EP1319120A1 - Fest- los-lagerung eines katalysator-trägerkörpers - Google Patents

Fest- los-lagerung eines katalysator-trägerkörpers

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EP1319120A1
EP1319120A1 EP01985283A EP01985283A EP1319120A1 EP 1319120 A1 EP1319120 A1 EP 1319120A1 EP 01985283 A EP01985283 A EP 01985283A EP 01985283 A EP01985283 A EP 01985283A EP 1319120 A1 EP1319120 A1 EP 1319120A1
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EP
European Patent Office
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housing
bearing
fixed bearing
angle
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EP01985283A
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Rolf BRÜCK
Wolfgang Maus
Katrin Schaper
Jörg-Roman KONIECZNY
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Vitesco Technologies Lohmar Verwaltungs GmbH
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Emitec Gesellschaft fuer Emissionstechnologie mbH
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Definitions

  • the present invention relates to an arrangement for fixing a catalyst carrier body in a housing according to the preamble of claim 1.
  • Such catalyst carrier bodies are used, for example, in exhaust systems of ner combustion engines, in particular in automobile construction.
  • a holder for a metallic catalytic converter carrier body in a jacket tube is proposed.
  • the catalyst carrier body is embedded or fastened in such a way that thermal elongation is not hindered.
  • the holder is designed with two or more spacers, as a result of which the catalyst carrier body is held within the casing tube at a distance of a few millimeters. Only one spacer is firmly connected to both the catalyst carrier body and the jacket tube. In this way, it is prevented that due to different thermal expansion behavior of the casing tube and the catalyst carrier body, stresses occur which can have a negative effect on the service life of such a holder.
  • the arrangement according to the invention for fixing a catalyst carrier body in a housing comprises a catalyst carrier body with a jacket tube and with a honeycomb body through which an exhaust gas can flow.
  • a catalyst carrier body with a jacket tube and with a honeycomb body through which an exhaust gas can flow.
  • Such catalytic. Tor carrier bodies are used in particular for cleaning an exhaust gas or for the catalytic conversion of pollutants in the ner combustion engine that are present in the exhaust gas.
  • the honeycomb body is connected, in particular soldered, to the casing tube at least in a partial area.
  • the casing tube has at least a first and a second bulge with flank surfaces.
  • the housing has at least a first and a second recess with side faces.
  • the arrangement according to the invention is characterized in that the bulges extend at least partially into the depressions in such a way that a fixed bearing and at least one floating bearing are formed with an axial bearing play.
  • the fixed bearing ensures permanent fixation of the catalyst carrier body in the housing. Due to its axial bearing play, the floating bearing allows the catalyst carrier body to expand, which occurs due to the temperature increases in the catalyst carrier body.
  • the at least first and / or second bulge are axially circumferential. This has the consequence that a uniform storage over the circumference of the jacket tube is guaranteed.
  • flank surfaces of the bulges and the outer surface of the tubular casing each enclose an outside angle.
  • the outside angle of the fixed bearing is smaller than the outside angle of the floating bearing.
  • the outside angle of the fixed bearing is preferably in the range from 90 ° to 110 °. In this way, high axial forces can also be absorbed via the fixed bearing, such as occur due to body vibrations and pulsation in the exhaust gas flow.
  • the housing has an inner surface, the side surfaces of the depressions and the inner surface of the housing each enclosing an inner angle and the inner angle of the fixed bearing being smaller than the inner angle of the floating bearing.
  • the side surfaces of the depressions corresponding to the flank surfaces of the bulges are provided, so that the largest possible form fit is ensured between the bulge and the depression. This enables good structure-borne noise damping, in particular in the case of the fixed bearing, and good, if appropriate, in the case of the floating bearing. radial guidance.
  • the inside angle is at most 5 ° larger than the outside angle of the fixed bearing.
  • the inside angle is preferably the same size as the outside angle of the fixed bearing.
  • An equal size of the inside angle and the outside angle has the advantage that the flank surfaces and the side surfaces are arranged parallel to one another. This enables a particularly stable execution form of a fixed or floating bearing.
  • the depressions have a depth and the bulges have a height, the depth being at least 2 mm greater than the height. This also permits radial thermal expansion of the catalyst carrier body, the occurrence of thermal stresses in the bearing being prevented.
  • flank surfaces of the bulges lie against the side surfaces of the depressions, at least in the fixed bearing.
