DE102004056804B4

DE102004056804B4 - Katalysator und/oder Partikelfilter sowie zugehöriges Herstellungsverfahren und zugehörige Lagermatte

Info

Publication number: DE102004056804B4
Application number: DE200410056804
Authority: DE
Inventors: Georg Wirth; Marco Wenz; Peter Dr. Zacke; Rainer Dr. Zinecker
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG; J Eberspaecher GmbH and Co KG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG; Eberspaecher Exhaust Technology GmbH and Co KG
Priority date: 2004-11-24
Filing date: 2004-11-24
Publication date: 2007-09-20
Anticipated expiration: 2024-11-25
Also published as: DE102004056804A1

Abstract

Verfahren zum Herstellen eines Katalysators und/oder eines Partikelfilters,
– bei dem wenigstens ein Katalysator- und/oder Partikelfilterelement (3) mit wenigstens einer Lagermatte (4) umwickelt und zusammen mit der Lagermatte (4) unter radialer Verpressung der Lagermatte (4) in ein zylindrisches Gehäuses (2) axial eingeführt wird,
– wobei vor dem Einführen des wenigstens einen umwickelten Elements (3) eine radial außenliegende Außenseite (6) der wenigstens einen Lagermatte (4) in Einführrichtung (9) über eine radial innenliegende Innenseite (5) der wenigstens einen Lagermatte (4) vorsteht.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Katalysator und/oder ein Partikelfilter mit einem Gehäuse, in dem mittels wenigstens einer Lagermatte wenigstens ein Katalysator- und/oder Partikelfilterelement gelagert ist. Die Erfindung betrifft außerdem eine derartige Lagermatte sowie ein Verfahren zum Herstellen eines derartigen Katalysators und/oder Partikelfilters.
Ein Katalysator enthält in einem Gehäuse zumindest ein Katalysatorelement, z. B. in Form eines keramischen Monolithen. Das wenigstens eine Katalysatorelement ist dabei mit Hilfe wenigstens einer Lagermatte im Gehäuse gelagert. Eine derartige Lagermatte dient außerdem gleichzeitig als thermische Isolierung für das Gehäuse. Entsprechendes gilt auch für Partikelfilter, die in einem Gehäuse zumindest ein Partikelfilterelement, vorzugsweise in Form eines keramischen Monolithen, enthalten. Auch derartige Partikelfilterelemente können mit Hilfe von Lagermatten im Gehäuse gelagert werden. Dabei ist klar, dass grundsätzlich auch kombinierte Bauteile realisierbar sind, wie z. B. ein Partikelfilter mit integriertem Katalysator. Hierbei können im Gehäuse ein Katalysatorelement und ein Partikelfilterelement angeordnet sein. Ebenso ist es grundsätzlich möglich, ein Partikelfilterelement mit einer katalytisch aktiven Beschichtung zu versehen, wodurch das Partikelfilterelement gleichzeitig als Katalysatorelement dient.

Aus der WO 03/076 774 A1 eine Trägerstruktur und ein elastischer Körper bekannt geworden, der sich zwischen einer Gehäusewand und einem Träger befindet. Allerdings ist in der WO 03/076 1774 A1 nicht angegeben, an welchem Ort der elastische Körper angeordnet ist und welchem Zweck er dient.

Die Erfindung geht von einer Bauweise aus, bei welcher das jeweilige Element (Katalysatorelement und/oder Partikelfilterelement) mit der wenigstens einen Lagermatte umfangsmäßig umwickelt wird und anschließend in ein rohrförmiges oder zylindrisches Gehäuse axial eingeführt wird. Beim Einführen in das Gehäuse kommt es dabei zu einer radialen Verpressung der Lagermatte.

