DE9210836U1 - Vorrichtung zum katalytischen Reinigen der Abgase von Verbrennungsmotoren - Google Patents

Vorrichtung zum katalytischen Reinigen der Abgase von Verbrennungsmotoren

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Description

Besch reibung:
Die Erfindung betrifft Vorrichtungen zum kataLytisehen Reinigen der Abgase von Verbrennungsmotoren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Abgaskatalysatoren dieser Konstruktion sind bekannt, beispielsweise aus der DE-A-37 29 994, der DE-U-92 02 554 oder auch der EP-A-O 450 348. Sie sind auch in großen Stückzahlen im Einsatz. Die Innenkonen haben die Aufgabe, eine auf der Innenseite des Katalysatorgehäuses angebrachte Isolierschicht gegen die Abgase und deren Pulsationen zu schützen. Die Innenkonen werden üblicherweise im Bereich ihrer engen Öffnung mit dem Gehäuse verschweißt. Das weite Ende der Innenkonen bleibt frei beweglich, um Spannungen, ausgelöst durch die unterschiedlichen Temperaturen von Innenkonus und Gehäuse, zu vermeiden. Zwischen Innenkonusende und Katalysatorkörper muß notwendigerweise ein Abstand eingehalten werden, um die Ausdehnungsdifferenzen ausgleichen zu können, über diesen Spalt können die AbgaspuIsationen hinter den Innenkonus und hinter den Kata Iaysatorkörper gelangen; um dies zu verhindern, wird versucht, den Spalt mit geeigneten Mitteln abzudecken, beispielsweise mit Hilfe von Drahtgestrickringen, mit Metallfolien und dergleichen mehr.
Die Erfahrung hat jedoch gezeigt, daß alle diese Konstruktionen umständlich, teuer und selten zuverlässig wirksam sind. Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, bei der diese Probleme drastisch reduziert, ja sogar völlig beseitigt sind.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine gattungsgemäße Vorrichtung mit den Merkmalen gemäß Kennzeichen des Anspruchs 1.
Es hat sich völlig überraschenderweise herausgestellt, daß eine starke Pressung des als Isoliermaterial verwendeten Keramikvlieses an der Übergangsstelle zum Kata lysator körper genügt, um zu verhindern, daß das Isoliermaterial ausgeblasen wird. Eine starke Pressung des Isoliermaterials im Sinne der vorliegenden Erfindung liegt typischerweise dann vor, wenn die Dicke des Keramikvlieses von ungepreßt beispielsweise 6 mm auf 1,5 bis 2 mm reduziert ist, d. h. wenigstens um den Faktor 3. Derart mechanisch zusammengepreßtes Keramikvlies bietet überraschenderweise eine optimale Beständigkeit gegen Abgaspu Isationen. Die bisher verwendeten Hilfsteile wie Drahtringe, Metallfolien, Blechringe usw. können völlig entfallen.
Die erfindungsgemäß benötigte starke Pressung des Keramikvlieses läßt sich auf unterschiedliche Arten realisieren.
Gemäß einer ersten Variante wird das Keramikvlies im Bereich des weiten Konusendes wenigstens einmal, vorzugsweise mehrfach umgeschlagen.
Gemäß einer zweiten Variante wird das weite Konusende mit einer Sicke ausgerüstet, die einwärts oder auswärts gerichtet sein kann, je nach der Form des Gehäuses.
Gemäß einer dritten Variante wird das Gehäuse im Bereich des weiten Konusendes einwärts gesickt.
Gemäß einer vierten Variante ist im Bereich des weiten Konusendes ein Verstärkungsring auf der Außenseite des Innenkonus und/oder der Innenseite des Gehäuses befestigt.
Es versteht sich, daß alle diese Konstruktionsvarianten auch sinnvoll gemischt werden können. Dadurch wird es
beispielsweise möglich, die thermische Ausdehnungsdifferenz zwischen Innenkonus und Gehäuse dazu zu benutzen, die Pressung des Keramikv Lieses in Abhängigkeit von der Temperatur der Abgase zeitweise zu erhöhen.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung übergreift das weite Konusende den Katalysatorkörper. Derartige Konstruktionen und ihre Vorteile sind prinzipiell bekannt.
Anhand der Zeichnung soll die Erfindung in Form von Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. Es zeigen jeweils in schematiseher, auszugsweiser Darstellung:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen ersten Abgaskatalysator,
Fig. 2 einen Längsschnitt durch einen zweiten Abgaskatalysator,
Fig. 3 einen Ausschnitt aus einem dritten Abgaskatalysator,
Fig. A einen Ausschnitt aus einem vierten Abgaskatalysator und
Fig. 5 einen Ausschnitt aus einem fünften Abgaskatalysator.
Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch eine Hälfte eines ersten Abgaskatalysators. Man erkennt ein metallisches Gehäuse 1, in dem mit Hilfe einer Quellmatte 6 ein Katalysatorkörper 3 fixiert ist. Vervollständigt ist das Gehäuse 1 durch einen Außenkonus 2, an dessen engem Ende ein abgasführendes Rohr anschließbar ist.
Zur thermischen und akustischen Isolierung ist der Außenkonus 2 mit einer innenLiegenden Isolierung 5 versehen.
Zum Schutz derselbe vor den heißen und stark pulsierenden Abgasen ist ein zusätzlicher Innenkonus 4 vorgesehen. Dieser ist an seinem engen Ende mit dem Außenkonus 2 verschweißt; das weite Ende des Innenkonus 4 endet vor der Stirnfläche des Katalysatorkörpers 3. Um die thermischen Ausdehnungsdifferenzen zwischen Außenkonus 2, Innenkonus 4 und Katalysatorkörper 3 ausgleichen zu können, muß zwischen Innenkonus 4 und Katalysatorkörper 3 einerseits sowie Außenkonus 2 bzw. Gehäuse 1 andererseits jeweils ein Spalt eingehalten werden.
üblicherweise wird dieser Spalt mit Hilfe von temperaturbeständigen, elastischen Abdichtungsmitteln wie Drahtgestrickringen, Blechringen, Metallfolien und dergleichen überbrückt. Diese Hilfsmittel sollen verhindern, daß die pulsierenden Abgase in den Raum zwischen Innenkonus 4 und Außenkonus 2 gelangen und dort das Isoliermaterial zerstören. Die in Fig. 1 dargestellte Konstruktion nach der Erfindung kommt jedoch ohne derartige Hilfsmittel aus. Dies wird dadurch ermöglicht, daß als Isoliermaterial 5 Keramikvlies verwendet wird, welches durch die ausgestellte Form des weiten Endes 14 des Innenkonus 4 stark, d. h. auf wenigstens etwa ein Drittel bis ein Viertel seiner Normaldicke zusammengepreßt wird. Die Beständigkeit des so stark gepreßten Keramikvlieses gegen Temperatur und Pulsationen der Abgase ist hervorragend, wie die durchgeführten Test belegen. Es ist so erstmals möglich, ohne Hilfsteile eine höhere Beständigkeit und eine einfachere Montage zu gewährleisten.
Fig. 2 zeigt eine weitere Ausführungsform. Hier übergreift das weite Ende 24 des Innenkonus 4 den Katalysat&ogr;rkörper 3, wodurch der Schutz gegen AbgaspuIsationen verbessert wird. Im Bereich des weiten Konusendes 24 ist das Keramikvlies auf etwa ein Drittel seiner normalen Stärke zusammengepreßt.
Fig. 3 zeigt eine dritte Variante. Das weite Ende 34 des Innenkonus 4 übergreift wieder den Katalysatorkörper 3. Gehäuse 1 und Innenkonusende 34 sind mit umlaufenden Sicken 20, 30 versehen, zwischen denen das KeramikvLies 35 stark zusammengepreßt wird. Sobald zwischen Innenkonus 4 und Außenkonus 2 eine Temperaturdifferenz auftritt, verschieben die Sicken 20, 30 sich gegeneinander, wodurch die Pressung des Keramikvlieses 35 noch verstärkt wird.
Fig. 4 zeigt eine vierte Variante. Hier ist das weite Ende 44 des Innenkonus 4 im Durchmesser erweitert, so daß das Keramikvlies 45 an dieser Stelle stark zusammengepreßt wird.
Fig. 5 schließlich zeigt als fünfte Variante, daß die erforderliche starke Pressung des Keramikvlieses 5 im Bereich des weiten Endes 54 des Innenkonus 4 auch durch einen ein- oder mehrfachen Umschlag 55 des Keramikvlieses 5 erreicht werden kann.