  • a flat contact area is formed.
  • a filling material is arranged at least in the at least one floating bearing between the flank surfaces of the bulges and the side surfaces of the depressions. It is preferably a material that is temperature-resistant and suitable for use in an exhaust system.
  • Such filler material such as mica, allows thermal expansion of the catalyst carrier body, the thermal expansion behavior of the filler material being adapted such that thermally generated gaps or cavities between the casing tube and the housing are closed by the filler material. This ensures an exact fixation in the storage.
  • the catalyst carrier body is essentially surrounded by the filler material. The consequence of this is that the entire catalyst carrier body is mounted with little vibration because the filler material significantly reduces a transition of the acceleration forces from the housing to the catalyst carrier body.
  • a circumferential cavity is formed between the bulges of the casing tube and the honeycomb body, in which a heat-insulating medium, in particular air, is preferably arranged.
  • a heat-insulating medium in particular air
  • the bulges have a further function in addition to the storage of the catalyst carrier body.
  • the cavity prevents heat flow from the honeycomb body to the tubular casing, which improves the light-off behavior of the honeycomb body. This permits earlier catalytic conversion of pollutants in an exhaust gas flowing through the honeycomb body.
  • the bulge of the fixed bearing has a first axial length of 1 to 20 mm, the bulge of the floating bearing preferably having a second axial length of 10 to 30 mm.
  • the first axial length can For example, be made smaller because the inside and outside angles of the fixed bearing are made smaller than that of the floating bearing. If the bulge of the fixed bearing is designed as a plate arranged in the form of a collar, the first axial length can be limited to a very few millimeters.
  • the floating bearing only has the task of providing radial guidance and ensuring thermal expansion also in the axial direction. The bearing clearance required for this must therefore also be taken into account when designing the axial second length.
  • exhaust gas flows through the honeycomb body in a preferred direction of flow, the fixed bearing being arranged downstream of the floating bearing.
  • the hottest area of the honeycomb body is usually located near the entry side.
  • the thermal expansions also occur to an increased extent in this area.
  • An arrangement of the floating bearing in this area allows these thermal expansions, which prevents lifelong stresses.
  • the housing is made in two parts with half-shells, these half-shells being technically connected, in particular welded, with a longitudinal seam f.
  • the design of a housing with two half-shells supports, for example, the arrangement of filler material around the catalyst carrier body during assembly in order to enable the catalyst carrier body to be decoupled from the body vibrations of the housing.
  • FIG. 2 shows an end view of an embodiment of a honeycomb body with a tubular casing
  • Fig. 3 is a detailed view of a bulge of the casing tube with a corresponding recess in the housing and
  • Fig. 4 is a perspective and schematic of an arrangement of a catalyst carrier body in a two-part housing.
  • FIG. 1 shows schematically and in a section an embodiment of an arrangement according to the invention for fixing a catalyst carrier body 1 in a housing 2.
  • the catalyst carrier body 1 comprises a honeycomb body 4 through which a jacket tube 3 can flow for an exhaust gas in a preferred flow direction 14 is.
  • the casing tube 3 is connected to the honeycomb body 4 in a partial region 7, preferably soldered.
  • the casing tube 3 has a first bulge 5 and a second bulge 6.
  • the housing 2 has a first 8 and a second recess 9.
  • the bulges 5 and 6 extend into the recesses 8 and 9 in such a way that a fixed bearing 20 and a floating bearing 21 are formed with an axial bearing play 11.
  • the first 5 and the second bulge 6 are axially circumferential 10.
  • the floating bearing 21 is arranged upstream 14 of the fixed bearing 20.
  • the catalyst carrier body 1 is additionally surrounded by a filler 25. Such a fixation of the catalyst carrier body 1 in the housing 2 has the advantage that a transition of body vibrations from the housing 2 to the catalyst carrier body 1 is prevented.
  • the first bulge 5 of the casing tube 3 has a cavity 28 which surrounds the honeycomb body 4 and in which a heat-insulating medium is arranged. This cavity 28 prevents heat transfer from the honeycomb body 4 to the casing tube 3, which ensures a faster heating of the honeycomb body 4 and thus also an earlier catalytic conversion of pollutants in the exhaust gas.
  • the second bulge 6 is designed as a kind of collar, which was welded onto the casing tube 3. On the one hand, this ensures a continuous connection of the casing tube 3 to the honeycomb body 4 in the partial region 7 and also allows the first axial length 30 (not shown) of the fixed bearing 20 to be made relatively small.
