DE102016205316B4

DE102016205316B4 - Katalysatoreinheit und Abgaskatalysator

Info

Publication number: DE102016205316B4
Application number: DE102016205316.7A
Authority: DE
Inventors: Plamen Toshev; Francis Nana; Andreas Döring
Original assignee: MAN Energy Solutions SE
Current assignee: MAN Energy Solutions SE
Priority date: 2016-03-31
Filing date: 2016-03-31
Publication date: 2024-08-14
Anticipated expiration: 2036-04-01
Also published as: CN107269363A; DE102016205316A1; KR20170113196A; FI20175268A; JP6794306B2; NO20170256A1; CN107269363B; KR102302642B1; JP2017190774A

Abstract

Katalysatoreinheit (10) für einen Abgaskatalysator, mitmehreren Katalysatormodulen (11), wobei jedes Katalysatormodul (11) einen von Abgas durchströmten, keramischen Katalysatorkörper (13) und ein metallisches Gehäuse (12) für den keramischen Katalysatorkörper (13) aufweist, wobei der jeweilige keramische Katalysatorkörper (13) in dem jeweiligen metallischen Gehäuse (12) aufgenommen und von demselben abschnittsweise umgeben ist,einer Tragstruktur (14) für die mehreren Katalysatormodule (11), wobei die Katalysatormodule (11) über ihre metallischen Gehäuse (12) an der Tragstruktur (14) befestigt sind,dadurch gekennzeichnet, dassdie Tragstruktur (14) einen plattenartigen Grundkörper (15) mit mehreren Öffnungen (16) zur Aufnahme jeweils eines Katalysatormoduls (11) und gegenüber demselben vorstehende, die Öffnungen (16) rahmenartig umschließende Vorsprünge (17) aufweist, die an einer dem plattenartigen Grundkörper (15) abgewandten Seite jeweils einen ersten gegenüber den Öffnungen (16) nach außen vorstehenden Befestigungsflansch (18) ausbilden,die metallischen Gehäuse (12) der Katalysatormodule (11) an einem Ende einen gegenüber dem Gehäuse (12) nach außen vorstehenden Kragen (19) aufweisen, der dann, wenn ein Katalysatormodul (11) in eine Öffnung (16) der Tragstruktur (14) eingeführt ist, an dem ersten Befestigungsflansch (18) des diese Öffnung (16) umschließenden Vorsprungs (17) zur Anlage kommt,jedes Katalysatormodul (11) an einem ersten Befestigungsflansch (18) des die das jeweilige Katalysatormodul (11) aufnehmenden Öffnung (16) umrahmenden Vorsprungs (17) entweder über einen vom Kragen (19) des metallischen Gehäuses (12) des jeweiligen Katalysatormoduls (11) bereitgestellten zweiten Befestigungsflansch (21) oder über einen separaten zweiten Befestigungsflansch (21a) und über mindestens ein mit den Befestigungsflanschen zusammenwirkendes, lösbares Befestigungsmittel befestigt ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Katalysatoreinheit gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Des Weiteren betrifft die Erfindung einen Abgaskatalysator.
Eine Katalysatoreinheit für einen Abgaskatalysator verfügt über mehrere Katalysatormodule. Jedes Katalysatormodul verfügt über einen von Abgas durchströmten, keramischen Katalysatorkörper und über ein metallisches Gehäuse für den keramischen Katalysatorkörper, wobei das Gehäuse auch als Canning bezeichnet wird. Das Gehäuse des jeweiligen Katalysatormoduls nimmt den jeweiligen Katalysatorkörper auf und umgibt denselben abschnittsweise, nämlich unter Freilassen von durchströmten Enden des Katalysatorkörpers, wobei ein durchströmtes Ende ein Einströmende und das andere durchströmte Ende ein Ausströmende des jeweiligen Katalysatorkörpers bereitstellt.
Die Dokumente DE 10 2010 027 293 A1 , DE 10 2013 012 336 A1 , DE 10 2014 002 892 A1 und WO 2007/ 131 035 A1 beschreiben Katalysatoreinheiten nach dem Stand der Technik.
