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Abstract

An exhaust gas purification element comprises a housing (2), a monolith (3) within the housing, and a monolith-securing mat (4) between the housing and the monolith. The mat is a hybrid mat comprising an expanded mat (5) and an oxide fiber mat (6).

Description

Die Erfindung betrifft ein Abgasreinigungselement wie etwa einen Abgaskatalysator oder einen Partikelfilter und insbesondere die Anordnung des entsprechenden Elementkörpers, beispielsweise eines Keramikkörpers oder Monolithen, in einem Gehäuse nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The The invention relates to an exhaust gas purification element such as an exhaust gas catalyst or a particulate filter and in particular the arrangement of the corresponding Member body, for example, a ceramic body or monoliths, in a housing according to the preamble of claim 1.

Aus der DE 3432 283 ist ein Abgaskatalysator mit einem in einem metallischen Außengehäuse mit stirnseitigen, insbesondere konischen Abgaszu- und -abführstutzen angeordneten porösen Keramikkörper bekannt. Dieser Keramikkörper ist wabenartig strukturiert und weist eine katalytisch wirksame Oberflächenbeschichtung auf. Zwischen dem Außengehäuse und dem Keramikkörper ist ein thermisch isolierendes, vorzugsweise aus einer so genannten Blähmatte bestehendes Federkissen angeordnet. Derartige Keramikkörper werden als Monolithen bezeichnet.From the DE 3432 283 is a catalytic converter with a in a metallic outer housing with frontal, in particular conical Abgaszu- and -abführstutzen arranged porous ceramic body known. This ceramic body is honeycomb-structured and has a catalytically active surface coating. Between the outer housing and the ceramic body, a thermally insulating, preferably consisting of a so-called Blähmatte spring pillow is arranged. Such ceramic bodies are referred to as monoliths.

Nachteilig an dem genannten Stand der Technik ist, dass die aus Silicaten, z.B. Aluminiumsilicaten, einem Blähglimmer, beispielsweise Vermiculit, und einem organischen Bindemittel zusammengesetzte Blähmatte nur bis ca. 750°C geeignet ist den Katalysatorkörper in dem Gehäuse zu lagern. Auch wenn sie durch ihre Ausdehnung bei Hitze in der Lage ist, die Spaltaufweitung zwischen Keramik und Blech zu kompensieren, ist die Verwendung einer solchen Matte nicht bei Dieselpartikelfiltern möglich, die erheblich heißer werden.adversely in the cited prior art is that of silicates, e.g. Aluminum silicates, an expanding mica, for example vermiculite, and an organic binder composite Blähmatte only up to 750 ° C suitable is the catalyst body in the case to store. Even though they are capable of expanding through heat is to compensate for the gap widening between ceramic and sheet metal, the use of such a mat is not with diesel particulate filters possible, the considerably hotter become.

Aus dem Stand der Technik ist weiter die Verendung einer Lagermatte aus polykristallinen Fasern bekannt. Derartige Fasern sind beispielsweise oxidische Fasern wie Aluminiumoxid. Da sie sich bei Hitze nicht ausdehnen, kann die erforderliche Klemmkraft zum Halten des Keramikkörpers nur durch die Elastizität der Fasermatte erreicht werden. Sie sind gegenüber Blähmatten leichter, druckfester, haben eine geringere Wärmeleitfähigkeit und sind bis ca. 1200 °C temperaturbeständig. Daher werden sie zur Lagerung des Keramikkörpers von Dieselpartikelfiltern eingesetzt. Nachteilig ist jedoch, dass die bei der Erwärmung entstehende Spaltaufweitung zwischen Keramik und Blech durch die Federwirkung der Matte nur bedingt kompensierbar ist.Out The prior art is further the use of a bearing mat made of polycrystalline fibers. Such fibers are for example oxide fibers such as alumina. Since they are not in heat expand, the required clamping force for holding the ceramic body can only through the elasticity the fiber mat can be achieved. They are lighter compared to inflatable mats, more pressure-resistant, have a lower thermal conductivity and are temperature resistant up to 1200 ° C. Therefore They are used for storage of the ceramic body of diesel particulate filters. The disadvantage, however, is that the gap expansion arising during the heating between ceramic and sheet metal by the spring action of the mat only conditionally compensated.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Abgasreinigungselement wie einen Abgaskatalysator oder Partikelfilter mit einer hoch temperaturbeständigen Lagerung des Monolithen zu schaffen, bei dem auch bei hohen Temperaturen die sichere Lagerung des Monolithen in dem Gehäuse gewährleistet ist.It Object of the present invention, an exhaust gas purification element such as a catalytic converter or particle filter with a high temperature resistant storage of the monolith, in which even at high temperatures the safe storage of the monolith is guaranteed in the housing.