  • FIG. 2 shows an end view of an embodiment of a honeycomb body 4 with a casing tube 3.
  • the honeycomb body 4 has sheet metal layers 12 which are structured in such a way that an exhaust gas can flow through them.
  • the sheet metal layers 12 comprise smooth 32 and corrugated sheets 33, so that channels 13 through which an exhaust gas can flow are formed.
  • the sheet metal layers 12 were layered or stacked and then looped or wound, whereby the honeycomb body 4 is formed.
  • FIG. 3 schematically shows a detailed view of a bulge 5, 6 of the jacket tube 3 with a corresponding depression 8, 9 of the housing 2.
  • the jacket tube 3 has a jacket surface 17 which enclose an outside angle 18 with the flank surfaces 15 of the bulge 5, 6 ,
  • the bulge 5, 6 has a height 24 starting from the lateral surface 17.
  • the bulge 5, 6 extends at least partially into a corresponding depression 8, 9.
  • the depressions 8 and 9 have two preferably circumferential side surfaces 16 which enclose an inner angle 19 with the inner surface 22 of the housing 2.
  • a symmetrical structure of the depressions 8 and 9 or bulges 5 and 6 is not necessary, but reduces the manufacturing effort.
  • the depth 23 of the depression 8, 9 is preferably at least 2 mm greater than the height 24 of the bulge 5, 6.
  • FIG. 4 shows, in perspective and schematically, a further embodiment of an arrangement according to the invention for fixing a catalyst carrier body 1 in a housing 2.
  • the housing 2 is designed with two half-shells 26 which, after the catalyst carrier body 1 has been arranged in the interior of the housing 2, on two Longitudinal seams 27 are connected to each other.
  • the half-shells 26 are preferably welded to the longitudinal seams 27.
  • the housing 2 consisting of the half-shells 26 also has depressions 8 and 9 which correspond to the bulges 5 and 6 of the casing tube 3 of the catalyst carrier body 1.
  • This configuration of the housing 2 with two half-shells 26 is particularly suitable for the arrangement of filler material 25 (not shown) which surrounds the catalyst carrier body 1 and which tion of body vibrations of the housing 2 on the jacket tube 3 prevented.
  • the filling material 25 is arranged so that the end face of the honeycomb body 4 is not reduced.
  • the arrangement according to the invention ensures permanent fixation of the catalyst carrier body, in particular in the event of body vibrations of the exhaust system of an internal combustion engine, which can be advantageously used in particular in the case of honeycomb bodies made of very thin metal foils with a thickness of less than 30 ⁇ m.

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Abstract

Anordnung zum Fixieren eines Katalysator-Trägerkörpers (1) in einem Gehäuse (2), wobei der Katalysator-Trägerkörper (1) mit einem Mantelrohr (3) und mit einem für ein Abgas durchströmbaren Wabenkörper (4), wobei das Mantelrohr (3) mindestens eine erste (5) und eine zweite Auswölbung (6) mir Flankenflächen (15) hat und zumindest in einem Teilbereich (7) mit dem Wabenkörper (4) verbunden ist und wobei das Gehäuse (2) mindestens eine erste (8) und zweite Vertiefung (9) mit Seitenflächen (16) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Auswölbungen (5, 6) zumindest teilweise so in die Vertiefungen (8, 9) erstrecken, dass ein Festlager (20) und mindestens ein Loslager (21) mit einem axialen (10) Lagerspiel (11) gebildet sind. Diese Anordnung gewährleistet insbesondere bei auftretenden Körperschwingungen des Abgassystems einer Verbrennungskraftmaschine eine dauerhafte Fixierung des Katalysator-Trägerkörpers.

Description

Fest- Los-Lagerung eines Katalysator-Trägerkörpers
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zum Fixieren eines Katalysator-Trägerkörpers in einem Gehäuse gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Solche Katalysator-Trägerkörper werden beispielsweise in Abgassys- temen von Nerbrennungskraflmaschinen, insbesondere im Automobilbau, eingesetzt.