Bei aus der Praxis bekannten Katalysatoreinheiten sind die Katalysatormodule an einer Tragstruktur arrayartig in Form mehrerer Zeilen und Spalten angeordnet, wobei Katalysatormodule im Bereich ihrer metallischen Gehäuse mit der Tragstruktur und/oder untereinander insbesondere durch Verschweißen fest verbunden sind. Dann, wenn in einer Katalysatoreinheit ein Katalysatormodul auszutauschen ist, müssen diese Schweißverbindungen zum Beispiel durch Flexen gelöst werden, wodurch die Tragstruktur und/oder benachbarte Katalysatormodule beschädigt werden können. Auch kann das Verbinden benachbarter Katalysatormodule durch Verschweißen nur sinnvoll genutzt werden, wenn die Gehäuse im Querschnitt rechteckig sind. Es besteht daher Bedarf an einer Katalysatoreinheit für einen Katalysator, an der Katalysatormodule unabhängig von der Form ihrer Gehäuse einfach ausgetauscht werden können.
Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine neuartige Katalysatoreinheit für einen Abgaskatalysator und einen Abgaskatalysator mit einer solchen Katalysatoreinheit zu schaffen.
Diese Aufgabe wird durch eine Katalysatoreinheit nach Anspruch 1 gelöst.
Erfindungsgemäß weist die Tragstruktur, die der Aufnahme von Katalysatormodulen dient, einen plattenartigen Grundkörper mit mehreren Öffnungen zur Aufnahme jeweils eines Katalysatormoduls und gegenüber demselben vorstehende, die Öffnungen rahmenartig umschließende Vorsprünge auf, die an einer dem plattenartigen Grundkörper abgewandten Seite jeweils einen ersten, gegenüber den Öffnungen nach außen vorstehenden Befestigungsflansch ausbilden. Die metallischen Gehäuse der Katalysatormodule weisen an einem Ende einen gegenüber dem Gehäuse nach außen vorstehenden Kragen auf, der dann, wenn ein Katalysatormodul in eine Öffnung der Tragstruktur eingeführt ist, an dem ersten Befestigungsflansch des diese Öffnung umschließenden Vorsprungs zur Anlage kommt. Jedes Katalysatormodul ist an einem ersten Befestigungsflansch des die das jeweilige Katalysatormodul aufnehmenden Öffnung umrahmenden Vorsprungs entweder über einen vom Kragen des metallischen Gehäuses des jeweiligen Katalysatormoduls bereitgestellten zweiten Befestigungsflansch oder über einen separaten zweiten Befestigungsflansch und über mindestens ein mit den Befestigungsflanschen zusammenwirkendes, lösbares Befestigungsmittel befestigt.
Die Erfindung schlägt eine besonders vorteilhafte Befestigung von Katalysatormodulen an der Tragstruktur einer Katalysatoreinheit vor. Vorsprünge der Tragstruktur, welche die Öffnungen der Tragstruktur rahmenartig umgeben, bilden erste Befestigungsflansche aus. An diesen ersten Befestigungsflanschen kommen die Gehäuse der in die Öffnungen eingesetzten Katalysatormodule mit einem Kragen des jeweiligen Gehäuses zur Anlage.
Ein von diesem Kragen integral bereitgestellter zweiter Befestigungsflansch oder ein separater zweiter Befestigungsflansch dient zusammen mit dem ersten Befestigungsflansch des die jeweilige Öffnung rahmenartig umschließenden Vorsprungs der lösbaren Befestigung der Katalysatormodule an der Tragstruktur, und zwar über mit den Befestigungsflanschen zusammenwirkende Befestigungsmittel. Unter Bereitstellung einer hohen Packungsdichte können eine Vielzahl von Katalysatormodulen einfach austauschbar an der Tragstruktur der Katalysatoreinheit montiert werden.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung ist jedes Katalysatormodul an dem jeweiligen ersten Befestigungsflansch über den zweiten Befestigungsflansch und über sich durch die Befestigungsflansche erstreckende Schraubverbindungen befestigt. Das Verbinden der Katalysatormodule mit der Tragstruktur über mit den Befestigungsflanschen zusammenwirkende Schraubverbindungen ist einfach und daher bevorzugt.
