CZ278210B6

CZ278210B6 - Arrangement for holding a catalyst body within engine exhaust system housing

Info

Publication number: CZ278210B6
Application number: CS882047A
Authority: CZ
Inventors: Georg Wirth; Siegfried Worner
Original assignee: Eberspaecher J
Priority date: 1987-03-28
Filing date: 1988-03-28
Publication date: 1993-10-13
Also published as: DE3710299A1; US4958491A; DE8717839U1; EP0285027A3; DE3872743D1; EP0285027A2; CZ204788A3; EP0285027B1; DE3710299C2; ES2033968T3

Description

Vynález se týká zařízení pro držení tělesa katalyzátoru ve skříni výfukového systému motoru poháněného kapalným palivem a jeho utěsnění proti kolem proudícím spalinám, které má těleso katalyzátoru obklopující přídržný prvek, který drží těleso katalyzátoru v jeho zamontované poloze ve skříni a který má nejméně jeden kolem tělesa katalyzátoru vedený úsek, ve kterém je uložen těsnicí pásek, přičemž přídržný prvek je vytvořen nejméně jako jednovrstvý, zvlněný úplet z kovových vláken.

Dosavadní stav techniky

Jsou známá uspořádání motorových vozidel, u kterých je katalyticky navrstvený celek upraven ve skříni výfukového potrubí motoru vozidla. Přidržované monolity jsou citlivé na náraz a musejí být upevněny ve své zamontované poloze. Vzhledem k tomu, že přidržovací těleso má jiný teplotní koeficient protažení než potrubí, případně než těleso, ve kterém jsou uloženy, vznikají značné potíže. Pro přidržování katalyticky navrstveného monolitu pro čištění spalin u motorových vozidel se osvědčilo držení monolitu obvodovým úpletem. Přitom lze toto držení uskutečnit úpletem, který je uspořádán čelně a přesahuje přes čelní stranu tělesa nebo prostřednictvím minerálního pletiva, které je uspořádáno tak, že obaluje obvod a čelní hrany tělesa, jak je to patrno například z DE-PS 22 13 539.

Z DE-AS 14 76 507 je známé držení monolitu, u kterého je povrch tělesa pokryt porézní vrstvou z křemičitanů hlinitého, čímž se vlastní držení uskutečňuje prostřednictvím kovového zvlněného úpletu. Z DE-PS 22 13 539 je také známé zabránit obtoku přídržného tělesa uspořádáním jednoho nebo několika radiálních těsnicích kroužků mezi přídržným tělesem a skříní, případně mezi těsnicími vtlačeními.

U těchto známých zařízení hrozí nebezpečí, že vzhledem k působení impulsů na přídržné těleso se mění jeho poloha a tak se může při styku s částmi skříně poškodit. Další související potíž spočívá v tom, že jsou problémy s utěsněním proti tomu podílu spalin, který obtéká těleso. Tento podíl spalin musí být pokud možno co nejmenší, aby se plyn, který protéká tělesem, při průtoku tělesem, například katalyzátorem, čistil, zatímco obtékající podíl plynu zůstává bez úpravy a za tělesem katalyzátoru se opět slučuje se spalinami, což podstatně snižuje dosažený stupeň čištění výfukových plynů.

Z uvedených důvodů je v DE-OS 35 19 965 popsáno zdokonalené uspořádání pro držení monolitu ve skříni ve výfukovém potrubí motorového vozidla, u kterého je přídržný prvek pro monolit vytvořen z kovového hadicového úpletu, který je slisován na rovný prvek a má po obou stranách šípovitá vtlačení, uspořádaná šikmo pod stanoveným úhlem, a který obklopuje monolit alespoň v jedné vrstvě, přičemž rovnoběžně s podélnou osou tohoto přídržného prvku je upraveno nejméně jedno přímočaré vtlačení pro uložení