Diese Aufgabe wird durch einen Abgasreinigungselement mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Die Unteransprüche geben weitere günstige Ausführungsbeispiele und Fortbildungen der Erfindung an.These Task is by an exhaust gas purification element with the features of claim 1. The dependent claims give more cheap embodiments and further developments of the invention.

Erfindungsgemäß ist bei einem Abgasreinigungselement mit einem Gehäuse und einem in das Gehäuse eingesetzten Monolithen, bei dem zur Fixierung des Monolithen eine Matte zwischen Gehäuse und Monolithen angeordnet ist, die Matte als Hybridmatte bestehend aus einer Blähmatte und einer Fasermatte aus oxidischen Fasern ausgelegt.According to the invention is at an exhaust gas purification element with a housing and an inserted into the housing Monoliths, in which for fixing the monolith a mat between casing and monoliths is arranged, the mat as a hybrid mat from a Blähmatte and a fiber mat of oxide fibers.

Die Kombination der zwei Matten vereint vorteilhaft die Eigenschaften beider Materialien. Die Blähmatte sorgt für eine große Haltekraft und dichtet den Monolith zugleich gegenüber dem Gehäuse ab, während die Fasermatte die notwendige Temperaturbeständigkeit aufweist.The Combination of the two mats advantageously combines the properties both materials. The inflatable mat takes care of a big Holding force and seals the monolith at the same time over the casing while off the fiber mat has the necessary temperature resistance.

Vorteilhafterweise liegt die Blähmatte am Gehäuse und die Fasermatte am Monolithen an. Dadurch kommt nur die hitzebeständigere Fasermatte mit dem heißen Monolith in Kontakt und die Blähmatte zur Ausgleichung des Spalts zwischen Gehäuse und Monolithen befindet sich im kühleren Außenbereich. Insbesondere können die Blähmatte und die Fasermatte miteinander verklebt sein.advantageously, is the inflatable mat on the housing and the fiber mat on the monolith. This only comes the more heat resistant Fiber mat with the hot Monolith in contact and the Blähmatte to adjust the gap between housing and monolith in the cooler Outdoors. In particular, you can the inflatable mat and the fiber mat glued together.

Voteilhafterweise sind die Fasern der Blähmatte und/oder der Fasermatte biologisch abbaubar und die Fasern der Blähmatte sowie der Fasermatte nicht lungengängig, indem sie einen Durchmesser > 3 μm und/oder ein Länge/Durchmesserverhältnis < 3 aufweisen. Dadurch wird die Verarbeitung, wie auch ein späteres Recycling erleichtert, da keine oder nur geringe Gesundheitsgefährdung besteht.Voteilhafterweise are the fibers of the Blähmatte and / or the fiber mat biodegradable and the fibers of the Blähmatte and the fiber mat is not respirable, by a diameter> 3 microns and / or have a length / diameter ratio <3. Thereby the processing, as well as a later recycling is facilitated, because there is little or no health risk.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform besteht die Hybridmatte aus mehreren aufeinander folgenden Bläh- und Faserschichten.In a further preferred embodiment the hybrid mat consists of several consecutive expanding and fibrous layers.

Der Monolith kann ein Keramikträger eines Katalysators oder ein Keramikkörper eines Partikelfilters sein.Of the Monolith can be a ceramic carrier a catalyst or a ceramic body of a particulate filter be.

Die Erfindung wird nachfolgend in einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel mithilfe der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt:The Invention will be described below in an advantageous embodiment using the attached Drawings closer explained. In the drawings shows:

1 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Abgasreinigungselements in schematischer Querschnittsdarstellung und 1 an embodiment of an exhaust gas purification element according to the invention in a schematic cross-sectional view and

2 ein Diagramm der Haltekraft als Funktion der Temperatur. 2 a diagram of the holding power as a radio tion of the temperature.

