß mindestens ein Abschnitt der aus wärmeisolierendem Material bestehenden Einlage durch ein Ab stützelement ersetzt wird, das einen Kern aus keramischen Fasern mit einem Anteil von 10-50% von weiteren, die Elastizität er höhenden temperaturfesten Fasern und/oder einem Anteil von 10- 50% eines thermisch aktiven, zur elastischen Formanpassung ge eigneten Stoffes sowie eine nicht-gasdichte Umhüllung aus hoch temperaturfestem Material aufweist. Dabei hat es sich als beson ders vorteilhaft erwiesen, daß der Kern des Abstützelementes einen Anteil von 10-50% an Draht- oder Glasfäden aufweist. Für den Kern haben sich als die Elastizität erhöhende temperaturfeste Stoffe als Zuschlagstoffe zu den keramischen Fasern Glas- oder Drahtfäden, auch in Gestrickform, erwiesen, als zur elastischen Formanpassung unter Temperatureinwirkung (thermisch aktive Stoffe) Glimmer, so wie z. B. in der US-PS 39 66 419 beschrieben. Dieser Kern dient der Wärmeisolation, der Behinderung des Strahlungs durchganges bei hohen Temperaturen. Dabei hat sich überraschender weise gezeigt, daß bei diesem Kern eine Zunahme der Dichtwirkung bei ansteigender Temperatur erfolgt.This object is achieved according to the invention in a generic Exhaust gas converter solved in that at least a section of the insert made of heat-insulating material by means of an Ab support element is replaced, which is a core of ceramic fibers with a share of 10-50% of others, he elasticity high temperature-resistant fibers and / or a share of 10- 50% of a thermally active, for elastic shape adjustment suitable material as well as a non-gastight covering made of high temperature-resistant material. It turned out to be special proved advantageous that the core of the support element one Contains 10-50% of wire or glass threads. For the Core have temperature-resistant as elasticity increasing Fabrics as additives to the ceramic fibers glass or Wire threads, also in knitted form, have been shown to be elastic Shape adaptation under the influence of temperature (thermally active substances) Mica, such as B. described in US-PS 39 66 419. This The core is used for thermal insulation, to prevent radiation continuity at high temperatures. It has been more surprising Wise shown that with this core an increase in the sealing effect takes place with increasing temperature.

Für die Umhüllung des Abstützelementes wird erfindungsgemäß in vorteilhafter Weise Drahtgewebe oder Drahtgestrick verwendet. Zweckmäßig sind dabei auch Quarzglasgespinst oder Quarzglasge strick und gemäß einer weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung Keramikgewebe oder Keramikgestrick. Die Umhüllung hat die Auf gabe, ein Austragen der Kernfüllung durch das pulsierend an strömende Abgas zu verhindern. Diese Umhüllung ist nicht gasdicht, sondern als Gestrick, Gewebe oder Gespinst ausgebildet, im Fall des Drahtgestrickes oder Drahtgewebes vorzugsweise als einlagiges oder doppellagiges und damit sehr dünnes Gebilde. Dadurch kann sich insbesondere bei Ausdehnung infolge der Temperaturbelastung die Kernfüllung mit der Umhüllung verhaken. Damit ergibt sich trotz des elastischen Aufbaues des Abstützelementes eine aus reichende Abdichtung gegen das den Körper umströmende Abgas. Die Elastizität des Abstützelementes erlaubt die Verwendung des Ele mentes für unterschiedliche Querschnittsformen des Abgaskonver ters. Bei Abgaskonvertern sind dabei runde und ovale Querschnitte üblich, bei metallischen Trägerkörpern sind aber auch dreieckige Querschnitte bekannt. Die Umhüllung des elastischen Abstützele mentes kann schließlich auch über einen Abschnitt verstärkt und in dem verstärkten Abschnitt starr sein. Gemäß einer besonders zweckmäßigen weiteren Ausgestaltung des Abstützelementes kann dieses auf einem Teil seiner Längserstreckung einen radial nach innen weisenden Abschnitt aufweisen. Dieser Abschnitt kann z. B. durch eine Vermehrfachung der Dicke der Umhüllung erreicht wer den, aber auch durch eine geeignete Einlage aus z. B. hochtempe raturfestem Metall oder aus Keramikmaterial.For the sheathing of the support element according to the invention in advantageously used wire mesh or wire mesh. It is also expedient to use quartz glass or quartz glass knitted and according to a further practical embodiment Ceramic fabric or knitted ceramic. The wrapper has the opening handing out a discharge of the core filling through the pulsating to prevent flowing exhaust gas. This wrapper is not gas tight, but formed as a knitted fabric, fabric or web, in the case of the wire mesh or wire mesh preferably as a single layer or double-layered and therefore very thin structure. This can especially when expanding due to the temperature load hook the core filling with the covering. This results in despite the elastic structure of the support element sufficient sealing against the exhaust gas flowing around the body. The Elasticity of the support element allows the use of the Ele mentes for different cross-sectional shapes of the exhaust gas converters ters. Exhaust gas converters are round and oval cross sections usual, but also triangular ones with metallic carrier bodies Cross sections known. The wrapping of the elastic support element Finally, mentes can also be reinforced over a section and be rigid in the reinforced section. According to one particularly expedient further configuration of the support element can this radially follows on part of its longitudinal extent have interior facing section. This section can e.g. B. who achieved by multiplying the thickness of the envelope the, but also by a suitable insert from z. B. high temperature raturfestem metal or ceramic material.