Claims (7)

Schutzansprüche:
1. Vorrichtung zum kataLytisehen Reinigen der Abgase von Verbrennungsmotoren, umfassend ein metallisches Gehäuse (1) mit Außenkonus (2) zur Aufnahme eines Katalysatorkörpers (3), wenigstens einen metallischen Innenkonus (4) und eine Isolierschicht (5) zwischen Außen- und Innenkonus (2, 4), dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierschicht (5) ein Keramikvlies ist und daß das Keramikvlies (15, 25, 33, 45, 55) im Bereich des weiten Konusendes (14, 24, 34, 44, 54) zwischen Außen- und Innenkonus (2, 4) stark gepreßt ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Keramikvlies (15 ... 55) auf weniger als ein Drittel seiner Normalstärke zusammengepreßt ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Keramikvlies (5) im Bereich des weiten Konusendes (14, ... 54) wenigstens einmal umgesch lagen ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das weite Konusende (14, ... 54) umlaufend gesickt ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) im Bereich des weiten Konusendes (14, ... 54) umlaufend gesickt ist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des weiten Konusendes (14, ... 54) ein Verstärkungsring auf der Außenseite des Innenkonus (4) und/oder der Innenseite des Gehäuses (1) befestigt ist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das weite Konusende (14, ... 54) den KataLysatorkorper (3) übergreift.
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