1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Abgasreinigungselements 1, beispielsweise eines Rußpartikelfilters im Querschnitt. In einem ovalen Gehäuse 2 ist ein Monolith 3, der hier aus Keramik besteht, angeordnet. Zwischen dem Gehäuse 2 und dem Monolith 3 ist eine Hybridmatte 4 bestehend aus einer Blähmatte 5 und einer Fasermatte 6 aus oxidischen fasern, beispielsweise Aluminiumoxid, derart angeordnet, dass die Blähmatte 4 nach außen am Gehäuse anliegt, während die Fasermatte 6 innen am Monolithen 3 anliegt. Die Blähmatte 5 und die Fasermatte 6 sind mit einem geeigneten temperaturbeständigen Klebstoff miteinander verklebt. 1 shows an embodiment of an exhaust gas purification element 1 , For example, a soot particle filter in cross section. In an oval case 2 is a monolith 3 , which is made of ceramic here, arranged. Between the case 2 and the monolith 3 is a hybrid mat 4 consisting of a Blähmatte 5 and a fiber mat 6 made of oxidic fibers, for example aluminum oxide, arranged such that the Blähmatte 4 outwardly abuts the housing while the fiber mat 6 inside the monolith 3 is applied. The inflatable mat 5 and the fiber mat 6 are glued together with a suitable temperature-resistant adhesive.

Wenn das Abgasreinigungselement sich im Betrieb erhitzt, so wird die Blähmatte 5 durch die Fasermatte 6 der Hybridmatte 5 vor zu großer Hitze geschützt. Durch die größere Ausdehnung der Blähmatte 5 wird der zwischen Gehäuse 2 und keramischem Monolith 3 entstehende Spalt kompensiert und auch bei hohen Temperaturen eine ausreichend große Haltekraft auf den Monolithen 3 ausgeübt.When the exhaust gas purifying element heats up during operation, the Blähmatte 5 through the fiber mat 6 the hybrid mat 5 protected from excessive heat. Due to the larger expansion of the inflatable mat 5 is the between housing 2 and ceramic monolith 3 resulting gap compensated and even at high temperatures, a sufficiently large holding force on the monolith 3 exercised.

Die Kombination der Blähmatte 5 und der Fasermatte 6 in einer Hybridmatte 4 vereint somit die Vorteile beider unter Vermeidung der Nachteile. Daher ist eine Verwendung bei Dieselpartikelfiltern möglich, die erheblich heißer als etwa bisherige Katalysatoren werden.The combination of the Blähmatte 5 and the fiber mat 6 in a hybrid mat 4 combines the advantages of both while avoiding the disadvantages. Therefore, use is possible with diesel particulate filters, which become significantly hotter than previous catalysts.

2 zeigt in einem Diagramm die Haltekraft bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel als Funktion der Temperatur. Als Hochwert ist schematisch die Haltekraft H bzw. der Mattendruck und als Rechtswert die Temperatur T aufgetragen. Die Linie I zeigt den Verlauf der Haltekraft bei Verwendung von nur einer Blähmatte nach dem Stand der Technik. Die Kurve II zeigt den Verlauf der Haltekraft bei Verwendung von nur einer Fasermatte nach dem Stand der Technik. Rechts von der senkrechten Linie, als Bereich DPF-R bezeichnet, befindet sich der Temperaturbereich, in dem die Regeneration eines Dieselpartikelfilters abläuft. Es ist gut zu sehen, dass die Haltekraft der Blähmatte allein hier stark abfällt und die der Fasermatte allgemein niedriger liegt. 2 shows a diagram of the holding force in the present embodiment as a function of temperature. As a high value is schematically the holding force H or the matte pressure and applied as the right value, the temperature T. Line I shows the course of the holding force when using only one Blähmatte according to the prior art. The curve II shows the course of the holding force when using only one fiber mat according to the prior art. To the right of the vertical line, designated DPF-R, is the temperature range in which regeneration of a diesel particulate filter occurs. It is good to see that the holding power of the Blähmatte alone here drops sharply and the fiber mat is generally lower.