Nach einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung weisen der erste Befestigungsflansch und der zweite Befestigungsflansch nach außen vorstehende Segmente zur Aufnahme und Führung der Schraubverbindungen auf, wobei diese Segmente an einer Seite einen Einführschlitz aufweisen, über den die jeweilige Schraubverbindung aus Schraube und an der Schraube vormontierter Mutter an den Segmenten der Befestigungsflansche seitlich einführbar ist. Hiermit ist eine besonders vorteilhafte Befestigung der Katalysatormodule an der Tragstruktur der Katalysatoreinheit möglich. Schrauben mit vormontierten Muttern sind seitlich in die Einführschlitze der Segmente der Befestigungsflansche einführbar. Hierdurch können bei beengten Platzverhältnissen die Katalysatormodule einfach und sicher an der Tragstruktur befestigt werden. Insbesondere ist es nicht erforderlich, eine lose Mutter in schwer zugänglichen Bereich zwischen benachbarten Vorsprüngen der Tragstruktur an einer Schraube separat zu befestigen.
Vorzugsweise sind an den die Öffnungen rahmenartig umschließenden Vorsprüngen Halter für die Muttern ausgebildet, mit den die Muttern bei bzw. nach dem Einführen der Schraubverbindung aus Schraube und vormontierter Mutter in die Einführschlitze der Segmente in Eingriff bringbar sind, und welche die Muttern beim Festziehen der Schraubverbindung fixieren. Dies verfügt über den Vorteil, dass zum Anziehen bzw. Festziehen der Schraubverbindung kein Zugriff auf die schwer zugängliche Mutter nötig ist. Die Mutter der jeweiligen Schraubverbindung wird am Halter automatisch fixiert, sodass dann die Schraubverbindung einfach festgezogen werden kann.
Der erfindungsgemäße Abgaskatalysator ist in Anspruch 10 definiert.
Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden, ohne hierauf beschränkt zu sein, an Hand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:

1: eine perspektivische Explosionsansicht einer ersten erfindungsgemäßen Katalysatoreinheit für einen Abgaskatalysator;
2: ein Detail der Katalysatoreinheit der 1;
3: eine Alternative zum Detail der 2;
4: eine weitere Alternative zum Detail der 2 und 3;
5: eine perspektivische Explosionsansicht einer zweiten erfindungsgemäßen Katalysatoreinheit für einen Abgaskatalysator;
6: ein Detail der Katalysatoreinheit der 5; und
7: eine Alternative zum Detail der 6.

Die Erfindung betrifft eine Katalysatoreinheit für einen Abgaskatalysator einer Brennkraftmaschine und einen Abgaskatalysator.
Vorzugsweise kommt die Erfindung an einer Brennkraftmaschine für Schiffs- bzw. Marineanwendungen zum Einsatz. Insbesondere ist die erfindungsgemäße Katalysatoreinheit als SCR-Katalysatoreinheit für einen SCR-Abgaskatalysator einer Schiffsdiesel-Brennkraftmaschine ausgebildet.
Eine erfindungsgemäße Katalysatoreinheit 10 verfügt über mehrere Katalysatormodule 11. Jedes Katalysatormodul 11 verfügt über ein metallisches Gehäuse 12, welches einen keramischen Katalysatorkörper 13 aufnimmt. Die metallischen Gehäuse 12 und keramischen Katalysatorkörper 13 verfügen in 1 bis 4 über einen rechteckigen Querschnitt und in 5 bis 7 über einen runden Querschnitt. Diese Gehäuse 12 umgeben den jeweiligen keramischen Katalysatorkörper 13 außen abschnittsweise. Das Gehäuse 12, welches auch als Canning bezeichnet wird, lässt den keramischen Katalysatorkörper 13 an gegenüberliegenden Enden unter Ausbildung eines Einströmendes und eines Ausströmendes des jeweiligen Katalysatormoduls 11 frei.
Die Katalysatoreinheit 10 verfügt weiterhin über eine metallische Tragstruktur 14 für die mehreren Katalysatormodule 11, wobei die Katalysatormodule 11 über ihre metallischen Gehäuse 12 an der Tragstruktur 14 befestigt sind.