Die erfindungsgemäße Anordnung des elastischen Abstützelementes in dem Abgaskonverter erfolgt derart, daß mindestens einer der beiden Endbereiche des Körpers von etwa der halben Länge des Ab stützelementes umgriffen wird, dessen anderer Abschnitt in den Raum zwischen den beiden Schalen des entsprechenden Abgasstutzens ragt. Dabei kann der Ringraum zwischen Gehäuse und Körper, soweit er nicht von dem Abstützelement besetzt ist, in bekannter Weise mit einem Wärmeisolationsmaterial gefüllt sein. Diese Anordnung hat gegenüber den bekannten Anordnungen zur Lagerung katalytisch beschichteter Monolithe, bei denen das Lagermaterial (Quellmatte) entweder über den gesamten Bereich des Konverters angeordnet ist oder Abstützelemente verwendet werden, die den Körper stirnsei tig umgreifen oder bündig abschließen, den Vorteil, daß der Ein- bzw. Austrittsbereich des Abgases in/aus dem Körper von dem Ab stützelement umhüllt ist, daß die Abstützung im Endbereich bzw. den Endbereichen des Körpers erfolgt, so daß eine sichere Lage rung erreicht wird, und daß ein guter Schutz gegen Umströmung des Körpers von pulsierendem Abgas erreicht wird.The arrangement of the elastic support element according to the invention in the exhaust gas converter takes place such that at least one of the two end regions of the body of about half the length of the ab Support element is encompassed, the other section in the Space between the two shells of the corresponding exhaust pipe protrudes. The annular space between the housing and the body, as far as it is not occupied by the support element, in a known manner be filled with a thermal insulation material. This arrangement compared to the known arrangements for storage catalytically coated monoliths, in which the bearing material (swelling mat) is arranged over the entire area of the converter or support elements can be used that brow the body grip or close flush, the advantage that the or exit area of the exhaust gas in / out of the body from the exhaust gas support element is encased that the support in the end region or the end regions of the body, so that a secure position tion is achieved, and that good protection against flow pulsating exhaust gas is reached in the body.

Eine weitere zweckmäßige Ausgestaltung ergibt sich dadurch, daß bei mindestens zwei hintereinander mit Abstand zueinander ange ordneten Körpern das Abstützelement den Abstand zwischen den Körpern mindestens teilweise überdeckt und den Endbereich min destens eines Körpers, vorzugsweise des stromab folgenden Kör pers, umgreift. Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft er wiesen, daß das Abstützelement auf dem Teil seiner Länge, der den Abstand zwischen den Körpern überbrückt, mindestens teil weise in den Abschnitt zwischen den Körpern ragt. Dieses kann z. B. dadurch erreicht werden, daß das Abgaskonvertergehäuse im Bereich des Abstandes der in ihm gelagerten Körper eine Einprä gung geringerer oder gleicher Breite wie der Abstand zwischen den Körpern aufweist, und daß das elastische Abstützelement hier durch beim Zusammenbau etwas in den Abstand hineingepreßt wird und so zugleich abstandhaltend wirkt. Die zugleich abstandhal tende Funktion des elastischen Abstützelementes kann gemäß einer weiteren besonders vorteilhaften Ausgestaltung dadurch erreicht werden, daß der radial nach innen ragende Abschnitt des Abstützelementes eine Länge aufweist, die gleich oder an nähernd gleich dem Abstand zwischen den Körpern ist.Another useful embodiment results from the fact that at least two in a row at a distance from each other arranged the support element the distance between the bodies Bodies at least partially covered and the end area min at least one body, preferably the downstream body pers, embraces. It has proven to be particularly advantageous indicated that the support element on the part of its length, the bridging the distance between the bodies, at least partially protrudes wisely into the section between the bodies. This can e.g. B. can be achieved in that the exhaust gas converter housing in Area of the distance of the bodies stored in it an impression less or the same width as the distance between has the bodies, and that the elastic support element here by pressing something into the distance during assembly and so acts at the same time keeping a distance. The at the same time spaced Tende function of the elastic support element can according to a further particularly advantageous embodiment be achieved that the radially inwardly projecting section of the support element has a length that is equal to or at is approximately equal to the distance between the bodies.