Die Linie III zeigt die Haltekraft des erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels mit einer Hybridmatte 4 bestehend aus der Kombination aus Blähmatte 5 und Fasermatte 6. Die Haltekraft ist bei hohen Temperaturen signifikant höher und auch der Monolith 3 eines Partikelfilters wird somit insbesondere im Temperaturbereich DPF-R einer Regeneration eines Partikelfilters sicher gehalten.Line III shows the holding force of the embodiment according to the invention with a hybrid mat 4 consisting of the combination of inflatable mat 5 and fiber mat 6 , The holding force is significantly higher at high temperatures and also the monolith 3 a particulate filter is thus kept safe especially in the temperature range DPF-R of a regeneration of a particulate filter.

11
Abgasreinigungselementexhaust purifying member
22
Gehäusecasing
33
Monolithmonolith
44
Hybridmattehybrid mat
55
Blähmatteexpanded mat
66
Fasermattefiber mat

Claims (8)

Abgasreinigungselement mit einem Gehäuse (2) und einem in das Gehäuse (2) eingesetzten Monolith (3), der von einer zwischen Gehäuse (2) und Monolith (3) angeordneten Matte (4) gelagert ist, die den Monolithen (3) in dem Gehäuse (2) fixiert, dadurch gekennzeichnet, dass die Matte (4) eine Hybridmatte bestehend aus einer Blähmatte (5) und einer Fasermatte (5) aus oxidischen Fasern ist.Exhaust gas purification element with a housing ( 2 ) and one in the housing ( 2 ) used monolith ( 3 ), which is surrounded by an enclosure ( 2 ) and monolith ( 3 ) arranged mat ( 4 ) which is the monolith ( 3 ) in the housing ( 2 ), characterized in that the mat ( 4 ) a hybrid mat consisting of a Blähmatte ( 5 ) and a fiber mat ( 5 ) is made of oxidic fibers. Abgasreinigungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hybridmatte (4) so angeordnet ist, dass die Blähmatte (5) am Gehäuse (2) und die Fasermatte (6) am Monolithen (3) anliegt.Exhaust gas purification element according to claim 1, characterized in that the hybrid mat ( 4 ) is arranged so that the Blähmatte ( 5 ) on the housing ( 2 ) and the fiber mat ( 6 ) on the monolith ( 3 ) is present. Abgasreinigungselement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Blähmatte (5) und die Fasermatte (6) miteinander verklebt sind.Exhaust gas purification element according to claim 1 or 2, characterized in that the inflatable mat ( 5 ) and the fiber mat ( 6 ) are glued together. Abgasreinigungselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fasern der Blähmatte (5) und/oder der Fasermatte (6) biologisch abbaubar sind.Exhaust gas purification element according to one of the preceding claims, characterized in that the fibers of the Blähmatte ( 5 ) and / or the fiber mat ( 6 ) are biodegradable. Abgasreinigungselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fasern der Blähmatte (5) und/oder der Fasermatte (6) nicht lungengängig sind und einen Durchmesser > 3 μm und/oder ein Länge/Durchmesserverhältnis < 3 aufweisen.Exhaust gas purification element according to one of the preceding claims, characterized in that the fibers of the Blähmatte ( 5 ) and / or the fiber mat ( 6 ) are not respirable and have a diameter> 3 μm and / or a length / diameter ratio <3. Abgasreinigungselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hybridmatte mehrere aufeinander folgende Lagen aus Blähmatte (5) und Fasermatte (6) aufweist.Exhaust gas purification element according to one of the preceding claims, characterized in that the hybrid mat several successive layers of Blähmatte ( 5 ) and fiber mat ( 6 ) having. Abgasreinigungselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Monolith (3) ein Keramikträger für einen Katalysator ist.Exhaust gas purification element according to one of the preceding claims, characterized in that the monolith ( 3 ) is a ceramic carrier for a catalyst. Abgasreinigungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Monolith (3) ein Keramikkörper eines Partikelfilters ist.Exhaust gas purification element according to one of claims 1 to 6, characterized in that the monolith ( 3 ) is a ceramic body of a particulate filter.
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