CZ20033546A3

CZ20033546A3 - Sheathed mid-section of a catalyst housing

Info

Publication number: CZ20033546A3
Application number: CZ20033546A
Authority: CZ
Inventors: Thomas Flehmig; Martin Kibben; Jürgen Federwisch; Attila Behner; Fred Emde; Frank Neurath; Rudi Reintaz
Original assignee: Thyssenkrupp Stahl Ag; Volkswagen Ag
Priority date: 2001-06-29
Filing date: 2002-06-27
Publication date: 2004-06-16
Also published as: DE50211113D1; DE10131466A1; EP1399655B1; CN1522337A; EP1399655A1; WO2003008773A1; US20040170541A1; DE10131466B4

Description

Oblast techniky

Vynález se týká plášťové střední části skříně katalytického konvertoru, zejména pro výfukové systémy spalovacích motorů, přičemž plášťová střední část (1), zahrnující mezilehlou vrstvu (4), vytvořenou z vyrovnávacího materiálu, obklopuje monolit (3), který obsahuje katalyticky účinný materiál, podrobený počátečnímu radiálnímu napětí, přičemž okrajové oblasti (5, 6) kovového plechu, které byly vytvarovány pro vytvoření plášťové střední části (1), se vzájemně překrývají a jsou spolu pevně spojeny.

Dosavadní stav techniky

Shora uvedené střední části skříní katalytického konvertoru pro výfukové systémy spalovacích motorů, určené zejména pro motorová vozidla, jsou známy například z patentového spisu EP 0 818 615.

Skříň je vytvořena tak, že pás kovového plechu je ovinut kolem keramického monolitu, který je obklopen rozválcovaným materiálem jako vyrovnávacím materiálem, přičemž okrajové oblasti se překrývají.

Poté je pás kovového plechu, který byl tímto způsobem vytvořen tak, aby představoval plástovou střední část v radiálním směru, těsně přitlačen na keramický monolit nebo na kovový monolit prostřednictvím přídržných pásů tak, že při působení počátečního radiálního napětí mohou být vzájemně se překrývající okrajové oblasti spolu vzájemně svařeny.

Následně pro dokončení pláště katalytického konvertoru jsou nálevkovíté koncové části přivařeny k oběma koncům plástové střední části.

Bylo prokázáno, že během provádění výrobního procesu je keramický monolit podroben výraznému zatížení v oblasti vzájemně se překrývajících okrajových částí, kteréžto zatížení může vést k poškození nebo dokonce k destrukci celého monolitu.

Za účelem vytváření válců z kovové pěny je známo řešení podle patentového spisu JP 56 056 721 pro vytvoření plochého výřezu, vytvořeného z kovové pěny kolem vnitřního prostoru trnu ve válcovém tvaru s překrývaj ícími se okraj i.

Vzájemně se překrývající okraje mají stejnou tlouštku materiálu, jako shora uvedený výřez. Prostřednictvím radiálního stlačování a rozpěchování výřezu, který byl deformován tímto způsobem, na vnitřním trnu, je získána rozměrově přesná objímka, u které výřez v oblasti překrývání stlačen z původně dvojité tloušťky materiálu na jednotlivou tloušťku materiálu. V důsledku toho jsou získány velmi dobré zářezy vzájemně se překrývajících okrajových oblastí.

• ·

Tento známý způsob výroby objímek, vytvořených z plochého materiálu, je založen na genovém materiálu, kterýje tvářen tak, že je v radiálním směru stlačitelný.

Podstata vynálezu

Úkolem tohoto vynálezu je vyvinout plášťovou střední část skříně katalytického konvertoru shora uvedeného typu, ve které nebude monolit v oblasti překrývajících se okrajových částí pásové kovové desky vystaven nebezpečně vysokým tlakovým zatížením.