Gemäß einer weiteren besonders vorteilhaften Ausgestaltung ist in dem Bereich, in dem das Abstützelement den Körper überragt, ein Distanzelement angeordnet. Dieses ist in vorteilhafter Weise als Keramikring ausgebildet und gemäß einer Weiterführung als Distanz element im Bereich des Eintritts-/Austrittstrichters entsprechend der Kontur des Abgastrichters ausgebildet. Dies ist in der Regel ein konischer Ring, der jedoch ggf. einen zylindrischen Ansatz aufweisen kann. Zur Lagefixierung der Körper in Axialrichtung kann dabei das Distanzelement an der dem Körper zugewandten Seite eine oder mehrere nach innen gerichtete Nasen aufweisen oder einen nach innen gerichteten umlaufenden Wulst. Dieses Distanz element wird vorzugsweise bei besonders weich eingestellten Ab stützelementen angeordnet. Die Nase oder Nasen oder der Wulst muß dabei nicht am Ende des Abstützelementes angeordnet sein, sondern kann auch an der Innenfläche des Distanzelementes zurück gesetzt sein. Diese Ausführung mit zurückgesetztem Anschlag wird dort vorgesehen, wo das Distanzelement den Körper stirnseitig überragt.According to a further particularly advantageous embodiment, in the area in which the support element projects above the body Spacer arranged. This is advantageous as Ceramic ring formed and according to a continuation as a distance element in the area of the inlet / outlet funnel accordingly the contour of the exhaust gas funnel. This is usually the case a conical ring, but possibly a cylindrical approach can have. For fixing the body in the axial direction can the spacer on the side facing the body have one or more inwardly directed lugs or an inward circumferential bead. This distance element is preferably used with a particularly soft Ab support elements arranged. The nose or noses or the bulge does not have to be arranged at the end of the support element, but can also return to the inner surface of the spacer be set. This version with a reset stop will provided where the spacer element faces the body towered over.

Das Distanzelement weist vorzugsweise Ausnehmungen auf, in die das elastische Abstützelement ragen kann, so daß eine gegensei tige Halterung erreicht wird.The spacer element preferably has recesses into which the elastic support element can protrude, so that a counter term bracket is reached.

In den beigefügten Abbildungen sind Ausführungsbeispiele verein facht und schematisch dargestellt. Diese stellen jedoch nur be vorzugte Möglichkeiten der Anwendung dar. Es zeigt:Exemplary embodiments are combined in the attached figures shown in a fold and schematic. However, these only apply preferred application possibilities. It shows:

Fig. 1 einen Abgaskonverter mit einem der Abgasreinigung dienenden Körper und in der oberen und der unte ren Hälfte unterschiedlich dargestellter Anord nung der Abstützelemente Fig. 1 shows an exhaust gas converter with an exhaust gas cleaning body and in the upper and the lower half differently shown Anord voltage of the support elements

Fig. 2 den Mittelabschnitt eines Abgaskonverters mit zwei der Abgasreinigung dienenden Körpern mit Abstützelement und Distanzelement Fig. 2 shows the middle section of an exhaust gas converter with two bodies serving for exhaust gas purification with support element and spacer element

Fig. 3 eine Anordnung wie Fig. 2 mit zwei unterschied lichen Anordnungen von dem Abstützelement und anderer Distanzelementanordnung. Fig. 3 shows an arrangement as shown in FIG. 2 with two different arrangements of the support element and other spacer arrangement.