Beim axialen Einpressen des umwickelten Elements kommt es gleichzeitig zu einer intensiven Scherbeanspruchung der Lagermatte in der Einführrichtung, da die Lagermatte mit einer radial innenliegenden Innenseite am Element anliegt und mit einer radial außenliegenden Außenseite am Gehäuse. Durch die Scherbelastung der Lagermatte beim Einführen des umwickelten Elements in das Gehäuse kommt es daher in der Regel zu einer Verformung der Lagermatte, derart, dass im fertig montierten Zustand die Lagermatte in der Umfangsrichtung des Elements ein prallelogrammförmiges Profil aufweist. Hierbei steht die Außenseite am bezüglich der Einführrichtung nachfolgenden, hinteren Ende entgegen der Einführrichtung über die Innenseite vor, während gleichzeitig die Innenseite am bezüglich der Einführrichtung vorausgehenden, vorderen Ende in der Einführrichtung gegenüber der Außenseite vorsteht. Die an der radialen Lagerung des Elements beteiligte axiale Mattenlänge wird dabei durch den Überstand der Innenseite am vorderen Ende sowie durch den Überstand der Außenseite am hinteren Ende der Lagermatte entsprechend reduziert. Dementsprechend sind diese überstehenden Enden der Lagermatte radial nicht verspannt. Hierdurch kann es aufgrund von Abgaspulsationen und aufgrund hoher Strömungsgeschwindigkeiten zu Beschädigungen der Lagermatte kommen. Insbesondere können sich Teile der Lagermatte ablösen, was zu einem Austrag des teuren Lagermattenmaterials führen kann.

Hier setzt die vorliegende Erfindung an. Die Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für einen Katalysator und/oder für ein Partikelfilter bzw. für das zugehörige Herstellungsverfahren einen verbesserten Weg aufzuzeigen, der insbesondere die radiale Verspannung der Lagermatte im montierten Zustand verbessert.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, die beim Einführen des mit der Lagermatte umwickelten Elements in das Gehäuse auftretende Scherverformung der Lagermatte durch eine entsprechende negative Formgebung der Lagermatte zu eliminieren. Erreicht wird dies durch eine Lagermatte, die nach dem Aufwickeln auf das jeweilige Element und vor dem Einführen des umwickelten Elements so geformt ist, dass ihre Außenseite am vorderen Ende in der Einführrichtung über ihre Innenseite vorsteht. Beim Einführen kommt es dann wieder zur Scherbelastung und Scherverformung. Diese Scherverformung führt jedoch bei der Erfindung dazu, dass sich die Außenseite in axialer Richtung zunächst der Innenseite annähert, d.h. der Überstand der Außenseite wird beim Einpressen des umwickelten Elements reduziert. Auf diese Weise kann somit der nicht radial verspannte Überstand der Lagermatte verkleinert werden, was die Haltbarkeit der Lagermatte in diesem Randbereich verbessert.

Vorzugsweise ist die Formgebung der Lagermatte außerdem so gewählt, dass vor dem Einführen des umwickelten Elements die Innenseite am hinteren Ende entgegen der Einführrichtung über die Außenseite vorsteht. Durch die Scherverformung beim Einführen kommt es auch hier zu einer axialen Annäherung der Außenseite an die Innenseite, was auch hier den Übertand der Innenseite gegenüber der Außenseite verkleinert.

Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform kann die Formgebung der wenigstens einen Lagermatte gezielt so gewählt werden, dass der Überstand der Außenseite gegenüber der Innenseite bzw. der Innenseite gegenüber der Außenseite beim Einführen aufgrund der Scherverformung im wesentlichen vollständig kompensiert wird. D.h., beim Einführen des umwickelten Elements verschiebt sich die Außenseite relativ zur Innenseite entgegen der Einführrichtung soweit, dass bei einem in Einführrichtung vorderen Ende der Lagermatte Außenseite und Innenseite in einer vorderen Radialebene liegen und/oder dass bei einem in Einführrichtung hinteren Ende der Lagermatte Außenseite und Innenseite in einer hinteren Radialebene liegen. Eine derartige Radialebene erstreckt sich senkrecht zur Einführrichtung, also senkrecht zur Axialrichtung. Bei einer derartigen speziellen Ausführungsform kann erreicht werden, dass am vorderen Ende der Lagermatte und/oder am hinteren Ende der Lagermatte im montierten Zustand kein Überstand zwischen Außenseite und Innenseite vorliegt. Dementsprechend ist die Lagermatte dann bis zu ihrem vorderen Ende und/oder bis zu ihrem hinteren Ende vollständig radial eingespannt, so dass die Gefahr einer Ablösung von Lagermattenmaterial entsprechend reduziert ist.

Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform kann die Lagermatte vor dem Einführen des umwickelten Elements in der Umfangsrichtung des Elements ein Parallelogramm-Profil aufweisen. Bei dieser Ausführungsform wird unterstellt, dass sich das vordere Ende und das hintere Ende der Lagermatte beim Einführen des umwickelten Elements gleichmäßig verformen. Grundsätzlich kann die Lagermatte im Profil am vorderen Ende und am hinteren Ende unterschiedliche Neigungen aufweisen, so dass die Lagermatte auch ein Trapez-Profil aufweisen kann.

Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder funktional gleiche oder ähnliche Bauteile beziehen.
Es zeigen, jeweils schematisch,
1 einen stark vereinfachten Ablauf eines Herstellungsverfahrens nach der Erfindung,
2 eine Seitenansicht auf eine Lagermatte bei der Herstellung,
3 eine Schnittansicht gemäß Schnittlinien III in 2 durch die Lagermatte,
4 eine Ansicht wie in 2, jedoch bei einer anderen Ausführungsform,
5 eine Schnittansicht entsprechend Schnittlinien V in 4,
6 eine Ansicht auf eine Lagermattenbahn bei der Herstellung,
7 eine Schnittansicht entsprechend Schnittlinien VII in 6,
8 einen stark vereinfachten Ablauf eines Herstellungsverfahrens für eine Lagermatte.
Entsprechend 1 umfasst eine Komponente 1, die als Katalysator und/oder als Partikelfilter ausgestaltet ist, ein Gehäuse 2, in dem ein Element 3, nämlich ein Katalysatorelement und/oder ein Partikelfilterelement, mit Hilfe einer Lagermatte 4 gelagert ist. Die Lagermatte 4 umhüllt hierzu das Element 3. Dementsprechend liegt eine radial innenliegende Innenseite 5 der Lagermatte 4 am Element 3 an, während eine radial außenliegende Außenseite 6 der Lagermatte 4 am Gehäuse 2 anliegt.
Üblicherweise handelt es sich bei einem derartigen Element 3 um einen keramischen Monolithen.
Die Komponente 1 ist geeignet für eine Anwendung in einem Abgasstrang einer Brennkraftmaschine, insbesondere bei Kraftfahrzeugen. Das Gehäuse 2 ist hierzu mit einem Einlauftrichter 7 und mit einem Auslauftrichter 8 ausgestattet. Es ist klar, dass im Gehäuse 2 auch mehr als ein Element 3 angeordnet sein kann. Ebenso ist klar, dass zur Lagerung des wenigstens einen Elements 3 auch mehr als eine Lagermatte 4 zur Anwendung kommen kann. Zur vereinfachten Darstellung wird im folgenden jedoch ohne Beschränkung der Allgemeinheit von einer speziellen Ausführungsform ausgegangen, bei welcher im Gehäuse 2 nur ein einziges Katalysator- und/oder Partikelfilterelement 3 mit Hilfe einer einzigen Lagermatte 4 gelagert ist.
Bezüglich einer durch einen Pfeil angedeuteten Einführrichtung 9, in welcher das Element 3 bei der Montage der Komponente 1 in das Gehäuse 2 axial eingeführt worden ist, besitzt die Lagermatte 4 ein beim Einführen vorausgehendes vorderes Ende 10 und ein beim Einführen nachfolgendes hinteres Ende 11. Das Gehäuse 2 besitzt somit eine Rohrbauweise und nicht eine Halbschalenbauweise. Das Gehäuse 2 ist somit zylindrisch und kann einen Kreisquerschnitt oder einen elliptischen oder ovalen Querschnitt aufweisen.
Erfindungswesentlich ist nun, dass beim vorderen Ende 10 die Außenseite 6 und die Innenseite 5 in einer vorderen Radialebene 12 liegen. D.h., Innenseite 5 und Außenseite 6 sind am vorderen Ende 10 radial zueinander bündig ausgerichtet. Demnach ist die Lagermatte 4 bis zu ihrem vorderen Ende 10 radial zwischen Element 3 und Gehäuse 2 verspannt. Unter einer „Radialebene" wird im vorliegende Zusammenhang eine Ebene verstanden, die sich senkrecht zu einer Axialrichtung des Gehäuses 2 und somit senkrecht zur Einführrichtung 9 erstreckt.