Eine derartige Anordnung ist beispielsweise aus der EP 0 212 243 bekannt. In diesem Dokument wird eine Halterung für einen metallischen Abgaskatalysator- Trägerkörpers in einem Mantelrohr vorgeschlagen. Dabei ist der Katalysator- Trägerkörper so eingebettet beziehungsweise befestigt, daß eine thermische Län- gendehnung nicht behindert ist. Die Halterung ist mit zwei oder mehreren Distanzhaltern ausgebildet, wodurch der Katalysator-Trägerkörper innerhalb des Mantelrohres in einem Abstand von einigen Millimetern gehaltert wird. Dabei ist nur ein Distanzhalter sowohl mit dem Katalysator-Trägerkörper als auch mit dem Mantelrohr fest verbunden. Auf diese Weise wird verhindert, daß aufgrund unterschiedlichen thermischen Ausdehnungsverhaltens von Mantelrohr und Katalysator-Trägerkörper Spannungen entstehen, welche die Lebensdauer einer solchen Halterung negativ beeinflussen können.
Untersuchungen haben gezeigt, daß während des Betriebes von im Automobilbau eingesetzten Motoren, in dem angrenzenden Abgassystem enorme Körperschwingungen auftreten. Diese resultieren im wesentlichen aus den explosionsartigen und zeitlich getakteten Nerbrennungsvorgängen des Kraftstoff-Luft-Gemisches in dem Motor. Dabei treten insbesondere bei den einzelnen Komponenten des Abgassystems sehr große Beschleunigungskräfte auf, welche die Lebensdauer einer Halterung eines Katalysator-Trägerkörpers in einem Abgassystem gefährden können. Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Anordnung zum Fixieren eines Katalysator-Trägerkörpers in einem Gehäuse anzugeben, welche insbesondere geeignet ist, eine hohe Verweildauer des Katalysator- Trägerkörpers in einem Gehäuse an einer vorgebbaren Stelle zu gewährleisten, wobei insbesondere eine Übertragung von in einem Abgassystem auftretenden Körperschwingungen auf den Katalysator-Trägerkörper gedämpft wird.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Anordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vorgeschlagen. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den abhän- gigen Ansprüchen angegeben.
Die erfindungsgemäße Anordnung zum Fixieren eines Katalysator-Trägerkörpers in einem Gehäuse umfaßt einen Katalysator-Trägerkörper mit einem Mantelrohr und mit einem für ein Abgas durchströmbaren Wabenkörper. Derartige Katalysa- . tor-Trägerkörper werden insbesondere zur Reinigung eines Abgases beziehungsweise zur katalytischen Umsetzung von im Abgas befindlichen Schadstoffen der Nerbrennungskraftmaschine eingesetzt. Der Wabenlcörper ist zumindest in einem Teilbereich mit dem Mantelrohr verbunden, insbesondere verlötet. Das Mantelrohr weist dabei mindestens eine erste und eine zweite Auswölbung mit Flanken- flächen auf. Das Gehäuse hat mindestens eine erste und eine zweite Vertiefung mit Seitenflächen. Die erfindungsgemäße Anordnung zeichnet sich dadurch aus, daß sich die Auswölbungen zumindest teilweise so in die Vertiefungen erstrecken, daß ein Festlager und mindestens ein Loslager mit einem axialen Lagerspiel gebildet sind. Das Festlager gewährleistet dabei eine dauerhafte Fixierung des Kata- lysator-Trägerkörpers in dem Gehäuse. Das Loslager erlaubt aufgrund seines axialen Lagerspiels Dehnungen des Katalysator-Trägerkörpers, welche aufgrund der Temperaturerhöhungen des Katalysator-Tragerkorpers auftreten.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die mindestens erste und/oder zwei- te Auswölbung axial umlaufend ausgeführt. Dies hat zur Folge, daß eine gleichmäßige Lagerung über den Umfang des Mantelrohres gewährleistet ist.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung schließen die Flankenflächen der Auswölbungen und die Mantelfläche des Mantelrohres jeweils einen Außenwinkel ein. Der Außenwinkel des Festlagers ist dabei kleiner als der Außenwinkel des Loslagers. Vorzugsweise liegt der Außenwinkel des Festlagers im Bereich von 90° bis 110°. Auf diese Weise sind auch hohe axiale Kräfte über das Festlager aufhehm- bar, wie sie beispielsweise aufgrund von Körperschwingungen und Pulsation im Abgasstrom auftreten.