Der Abgaskonverter gemäß den Abbildungen weist einen Abgasein tritt 1 und einen Abgasaustritt 2 auf, die in der Regel aus einem, das Abgas führenden Rohr bestehen können. Diese Abgaszuführung bestimmt die Form des der Abgasreinigung dienenden Körpers 4 hin sichtlich des Anströmquerschnittes. Bei einrohriger Abgaszufüh rung wird in der Regel ein Körper 4 mit rundem Querschnitt, bei anderen Ausführungen mit ovalem Querschnitt verwendet. Für ins besondere Abgaskonverter für die Reinigung von Abgas aus Diesel motoren von Rußpartikeln sind auch im Querschnitt mehreckige Körper aus einzelnen Lagen gewellten Edelstahles bekannt. An das Abgasrohr 1 schließt sich ein Einlauftrichter 5 und den Aus lauftrichter 6 das Abgasrohr 2. ln der Fig. 1 ist der zylindri sche, das Abgasrohr 1 bzw. 2 umgebende Abschnitt des Trichters 5 bzw. 6 mit dem Index a gekennzeichnet. An diesen Abschnitt schließt sich ein mit dem Index b bezeichneter konischer Ab schnitt an, dessen dem Körper 4 zugewandtes Ende (Index c) der art verformt sein kann, daß sich an eine nach innen gerichtete Sicke (Index d) ein ebenfalls nach innen gerichteter Endab schnitt (Index e) anschließt. Zwischen dem Körper 4 und dem Endabschnitt 5 e bzw. 6 e besteht ein Spalt 7, dessen Weite so bemessen ist, daß bei maximaler Ausdehnung infolge der hohen Abgastemperatur der Endabschnitt 5 e bzw. 6 e an der entsprechen den Stirnwand des Körpers 4 anliegt. Damit ist zugleich ein Schutz gegen Umströmen des Körpers 4 von dem Abgas erreicht und eine höhere Stabilität des Trichters 5 bzw. 6, so daß dieser aus relativ dünnem, hochtemperaturfestem Material gefertigt werden kann. Es sind ferner in dem konischen Abschnitt 5 b bzw. 6 b Verteilungs- und Versteifungsrippen 8 eingeprägt, mittels denen auch eine möglichst gleichförmige Anströmung des der Abgas reinigung dienenden Körpers 4 bewirkt wird. Daher können diese Rippen 8 auch eine entsprechende Formgebung aufweisen, z. B. Tropfenform wie in der rechten Seite der Fig. 1 angedeutet.The exhaust gas converter according to the figures has an exhaust gas inlet 1 and an exhaust gas outlet 2 , which can generally consist of a tube carrying the exhaust gas. This exhaust gas supply determines the shape of the body 4 used for exhaust gas purification with respect to the inflow cross section. In the case of single-pipe exhaust gas supply, a body 4 with a round cross section is generally used, in other versions with an oval cross section. For in particular exhaust gas converters for cleaning exhaust gas from diesel engines from soot particles, polygonal bodies made of individual layers of corrugated stainless steel are also known in cross section. At the exhaust pipe 1 closes an inlet funnel 5 and from the funnel 6, the exhaust pipe 2nd In Fig. 1 the cylindri cal, the exhaust pipe 1 or 2 surrounding portion of the funnel 5 or 6 is marked with the index a . This section is followed by a conical section designated by the index b , whose end facing the body 4 (index c ) can be deformed in such a way that an inwardly directed bead (index d ) also has an inward endab cut (index e ) follows. Between the body 4 and the end section 5 e or 6 e there is a gap 7 , the width of which is dimensioned such that at maximum expansion due to the high exhaust gas temperature, the end section 5 e or 6 e abuts the corresponding end wall of the body 4 . This also provides protection against the exhaust gas flowing around the body 4 and greater stability of the funnel 5 or 6 , so that it can be made of relatively thin, high-temperature-resistant material. There are also embossed in the conical section 5 b and 6 b distribution and stiffening ribs 8 , by means of which the most uniform possible flow to the exhaust gas cleaning body 4 is effected. Therefore, these ribs 8 can also have a corresponding shape, for. B. teardrop shape as indicated in the right side of FIG. 1.

Die äußere Schale 9 des Abgaskonverters 3 besteht vorzugsweise aus zwei Halbschalen. Im Bereich des Abgaseintrittsrohres 1 und des Abgasaustrittsrohres 2 sind die beiden Halbschalen - die nach der Montage mittels Schweißung oder Bördelung (Falzung) mitein ander fest verbunden werden - mit dem zylindrischen Abschnitt 5 a und 6 a der Trichter 5 und 6 und damit mit Rohr 1 und 2 fest ver bunden; für die Trichter 5 und 6 ergibt sich damit die Ausdeh nungsmöglichkeit in Richtung auf den Körper 4. Die Außenschale 9 folgt im wesentlichen der Kontur des Einlauftrichters 5, des Körpers 4 - oder bei mehreren Körpern der Körper 4 - und des Auslauftrichters 6 und weist gegenüber der aus den Trichtern 5, 6 gebildeten inneren Schale 10 einen Abstand auf, wobei diese innere Schale 10 im Bereich des Körpers 4 von dessen Mantel und ggf. einer Umhüllung des Körpers 4 gebildet ist. Die - in der Fig. 1 nicht dargestellte - Umhüllung kann aus einer dünnen, dichten keramischen Schicht bestehen, wenn der Körper 4 ein Monolith ist, oder aus einer metallischen Hülle, z. B. bei Abgaskonverter mit metallischem Trägerkörper für die katalytisch wirksame Fläche oder bei Abgaskonverter für die Reinigung von Rußpartikel aus dem Abgas von Dieselmotoren. Bei der Anordnung mehrerer Körper 4 hintereinander wird die innere Schale 10 im Bereich zwischen den Körpern durch das in den Fig. 2 und 3 gezeigte und dort beschriebene Distanzelement 11 gebildet. Die äußere Schale 9 weist außerdem vorzugsweise im Bereich des Kör pers 4 radiale oder axiale Einprägungen 12 auf. Diese Einprä gungen 12 können nach innen oder nach außen gerichtet sein und dienen zur Halterung des wärmeisolierenden Materials 13 und über den auf diesem Material ausgeübten Druckes zur Halterung des Körpers 4. Die radial verlaufenden Einprägungen 12 (als Sicken) werden dabei bevorzugt.The outer shell 9 of the exhaust gas converter 3 preferably consists of two half shells. In the area of the exhaust gas inlet pipe 1 and the exhaust gas outlet pipe 2 , the two half-shells - which are firmly connected to one another after assembly by means of welding or flanging (folding) - with the cylindrical section 5 a and 6 a of the funnels 5 and 6 and thus with pipe 1 and 2 firmly connected; for the funnels 5 and 6 , there is thus the possibility of expansion in the direction of the body 4 . The outer shell 9 essentially follows the contour of the inlet funnel 5 , the body 4 - or, in the case of several bodies, the body 4 - and the outlet funnel 6 and is at a distance from the inner shell 10 formed from the funnels 5 , 6 , this inner shell 10 is formed in the region of the body 4 by its jacket and, if appropriate, a covering of the body 4 . The - not shown in Fig. 1 - cladding can consist of a thin, dense ceramic layer if the body 4 is a monolith, or of a metallic shell, for. B. in exhaust gas converter with a metallic support body for the catalytically active surface or in exhaust gas converter for the cleaning of soot particles from the exhaust gas of diesel engines. When several bodies 4 are arranged one behind the other, the inner shell 10 is formed in the area between the bodies by the spacer element 11 shown in FIGS. 2 and 3 and described there. The outer shell 9 also preferably has 4 radial or axial impressions 12 in the region of the body. These impressions 12 can be directed inwards or outwards and serve to hold the heat-insulating material 13 and to hold the body 4 via the pressure exerted on this material. The radial impressions 12 (as beads) are preferred.