Alternativ oder zusätzlich liegen beim hinteren Ende 11 die Innenseite 5 und die Außenseite 6 in einer hinteren Radialebene 13. Das bedeutet auch hier, dass keine axiale Überdeckung zwischen Innenseite 5 und Außenseite 6 am hinteren Ende 11 auftritt. Somit ist die Lagermatte 4 auch bis zu ihrem hinteren Ende 11 radial zwischen Gehäuse 2 und Element 3 verspannt.
Da somit die Lagermatte 4 weitgehend und insbesondere bis zu ihrem vorderen Ende 10 und/oder bis zu ihrem hinteren Ende 11 radial verspannt ist, kann im Betrieb der Komponente 1 in einem Abgasstrom die Gefahr von Ablösungen in Folge von Druckpulsationen und hohen Strömungsgeschwindigkeiten reduziert werden.
Entsprechend 1 wird die Komponente 1, also der Katalysator bzw. das Partikelfilter erfindungsgemäß wie folgt hergestellt:
In dem links gezeigten Ausgangszustand sind die Lagermatte 4 und das Element 3 voneinander getrennt. Dann wird das Element 3 mit der Lagermatte 4 umwickelt, wodurch eine Einführeinheit 14 bereitgestellt wird. Das Umwickeln erfolgt dabei in der Längsrichtung der Lagermatte 4 und in der Umfangsrichtung des Elements. Auf diese Weise entspricht eine Wickelachse, um welche die Lagermatte 4 beim Umwickeln des Elements 3 gekrümmt wird, der Längsmittelachse des Elements 3, die parallel zur Einführrichtung 9 verläuft.
Diese Einführeinheit 14 wird dann in das Gehäuse 2 axial, also in der Einführrichtung 9 eingeführt. Um das Einführen zu erleichtern bzw. zu ermöglichen, ist hier ein Einführtrichter 15 angedeutet, der sich zum Gehäuse 2 hin verjüngt. Bei der Einführeinheit 14 weist die Lagermatte 4 senkrecht zur Einführrichtung 9 einen Querschnitt auf, der größer ist als der lichte Querschnitt des Gehäuses 2. Dementsprechend kommt es beim Einführen der Einführeinheit 14 in das Gehäuse 2 zu einer radialen Verpressung der Lagermatte 4.
Erfindungsgemäß ist bei der Einführeinheit 14, also vor dem Einführen des umwickelten Elements 3 in das Gehäuse 2 die Relativlage zwischen Außenseite 6 und Innenseite 5 der Lagermatte 4 so gewählt, dass die Außenseite 6 in der Einführrichtung 9, also am vorderen Ende 10 über die Innenseite 5 axial vorsteht. D.h., die Außenseite 6 eilt beim Einführen der Innenseite 5 voraus. Erreicht wird dies durch eine spezielle Formgebung der Lagermatte 4, was weiter unten noch näher erläutert wird.
Bei der hier gezeigten speziellen Ausführungsform ist die Relativlage zwischen Innenseite 5 und Außenseite 6 außerdem so gewählt, dass die Innenseite 5 entgegen der Einführrichtung 9, also am hinteren Ende 11 der Lagermatte 4 über die Außenseite 6 vorsteht. Das bedeutet hier, dass die Innenseite 5 beim Einführen der Außenseite 6 nacheilt.
Die Lagermatte 4 besitzt somit im aufgewickelten Zustand quer zu einer Umfangsrichtung des Elements 3 ein Profil, das sowohl im Bereich des vorderen Endes 10 als auch im Bereich des hinteren Endes 11 gegenüber der jeweiligen Radialebene geneigt ist. D.h., die Außenseite 6 ist zur Innenseite 5 parallel zur Wickelachse, also parallel zur Einführungsrichtung 9 versetzt angeordnet.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind diese Neigungen gleich groß gewählt, so dass die Lagermatte 4 in der Umfangsrichtung des Elements 3 ein Parallelogramm-Profil aufweist. Bei einer anderen Ausführungsform können die Neigungen am vorderen Ende 10 und am hinteren Ende 11 unterschiedlich sein, wodurch dann die Lagermatte 4 in der Umfangsrichtung des Elements 3 ein Trapez-Profil besitzt.