Gemäß noch einer weiteren Ausgestaltung hat das Gehäuse eine Innenfläche, wobei die Seitenflächen der Vertiefungen und die Innenfläche des Gehäuses jeweils einen Innenwinkel einschließen und der Innenwinkel des Festlagers kleiner als der Innenwinkel des Loslagers ist. Auf diese Weise werden den Flankenflächen der Auswölbungen korrespondierende Seitenflächen der Vertiefungen bereitgestellt, so daß zwischen Auswölbung und Vertiefung ein möglichst großflächiger Formschluß gewährleistet ist. Dies ermöglicht insbesondere bei dem Festlager eine gute Körperschalldämpfung und bei dem Loslager gegebenenfalls eine gute . radiale Führung.
Dabei ist es besonders vorteilhaft, daß der Innenwinkel maximal 5° größer als der Außenwinkel des Festlagers ist. Vorzugsweise ist der Innenwinkel gleich groß wie der Außenwinkel des Festlagers. Eine gleich große Ausprägung des Innen- winkeis und des Außenwinkels hat den Vorteil, daß die Flankenflächen und die Seitenflächen parallel zueinander angeordnet sind. Dies ermöglicht eine besonders stabile Ausführungsforai eines Fest- beziehungsweise Loslagers.
Gemäß noch einer weiteren Ausgestaltung haben die Vertiefungen eine Tiefe und die Auswölbungen eine Höhe, wobei die Tiefe mindestens 2 mm größer als die Höhe ist. Dies erlaubt auch eine radiale thermische Ausdehnung des Katalysator- Trägerkörpers, wobei das Auftreten von thermischen Spannungen in der Lagerung verhindert wird.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung liegen zumindest bei dem Festlager die Flankenflächen der Auswölbungen an den Seitenflächen der Vertiefungen an. Dabei ist insbesondere ein flächiger Anlagebereich gebildet. Die direkte Anlage hat eine besonders dämpfende Wirkung auf auftretenden Körperschall, wobei die hieraus resultierenden Beschleunigungskräfte nur in stark reduziertem Maße von dem Gehäuse auf den Katalysator-Trägerkörper übergehen. Dies ermöglicht eine besonders langlebige Fixierung des Katalysator-Trägerkörpers in dem Abgassystem.
Gemäß noch einer weiteren Ausgestaltung ist zumindest bei dem mindesten einen Loslager zwischen den Flankenflächen der Auswölbungen und den Seitenflächen der Vertiefungen ein Füllmaterial angeordnet. Dabei handelt es sich vorzugsweise um ein Material, welches temperaturbeständig und für den Einsatz in einem Abgassystem geeignet ist. Ein solches Füllmaterial, wie beispielsweise Glimmer, erlaubt thermische Dehnungen des Katalysator-Trägerkörpers, wobei das thermische Ausdehnungsverhalten des Füllmaterial so angepaßt ist, daß thermisch entstandene Spalte oder Hohlräume zwischen Mantelrohr und Gehäuse durch das Füllmaterial geschlossen werden. Somit ist eine exakte Fixierung in der Lagerung gewährleistet.
Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn der Katalysator-Trägerkörper im wesentlichen von dem Füllmaterial umgeben ist. Dies hat zur Folge, daß der gesamte Katalysator-Trägerkörper schwingungsarm gelagert ist weil das Füllmaterial einen Übergang der Beschleunigungskräfte von dem Gehäuse zum Katalysator- Trägerkörper hin deutlich reduziert.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist zwischen den Auswölbungen des Mantelrohres und dem Wabenkörper ein umlaufender Hohlraum gebildet, in welchem vorzugsweise ein wärmeisolierendes Medium, insbesondere Luft, angeordnet ist. Auf diese Weise kommt den Auswölbungen neben der Lagerung des Katalysator- Trägerkörpers eine weitere Funktion hinzu. Der Hohlraum verhindert einen Wärmefluß vom Wabenkörper zum Mantelrohr hin, wodurch das Anspringverhalten des Wabenkörpers verbessert wird. Dies erlaubt eine frühzeitigere katalytische Umsetzung von Schadstoffen in einem den Wabenkörper durchströmenden Ab- gas.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung hat der Auswölbung des Festlagers eine erste axiale Länge von 1 bis 20 mm, wobei die Auswölbung des Loslagers vorzugsweise eine zweite axiale Länge von 10 bis 30 mm hat. Die erste axiale Länge kann beispielsweise deshalb kleiner ausgeführt werden, da die Innen- beziehungsweise Außenwinkel des Festlagers kleiner ausgeführt sind als die des Loslagers. Ist die Auswölbung des Festlagers als ein kragenformig angeordnetes Blech ausgeführt, kann die erste axiale Länge auf sehr wenige Millimeter begrenzt werden. Grund- sätzlich hat das Loslager lediglich die Aufgabe, eine radiale Führung bereitzustellen und eine thermische Ausdehnung auch in axialer Richtung zu gewährleisten. Das dazu benötigte Lagerspiel muß somit ebenfalls bei der Auslegung der axialen zweiten Länge berücksichtigt werden.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Weiterbildung wird der Wabenkörper in einer bevorzugten Strömungsrichtung von Abgas durchströmt, wobei das Festlager stromabwärts des Loslagers angeordnet ist. Der heißeste Bereich des Wabenkörpers ist zumeist nahe der Eintrittsseite angeordnet. Dies hat zur Folge, daß in diesem Bereich auch die thermischen Dehnungen in verstärktem Maße auftreten. Eine Anordnung des Loslagers in diesem Bereich erlaubt diese thermischen Dehnungen, wodurch lebensdauerbegrenzende Spannungen verhindert werden.