V souladu s předmětem tohoto vynálezu byl shora uvedený úkol splněn tím, že byla vyvinuta plášťová střední část skříně katalytického konvertoru, zejména pro výfukové systémy spalovacích motorů, přičemž plášťová střední část, zahrnující mezilehlou vrstvu, vytvořenou z vyrovnávacího materiálu, obklopuje monolit, který obsahuje katalyticky účinný materiál, podrobený počátečnímu radiálnímu napětí, přičemž okrajové oblasti kovového plechu, které byly vytvarovány pro vytvoření plášťové střední části, se vzájemně překrývají a jsou spolu pevně spojeny, přičemž tloušťka kovového plechu v okrajových oblastech střední části v oblasti překrývání je snížena do takového rozsahu vzhledem ke zbývajícímu kovovému plechu, přičemž okrajové oblasti plášťové střední části jsou vzájemně ve svislém směru přesazeny vzhledem ke vnější plášťové ploše kovového plechu, že vnější strany a vnitřní strany okrajových oblastí a přiléhajících oblastí střední části bez snížení tloušťky kovového plechu leží ve stejné příslušné rovině pláště.

• · • · · · · ·

Tloušťka kovového plechu dvou okrajových oblastí je s výhodou snížena na polovinu plné tloušťky kovového plechu plechové desky.

Dvě okrajové oblasti jsou s výhodou přesazeny vzhledem k protilehlým stranám.

Okrajové oblastí jsou s výhodou vytvořeny pro dosedání na pero a drážku.

Okrajové oblasti mohou být s výhodou vytvořeny prostřednictvím navaření pásů kovového plechu podle požadavků provozu.

Mezi okraji okrajových oblastí a protilehlými osazenými přechody mezi okrajovými oblastmi a oblastmi, kde není tloušťka kovového plechu snížena, je s výhodou vytvořena vůle.

V souladu s dalším aspektem předmětu tohoto vynálezu byla dále rovněž vyvinuta plochá deska kovového plechu s okrajovými pásy, které jsou uchyceny na protilehlých okrajích, přičemž jsou okrajové pásy vzájemně přesazeny ve svislém směru vzhledem k vnější straně nebo vnitřní straně desky a v opačném směru, přičemž tloušťka kovového plechu je snížena tak, že celková tloušťka je stejná, jako je tloušťka desky kovového plechu, přičemž vnější strany jsou vyrovnány v rovině vnějších stran desky kovového plechu pro využití jako plášťová střední část shora uvedené skříně katalytického konvertoru.

• · · · sou byla shora cx ······ □ ·····« • •••••φ φφ · ·

U výhodného provedení shora uvedené ploché desky okrajové pásy přivařeny.

Takže v souladu s předmětem tohoto vynálezu v podstatě vyvinuta skříň katalytického konvertoru uvedeného typu, přičemž tloušťka pásového kovového plechu v okrajových oblastech plášťové střední části v místě jejich překrývání je snížena do určité míry vzhledem ke zbývající tloušťce kovového^ plechu, přičemž okrajové oblasti plášťové střední části jsou vzájemně vůči sobě ve svislém směru přesazeny vzhledem k vnější straně pásu kovového plechu, takže vnější strany nebo vnitřní strany okrajových oblastí a přiléhajících oblastí bez snížení tloušťky kovového plechu leží ve stejné příslušné rovině pláště.

V souladu s předmětem tohoto vynálezu tedy v důsledku zvláštního tvaru a konstrukce vzájemně se překrývajících okrajových oblastí, a to nezávisle na radiálním tlakovém zatížení, nedochází k žádným místním zátěžovým špičkám u tlakově citlivého monolitu, a to jak během výroby, nebo během provozu.

Monolit je namísto toho podroben zcela stejnoměrnému zatížení přes svůj celý obvod. V důsledku toho dochází k výrazně menšímu počtu poruch, a to jak během výroby, tak i během provozu.

V souladu s předmětem tohoto vynálezu je součet tlouštěk zmenšeného kovového pásu ve dvou okrajových oblastech stejný, jako je tloušťka plného pásu kovového plechu. S výhodou je tloušťka kovového pásu v každé z okrajových oblastí snížena na polovinu plné tloušťky kovového pásu.

Snížení tloušťky kovového pásu v okrajových oblastech, stejně jako přesazení okrajových oblastí, může být provedeno různými způsoby.

V souladu s prvním provedením předmětu tohoto vynálezu jsou dvě okrajové oblasti přesazeny vzhledem k protilehlých stranám. Okrajové oblasti však mohou být rovněž provedeny tak, že vytvářejí typ spojený ve formě pera a drážky.