-1Λ

CZ 278210 Β6 těsnícího pásku. Toto uspořádání sice představuje podstatné zdokonalení ve srovnání s až dosud známými zařízeními, avšak má tu podstatnou nevýhodu, že těsnicí pásek dosedá na stlačený úplet a tím i na drsnou plochu. Tím může při tepelném provozním zatížení vzhledem k různému protažení dojít ke tření’ mezi stlačeným úpletem a těsnicím páskem a tím i k otěru a k rozrušení těsnicího pásku, ž čehož vyplývá ztráta těsnicího účinku. Mimoto je otěr z .těsnicího pásku obtékajícím podílem spalin vynášen do okolního ovzduší a zatěžuje tak nepříznivě okolí. Samozřejmě je s tím spojeno i snížení životnosti celého zařízení pró čištění spalin, i když by jako katalyzátor působící monolit umožňoval delší životnost.

Podstata vynálezu

Vynález si klade za úkol vytvořit zařízení pro držení tohoto typu, které by bylo výrobně i montážně jednoduché, protože se jedná o předmět hromadné spotřeby, a u kterého by byla zajištěna těsnost proti obtékajícím spalinám jednoduchými prostředky, které by současně zajišťovaly těsnicí prvek proti rozrušení.

Vytčený úkol se řeší a uvedené nedostatky se odstraňují zařízením podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že kovová vlákna přídržného prvku jsou v úseku, ve kterém je uložen těsnicí pásek, nepropletena. Podstatné podle toho tedy je, že v tom úseku přídržného prvku, ve kterém je upraven těsnicí pásek, není žádný slisovaný úplet, ale jen hladká a s výhodou rovnoběžně vedle sebe upravená kovová vlákna, která spojují sousedící části úpletu, přičemž tato vlákna jsou stejná, jako vlákna, ze kterých je vytvořen úplet. Tento úsek je přitom upraven v podélném směru přídržného prvku, přičemž šířka přídržného prvku zhruba odpovídá délce katalytického monolitu, kolem kterého je přídržný prvek ovinut, a to v jedné nebo ve více vrstvách. Tím je upraven těsnicí pásek napříč ke směru, kterým spaliny obtékají monolit.

Přídržný prvek může být, jak je to známé, vytvořen jako hadice, která je spletena z kovových vláken a která v úseku uspořádaném podle vynálezu není vytvořena jako úplet, nýbrž má přímá vlákna, a který je potom slisován do rovného dvouvrstvého prvku, přičemž úseky s nepropletenými přímými vlákny leží na sobě a tak vytvářejí úsek pro uložení těsnicího prvku. Přídržný prvek však může být také vytvořen jako příslušně dlouhý jednovrstvý prvek, jehož délka je například stejně velká nebo větší než dvojnásobný obvod monolitu. V takovém případě je monolit obklopen přídržným prvkem tak, že vzniká dvouvrstvý obal.

Aby se dosáhlo zvláště účinného utěsnění, spočívají další výhodná provedení zařízení podle vynálezu v tom, že je upraven nad, případně pod nebo mezi nepropletenými kovovými vlákny úpletu alespoň jeden těsnicí pásek. Př.·’ jednovrstvém přídržném prvku, který se navine v jedné nebo ve více vrstvách kolem monolitu se vloží těsnicí pásek před ovíjením monolitu do úseku, který je upraven pro jeho uložení, přičemž se uloží buď nad nebo pod přímá vlákna. U přídržného prvku, který je vytvořen ze slisované hadice, lze těsnicí prvek vložit do pro něj upraveného úseku již při slisovávání hadice, takže leží mezi přímými vlákny a v případě potřeby lze uložit další těsnicí pásek před ovinutím monolitu do úseku s přímými vlákny na již vložený těsnicí pásek, takže po

-2CZ 278210 B6 ovinutí monolitu zajišťuje těsnění dvojitý těsnicí pásek. Podle vynálezu je přitom tloušťka těsnicího pásku stejně velká nebo menší než výška zvlnění úpletu v úsecích, které sousedí s úsekem pro uložení těsnicího pásku.