Beim Einführen der Einführeinheit 14 in das Gehäuse 2 kommt es zu einer vergleichsweise starken Scherbeanspruchung der Lagermatte 4, da deren Innenseite 5 am Element 3 anliegt, während deren Außenseite 6 am Gehäuse 2 zur Anlage kommt. Diese Scherbelastung führt dann beim Einführen der Einführeinheit 14 zur einer Scherdeformation der Lagermatte 4. Bei dieser Scherverformung wird die Außenseite 6 entgegen der Einführrichtung 9 relativ zur Innenseite 5 verstellt. Hierdurch reduziert sich der axiale Überstand, den die Außenseite 6 im Bereich des vorderen Endes 10 gegenüber der Innenseite 5 aufweist. Ebenso reduziert sich dabei der axiale Überstand, den die Innenseite 5 im Bereich des hinteren Endes 11 gegenüber der Außenseite 6 aufweist.
Zweckmäßig erfolgt die Auslegung bzw. die Formgebung der Lagermatte 4 so, dass die Neigung der Lagermatte 4 an ihrer vorderen Endkante und insbesondere auch an ihrer hinteren Endkante gerade so groß ist, dass hierdurch die Scherverformung vollständig kompensiert werden kann. D.h., nach dem vollständigen Einführen der Einführeinheit 14 in das Gehäuse 2 sind die Endkanten oder Flanken radial ausgerichtet, so dass der in 1 rechts gezeigte fertig montierte Zustand vorliegt. In diesem Idealfall liegen Innenseite 5 und Außenseite 6 am vorderen Ende 10 in der vorderen Radialebene 12 und am hinteren Ende 11 in der hinteren Radialebene 13.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird somit die beim Einpressen und Einführen der Einführeinheit 14 auftretende Scherverformung durch eine entsprechende komplementäre oder negative Formgebung der Lagermatte 4 berücksichtigt, derart, dass sich im Ergebnis eine vollständige Kompensation der Scherdeformation ergibt.
Entsprechend 2 kann eine Lagermatte 4 aus einem Endlosband 16 hergestellt werden, dessen Breite bereits die Breite der Lagermatte 4 aufweist. Die Herstellung des Endlosbands 16 kann dabei gezielt so durchgeführt werden, dass das Endlosband 16 im Profil gemäß 3 bereits die gewünschten schrägen Flanken aufweist. D.h., die Außenseite 6 steht an einem Ende, also am linken oder am rechten Rand des Endlosbands 16 über die Innenseite 5 vor (hier links). Zusätzlich oder Alternativ kann die Innenseite 5 am anderen Ende (hier rechts) über die Außenseite 6 vorstehen.
Entsprechend 2 erfolgt die Herstellung des Endlosbands 16 beispielsweise mit Hilfe mehrerer Spinndüsen 17, die Faserfilamente 18 auf ein Förderband 19 auftragen. Dieser Auftrag der Faserfilamente 18 erfolgt bezüglich einer Förderrichtung 20 des Förderbands 19 vor einer Verdichtungsstation 21, in welcher die Faserfilamente 18 verdichtet bzw. vernadelt werden, um die Konsistenz der Lagermatte 4 zu erzielen. Der Auftrag der Faserfilamente 18 erfolgt dabei so, dass sich die gewünschten geneigten Flanken von selbst ergeben.