Z hlediska výrobní technologie je první alternativa zcela zjevně jednodušší. Může být totiž realizována prostřednictvím navaření tenčích okrajových pásů, určených přímo na míru, nebo naválcováním okrajových oblastí nebo jejich mechanickým odstraněním.

Za tím účelem, že během výroby, zejména během vytváření a předpínání plášťové střední části kolem monolitu, kdy v důsledku výrobních tolerancí může docházet k různým obvodovým rozměrům, tak za účelem odstranění stejnoměrného obvodového napětí bez místních tlakových špiček v důsledku překrývání v případě osazení z hlediska tloušťky, je podle dalšího provedení předmětu tohoto vynálezu na středové části, která obklopuje monolit, vytvořena vůle mezi okraji okrajových oblastí a protilehlými osazenými přechody mezi okrajovými oblastmi a oblastmi, kde tloušťka kovového plechu nebyla zmenšena.

To přičemž oblasti snížena umožňuje posouvat okrajové oblasti vzájemně po sobě, vztah tloušťky překrývajících se oblastí v okrajové zůstává nezměněn, takže vůle je v ideálním případě přímo na nulu, přičemž vnější stranu a vnitřní strany • · · ·

středové části poté vytvářejí přechod bez jakýchkoliv mezer nebo osazení v překrývající se oblasti.

Vynález se dále týká plochého pásu kovového plechu s okrajovými pásy, které jsou přidržovány na protilehlých okrajích, přičemž okrajové pásy jsou vzájemně přesazeny ve svislém směru vzhledem k vnější straně nebo vnitřní straně desky a v protilehlém směru, přičemž tloušťka kovového plechu je snížena tak, že celková tloušťka je stejná, jako je tloušťka plechové desky, přičemž vnější strany jsou vyrovnány v rovině vnějších stran desky kovového plechu pro využití jako plášťová střední část skříně katalytického konvertoru u shora popsané konstrukce.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález bude v dalším podrobněji objasněn na příkladech jeho konkrétního provedení, jejichž popis bude podán s přihlédnutím k přiloženým obrázkům výkresů, kde:

obr. 1 znázorňuje pohled v řezu na střední část skříně katalytického konvertoru s obklopeným keramickým monolitem ještě předtím, než byl umístěn na své místo s přídržnými pásy, navinutými kolem něj; a obr. 2 znázorňuje ve zvětšeném měřítku pohled v řezu na úsek, označený písmenem X na obr. 1.

Příklady provedení vynálezu

Plášťová střední část 1 s přesahovou oblastí 2 je vytvořena z plochého pásu kovového plechu jako vyrovnávací • · · · · · · 9 · 9 · ·

materiál kolem válcového monolitu 3, který je vytvořen z katalyticky účinného materiálu, zpravidla z keramického materiálu, s mezilehlou vrstvou 4, provedenou z vyrovnávacího materiálu.

Vyrovnávací materiál udržuje válcový monolit _3 pevně na místě během různého tepelného roztahování válcového monolitu 3_ a plášťové střední části 1.

Plášťová střední část 1, obsahuje dvě okrajové oblasti 5 a ý, které probíhají v osovém směru, přičemž tloušťka kovového plechu je poloviční, než je obvyklá tloušťka kovového plechu desky.

Tyto okrajové oblasti 5 a 6 jsou umístěny ve středové oblasti plášťové střední části A' která nemá zmenšenou tloušťku, přičemž jsou vzájemně vůči sobě výškově přesazeny. S výhodou jsou přivařeny s pomocí laseru.

Jak je znázorněno především na vyobrazení podle obr. 2, tak vnější strana okrajové oblasti 5 je umístěna v úrovní vnější plášťové plochy la plášťové střední části -1, zatímco vnitřek okrajové oblasti 6 je umístěn na vnitřní plášťové ploše lb plášťové střední části 1_.

Kromě charakteristických znaků předmětu tohoto vynálezu, spočívajících v tom, že konstantní tloušťka kovového plechu je udržována přes obvod plášťové střední části 1 rovněž v přesahové oblasti 2, spočívá další charakteristický znak v tom, že je vytvořena vůle 7. ^a §. ^mezi okraji vzájemně se překrývajících okrajových oblasti _5 a 6_ a osazenými přechody 9 a 10, které jsou vytvořeny okrajovými oblastmi 5 '· ·· ······ ·· · * · · · · · · · · a & a přiléhajícími oblastmi, které mají tloušúku kovového plechu.