Držením monolitu podle vynálezu se dosáhne’ jednoduchými prostředky spolehlivého držení monolitu navzdory rozdílnému rozpínání monolitu a skříně, jakož i odolného utěsnění proti spalinám, které obtékají monolit, přičemž těsnicí pásek je jednoduchým způsobem chráněn proti otěru a tím i proti rozrušení..

Přehled obrázků na výkresech

Vynález je v dalším podrobněji vysvětlen na příkladu zařízení pro držení katalyticky vrstvého monolitu ve výfukovém potrubí motorového vozidla.

Na obr. 1 je zjednodušeně a schematicky znázorněn podélný řez zařízením pro držení. Na obr. 2 . je schematicky znázorněn odviň přídržného prvku na na obr. 3 je schematicky znázorněn příčný řez přídržným prvkem.

Příklad provedení vynálezu

U příkladu provedení je těleso 1, které je tvořeno katalyticky vrstveným monolitem s velkým počtem jemných podélných kanálů, uspořádáno a drženo ve výfukovém potrubí 11, v daném případě ve výfukovém potrubí motorového vozidla. Má se zajistit, aby se do značné míry zabránilo obtékání tělesa 1 spalinami, a aby držení bylo při všech provozních stavech dostatečné. Držení má být účinné navzdory různým teplotním koeficientům protažení u skříně 2, která je vytvořena z oceli, a u tělesa 1, které je vytvořeno z keramiky, a to při různých vznikajících teplotách, tedy zhruba až do oblasti 800 až 900 °C.

Výfukové potrubí 11 má ve směru proudění vstupní trychtýř 3a, ke kterému je připojena válcová skříň 2, ve které je drženo těleso 1. Skříň 2 může být na vstupní trychtýř 3a připojena s větším průměrem, takže se vytvoří dosedací hrana. Na skříň 2 navazuje odpovídající výstupní trychtýř 3b s na něj připojeným potrubím. Skříň 2 je s oběma trychtýři 3a, 3b buď svařena nebo spojena prostřednictvím přírub. Válcová skříň 2 má na obvodu upravená vtlačení 12, která jsou uspořádána bud navzájem rovnoběžně nebo jsou vtlačena ve tvaru spirály. Toto vtlačení 12 způsobuje slisování přídržného prvku 4, který obklopuje těleso

1. Přídržný prvek 4 je vytvořen z dvouvláknového úpletu, který je slisován do rovinného elementu a který je vytvořen z drátu o průměru 0,23 mm z materiálu Xnconel 601 nebo Nicrofer 6023 se šířkou úpletu 95 mm při 60 očkách. Přídržný prvek 4 má po obou stranách šípovitá vtlačení 5. Přitom vzniká zvlnění s roztečí 10,5 mm při výšce h zvlnění úpletu o hodnotě 6,5 mm, přičemž šípovitost je dána oboustranným zešikmením při sklonu 72° vzhledem k hraně. V obou okrajových oblastech 6a, 6b je upravena podélná vnější hrana 7a, 7b o výšce 18 mm, takže v obou těchto oblastech vzniká zdvojený počet vrstev. Přídržný prvek 4 je dále v podélné ose 8. opatřen úsekem 9, do kterého je vložen těsnicí pásek 10 o tloušťce d. V zamontovaném stavu je upravena podélná osa 8. kolmo ke směru proudění přidržovaného katalyzátoru. V úseku

-3CZ 278210 B6 procházejí vlákna 13 úpletu 14 bez vzájemného propletení a přímočaře, takže vytvářejí úložné přepážky pro těsnicí pásky 10, případně 10a, 10b, a přispívají tak k držení těsnicího pásku 10, protože v provozu se tyto přepážky zalisují do povrchu těsnícího pásku 10

V případech mimořádného zatížení může být těsnicí pásek 10 spojen také s přímými vlákny 13 úpletu 14, takže je vždy jedno vlákno 13 upraveno nad a následující vlákno 13 pod těsnicím páskem 10. Tím je zajištěno zvláště dobré upevnění polohy těsnicího pásku 10 v přídržném prvku 4. Podobný efekt se vytváří u hadicového a potom do rovinného elementu slisovaného přídržného prvku 4, když se těsnicí pásek 10 vloží před slisováním do úseku 9, upraveného pro těsnicí pásek 10. V takovém případě leží jedna vrstva vláken 13 na těsnicím pásku 10 a jedna vrstva vláken 13 pod těsnicím páskem 10.

