DE1230616B - Device for the catalytic cleaning of exhaust gases from internal combustion engines - Google Patents
Device for the catalytic cleaning of exhaust gases from internal combustion enginesInfo
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Description
DEUTSCHESGERMAN
PATENTAMTPATENT OFFICE
AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL
Int. CL:Int. CL:
F02fF02f
Deutsche Kl.: 46 c6 - 6/02 German class: 46 c6 - 6/02
Nummer: 1230 616Number: 1230 616
Aktenzeichen: A 34490IV c/46 c6File number: A 34490IV c / 46 c6
Anmeldetag: 23. April 1960 Filing date: April 23, 1960
Auslegetag: 15. Dezember 1966Opening day: December 15, 1966
Vorrichtungen zum katalytischen Reinigen von Abgasen aus Brennkraftmaschinen, die aus einem den Katalysator enthaltenden Gefäß bestehen, das eine Klappe aufweist, durch die die Abgase ohne katalytische Behandlung in die freie Atmosphäre entweichen können, sind bekannt.Devices for the catalytic cleaning of exhaust gases from internal combustion engines, which consist of a The vessel containing the catalyst exist, which has a flap through which the exhaust gases without catalytic treatment can escape into the free atmosphere are known.
Bei einer solchen bekannten Vorrichtung soll im Teillast- und Leerlaufbetrieb vorgewärmte Ansaugluft dem Verbrennungsraum zugeführt werden, um dadurch eine vollkommene Verbrennung zu erzielen. Für das Fahren auf offener Landstraße außerhalb von Ortschaften ist ein von Hand zu betätigendes Ventil am Ende der Auspuffleitung angeordnet.In such a known device, preheated intake air should be used in partial load and idle operation are fed to the combustion chamber in order to achieve complete combustion. For driving on open country roads outside of built-up areas, a manually operated one is required Valve arranged at the end of the exhaust pipe.
Weiter ist eine Vorrichtung zum katalytischen Reinigen von Abgasen bekannt, bei der ein Klappenventil am Ende des Auspuffrohres abhängig von der Drehzahl der Maschine gesteuert wird. Zur Steuerung kann die Veränderung des Druckes oder der Geschwindigkeit der Auspuffgase, ein Zentrifugalregler, die Stellung der Drosselklappe und eine voll- ao kommen unabhängige Regelung verwendet werden.A device for the catalytic cleaning of exhaust gases is also known, in which a flap valve at the end of the exhaust pipe is controlled depending on the speed of the machine. For controlling can change the pressure or the speed of the exhaust gases, a centrifugal regulator, the position of the throttle valve and a fully independent regulation can be used.
Schließlich ist eine Abgasreinigungsvorrichtung bekannt, die zwei durch eine Wand getrennte Katalysatoren enthält, die, gesteuert durch ein Klappenventil, vom Abgas in wechselnder Richtung durchströmt werden. Das Klappenventil wird durch eine elektrische Schaltanlage in Abhängigkeit von zwei Wärmefühlern betätigt, von denen je einer in einem Katalysator angeordnet ist. Der Wärmefühler besteht aus einem Rohr, das mit Flüssigkeit oder Gas gefüllt ist, welches auf eine Membran am offenen Ende des Wärmefühlers wirkt und somit abhängig von seiner temperaturbedingten Ausdehnung über eine Schaltkontaktgabel mit ungleich langen Zinken auf die elektrische Schaltanlage einwirkt.Finally, an exhaust gas purification device is known which has two catalytic converters separated by a wall Contains which, controlled by a flap valve, flows through the exhaust gas in alternating directions will. The flap valve is controlled by an electrical switchgear of two Actuated heat sensors, one of which is arranged in a catalytic converter. The heat sensor exists from a tube, which is filled with liquid or gas, which is attached to a membrane at the open end of the Heat sensor acts and therefore dependent on its temperature-related expansion via a switching contact fork acts on the electrical switchgear with prongs of unequal length.
Eine Vorrichtung zum katalytischen Reinigen von Abgasen aus Brennkraftmaschinen, die aus einem den Katalysator enthaltenden Gefäß besteht, das eine Klappe aufweist, durch die die Abgase ohne katalytische Behandlung in die freie Atmosphäre entweichen können, kann gegen Überhitzung geschützt werden, werft erfindungsgemäß in dem Katalysator ein an einer Stirnwand des Gefäßes befestigtes Rohr vorgesehen ist, welches beim Ausdehnen die Klappe öffnet.A device for the catalytic cleaning of exhaust gases from internal combustion engines, which from a the vessel containing the catalyst consists of a flap through which the exhaust gases without catalytic Treatment can escape into the open atmosphere, can be protected against overheating are, according to the invention, throw a pipe attached to an end wall of the vessel in the catalyst is provided, which opens the flap when expanding.
