DE4409026A1 - Abgaskatalysator, insbesondere für Brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen nach Oberbegriffs­ merkmalen des Patentanspruches 1 gestalteten Abgaskataly­ sator.

Ein Abgaskatalysator dieser Bauart ist beispielsweise aus der DE-U 86 12 872.8 bekannt. Bei diesem bekannten Abgas­ katalysator wird zur Erzielung ausreichender Wärmedehn­ strecken eine im wesentlichen S-förmig geschlungene An­ ordnung der Stapellagen vorgeschlagen, wobei die Stapel­ lagen über die Enden der jeweiligen Bleche unmittelbar mit der Mantelhülse werkstoffschlüssig, beispielsweise durch Löten, fest verbunden sind.

Weiter ist aus der DE-C 23 21 378 ein gattungsfremder Ab­ gaskatalysator bekannt, bei dem quer zur Mantelhülse ver­ laufend angeordnete Bleche als Katalysator-Trägerkörper im wesentlichen radial eingespannt angeordnet sind, so daß die Bleche bei Wärmebelastung quer zur radialen Er­ streckung ausbeulen. Hierfür sind Kanäle mit großen Quer­ schnitten erforderlich, so daß dieser Abgaskatalysator gegenüber dem o.g. gattungsgemäßen deutlich größer baut.

Schließlich wurde in der P 43 10 933 für einen Abgaskata­ lysator mit im wesentlichen in Umfangsrichtung der Man­ telhülse verlaufend in der Außenkontur des Trägerkörpers endenden Stapellagen vorgeschlagen, daß die freien End­ abschnitte der Stapellagen unter Zwischenschaltung eines an der Mantelhülse befestigten, nachgiebigen Elementes relativ zur Mantelhülse schiebebeweglich angeordnet sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen gattungs­ gemäßen Abgaskatalysator bezüglich der Wärmedehnmöglich­ keiten der Stapellagen so zu verbessern, daß bei relativ freier Gestaltung der Stapellagen durch einfachen Aufbau kostengünstige Einrichtungen erzielt sind, die bezüglich Montage und Befestigung der Stapellagen bzw. des Träger­ körpers in der Mantelhülse leicht handhabbar und sicher beherrschbar sind.

Diese Aufgabe wird gemäß dem Patentanspruch 1 dadurch ge­ löst, daß elastisch nachgiebige Elemente in den mit der Mantelhülse fest verbundenen Endabschnitten der Bleche angeordnet sind.

Der erfindungsgemäß gestaltete Trägerkörper kann durch eine am Außenumfang wirksame, radiale Pressung auf einen für die Montage in der Mantelhülse vorteilhaften Durch­ messer gebracht werden, wobei die anschließend gegen den Innenumfang der Mantelhülse elastisch anliegenden End­ abschnitte der Stapelbleche vorteilhaft sicher mit der Mantelhülse werkstoffschlüssig, insbesondere durch Löten, fest verbindbar sind.

Ein vorteilhaft einfacher Aufbau des Abgaskatalysators ist in Ausgestaltung der Erfindung dadurch erreicht, daß die verbindungsseitigen Endabschnitte der Bleche als ela­ stisch nachgiebige Elemente ausgebildet sind. Gegenüber vom Anspruch 1 miterfaßten, gesonderten Elementen ist mit der bevorzugten Ausgestaltung eine besonders kosten­ günstige Fertigung erreicht.

Eine kostengünstige Fertigung ist bei einem Abgaskataly­ sator mit aus glatten und gewellten Blechen aufgebauten Stapellagen zusätzlich dadurch erreicht, daß die Stapel­ lagen jeweils über eine Wellung der gewellten Bleche mit der Mantelhülse in fester Verbindung stehen, wobei die glatten Bleche jeweils im Bereich dieser verbindungs­ seitigen Wellung unter Belassung eines freien Federweges dieser Wellung gestaltet sind. So wird zur Erzielung einer relativ steifen Elastizität der nachgiebigen Ele­ mente weiter vorgeschlagen, daß die glatten Bleche in ihren Endabschnitten den verbindungsseitigen Wellungen der gewellten Bleche entsprechend angepaßt ausgebildet sind.