Die Tragstruktur 14 verfügt über einen plattenartigen Grundkörper 15 mit mehreren Öffnungen 16, wobei jede Öffnung 16 der Aufnahme eines Katalysatormoduls 11 dient. Die Tragstruktur 14 verfügt ferner über Vorsprünge 17, welche die Öffnungen 16, die der Aufnahme jeweils eines Katalysatormoduls 11 dienen, rahmenartig umschließen und zumindest an einer Seite, vorzugsweise an beiden Seiten, des plattenartigen Grundkörpers 15 gegenüber demselben vorstehen. Die Vorsprünge 17 versteifen den Grundkörper 15 der Tragstruktur 14.
An einer dem plattenartigen Grundkörper 15 abgewandten Seite bildet jeder Vorsprung 17, der eine der Öffnungen 16 rahmenartig umschließt, ein gegenüber den Öffnungen 16 nach außen vorstehenden, ersten Befestigungsflansch 18 aus. Jeder der Vorsprünge 17, welcher eine der Ausnehmungen 16 des plattenartigen Grundkörpers 15 der Tragstruktur 14 rahmenartig umgibt, verfügt demnach an einem gegenüber dem Grundkörper 15 vorstehenden und vom Grundkörper 15 abgewandten Ende über einen ersten Befestigungsflansch 18, welcher die jeweilige Ausnehmung 16 abgewandt von derselben rahmenartig umgibt. Der jeweilige erste Befestigungsflansch 18 ist vorzugsweise integraler Bestandteil des jeweiligen Vorsprungs 17.
Die metallischen Gehäuse 12 der Katalysatormodule 11 verfügen an einem Ende desselben über einen gegenüber dem Gehäuse 12 nach außen vorstehenden Kragen 19. Ein solcher Kragen 19 ist vorzugsweise integraler Bestandteil des Gehäuses 12 der Katalysatormodule 11 und kann einfach durch Bördeln hergestellt werden.
Dann, wenn ein Katalysatormodul 11 in eine Ausnehmung 16 der Tragstruktur 14 eingesetzt bzw. eingeführt ist, kommt dieser Kragen 19, der gegenüber dem Gehäuse 12 des Katalysatormoduls 11 nach außen vorsteht, an dem jeweiligen ersten Befestigungsflansch 18 des diese Öffnung 16 umschließenden Vorsprungs 17 zur Anlage. Dann, wenn die Katalysatormodule 11 mit ihren Kragen 19 an den Vorsprüngen 17 anliegen, tragen die Vorsprünge 17 das Gewicht der Katalysatormodule 11 und leiten Kräfte in den Grundkörper 15.
Dabei ist vorzugsweise vorgesehen, dass zwischen dem jeweiligen ersten Befestigungsflansch 18 des jeweiligen Vorsprungs 17 der Tragstruktur 14 und dem Kragen 19 des Gehäuses 12 des jeweiligen Katalysatormoduls 11 ein Dichtelement 20 positioniert ist, um diesbezügliche Spalte abzudichten.
Jedes Katalysatormodul 11 ist an dem ersten Befestigungsflansch 18 des die das jeweilige Katalysatormodul 11 aufnehmenden Öffnung 16 umrahmenden Vorsprungs 17 entweder über einen vom Kragen 19 des metallischen Gehäuses 12 des jeweiligen Katalysatormoduls 11 integral bereitgestellten zweiten Befestigungsflansch 21 (siehe 2) oder alternativ über einen zweiten, separaten Befestigungsflansch 21a (siehe 3) befestigt.
Ein separater zweiter Befestigungsflansch 21a gemäß 3 ist bevorzugt, da derselbe wiederverwendbar ist und da die Gehäuse 12 der Katalysatormoduls 11 einfacher herstellbar sind. Zur Befestigung der Katalysatormodule 11 an der Tragstruktur 14 dienen weiterhin mit diesen Befestigungsflanschen 18 und 21 bzw. 18 und 21a zusammenwirkende, lösbare Befestigungsmittel.