Wird die Vorrichtung zum katalytischen Reinigen von Abgasen, beispielsweise durch Ausfall einer
Zündkerze der Brennkraftmaschine, mit zuviel Sauerstoff und Kraftstoff beschickt, dann steigt die Temperatur
über das vorgesehene Maß; das könnte, ohne die erfindungsgemäße Lösung, zur Zerstörung der
Vorrichtung durch Überhitzung führen. Nach der Vorrichtung zum katalytischen Reinigen von
Abgasen aus BrennkraftmaschinenIf the device for the catalytic cleaning of exhaust gases, for example due to failure of a spark plug of the internal combustion engine, is charged with too much oxygen and fuel, the temperature rises above the intended level; this could, without the solution according to the invention, lead to the destruction of the device due to overheating. After the device for the catalytic cleaning of
Exhaust gases from internal combustion engines
Anmelder:Applicant:
Auto Union G. m. b. H., Ingolstadt/DonauAuto Union G. m. B. H., Ingolstadt / Danube
Als Erfinder benannt:Named as inventor:
Dipl.-Ing. Erwin Wawrziniok, Ingolstadt/DonauDipl.-Ing. Erwin Wawrziniok, Ingolstadt / Danube
Erfindung öffnet jedoch das Rohr die Klappe und läßt die zu heißen Gase an dem Katalysator vorbei ins Freie strömen. Da der Fahrer meist nach kurzer Zeit den Fehler behebt, auf den er durch den Leistungsabfall der Brennkraftmaschine deutlich aufmerksam gemacht wurde, werden nur kurze Zeit ungereinigte Gase in die freie Atmosphäre geleitet.Invention, however, the tube opens the flap and lets the gases that are too hot past the catalyst pour into the open. Because the driver usually corrects the error after a short time, which he has encountered due to the drop in performance the internal combustion engine was clearly made aware, are only uncleaned for a short time Gases released into the free atmosphere.
Nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung ist am Ende eines Stahlrohres ein Porzellanstab zum Betätigen der Klappe vorgesehen. Ferner kann ein Kopf am Porzellanstab mit einer ringförmigen Nut zum Angriff für den Hebel der Klappe angeordnet sein.According to a further embodiment of the invention, a porcelain rod is at the end of a steel tube Operation of the flap provided. Furthermore, a head on the porcelain rod with an annular groove be arranged to attack for the lever of the flap.
Damit lassen sich die Temperaturen, bei denen sich die Klappe öffnet, genau festlegen.This allows the temperatures at which the flap opens to be precisely defined.
In einfacher Weise kann nach einem weiteren Merkmal der Erfindung eine gemeinsame Welle für mehrere Klappen gewählt werden.In a simple manner, according to a further feature of the invention, a common shaft for multiple flaps can be selected.
Eine Weiterbildung der Erfindung besteht in der Anordnung einer am Hebel zur Betätigung angreifenden Kippfeder.A further development of the invention consists in the arrangement of a lever acting on the lever for actuation Toggle spring.
Dadurch lassen sich Geräusche vermeiden, die durch Spiel in der Lagerung der Klappe und des Gestänges entstehen könnten. Ferner erfolgt dadurch das Öffnen bzw. Schließen der Klappe schneller, so daß die Regelträgheit der Vorrichtung verringert wird.This avoids noises that could arise from play in the mounting of the flap and the linkage. This also takes place the opening or closing of the flap faster, so that the control inertia of the device is reduced will.
In vorteilhafter Weise ist die Kippfeder zur Kühlung außerhalb des Auspufftopfes angeordnet.The toggle spring for cooling is advantageously arranged outside the muffler.
Eine Weiterbildung besteht in der Anordnung von Tellerfedern in der Nut am Hebel, die das Spiel im Gestänge ausschließen.A further development consists in the arrangement of disc springs in the groove on the lever, which the game in Exclude linkage.