Zur weiteren Erhöhung der elastischen Steifigkeit der nachgiebigen Elemente sind die den verbindungsseitigen Wellungen angepaßten, im übrigen glatten Bleche gemeinsam mit den Wellungen an der Mantelhülse fest angeordnet.

Bei einer anderen, die verbindungsseitigen Wellungen zu­ sätzlich aussteifenden Ausgestaltung sind die glatten Bleche in ihren Endabschnitten als zumindest halb ge­ schlossene Ringe ausgeführt, die in die Wellungen ein­ greifend angeordnet sind. Hierbei kann über die Wahl des Ringradius und gegebenenfalls einer werkstoffschlüssigen Verbindung von Ring und Wellung die elastische Steifig­ keit zusätzlich beeinflußt werden.

Als weitere Ausgestaltungen der nachgiebigen Elemente bieten sich mehrfach wechselweise abgewinkelte End­ abschnitte in Form von Faltungen oder als im wesentlichen geschlossene Ringe ausgebildete Endabschnitte an den die Stapellagen bildenden Blechen an.

Die Erfindung ist anhand von in der Zeichnung abschnitts­ weise dargestellten Abgaskatalysatoren beschrieben. Es zeigt

Fig. 1a-c, erste Ausführungen von Stapellagen mit gewellten und geraden Blechen, wobei mit der Mantelhülse fest verbundene Wel­ lungen als nachgiebige Elemente mittels diesen angepaßten Abschnitten der gera­ den Bleche die elastische Steifigkeit erhöht ist,

Fig. 2a-c, zweite Ausführungen von Stapellagen mit gewellten und geraden Blechen mit weite­ ren Ausführungen der elastisch nachgie­ bigen, verbindenden Endabschnitte.

Ein jeweiliger Abgaskatalysator 1 für eine nicht gezeigte Brennkraftmaschine gemäß den Fig. 1 und 2 umfaßt in einer Mantelhülse 2 einen Katalysator-Trägerkörper 3 aus Stapellagen 4 glatter Bleche 5 und gewellter Bleche 6. Zur Mantelhülse 2 sind die Stapellagen 4 zumindest ab­ schnittsweise quer verlaufend angeordnet und mit der Man­ telhülse 2 jeweils mindestens über eines der Bleche 5, 6 bei 7 werkstoffschlüssig, beispielsweise durch Löten, fest verbunden.

Um den Stapellagen 4 innerhalb der umfänglich geschlosse­ nen Mantelhülse 2 eine Möglichkeit der Wärmedehnung zu geben, sind elastisch nachgiebige Elemente 8, 9, 10, 11, 12, 13 in den verbindungsseitigen Endabschnitten 14 der Bleche 5 und 6 angeordnet. Eine für eine kostengünstige Fertigung durch einfachen Aufbau vorteilhafte Gestaltung sieht vor, die verbindungsseitigen Endabschnitte 14 der Bleche 5, 6 selbst als elastisch nachgiebige Elemente 8, 9, 10, 11, 12, 13 auszubilden.

Wie Fig. 1 zeigte steht die jeweilige Stapellage 4 der Fig. 1a, 1b und 1c jeweils über eine Wellung 6′ des gewellten Bleches 6 mit der Mantelhülse 2 bei 7 werk­ stoffschlüssig bzw. in fester Verbindung, wobei die glatten Bleche 5 jeweils im Bereich der Wellung 6′ so ge­ staltet sind, daß für diese ein freier Federweg erzielt ist.

Gemäß Fig. 1a ist das Blech 5 der Wellung 6′ des nach­ giebigen Elementes 8 abschnittsweise entsprechend ange­ paßt ausgebildet. In Fig. 1b ist das der Wellung 6′ entsprechend angepaßte Blech 5 zur Steigerung der elasti­ schen Steifigkeit des nachgiebigen Elementes 9 mit der Wellung 6′ gemeinsam an der Mantelhülse 2 fest angeord­ net. Schließlich ist in Fig. 1c das Blech 5 in seinem Endabschnitt 14 als offener Ring 15 gestaltet, der zur elastischen Versteifung des nachgiebigen Elementes 10 bzw. der Wellung 6′ in diese eingreifend angeordnet ist.