Die Befestigungsmittel, die der lösbaren Befestigung der Katalysatormodule 11 dienen, sind vorzugsweise als Schraubverbindungen 22 ausgeführt. Jede dieser Schraubverbindungen 22 umfasst eine Schraube 22a sowie eine mit der Schraube 22a zusammenwirkende Mutter 22b. Die Schraubverbindungen 22, nämlich die Schrauben 22a derselben, erstrecken sich dabei im Bereich jedes an der Tragstruktur 14 befestigten Katalysatormoduls 11 durch den jeweiligen ersten Befestigungsflansch 18 und den jeweiligen zweiten Befestigungsflansch 21 bzw. 21a.
Der jeweilige erste Befestigungsflansch 18 sowie der jeweilige zweite Befestigungsflansch 21, 21a weisen nach außen vorstehende Segmente 23 bzw. 24 auf, nämlich die ersten Befestigungsflansche 18 Segmente 23 und die zweiten Befestigungsflansche 21 bzw. 21a entsprechende Segmente 24, die jeweils der Aufnahme und Führung der Schraubverbindungen 22, nämlich der Schrauben 22a der Schraubverbindung 22, dienen und diesbezügliche Durchtrittöffnungen für die Führung der Schrauben 22a der Schraubverbindung 22 aufweisen. Jede Schraubverbindung 22 wirkt mit zwei Segmenten zusammen, nämlich mit einen Segment 23 des ersten Befestigungsflanschs 18 und einem Segment 24 des zweiten Befestigungsflanschs 21 oder 21a.
Jede Schraubverbindung 22 erstreckt sich durch die Durchtrittöffnungen der jeweiligen Segmente 23, 24 der Befestigungsflansche 18, 21, 21a, und zwar in einer Richtung parallel zur Einführrichtung des jeweiligen Katalysatormoduls 11 in die jeweilige Öffnung 16 der Tragstruktur 14.
Die nach außen vorstehenden Segmente 23, 24 der Befestigungsflansche 18 bzw. 21, 21a sind von den Öffnungen 16 und damit von den in den Öffnungen 16 platzierten Katalysatormodulen 23 abgewandt und in einem Bereich zwischen benachbarten Öffnungen 16 bzw. zwischen benachbarten Vorsprüngen 17 der Tragstruktur 14 positioniert.
Wie am besten 2 und 3 entnommen werden kann, sind diese nach außen ragenden bzw. nach außen vorstehenden Segmente 23, 24 der Befestigungsflansche 18 bzw. 21, 21a, die jeweils der Aufnahme und Führung der Schraubverbindungen 22 dienen, an einer Seite unter Ausbildung eines Einführschlitzes 25 bzw. 26 offen ausgebildet, und zwar derart, dass über diese Einführschlitze 25, 26 der Segmente 23, 24 die Schraubverbindungen 22 aus einer Schraube 22a und einer an der jeweiligen Schraube 22a vormontierten Mutter 22b seitlich in die Segmente 23 bzw. 24 der Befestigungsflansche 18 bzw. 21, 21a, nämlich in die Durchtrittöffnungen der Segmente für die Schrauben 22a, einführbar sind.
So ist es demnach nicht erforderlich, nach dem Einführen einer losen Schraube 22a über die Durchtrittöffnungen der Segmente 23, 24 der Befestigungsflansche 18, 21, 21a eine lose Mutter 22b an der jeweiligen Schraube 22a zu befestigen, vielmehr kann die Mutter 22b an der Schraube 22a vormontiert werden, um so die vormontierte Schraubverbindung 22 seitlich über die Einfädelschlitze 25 und 26 in die Segmente 23 und 24 der Befestigungsflansche 18 und 21, 21a, nämlich in die Durchtrittöffnungen der Segmente 23, 24, einzuführen.
Wie am besten 2 und 3 entnommen werden kann, sind dabei diese Einführschlitze 25 und 26 an von den Katalysatormodulen 11 abgewandten Seite der Segmente 23 und 24 ausgebildet, sodass die Schraubverbindungen 22 aus Schraube 22a und vormontierter Mutter 22b senkrecht zur Gehäusewand 12 des jeweiligen Katalysatormoduls 11 und demnach senkrecht zu entsprechenden Abschnitten der die jeweilige Öffnung 16 umgebenden Vorsprünge 17 in die Segmente 23 und 24 der Befestigungsflansche 18, 21, 21a über die Einführschlitze 25 und 26 der Segmente 23 und 24 einführbar sind.