Entsprechend 4 kann die Lagermatte 4 auch einen mehrschichtigen Aufbau besitzen. Beispielsweise werden hier drei Mattenschichten 22 aufeinander gelegt und in der Verdichtungsstation 21 verdichtet bzw. vernadelt. Die einzelnen Schichten 22 sind dabei relativ zueinander versetzt angeordnet, wodurch sich im Profil gemäß 5 ein treppenartigen Aufbau ergibt. Die seitlichen Ränder der Lagermatte 4 besitzen dann wieder die geneigten Flanken, durch die die Außenseite 6 relativ zur Innenseite 5 im Profil versetzt angeordnet sind.
Entsprechend 6 kann die Herstellung von Lagermatten 4 auch mit Hilfe einer Lagermattenbahn 23 erfolgen, deren Breite größer ist als die Breite mehrerer Lagermatten 4. Dementsprechend können aus dieser Lagermattenbahn 23 gleichzeitig mehrere Lagermatten 4 geschnitten werden. In 6 ist hierzu eine Querschnittstation 24 dargestellt, welche die Lagermattenbahn 23 quer zur Transportrichtung 25 schneidet. Auf diese Weise werden die bezüglich der Wicklungsrichtung vorderen und hinteren Enden benachbarter Lagermatten 4 definiert. Deswei teren ist eine Längsschnittstation 26 vorgesehen, welche die Lagermattenbahn 23 in deren Längsrichtung, also parallel zur Förderrichtung 25 schneidet. Hierdurch werden die nebeneinander angeordneten einzelnen Lagermatten 4 voneinander getrennt.
Entsprechend 7 ist die Schnittführung in der Längsschnittstation 26 so gewählt, dass die einzelnen Schnitte gegenüber einer Normalenrichtung der Bahnebene geneigt verlaufen. Zum Freischneiden der hier exemplarisch gezeigten drei Lagermatten 4 werden gemäß 7 somit vier Schnitte benötigt, da die Lagermatten 4 auch an ihren Längsseiten mit den schrägen Flanken versehen werden.
Bei der in 8 gezeigten Variante kann zur Herstellung der erfindungsgemäßen Lagermatten 4, welche abgeschränkte oder geneigte Längsflanken aufweisen, auch auf konventionelle Lagermatten 4' zurückgegriffen werden, deren Längsflanken parallel zur Normalen der Lagermattenebene verlaufen. Beispielsweise wird hierzu eine Schereinrichtung 27 verwendet, die zwischen zwei Halteplatten 28 die Lagermatte 4' an deren Innenseite 5 und an deren Außenseite 6 festhält. Eine Fixierung zwischen diesen Halteplatte 28 und der jeweils zugeordneten Seite 5 bzw. 6 der Lagermatte 4' erfolgt dabei durch Reibschluss, der durch Formschluss verstärkt werden kann. Im vorliegenden Fall sind hier die Halteplatten 28 mit Nadeln oder Nägeln 29 ausgestattet, die beim Festhalten der Lagermatte 4' in das Material der Lagermatte 4' eintauchen.
Um die gewünschte Scherverformung der Lagermatte 4' durchführen zu können, bewirkt die Schereinrichtung 27 eine Scherbewegung zwischen deren Halteplatte 28. Da die Lagermatte 4 an ihrer Innenseite 5 und an ihrer Außenseite 6 an den sich relativ zueinander bewegenden Halteplatten 28 fixiert sind, kommt es zur gewünschten Scherdeformation der Lagermatte 4. Anschließend können die Halteplatten 28 wieder voneinander entfernt werden, um die deformierte Lagermatte 4 freizugeben. Da die Umformung im plastischen Bereich stattfindet, bleibt die neue Form der Lagermatte 4 erhalten.
Bei den hier gezeigten Ausführungsformen sind die einzelnen Lagermatten 4 jeweils mit einem T-Stoß ausgestattet, um eine Bypassabdichtung für das umwickelte Element 3 zu erzielen. Dieser T-Stoß ist insbesondere in den 1 (links außen) und 6 erkennbar.