Gemäß noch einer weiteren Ausgestaltung ist das Gehäuse zweiteilig mit Halbschalen ausgeführt, wobei diese Halbschalen mit einer Längsnaht f getechnisch verbunden, insbesondere verschweißt sind. Die Ausführung eines Gehäuses mit zwei Halbschalen unterstützt beispielsweise bei der Montage die Anordnung von Füllmaterial um den Katalysator-Trägerkörper, um eine Entkoppelung des Katalysator-Trägerkörpers von den Körperschwingungen des Gehäuses zu ermöglichen.
Weitere Vorteile und besonders bevorzugte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Anordnung zum Fixieren eines Katalysator-Trägerkörpers in einem Gehäuse werden anhand der nachfolgenden Zeichnungen beschrieben. Dabei zeigen:
Fig. 1 schematisch einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Anordnung,
Fig. 2 eine stirnseitige Ansicht einer Ausgestaltung eines Wabenkörpers mit einem Mantelrohr, Fig. 3 eine Detailansicht einer Auswölbung des Mantelrohres mit einer korrespondierenden Vertiefung des Gehäuses und
Fig. 4 perspektivisch und schematisch eine Anordnung eines Katalysator- Trägerkörpers in einem zweiteiligen Gehäuse.
Figur 1 zeigt schematisch und in einem Schnitt eine Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Anordnung zum Fixieren eines Katalysator-Trägerkörpers 1 in einem Gehäuse 2. Der Katalysator-Trägerkörper 1 umfaßt einen für ein Abgas in einer bevorzugten Strömungsrichtung 14 durchströmbaren Wabenkörper 4, der von einem Mantelrohr 3 umgeben ist. Das Mantelrohr 3 ist in einem Teilbereich 7 mit dem Wabenkörper 4 verbunden, vorzugsweise verlötet. Das Mantelrohr 3 weist eine erste 5 und eine zweite Auswölbung 6 auf. Das Gehäuse 2 weist dazu korrespondierend eine erste 8 und zweite Vertiefung 9 auf. Die Auswölbungen 5 und 6 erstrecken sich so in die Vertiefungen 8 und 9, daß ein Festlager 20 und ein Loslager 21 mit einem axialen 10 Lagerspiel 11 gebildet sind. Die erste 5 und die zweite Auswölbung 6 sind axial 10 umlaufend ausgeführt. Das Loslager 21 ist stromaufwärts 14 des Festlagers 20 angeordnet. Der Katalysator-Trägerkörper 1 ist zusätzlich von einem Füllmaterial 25 umgeben. Eine derartige Fixierung des Katalysator-Trägerkörpers 1 in dem Gehäuse 2 hat den Vorteil, daß ein Übergang von Körperschwingungen von dem Gehäuse 2 auf den Katalysator-Trägerkörper 1 verhindert wird.