Der Raum zwischen der geschlossenen äußeren Schale 9 und der aus einzelnen Segmenten bestehenden inneren Schale 10 ist mit einem wärmeisolierenden Material 13 ausgefüllt. Dabei kann funktionell unterschieden werden zwischen dem Raum im Bereich der Trichter 5, 6 in denen die Wärmeisolierung wesentlich ist und dem Raum im Bereich des Körpers 4 - oder der Körper 4 - in dem neben der Wärmeisolierung noch eine gewisse Lagerungs- und Haltefunktion des Körpers 4 durch das einzubringende Material sowie eine ge wisse Abdichtung gegen umströmendes Abgas gefordert ist. Es können daher für die entsprechenden Abschnitte unterschied liche Materialien verwendet werden.The space between the closed outer shell 9 and the inner shell 10 consisting of individual segments is filled with a heat-insulating material 13 . A functional distinction can be made between the space in the area of the funnels 5 , 6, in which the heat insulation is essential, and the space in the area of the body 4 - or the body 4 - in which, in addition to the heat insulation, a certain positioning and holding function of the body 4 due to the material to be introduced and a certain seal against the flowing exhaust gas. Different materials can therefore be used for the corresponding sections.

So wird im Bereich des Körpers 4 bevorzugt eine Blähglimmermatte zur Isolierung und Halterung verwendet, während in dem Bereich der Trichter 5, 6 Keramikfasermaterial bevorzugt verwendet wird.For example, an expanded mica mat is preferably used for insulation and mounting in the area of the body 4 , while ceramic fiber material is preferably used in the area of the funnels 5 , 6 .

Von dieser Einlage aus wärmeisolierendem Material 13 zwischen der inneren Schale 10 und der äußeren Schale 9 ist der stirn seitige Bereich des Körpers 4 oder der Körper 4 ausgenommen oder in seiner Einlagendichte verringert und durch das erfindungs gemäße Abstützelement 14 ersetzt. Aufbau und Anordnung dieses Abstützelementes 14 werden nachfolgend beispielsweise nach den Fig. 1 bis 3 beschrieben, wobei allerdings auch andere Konfigu rationen und entsprechende Ausgestaltungen des Abstützelementes 14 möglich sind.From this insert made of thermally insulating material 13 between the inner shell 10 and the outer shell 9 of the front area of the body 4 and the body 4 is excluded or reduced in density deposits and replaced by the fiction, modern supporting fourteenth Structure and arrangement of this support element 14 are described below, for example, according to FIGS. 1 to 3, although other configurations and corresponding configurations of the support element 14 are also possible.

Das Abstützelement 14 besteht aus einem Kern 15 und einer Umhül lung 16. Die Umhüllung 16 bildet einen Schutzmantel gegen Ero sion des Kernmaterials. Sie besteht z. B. aus vorzugsweise mit Ausnehmungen versehenem Blech, Drahtgewebe oder -gestrick oder aus Quarzglasgewebe oder -gestrick, kann aber auch aus Keramik gewebe oder -gestrick oder aus Spezialglas hoher Temperaturbe ständigkeit bestehen. Die Umhüllung 16 ist damit selbst nicht gasdicht, es kann sich vielmehr die Kernfüllung des Kernes 15 in dieser Umhüllung 16 verhaken, so daß doch eine ausreichende Dichtheit besteht.The support element 14 consists of a core 15 and an envelope 16 . The envelope 16 forms a protective jacket against erosion of the core material. It consists e.g. B. from preferably provided with recesses sheet, wire mesh or knitted fabric or quartz glass fabric or knitted fabric, but can also consist of ceramic fabric or knitted fabric or special glass high temperature resistance. The sheath 16 is therefore not itself gas-tight, rather the core filling of the core 15 can get caught in this sheath 16 , so that there is sufficient tightness.