1: Komponente/Katalysator/Partikelfilter
2: Gehäuse
3: Element/Katalysatorelement/Partikelfilterelement
4: Lagermatte
5: Innenseite von 4
6: Außenseite von 4
7: Einlauftrichter
8: Auslauftrichter
9: Einführrichtung
10: vorderes Ende
11: hinteres Ende
12: vordere Radialebene
13: hintere Radialebene
14: Einführeinheit
15: Einführtrichter
16: Endlosband
17: Spindüse
18: Faserfilament
19: Förderband
20: Förderrichtung von 19
21: Verdichtungsstation
22: Schicht
23: Lagermattenbahn
24: Querschneidstation
25: Transportrichtung von 23
26: Längsschneidstation
27: Schereinrichtung
28: Halteplatte
29: Nadel/Nagel

Claims

Verfahren zum Herstellen eines Katalysators und/oder eines Partikelfilters, – bei dem wenigstens ein Katalysator- und/oder Partikelfilterelement (3) mit wenigstens einer Lagermatte (4) umwickelt und zusammen mit der Lagermatte (4) unter radialer Verpressung der Lagermatte (4) in ein zylindrisches Gehäuses (2) axial eingeführt wird, – wobei vor dem Einführen des wenigstens einen umwickelten Elements (3) eine radial außenliegende Außenseite (6) der wenigstens einen Lagermatte (4) in Einführrichtung (9) über eine radial innenliegende Innenseite (5) der wenigstens einen Lagermatte (4) vorsteht.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Einführen des wenigstens einen umwickelten Elements (3) die Innenseite (5) entgegen der Einführrichtung (9) über die Außenseite (6) vorsteht.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Außenseite (6) beim Einführen des umwickelten Elements (3) relativ zur Innenseite (5) entgegen der Einführrichtung (9) soweit verschiebt, dass bei einem in Einführrichtung (9) vorderen Ende (10) der wenigstens einen Lagermatte (4) Außenseite (6) und Innenseite (5) in einer vorderen Radialebene (12) liegen und/oder bei einem in Einführrichtung (9) hinteren Ende (11) der wenigstens einen Lagermatte (4) Außenseite (6) und Innenseite (5) in einer hinteren Radialebene (13) liegen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Lagermatte (4) vor dem Einführen des wenigstens einen umwickelten Elements (3) in der Umfangsrichtung des wenigstens einen Elements (3) ein Parallelogramm-Profil aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Lagermatte (4) aus einem Endlosband (16) so hergestellt wird, dass im Profil die Außenseite (6) an einem Ende über die Innenseite (5) vorsteht und/oder die Innenseite (5) am anderen Ende über die Außenseite (6) vorsteht.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Lagermatte (4) aus mehreren Schichten (22) aufgebaut ist, die im Profil von innen nach außen zueinander versetzt angeordnet sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Lagermatte (4) dadurch hergestellt wird, dass aus einer Lagermattenbahn (23) gleichzeitig mehrere Lagermatten (4) geschnitten werden, wobei die Schnitte gegenüber einer Normalen zur Bahnebene geneigt sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, – dass bei der wenigstens einen Lagermatte (4) in einem ungewickelten Ausgangszustand die Außenseite (6) bezüglich einer Normalen zur Mattenebene deckungsgleich zur Innenseite (5) angeordnet ist, – dass die wenigstens eine Lagermatte (4) vor dem Aufwickeln auf das wenigstens eine Element (3) so verformt wird, dass anschließend die Außenseite (6) bezüglich der Normalen gegenüber der Innenseite (5) versetzt angeordnet ist.
Katalysator und/oder Partikelfilter mit wenigstens einem Katalysator- und/oder Partikelfilterelement (3), das mit wenigstens einer Lagermatte (4) umwickelt und in ein zylindrisches Gehäuse (2) axial eingeführt ist, wobei bei einem in Einführrichtung (9) vorderen Ende (10) der wenigstens einen Lagermatte (4) eine Außenseite (6) der wenigstens einen Lagermatte (4), die am Gehäuse (2) anliegt, und eine Innenseite (5) der wenigstens einen Lagermatte (4), die am wenigstens einen Element (3) anliegt, in einer vorderen Radialebene (12) liegen und/oder bei einem in Einführrichtung (9) hinteren Ende (11) der wenigstens einen Lagermatte (4) eine Außenseite (6) der wenigstens einen Lagermatte (4), die am Gehäuse (2) anliegt, und eine Innenseite (5) der wenigstens einen Lagermatte (4), die am wenigstens einen Element (3) anliegt, in einer hinteren Radialebene (13) liegen.
Lagermatte zum Umwickeln eines Katalysator- und/oder Partikelfilterelements (3) zur Lagerung des Elements (3) in einem Gehäuse (2) eines Katalysators und/oder eines Partikelfilters, wobei eine Außenseite (6) der Lagermatte (4) die im montierten Zustand am Gehäuse (2) anliegt, bezüglich einer Normalen der ungewickelten, eben ausgestreckten Lagermatte (4) gegenüber einer Innenseite (5) der Lagermatte (4), die im montierten Zustand am Element (3) anliegt, parallel zu einer Wickelachse versetzt angeordnet ist, um welche die Lagermatte (4) beim Umwickeln des Elements (3) gekrümmt wird.
Lagermatte nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagermatte (4) quer zur Wickelachse ein Parallelogramm-Profil aufweist.
Lagermatte nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagermatte (4) aus einem Endlosband (16) hergestellt ist, derart, dass im Profil die Außenseite (6) an einem Ende über die Innenseite (5) vorsteht und/oder die Innenseite (5) am anderen Ende über die Außenseite (6) vorsteht.
Lagermatte nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagermatte (4) aus mehreren Schichten (22) aufgebaut ist, die im Profil von innen nach außen zueinander versetzt angeordnet sind.
Lagermatte nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagermatte (4) dadurch hergestellt ist, dass aus einer Lagermattenbahn (23) gleichzeitig mehrere Lagermatten (4) geschnitten werden, wobei die Schnitte gegenüber einer Normalen zur Bahnebene geneigt sind.
Lagermatte nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagermatte (4) durch Umformung aus einer Lagermatte (4') hergestellt ist, bei der die Außenseite (6) bezüglich einer Normalen zur Mattenebene deckungsgleich zur Innenseite (5) angeordnet ist.