Das Einführen der Schraubverbindungen 22 in die Einführschlitze 25 und 26 der Segmente 23, 24 erfolgt in einer Richtung senkrecht zur Einführrichtung des jeweiligen Katalysatormoduls 11 in die jeweilige Öffnung 16 der Tragstruktur 14 und demnach senkrecht zur Erstreckungsrichtung der Durchtrittöffnungen der jeweiligen Segmente 23, 24 für die Schraubverbindungen 22.
Vorzugsweise sind an den die Öffnungen 16 des plattenartigen Grundkörpers 15 der Tragstruktur 14 rahmenartig umschließenden Vorsprüngen 17 Halter 27 für die Muttern 22b der über die Einführschlitze 25 und 26 eingeführten, vormontierten Schraubverbindungen 22 ausgebildet.
An diesen Haltern 27 kommen die Muttern 22b der Schraubverbindungen 22 derart zur Anlage, dass nach dem Einführen der Schraubverbindungen 22 aus Schraube 22a und Mutter 22b in die Durchtrittöffnungen der Segmente 23 und 24 über die Einführschlitze 25 und 26 der Segmente 23 und 24 die Muttern 22b an den Haltern 27 unverdrehbar fixiert sind, sodass beim nachfolgenden Anziehen der Schraubverbindung 22 kein Zugriff auf die Mutter 22b erforderlich ist. Die Mutter 22b der jeweiligen Schraubverbindung 22 ist demnach am entsprechenden Halter 27 verdrehsicher fixiert, sodass dann durch Anziehen der Schraube 22a der jeweiligen Schraubverbindung 22 die jeweilige Schraubverbindung 22 einfach festgezogen werden kann.
Die oben beschriebene Befestigung der Katalysatormodule 11 an der Tragstruktur 14 ist nicht nur einfach, vielmehr verfügt dieselbe über den Vorteil, dass beim Lösen der Schraubverbindungen 22 sich ggf. von den Haltern 27 lösende Muttern 22b nicht frei nach unten in Richtung auf einen Abgasturbolader oder einen Motor einer die Katalysatoreinheit aufweisenden Brennkraftmaschine fallen kann, vielmehr wird eine ggf. herabfallende Mutter 22b von dem plattenartigen Grundkörper 15 der Tragstruktur 14 aufgefangen. Beschädigungen von Abgasturboladern und Motoren können so verhindert werden. Ein weiterer Vorteil der oben beschriebenen Befestigung der Katalysatormodule 11 an der Tragstruktur 14 besteht darin, dass die Schraubverbindungen 22 von der Seite leicht zugänglich sind. Im Falle eines Blockierens der Schraubverbindungen 22 können dieselben im Bereich der Schrauben 22a durchtrennt werden, um so eine blockierte Schraubverbindungen 22 ohne Beschädigungsgefahr für die Katalysatormodule 11 zu lösen.
Um eine möglichst hohe Packungsdichte von Katalysatormodulen 11 zu ermöglichen, ist der Abstand zwischen benachbarten Öffnungen 16 für die Katalysatormodule 11 minimal gewählt, ebenso sind die entsprechenden Befestigungsflansche 18, 21, 21a und der Kragen 19 mit minimaler Erstreckung nach außen von den Aufnahmeöffnungen 16 wegweisend ausgeführt, jedoch unter Gewährleistung ausreichender Dichtflächen für die Dichtungen 20.
Die Segmente 23, 24, die der Aufnahme und Führung der Schraubverbindungen 22 dienen, sind an unmittelbar aneinandergrenzenden Katalysatormodulen 11 bzw. unmittelbar aneinander angrenzenden Aufnahmeöffnungen 16 für die Katalysatormodule 11 zueinander versetzt, sodass sich derartige Segmente 23, 24 nicht unmittelbar gegenüber liegen und so ein minimaler Bauraum benötigt wird. Dies ist auch beim Einführen der vormontierten Schraubverbindungen 22 in die Einführschlitze 25, 26 der Segmente 23 und 24 von Vorteil, da dann die die Einführschlitze leicht zugänglich sind.