Die erste Auswölbung 5 des Mantelrohres 3 weist einen den Wabenkörper 4 um- laufenden Hohlraum 28 auf, in dem ein wärmeisolierendes Medium angeordnet ist. Dieser Hohlraum 28 unterbindet einen Wärmeübergang vom Wabenkörper 4 auf das Mantelrohr 3, wodurch eine schnellere Auf heizung des Wabenkörpers 4 und somit auch eine frühzeitigere katalytische Umsetzung von Schadstoffen im Abgas gewährleistet ist. Die zweite Auswölbung 6 ist hierbei als eine Art Kragen ausgeführt, welcher auf das Mantelrohr 3 aufgeschweißt wurde. Dies gewährleistet einerseits eine durchgängige Verbindung des Mantelrohres 3 mit dem Wabenkörper 4 im Teilbereich 7 und erlaubt ebenfalls, die erste axiale Länge 30 (nicht dargestellt) des Festlagers 20 relativ klein auszuführen. Figur 2 zeigt eine stirnseitige Ansicht einer Ausführungsform eines Wabenkörpers 4 mit einem Mantelrohr 3. Der Wabenkörper 4 weist Blechlagen 12 auf, welche so strukturiert sind, daß diese für ein Abgas durchströmbar sind. Die Blechlagen 12 umfassen glatte 32 und gewellte Bleche 33, so daß für ein Abgas durchström- bare Kanäle 13 gebildet sind. Die Blechlagen 12 wurden geschichtet oder gestapelt und anschließend geschlungen beziehungsweise gewunden , wodurch der Wabenkörper 4 gebildet ist.
Figur 3 zeigt schematisch eine Detailansicht einer Auswölbung 5, 6 des Mantel- rohres 3 mit einer korrespondierenden Vertiefung 8, 9 des Gehäuses 2. Das Mantelrohr 3 weist eine Mantelfläche 17 auf, welche mit den Flankenflächen 15 der Auswölbung 5, 6 einen Außenwinkel 18 einschließen. Zusätzlich weist die Auswölbung 5, 6 eine Höhe 24 ausgehend von der Mantelfläche 17 auf. Die Auswölbung 5, 6 erstreckt sich zumindest teilweise in eine korrespondierende Vertiefung 8, 9.
Die Vertiefungen 8 und 9 weisen zwei vorzugsweise umlaufend ausgebildete Seitenflächen 16 auf, welche mit der Innenfläche 22 des Gehäuses 2 einen Innenwinkel 19 einschließen. Ein symmetrischer Aufbau der Vertiefungen 8 und 9 bezie- hungs weise Auswölbungen 5 und 6 ist nicht notwendig, verringert jedoch den Herstellungsaufwand. Die Tiefe 23 der Vertiefung 8, 9 ist vorzugsweise mindestens 2 mm größer als die Höhe 24 der Auswölbung 5, 6.
Figur 4 zeigt perspektivisch und schematisch eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Anordnung zum Fixieren eines Katalysator-Trägerkörpers 1 in einem Gehäuse 2. Das Gehäuse 2 ist mit zwei Halbschalen 26 ausgeführt, welche nach der Anordnung des Katalysator-Trägerkörpers 1 im Inneren des Gehäuses 2 an zwei Längsnähten 27 miteinander verbunden werden. Vorzugsweise werden die Halbschalen 26 an den Längsnähten 27 verschweißt. Das Gehäuse 2 be- stehend aus den Halbschalen 26 weist hierbei ebenfalls Vertiefungen 8 und 9 auf, welche mit den Auswölbungen 5 und 6 des Mantelrohres 3 des Katalysator- Trägerkörpers 1 korrespondieren. Diese Ausgestaltung des Gehäuses 2 mit zwei Halbschalen 26 eignet sich insbesondere zur Anordnung von Füllmaterial 25 (nicht dargestellt), das den Katalysator-Trägerkörper 1 umgibt und eine Weiterlei- tung von Körperschwingungen des Gehäuses 2 auf das Mantelrohr 3 verhindert. Das Füllmaterial 25 ist dabei so angeordnet, daß die Stirnseite des Wabenkörpers 4 nicht verringert wird.
Die erfindungsgemäße Anordnung gewährleistet insbesondere bei auftretenden Körperschwingungen des Abgassystems einer Verbrennungskraftmaschine eine dauerhafte Fixierung des Katalysator-Trägerkörpers, was insbesondere bei Wabenkörpern aus sehr dünnen Metallfolien, von einer Dicke unter 30 μ vorteilhaft angewandt werden kann.