Der Kern 15 besteht vorwiegend aus keramischen Fasern zur Wärme isolation (Behinderung des Strahlungsdurchganges bei hohen Tem peraturen) in einer erfindungsgemäßen Ausführung kombiniert mit Glas- oder Drahtfäden zur Erhöhung der Elastizität und/oder mit thermisch aktiven Zusätzen wie Blähglimmer zur elastischen An passung in Abhängigkeit von der auftretenden Temperatur.The core 15 consists predominantly of ceramic fibers for heat insulation (obstruction of the radiation passage at high temperatures) in an embodiment according to the invention combined with glass or wire threads to increase the elasticity and / or with thermally active additives such as expanded mica for elastic adaptation depending on the occurring temperature.

Das Abstützelement 14 dient durch seinen dauerelastischen Kern 15 und der gegen Gas mit hoher Strömungsgeschwindigkeit und stark wechselnden hoch widerstandsfähigen Umhüllung 16 zur Ab deckung und ausreichender Abdichtung von Spalten, die infolge der unterschiedlichen Temperaturen oder Werkstoffe an den Bau teilen des Abgaskonverters 3 im Betrieb durch Relativbewegungen zueinander auftreten. Hierbei soll die vorhandene Wärmeisolation 13 gegen Erosion durch das pulsierende Abgas geschützt werden, ohne daß die Isolierwirkung im Bereich der Spalte verschlechtert wird. Bei Spaltbreiten im Bereich von 0,5 bis 15 mm reicht die ses Abstützelement 14 alleine, bei größeren Spalten wird ein Distanzring 11 wie in den Fig. 2 und 3 dargestellt zwischen den der Abgasreinigung dienenden Körpern 4 angeordnet. Insbesondere für die Massenfertigung, d. h. große Serien mit gleichem Abgas konverteraufbau, ist die im oberen Teil der Fig. 3 dargestellte Ausführungsform des Abstützelementes 14 besonders geeignet, da in der Herstellung und Montage billiger und einfacher. Bei die ser Ausführung weist das Abstützelement 14 einen radial nach innen ragenden Abschnitt 14 a auf, der der Spaltbreite zwischen den Körpern 4 entspricht. Dieser Abschnitt 14 a kann z. B. als Einlage eines Keramikringes innerhalb der Umhüllung 16 gebildet sein. Dabei wird auf den Keramikring der - längere - Kern 15 aufgelegt und beides von der Umhüllung 16 umgeben. Er kann aber auch dadurch gebildet werden, daß die Umhüllung 16 in diesem Bereich verstärkt wird, etwa indem die Randbereiche der Matte, aus der die Umhüllung 16 gebildet wird, doppellagig ist und sich beim Umhüllen des Kernes in diesem Bereich noch überlappt, so daß dieser Abschnitt 14 a vierlagig ist. Diese Ausführung hat den besonderen Vorteil einer elastischen Distanzhaltung in dem sich unter Temperatureinfluß verändernden Spalt, so daß der bruchanfällige Körper 4 besonders weich gelagert ist.The support element 14 is used by its permanently elastic core 15 and against gas with high flow velocity and strongly changing highly resistant sheath 16 to cover and adequately seal gaps that share due to the different temperatures or materials on the construction of the exhaust gas converter 3 in operation by relative movements occur to each other. Here, the existing thermal insulation 13 is to be protected against erosion by the pulsating exhaust gas without the insulating effect in the region of the gaps being impaired. In the case of gap widths in the range from 0.5 to 15 mm, this supporting element 14 is sufficient on its own; in the case of larger gaps, a spacer ring 11 is arranged between the bodies 4 used for exhaust gas purification, as shown in FIGS. 2 and 3. In particular for mass production, ie large series with the same exhaust gas converter structure, the embodiment of the support element 14 shown in the upper part of FIG. 3 is particularly suitable because it is cheaper and simpler to manufacture and assemble. In this embodiment, the support element 14 has a radially inwardly projecting section 14 a , which corresponds to the gap width between the bodies 4 . This section 14 a z. B. be formed as an insert of a ceramic ring within the envelope 16 . The - longer - core 15 is placed on the ceramic ring and both are surrounded by the sheath 16 . However, it can also be formed in that the covering 16 is reinforced in this area, for example in that the edge areas of the mat from which the covering 16 is formed are double-layered and still overlap in this area when the core is covered, so that the latter Section 14 a is four layers. This embodiment has the particular advantage of an elastic spacing in the gap which changes under the influence of temperature, so that the body 4, which is susceptible to breakage, is supported in a particularly soft manner.