Bei der Stapellage 4 gemäß Fig. 2a sind die Bleche 5, 6 in den Endabschnitten 14 zur Bildung des nachgiebigen Elementes 11 mehrfach wechselweise abgewinkelt ausgebil­ det, vorzugsweise als relativ enge Faltung 16. Das nach­ giebige Element 12 der Stapellage 4 nach Fig. 2b ist eine aus den Blechen 5 und 6 gebildete, offene Öse 17. In Fig. 2c weist die Stapellage 4 als nachgiebiges Element 13 einen aus einem oder beiden der Bleche 5, 6 gebilde­ ten, im wesentlichen geschlossenen Ring 18 auf.

Im Rahmen der Erfindung kann ein Abgaskatalysator 1 einen Katalysator-Trägerkörper 3 aus Stapellagen 4 aufweisen mit in den verbindungsseitigen Endabschnitten 14 unter­ schiedlich gestalteten nachgiebigen Elementen, vorzugs­ weise den in den Fig. 1a bis Fig. 2c gezeigten Aus­ führungen.

Claims (10)

1. Abgaskatalysator, insbesondere für Brennkraft­ maschinen,

• - umfassend einen in einer Mantelhülse (2) ange­ ordneten Katalysator-Trägerkörper (3) aus Sta­ pellagen (4) glatter und/oder verformter Ble­ che (5, 6), wobei
• - Stapellagen (4) hülsenseitig quer zur Mantel­ hülse (2) verlaufend angeordnet und mit dieser jeweils über eines der Bleche (5, 6) fest ver­ bunden sind (bei 7),

dadurch gekennzeichnet,

• - daß elastisch nachgiebige Elemente (8, 9, 10, 11, 12, 13) in den verbindungsseitigen End­ abschnitten (14) der Bleche (5, 6) angeordnet sind.

2. Abgaskatalysator nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die verbindungsseitigen Endabschnitte (14) der Bleche (5, 6) als elastisch nachgiebige Elemente (8, 9, 10, 11, 12, 13) ausgebildet sind.

3. Abgaskatalysator nach Anspruch 1 und 2, mit Stapel­ lagen (4) aus glatten und gewellten Blechen (5, 6), dadurch gekennzeichnet,

• - daß die Stapellagen (4) jeweils über eine Wel­ lung (6′) der gewellten Bleche (6) mit der Mantelhülse (2) in fester Verbindung stehen (bei 7), und
• - daß die glatten Bleche (5) jeweils im Bereich dieser verbindungsseitigen Wellungen (6′) unter Belassung eines freien Federweges dieser Wellung (6′) gestaltet sind.

4. Abgaskatalysator nach den Ansprüchen 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß die glatten Bleche (5) in ihren Endabschnitten (14) den verbindungsseitigen Wellungen (6′) der gewellten Bleche (6) entspre­ chend angepaßt ausgebildet sind.

5. Abgaskatalysator nach den Ansprüchen 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß die den verbindungsseiti­ gen Wellungen (6′) angepaßten, im übrigen glatten Bleche (5) gemeinsam mit den Wellungen (6′) an der Mantelhülse (2) fest angeordnet sind (bei 7).

6. Abgaskatalysator nach den Ansprüchen 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet,

• - daß die glatten Bleche (5) in ihren End­ abschnitten (14) als offene Ringe (15) gestal­ tet sind, die
• - in die verbindungsseitigen Wellungen (6′) der gewellten Bleche (6) eingreifend angeordnet sind

7. Abgaskatalysator nach den Ansprüchen 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß die Bleche (5) der Sta­ pellagen (4) in ihren Endabschnitten (14) mehrfach wechselweise abgewinkelt ausgebildet sind (Faltungen 16).

8. Abgaskatalysator nach den Ansprüchen 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß das nachgiebige Element (12) einer Stapellage (4) als eine zumindest aus einem der Bleche (5, 6) gebildete offene Öse (17) gestaltet ist.

9. Abgaskatalysator nach den Ansprüchen 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß ein Blech (5, 6) einer Stapellage (4) in seinem verbindungsseitigen End­ abschnitt (14) als ein im wesentlichen geschlosse­ ner Ring (18) gestaltet ist.