Bezugszeichenliste
Katalysator-Trägerkörper
Gehäuse
Mantelrohr
Wabenkörper erste Auswölbung zweite Auswölbung
Teilbereich erste Vertiefung zweite Vertiefung
Achse
Lagerspiel
Blechlage
Kanal
Strömungsrichtung
Flankenfläche
Seitenfläche
Mantelfläche
Außenwinkel
Innenwinkel
Festlager
Loslager
Innenfläche
Tiefe
Höhe
Füllmaterial
Halbschale
Längsnaht
Hohlraum
Medium erste Länge zweite Länge glattes Blech gewelltes Blech

Claims

Patentansprüche
1. Anordnung zum Fixieren eines Katalysator-Trägerkörpers (1) in einem Gehäuse (2), wobei der Katalysator-Trägerkörpers (1) ein Mantelrohr (3) und ein für ein Abgas durchströmbaren Wabenkörper (4) aufweist, wobei das Mantelrohr (3) mindestens eine erste (5) und eine zweite Auswölbung (6) mit Flankenflächen (15) hat und zumindest in einem Teilbereich (7) mit dem Waben- körper (4) verbunden ist und wobei das Gehäuse (2) mindestens eine erste (8) und eine zweite Vertiefung (9) mit Seitenflächen (16) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Auswölbungen (5, 6) zumindest teilweise so in die Vertiefungen (8, 9) erstrecken, daß ein Festlager (20) und mindestens ein Loslager (21) mit einem axialen (10) Lagerspiel (11) gebildet sind.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste (5) und/oder die zweite Auswölbung (6) axial (10) umlaufend ausgeführt sind.
3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Mantelrohr (3) eine Mantelflä- ehe (17) hat, dadurch gekennzeichnet, daß die Flankenflächen (15) und die
Mantelfläche (17) jeweils einen Außenwinkel (18) einschließen und der Außenwinkel (18) des Festlagers (20) kleiner als der Außenwinkel (18) des Loslagers (21) ist.
4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Gehäuse (2) eine Innenfläche (22) hat, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenflächen (16) und die Innenfläche (22) jeweils einen Innenwinkel (19) einschließen und der Innenwinkel (19) des Festlagers (20) kleiner als der Innenwinkel (19) des Loslagers (21) ist.
5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Mantelrohr (3) Außenwinkel (18) und das Gehäuse (2) Innenwinkel (19) hat, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenwinkel (19) des Festlagers (20) maximal 5° größer als der Außenwinkel (18) des Festlagers (20), insbesondere gleich dem Außenwinkel (18) des Festlagers (20), ist.
6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefungen (8, 9) eine Tiefe (23) und die Auswölbungen (5, 6) eine Höhe (24) aufweisen, wobei die Tiefe (23) mindestens 2 mm größer als die Höhe (24) ist.
7. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Mantelrohr (3) Flankenflächen (15) und das Gehäuse (2) Seitenflächen (16) hat, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest bei dem Festlager (20) die Flankenflächen (15) der Auswölbungen (5, 6) an den Seitenflächen (16) der Vertiefungen (8, 9) anliegen.
8. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das Mantelrohr (3) Flankenflächen (15) und das Gehäuse (2) Seitenflächen (16) hat, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest bei dem Loslager (21) zwischen den Flankenflächen (15) der Auswölbungen (5,6) und den Seitenflächen (16) der Vertiefungen (8,9) ein Füllmaterial (25), insbesondere Glimmer, angeordnet ist.
9. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Katalysator-Trägerkörper (1) im wesentlichen von dem Füllmaterial (25) umgeben ist.
10. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Auswölbungen (5, 6) des Mantelrohres (3) und dem Wabenkörper (4) ein umlaufender Hohlraum (28) gebildet ist, in welchem vorzugsweise ein wärmeisolierendes Medium (29), insbesondere Luft, angeordnet ist.
11. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswölbung (5,6) des Festlagers (20) eine erste axiale Länge (30) von 1 bis 20 mm hat, wobei die Auswölbung (6,5) des Loslagers (21) vorzugsweise eine zweite axiale Länge (31) von 10 bis 30 mm hat.
12. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei der Wabenkörper (4) in einer bevorzugten Strömungsrichtung (14) vom Abgas durchströmt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Festlager (20) stromabwärts (14) des Loslagers (21) angeordnet ist.
13. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (2) zweiteilig ausgeführt ist, wobei diese Halbschalen (26) an einer Längsnaht (27) fügetechnisch verbunden sind, insbesondere verschweißt sind.
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