In den Fig. 2 und 3 ist das Distanzelement 11 zwischen den Kör pern 4 dargestellt. Dieser besteht aus einem Ring aus temperatur festem Material, vorzugsweise Stahl mit radial nach innen abge winkelten Endbereichen und radial nach innen geprägten Sicken 11 a, in die sich das Abstützelement 14 über die Einprägung 12 ein prägen kann. Die Sicken 11 a dienen dabei gleichzeitig der Ver steifung des Distanzelementes 11. An das Distanzelement 11 kann, wie in Fig. 3 dargestellt, ein- oder beidseitig eine Körperab deckung 17 angeformt sein, die eine der Stirnseiten des Körpers 4 umgreift und Schlitze 17 a aufweist.In FIGS. 2 and 3, the spacing element 11 is between the pern Kör 4 is shown. This consists of a ring made of temperature-resistant material, preferably steel with radially inwardly angled end regions and radially inwardly embossed beads 11 a , into which the support element 14 can be embossed via the embossing 12 . The beads 11 a serve the stiffening of the spacer 11 at the same time. On the spacer 11 , as shown in FIG. 3, a body cover 17 can be formed on one or both sides, which engages around one of the end faces of the body 4 and has slots 17 a .

Fig. 2 zeigt im oberen Abschnitt die Anordnung des Abstützelemen tes 14 an Stelle der Wärmeisolierung 13, in dem unteren Abschnitt die Anordnung mit einer dünneren Schicht der Wärmeisolierung 13. In beiden Fällen erfolgt die sichere Lagefixierung über die Ein prägung 12 in der äußeren Schale 9. In Fig. 1 ist die Anordnung des Abstützelementes 14 im Übergangsbereich zwischen Trichter 5 bzw. 6 und Körper 4 dargestellt. Diese Anordnung kann großflächig erfolgen, wie im unteren Bereich der Fig. 1 dargestellt, oder mit einem kürzeren Element 14, wie im oberen Bereich der Fig. 1 dargestellt, wobei sich der trichterseitige Abschnitt des Ab stützelementes 14 in das verformte Ende des Abschnittes 5 c der inneren Schale 10 des Trichters 5, 6 beim Zusammenbau einpreßt und so einen stromseitigen Schutz des Körpers 4 bildet. Fig. 2 shows in the upper section the arrangement of the Abolzenelemen tes 14 in place of the heat insulation 13 , in the lower section the arrangement with a thinner layer of heat insulation 13th In both cases, the position is securely fixed via the embossing 12 in the outer shell 9 . In Fig. 1, the arrangement of the supporting element 14 in the transition region between the hopper 5 and 6 and the body 4 is shown. This arrangement can take place over a large area, as shown in the lower region of FIG. 1, or with a shorter element 14 , as shown in the upper region of FIG. 1, the funnel-side section of the support element 14 being in the deformed end of section 5 c the inner shell 10 of the funnel 5 , 6 presses during assembly and thus forms a current-side protection of the body 4 .

In Fig. 3 ist die Anordnung der Körperabdeckung 17 samt den Schlitzen 17 a dargestellt, wobei eine einseitige Anordnung an dem Distanzelement 11 gezeigt ist. Selbstverständlich können beide Abschnitte 17 und 11 auch getrennt sein. Das Abstützele ment 14 in der unteren Darstellung der Fig. 3 reicht nur über den etwa halben Spalt zwischen den Körpern 4 und ist in der Wärmeisolierung 13 eingebettet und durch die Einprägung 12 in der äußeren Schale 9 gehalten.In Fig. 3, the arrangement of the body cover 17 is shown together with the slots 17 a, wherein a one-sided arrangement is shown on the spacer element 11. Of course, both sections 17 and 11 can also be separate. The support element 14 in the lower illustration in FIG. 3 only extends over approximately half the gap between the bodies 4 and is embedded in the thermal insulation 13 and held by the impression 12 in the outer shell 9 .

Claims

1. Abgaskonverter für eine Brennkraftmaschine mit einem Gehäuse und einem trichterförmigen Abgaseintrittsstutzen und einem ebenfalls trichterförmigen Abgasaustrittsstutzen und mindestens einem der Form des Gehäuses weitgehend angepaßten Körper für die Abgasreinigung mit zwischen die sem Körper und dem Gehäuse eingebrachtem wärmeisolierendem Material und bei dem Abgaseintritts- und Abgasaustritts stutzen doppelschalig ausgebildet sind und zwischen den beiden Schalen ein wärmeisolierendes Material eingebracht ist, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Abschnitt der aus wärmeisolierendem Material (13) bestehenden Einlage durch ein Abstützelement (14) ersetz wird, das einen Körper (4) aus keramischen Fasern mit einem Anteil von 10-50% von weiteren, die Elastizität erhöhenden hochtemperaturfesten Fasern und/oder einem Anteil von 10-50% eines thermisch aktiven, zur elastischen Formanpassung geeigneten Stoffes sowie eine nicht-gasdichte Umhüllung (16) aus hochtemperaturfestem Material aufweist.1. Exhaust gas converter for an internal combustion engine with a housing and a funnel-shaped exhaust gas inlet connector and a likewise funnel-shaped exhaust gas outlet connector and at least one body largely adapted to the shape of the housing for exhaust gas purification with heat-insulating material introduced between this body and the housing and at the exhaust gas inlet and exhaust outlet are double-shelled and a heat-insulating material is introduced between the two shells, characterized in that at least a portion of the insert made of heat-insulating material ( 13 ) is replaced by a support element ( 14 ) which has a body ( 4 ) made of ceramic fibers with a Share of 10-50% of other high-temperature-resistant fibers that increase the elasticity and / or share of 10-50% of a thermally active substance suitable for elastic shape adaptation, as well as a non-gas-tight covering ( 16 ) has temperature-resistant material.