to

Úsek 2 nemusí být, tak uspořádán uprostřed, avšak vzhledem k podélnému směru přídržného prvku 4., a to buď ně s podélným směrem nebo šikmo k němu.

jak je může být znázorněno na také vytvořen

-J obrázcích, výstředně rovnoběžPřídržný prvek 4 je širší než je délka tělesa 1, takže při obalování přečnívá těleso 1 na jeho obou čelních stranách. Po smontování se uloží tyto přečnívající úseky přes příslušné čelní hrany tělesa 1 a vytvářejí tak jednak ochranu těchto čelních hran a jednak první utěsnění proti obtékání tělesa 1 spalinami. Šípovitá vtlačení 5 zajíšůují dokonalejší držení tělesa 1 a zabraňují zejména šikmému posunutí tělesa 1. Mimoto toto opatření vytváří přerušení dráhy proudění' pro spaliny a tak má rovněž těsnicí účinek.

Claims

1. Zařízení pro držení tělesa katalyzátoru ve skříni výfukového systému motoru poháněného kapalným palivem a jeho utěsnění proti kolem proudícím spalinám, které má těleso katalyzátoru obklopující přídržný prvek, který drží těleso katalyzátoru v jeho zamontované poloze ve skříni a který má nejméně jeden kolem tělesa katalyzátoru vedený úsek, ve kterém je uložen těsnicí pásek, přičemž přídržný prvek je vytvořen jako nejméně jednovrstvý, zvlněný úplet z kovových vláken, vyznačující se tím, že kovová vlákna (13) přídržného prvku (4) v úseku (9), ve kterém je uložen těsnicí pásek (10), jsou nepropletěna.

2. ařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že kovová vlákna (13) přídržného prvku (4) v úseku (9), ve kterém je uložen těsnicí pásek (10), jsou upravena přímočaře a navzájem rovnoběžně v podélném směru tělesa (1) katalyzátoru.

3. Zařízení podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že těsnicí pásek (10) je vložen na vnější straně nepropletených kovových vláken (13).

4. Zařízení podle nároku i nebo 2, vyznačující setím, že těsnicí pásek (10) je vložen na vnitřní straně nepropletených kovových vláken (13).

5. Zařízení podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že na vnější straně nepropletených kovových vláken (13) je vložen první těsnicí pásek (10a) a na vnitřní straně nepropletených kovových vláken (13·) je vložen druhý těsnicí pásek (10b).

6. Zařízení podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že těsnicí pásek (10) je s nepropletenými kovovými vlákny (13) setkán.

7. · Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že těsnicí pásek (10) je po obklopení přídržného prvku (4) kolem tělesa (1) katalyzátoru dodatečně vložen zvnějšku.

8. Zařízení podle jednoho z nároků 1 až 7, vyznačující se tím, že tloušťka (d) těsnicího pásku (10) je stejná jako výška (h) zvlnění úpletu (14).

9. Zařízení podle jednoho z nároků 1 až 7, vyznačující se tím, že tloušťka (d) těsnicího pásku (10) je menší než výška (h) zvlnění úpletu (14).

10. Zářízení podle jednoho z nároků 1 až 9, vyznačující se tím, že úplet (14) je zvlněn tak, že vrcholky vln a dna vln jsou upraveny šikmo k podélnému směru tělesa (1) katalyzátoru.

11. Zařízení podle jednoho z nároků 1 až 10, “vyznačující se tím, že v obou okrajových oblastech (6a, 6b) přídržného prvku (4) je upraven okrajový lem úpletu (14).

12. Zařízení podle jednoho z nároků 1 až 11, vyznačující se tím, že přídržný prvek (4) je vytvořen z původně hadicovitého a potom do plochého tvaru stlačeného úpletu (14).