Tato vůle 7 a J3 byla provedena tak, že pokud je vyvozováno napětí prostřednictvím přídržných pásů, které jsou navinuty kolem plášřové střední části 1, je možno posouvat okrajové oblasti 5 a 6 vzájemně vůči sobě, aniž by docházelo k jakémukoliv pěchování.

Po ukončení působení tohoto napětí, v jehož důsledku je v ideálním případě vůle 7 a Í3 snížena na nulu, mohou být okrajové oblasti 5 a 6 svařeny dohromady.

φ ·« φφ φφφφ ··· • * φ φ φ φφφ φφφφ φφφ φ φφ φ φφφ φ φ« φ φφφφ φ · χί<23- 3C/É

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Plášťová střední část (1) skříně katalytického konvertoru, zejména pro výfukové systémy spalovacích motorů, přičemž plášťová střední část (1), zahrnující mezilehlou vrstvu (4) , vytvořenou z vyrovnávacího materiálu, obklopuje monolit (3), který obsahuje katalyticky účinný materiál, podrobený počátečnímu radiálnímu napětí, přičemž okrajové oblasti (5, 6) kovového plechu, které byly vytvarovány pro vytvoření plášťové střední části (1), se vzájemně překrývají a jsou spolu pevně spojeny, vyznačuj ící tím, že tloušťka kovového plechu v okrajových oblastech (5, 6) střední části (1) v oblasti překrývání je snížena do takového rozsahu vzhledem ke zbývajícímu kovovému plechu, přičemž okrajové oblasti plášťové střední části (1) jsou vzájemně ve svislém směru přesazeny vzhledem ke vnější plášťové ploše (la) kovového plechu, že vnější strany a vnitřní strany okrajových oblastí (5, 6) a přiléhajících oblastí střední části (1) bez snížení tloušťky kovového plechu leží ve stejné příslušné rovině pláště.
2. Plášťová střední část (1) skříně katalytického konvertoru podle nároku 1, vyznačující se tím, že tloušťka kovového plechu dvou okrajových oblastí (5, 6) je snížena na polovinu plné tloušťky kovového plechu plechové desky.
3. Plášťová střední část (1) skříně katalytického konvertoru podle nároku 1, vyznačující se tím, že dvě okrajové oblasti (5, 6) jsou přesazeny vzhledem k protilehlým stranám.
4. Plášťová střední část (1) skříně katalytického konvertoru podle nároku 1, vyznačující se tím, že okrajové oblasti (5, 6) jsou vytvořeny pro dosedání na pero a drážku.
5. Plášťová střední část (1) skříně katalytického konvertoru podle kteréhokoliv z nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že okrajové oblasti navaření pásů kovového (5, 6) jsou vytvořeny prostřednictvím plechu podle požadavků provozu.
6. Plášťová střední část (1) skříně katalytického konvertoru podle kteréhokoliv z nároků 1 až 5, vyznačující se tím, že mezi okraji okrajových oblastí (5, 6) a protilehlými osazenými přechody (9, 10) mezi okrajovými oblastmi (5, 6) a • · 0 · ···· ·· · • · » · · · · ·

9 9 9 9 9 9 9 9 oblastmi, kde není tloušťka kovového plechu snížena, je vytvořena vůle (7, 8) .
7. Plochá deska kovového plechu s okrajovými pásy, které jsou uchyceny na protilehlých okrajích, přičemž jsou okrajové pásy vzájemné přesazeny ve svislém směru vzhledem k vnější straně nebo vnitřní straně desky a v opačném směru, přičemž tloušťka kovového plechu je snížena tak, že celková tloušťka je stejná, jako je tloušťka desky kovového plechu, přičemž vnější strany jsou vyrovnány v rovině vnějších stran desky kovového plechu pro využití jako plášťová střední část skříně katalytického konvertoru podle nároku 1.
8. Plochá deska kovového plechu podle nároku 7, vyznačující se tím, že okraj ové pásy j sou přivařeny.