Nach einer anderen Ausführungsmöglichkeit der Erfindung ist ein flüssigkeitsgefülltes Rohr ,angeordnet, das in eine Federspirale endet, die beim Zusammenziehen der Flüssigkeit die Klappe schließt. Auch diese Ausführung arbeitet praktisch spielfrei und geräuschlos. Die Ausführungsmöglichkeit läßt sich dadurch weiterbilden, daß eine Kippfeder angeordnet wird, die die Federspirale in der Schließstellung unterstützt. According to another embodiment of the invention, a liquid-filled tube is arranged, which ends in a spring coil that closes the flap when the liquid is contracted. Even this version works practically free of play and noiselessly. The possibility of execution can be further develop in that a toggle spring is arranged, which supports the spring spiral in the closed position.
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Schließlich ist es vorteilhaft für eine getrennte, raumsparende Bauweise, wenn die Klappe und die Öffnung in dem Gefäß trapezförmig sind.Finally, it is advantageous for a separate, space-saving design if the flap and the Opening in the vessel are trapezoidal.
Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung sind aus der Zeichnung und der Beschreibung zu entnehmen. Further details and features of the invention can be found in the drawing and the description.
Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch einen Abgasreiniger, Fig. 1 shows a longitudinal section through an exhaust gas cleaner,
F i g. 2 eine Draufsicht auf die Klappe,F i g. 2 is a plan view of the flap,
F i g. 3 eine teilweise Seitenansicht auf die Vorrichtung nach Fig. 1, undF i g. 3 is a partial side view of the device according to Fig. 1, and
F i g. 4 eine andere Einzelheit im Teilschnitt.F i g. 4 another detail in partial section.
In den Auspufftopf 1 ist das Gefäß 2 mit dem Katalysator 3 und einer Klappe 4 angeordnet. Die Klappe 4 wird temperaturabhängig betätigt. Der Abgasstrom tritt durch die Leitung 5 in den Raum 6, umströmt den Katalysator 3 und tritt über den Raum 7 und eine Leitung 8 ins Freie bzw. in weitere schalldämpfende Teile der Auspuffanlage. Am Ende 9 eines Stahlrohres 10 mit großem Ausdehnungskoeffizienten ist ein Porzellanstab 11 mit kleinem Ausdehnungskoeffizienten angebracht. Am anderen Ende des Porzellanstabes 11 ist ein Kopf 12 mit Einstellmuttern 13 mit einer ringförmigen Nut 14 zum Angriff für den Hebel 15 für die Klappe 4 angebracht. Mehrere Klappen 4, 4' werden (Fig. 2) durch eine gemeinsame Welle 16 von dem Hebel 15 über den Kopf 12 des Porzellanstabes 11 betätigt.The vessel 2 with the catalytic converter 3 and a flap 4 is arranged in the muffler 1. The flap 4 is operated depending on the temperature. The exhaust gas flow passes through the line 5 into the space 6, flows around the catalytic converter 3 and passes through the space 7 and a line 8 into the open air or into other sound-absorbing parts of the exhaust system. At the end 9 of a steel pipe 10 with a large expansion coefficient, a porcelain rod 11 with a small expansion coefficient is attached. At the other end of the porcelain rod 11, a head 12 with adjusting nuts 13 with an annular groove 14 for engagement by the lever 15 for the flap 4 is attached. Several flaps 4, 4 ' (FIG. 2) are actuated by a common shaft 16 from the lever 15 via the head 12 of the porcelain rod 11.
Am Ende der Welle 16 ist ein Hebel 17, befestigt mit einem Bolzen 18, an dem eine Kippfeder 19 mit ihrem einen Ende eingehängt ist, während ihr anderes an einem Bolzen 20 am Auspufftopf 1 eingehängt ist. In der (Fig. 3) dargestellten Lage des Hebels 17 sind die Klappen 4, 4' geschlossen. Die Verbindungslinie des Mittelpunktes des Bolzens 18 und des entsprechenden Mittelpunktes der Aufhängung der Kippfeder 19 an dem Bolzen 20 liegt rechts von dem Mittelpunkt der Welle 16. Die Kippfeder 19 wirkt also im Sinne der Schließung der Klappen 4, 4'. At the end of the shaft 16 is a lever 17, fastened with a bolt 18 on which a toggle spring 19 is suspended at one end, while the other is suspended from a bolt 20 on the muffler 1. In the position of the lever 17 shown (Fig. 3), the flaps 4, 4 'are closed. The connecting line of the center of the bolt 18 and the corresponding center of the suspension of the toggle spring 19 on the bolt 20 lies to the right of the center of the shaft 16. The toggle spring 19 thus acts in the sense of closing the flaps 4, 4 '.