4 zeigt eine Ausgestaltung der Erfindung, in welcher zur Befestigung der Katalysatormodule 11 an der Tragstruktur 14 sogenannte V-Klammern bzw. Schellen 28 genutzt werden, die mit den Befestigungsflanschen 18 bzw. 21, 21a zusammenwirken. Durch die Verwendung solcher V-Klammern kann die Montage und Demontage von Katalysatormodulen 11 an der Tragstruktur 14 ebenfalls vereinfacht werden. Die geometrische Kontur der V-Klammer 28 ist dabei an die geometrische Kontur der Flansche 18, 21 bzw. 21a angepasst.
In den 1 bis 4 gezeigten Ausführungsbeispielen verfügen die Katalysatormodule 11 über eine im Querschnitt rechteckige Kontur mit rechteckigen Gehäusen 12, die in rechteckig konturierten Ausnehmungen 16 aufgenommen werden, die von rechteckig konturierten Vorsprüngen rahmenartig umgeben sind. Demgegenüber zeigen 5, 6 und 7 Ausführungsbeispiele der Erfindung, in welcher die Katalysatormodule 11 im Querschnitt kreisrund mit im Querschnitt kreisrunden Gehäusen 12 sowie im Querschnitt kreisrunden Katalysatorkörpern 13 ausgebildet sind, wobei die Aufnahmeöffnungen 16 im plattenartigen Grundkörper 15 der Tragstruktur 14 im Querschnitt kreisrund sind, und von im Querschnitt kreisrunden rahmenartigen Vorsprüngen 17 umgeben sind. Hinsichtlich aller übrigen Details stimmt jedoch das Ausführungsbeispiel der 5 und 6 mit dem Ausführungsbeispiel der 1 und 2 und das Ausführungsbeispiel 7 mit dem Ausführungsbeispiel der 3 überein, sodass zur Vermeidung unnötiger Wiederholungen für gleiche Baugruppen gleiche Bezugsziffern verwendet werden.
Auch beim Ausführungsbeispiel mit im Querschnitt runden Katalysatormodulen 11 sowie im Querschnitt runden Aufnahmeöffnungen 16 können V-Klammern zur Befestigung der Katalysatormodule 11 genutzt werden.
Eine Möglichkeit, das Gewicht der Tragstruktur 14 zu verringern, ohne die Steifigkeit der Gesamtstruktur negativ zu beeinflussen, besteht darin, die Befestigungsflansche 21a mehrerer Katalysatormodule 11 zusammenzufassen. Dadurch kann die Dicke der Grundplatte 15 verringert werden, da sich durch den Verbund mehrerer Flansche 21a eine aussteifende Gitterstruktur ergibt.
Bezugszeichenliste

10: Katalysatoreinheit
11: Katalysatormodul
12: Gehäuse
13: Katalysatorkörper
14: Tragstruktur
15: Grundkörper
16: Öffnung
17: Vorsprung
18: Befestigungsflansch
19: Kragen
20: Dichtung
21: Befestigungsflansch
21a: Befestigungsflansch
22: Schraubverbindung
22a: Schraube
22b: Mutter
23: Segment
24: Segment
25: Einführschlitz
26: Einführschlitz
27: Halter
28: V-Klammer

Claims

Katalysatoreinheit (10) für einen Abgaskatalysator, mit mehreren Katalysatormodulen (11), wobei jedes Katalysatormodul (11) einen von Abgas durchströmten, keramischen Katalysatorkörper (13) und ein metallisches Gehäuse (12) für den keramischen Katalysatorkörper (13) aufweist, wobei der jeweilige keramische Katalysatorkörper (13) in dem jeweiligen metallischen Gehäuse (12) aufgenommen und von demselben abschnittsweise umgeben ist, einer Tragstruktur (14) für die mehreren Katalysatormodule (11), wobei die Katalysatormodule (11) über ihre metallischen Gehäuse (12) an der Tragstruktur (14) befestigt sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Tragstruktur (14) einen plattenartigen Grundkörper (15) mit mehreren Öffnungen (16) zur Aufnahme jeweils eines Katalysatormoduls (11) und gegenüber demselben vorstehende, die Öffnungen (16) rahmenartig umschließende Vorsprünge (17) aufweist, die an einer dem plattenartigen Grundkörper (15) abgewandten Seite jeweils einen ersten gegenüber den Öffnungen (16) nach außen vorstehenden Befestigungsflansch (18) ausbilden, die metallischen Gehäuse (12) der Katalysatormodule (11) an einem Ende einen gegenüber dem Gehäuse (12) nach außen vorstehenden Kragen (19) aufweisen, der dann, wenn ein Katalysatormodul (11) in eine Öffnung (16) der Tragstruktur (14) eingeführt ist, an dem ersten Befestigungsflansch (18) des diese Öffnung (16) umschließenden Vorsprungs (17) zur Anlage kommt, jedes Katalysatormodul (11) an einem ersten Befestigungsflansch (18) des die das jeweilige Katalysatormodul (11) aufnehmenden Öffnung (16) umrahmenden Vorsprungs (17) entweder über einen vom Kragen (19) des metallischen Gehäuses (12) des jeweiligen Katalysatormoduls (11) bereitgestellten zweiten Befestigungsflansch (21) oder über einen separaten zweiten Befestigungsflansch (21a) und über mindestens ein mit den Befestigungsflanschen zusammenwirkendes, lösbares Befestigungsmittel befestigt ist.
Katalysatoreinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Katalysatormodul (11) an dem jeweiligen ersten Befestigungsflansch (18) über den zweiten Befestigungsflansch (21, 21a) und über sich durch die Befestigungsflansche (18, 21, 21a) erstreckende Schraubverbindungen (22) befestigt ist.
Katalysatoreinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Befestigungsflansch (18) und der zweite Befestigungsflansch (21, 21a) nach außen vorstehende Segmente (23, 24) zur Aufnahme und Führung der Schraubverbindungen (22) aufweisen, wobei diese Segmente (23, 24) an einer Seite einen Einführschlitz (25, 26) aufweisen, über den die jeweilige Schraubverbindung (22) aus Schraube (22a) und an der Schraube (22a) vormontierter Mutter (22b) an den Segmenten (23, 24) der Befestigungsflansche (18, 21, 21a) seitlich einführbar ist.
Katalysatoreinheit nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Einführschlitze (25, 26) an von dem Katalysatormodul (11) abgewandten Seiten der Segmente (23, 24) ausgebildet sind.
Katalysatoreinheit nach Anspruch 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass an den die Öffnungen (16) rahmenartig umschließenden Vorsprüngen (17) Halter (27) für die Muttern (22b) ausgebildet sind, mit welchen die Muttern (22b) bei bzw. nach dem Einführen der Schraubverbindung (22) aus Schraube (22a) und vormontierter Mutter (22b) in die Einführschlitze (25, 26) der Segmente (23, 24) in Eingriff bringbar sind, und welche die Muttern (22b) beim Festziehen der Schraubverbindungen (22) fixieren.
Katalysatoreinheit nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich von sich unmittelbar aneinandergrenzenden Katalysatormodulen (11) die Segmente (23, 24) der Befestigungsflansche (18, 21, 21a) zueinander versetzt sind.
Katalysatoreinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Katalysatormodul (11) an dem jeweiligen ersten Befestigungsflansch (18) über den zweiten Befestigungsflansch (21, 21a) und über eine mit den Befestigungsflanschen (18, 21, 21a) zusammenwirkende V-Klammer (28) oder Schelle befestigt ist.
Katalysatoreinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Katalysatormodule (11) im Querschnitt runde Katalysatorkörper (13) und im Querschnitt runde, metallische Gehäuse (12) aufweisen, und dass die Öffnungen (16) und Vorsprünge (17) der Tragstruktur (14) im Querschnitt rund sind.
Katalysatoreinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Katalysatormodule (11) im Querschnitt eckige Katalysatorkörper (13) und im Querschnitt eckige, metallische Gehäuse (12) aufweisen, und dass die Öffnungen (16) und Vorsprünge (17) der Tragstruktur (14) im Querschnitt eckig sind.
Katalysatoreinheit nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungsflansche (21a) mehrerer Katalysatormodule zu einem Verbund zusammengefasst sind.
Abgaskatalysator, mit mehreren Katalysatoreinheiten (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 9.