2. Abgaskonverter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (4) des Abstützelementes (14) einen Anteil von 10-50% an Draht- oder Glasfäden aufweist. 2. Exhaust gas converter according to claim 1, characterized in that the body ( 4 ) of the support element ( 14 ) has a proportion of 10-50% of wire or glass threads.

3. Abgaskonverter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Umhüllung (16) des Abstützelementes (14) aus Draht gewebe oder Drahtgestrick gebildet ist.3. Exhaust gas converter according to claim 1 or 2, characterized in that the covering ( 16 ) of the support element ( 14 ) is formed from wire mesh or wire mesh.

4. Abgaskonverter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Umhüllung (16) des Abstützelementes (14) aus Quarz glasgespinst oder Quarzglasgestrick gebildet ist.4. Exhaust gas converter according to claim 1 or 2, characterized in that the sheath ( 16 ) of the support element ( 14 ) is formed from quartz glass or quartz glass.

5. Abgaskonverter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Umhüllung (16) des Abstützelementes (14) aus Keramik gewebe oder Keramikgestrick gebildet ist.5. Exhaust gas converter according to claim 1 or 2, characterized in that the sheath ( 16 ) of the support element ( 14 ) is made of ceramic fabric or ceramic knitted fabric.

6. Abgaskonverter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge kennzeichnet, daß mindestens einer der beiden Endbereiche des Körpers (4) von etwa der halben Länge des Abstützelementes (14) umgriffen wird, dessen anderer Abschnitt in den Raum zwischen den beiden Schalen (9, 10) des entsprechenden Abgas stutzens (1, 2) ragt.6. Exhaust gas converter according to one of claims 1 to 5, characterized in that at least one of the two end regions of the body ( 4 ) of about half the length of the support element ( 14 ) is encompassed, the other portion in the space between the two shells ( 9 , 10 ) of the corresponding exhaust nozzle ( 1 , 2 ) protrudes.

7. Abgaskonverter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei mindestens zwei hintereinander mit Abstand zueinander angeordneten Körpern (4) das Abstützelement (14) den Abstand zwischen den Körpern mindestens teilweise überdeckt und den Endbereich mindestens eines Körpers umgreift.7. Exhaust gas converter according to claim 6, characterized in that with at least two successively spaced bodies ( 4 ), the support element ( 14 ) at least partially covers the distance between the bodies and encompasses the end region of at least one body.

8. Abgaskonverter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Abstützelement (14) auf dem Teil seiner Länge, der den Abstand zwischen den Körpern überbrückt, teilweise in den Abschnitt zwischen den Körpern (4) ragt.8. Exhaust gas converter according to claim 7, characterized in that the support element ( 14 ) on the part of its length which bridges the distance between the bodies, partially protrudes into the section between the bodies ( 4 ).

9. Abgaskonverter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Abstützelement (14) auf einem Teil seiner Längserstreckung einen radial nach innen ragenden Abschnitt (14 a) aufweist. 9. Exhaust gas converter according to claim 8, characterized in that the support element ( 14 ) has a radially inwardly projecting portion ( 14 a ) on part of its longitudinal extent.

10. Abgaskonverter nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der radial nach innen ragende Abschnitt (14 a) eine Länge aufweist, die gleich dem Abstand zwischen den Körpern (4) ist.10. Exhaust gas converter according to claim 9, characterized in that the radially inwardly projecting section ( 14 a ) has a length which is equal to the distance between the bodies ( 4 ).

11. Abgaskonverter nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch ge kennzeichnet, daß in dem Bereich, in dem das Abstützelement (14) den Körper (4) überragt, ein Distanzelement (11) ange ordnet ist.11. Exhaust gas converter according to one of claims 6 to 8, characterized in that in the area in which the supporting element ( 14 ) projects beyond the body ( 4 ), a spacer element ( 11 ) is arranged.

12. Abgaskonverter nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Distanzelement (11) als Keramikring ausgebildet ist.12. Exhaust gas converter according to claim 11, characterized in that the spacer element ( 11 ) is designed as a ceramic ring.

13. Abgaskonverter nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeich net, daß das Distanzelement entsprechend der Kontur des Ab gastrichters ausgebildet ist.13. Exhaust gas converter according to claim 11 or 12, characterized in net that the spacer according to the contour of the Ab trained as a judge.

14. Abgaskonverter nach Anspruch 11, 12 oder 13, dadurch gekenn zeichnet, daß das Distanzelement eine oder mehrere nach innen gerichtete Nasen oder einen nach innen gerichteten Wulst auf weist.14. Exhaust gas converter according to claim 11, 12 or 13, characterized records that the spacer one or more inwards directed noses or an inward bead points.