Dehnt sich das Stahlrohr 10 aus, dann wird über den Hebel 15 mittels der Porzellanstange 11 die Welle 16 gegen den Uhrzeigersinn (F i g. 3) gedreht. Erreicht die Verbindungslinie 18, 20 den Mittelpunkt der Welle 16 bzw. wandert sie etwas über diesen Mittelpunkt nach links hinaus, dann beginnt die Kippfeder 19 im Sinne einer Öffnung der Klappen 4, 4' zu wirken, so daß nach Maßgabe der Nut 14 die Klappen 4, 4' dann vollkommen geöffnet werden. Diese Bauweise hat den Vorteil, daß das Öffnen bzw. Schließen der Klappen 4, 4' sich auf einen sehr engen Temperaturbereich beschränken läßt, bei welchem der Katalysator gerade noch mit gutem Wirkungsgrad und guter Lebensdauer arbeitet, während das Erreichen höherer Temperaturen ausgeschlossen ist. Die auf Zug beanspruchte Kippfeder 19 liegt außerhalb des Auspufftopfes 1, wird vom Fahrtwind gekühlt und kann durch eine Schirmplatte gegen Strahlungseinwirkung des Auspufftopfes 1 geschützt sein. Um ein Klappern des Hebels 15 in der Nut 14 des Kopfes 12 zu verhindern, können auch Tellerfedern 21 in der Nut zwischen dem rechten Ende des Kopfes 12 und dem Ende des Hebels 15 angeordnet sein. Auf diese Weise sind der Hebel 15 bzw. die Klappen 4,4' dauernd unter Federspannung.If the steel pipe 10 expands, the shaft 16 is rotated counterclockwise (FIG. 3) via the lever 15 by means of the porcelain rod 11. If the connecting line 18, 20 reaches the center point of the shaft 16 or if it wanders slightly beyond this center point to the left, then the toggle spring 19 begins to act in the sense of opening the flaps 4, 4 ' , so that the flaps according to the groove 14 4, 4 'can then be opened completely. This construction has the advantage that the opening and closing of the flaps 4, 4 ' can be limited to a very narrow temperature range in which the catalytic converter still works with good efficiency and good service life, while reaching higher temperatures is excluded. The toggle spring 19, which is subjected to tensile stress, lies outside the muffler 1, is cooled by the airflow and can be protected against the effects of radiation from the muffler 1 by a screen plate. In order to prevent the lever 15 from rattling in the groove 14 of the head 12, plate springs 21 can also be arranged in the groove between the right end of the head 12 and the end of the lever 15. In this way, the lever 15 or the flaps 4, 4 'are permanently under spring tension.
Statt eines Porzellanstabes 11 ist nach F i g. 4 ein in eine Federspirale 22 endendes Rohr 23 angeordnet und mit Flüssigkeit, Gas oder z. B. Natrium gefüllt. Die Federspirale 22 wirkt im Sinne einer Schließung der Klappen, wenn die Flüssigkeit im Rohr 23 verhältnismäßig kalt ist. Wird die Flüssigkeit im Rohr 23 erwärmt und dehnt sich infolgedessen schneller aus als das Stahlrohr 10, dann öffnet sich die Klappe 24. Auch hier kann, um die Zeit vom Öffnungsbeginn bis zum völligen Öffnen der Klappe 24 abzukürzen, entsprechend den F i g. 2 und 3, eine Kippfeder angeordnet sein. Die Form der Klappen 24 und 4, 4' ist trapezförmig.Instead of a porcelain rod 11 is shown in FIG. 4 a tube 23 ending in a spring coil 22 is arranged and filled with liquid, gas or z. B. Sodium filled. The spring coil 22 acts to close the flaps when the liquid in the pipe 23 is relatively cold. If the liquid in the pipe 23 is heated and consequently expands faster than the steel pipe 10, the flap 24 opens. 2 and 3, a toggle spring can be arranged. The shape of the flaps 24 and 4, 4 ' is trapezoidal.
Claims (9)
Deutsche Patentschrift Nr. 675 355;
britische Patentschrift Nr. 411 377;
USA.-Patentschriften Nr. 1766 945, 2 898 202;
Nachrichten aus Chemie und Technik, 1960, H. 2, S. 20.Considered publications:
German Patent No. 675,355;
British Patent No. 411,377;
U.S. Patent Nos. 1,766,945, 2,898,202;
News from Chemistry and Technology, 1960, no. 2, p. 20.
Deutsches Patent Nr. 1088 764.Legacy Patents Considered:
German Patent No. 1088 764.
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