DE19962311A1 - Katalytische Abgasreinigungsvorrichtung - Google Patents

Abstract

Eine katalytische Abgasreinigungsvorrichtung umfaßt zwei Übergangstrichter (1, 2) und mindestens einen zwischen diesen angeordneten Abgasreinigungskörper (3), der eine von einem metallischen Mantel (4) umgebene Matrixstruktur (5) aufweist. Dabei weist der Mantel (4) endseitig mindestens einen im wesentlichen radial nach außen gerichteten Kragen (6) auf, der mit dem zugeordneten Übergangstrichter (1) verschweißt ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine katalytische Abgasreinigungsvorrichtung, umfassend zwei Übergangs­ trichter und mindestens einen zwischen diesen angeord­ neten Abgasreinigungskörper.

Katalytische Abgasreinigungsvorrichtungen der vorstehend angegebenen Art sind in vielfältigen Ausfüh­ rungen bekannt. Sie kommen bei modernen verbrennungs­ motorisch angetriebenen Kraftfahrzeugen zum Einsatz. Verbreitet finden dabei keramische Abgasreinigungs­ körper Verwendung, die unter Zwischenschaltung einer nachgiebigen Lagerungsmatte in einem zylindrischen Abschnitt des Gehäuses der Abgasreinigungsvorrichtung gelagert sind. Für spezifische Anwendungsfälle finden jedoch auch Abgasreinigungskörper Verwendung, die eine von einem metallischen Mantel umgebene metallische Matrixstruktur aufweisen.

Die vorliegende Erfindung zielt darauf ab, eine Abgas­ reinigungsvorrichtung der eingangs genannten Art mit mindestens einem Abgasreinigungskörper des zuletzt genannten Typs zu schaffen, bei der die Matrixstruktur während der Fertigung vor Schweißspritzern und zu hoher Erwärmung beim Verschweißen geschützt ist.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Mantel endseitig mindestens einen im wesentlichen radial nach außen gerichteten Kragen aufweist, der mit dem zugeordneten Übergangs­ trichter verschweißt ist. Durch die erfindungsgemäße Gestaltung des Mantels des Abgasreinigungskörpers wird auf einfache Meise wirksam verhindert, daß die Matrix­ struktur beim Verschweißen des Mantels mit dem/den Übergangstrichter(n) überhitzt wird. Zudem ist die Matrixstruktur durch die spezifische Anordnung der Schweißnaht ohne weitere Maßnahmen wirksam vor Schweiß­ spritzern geschützt.

Während der Mantel im Rahmen der vorliegenden Erfindung im Bereich seiner beiden Enden einen radial nach außen gerichteten Kragen aufweisen kann, zeichnet sich eine erste bevorzugte Weiterbildung der Erfindung dadurch aus, daß genau ein Kragen vorgesehen ist. Dieser ist besonders bevorzugt zuströmseitig vorgesehen und mit dem zuströmseitigen Übergangstrichter verschweißt.

Gemäß einer anderen Weiterbildung der Erfindung ist der Mantel von einem Isolationsrohr umgeben, das insbeson­ dere mit dem einseitig vorgesehenen Kragen des Mantels verschweißt sein kann. An dem der festen Verbindung zwischen Kragen und Isolationsrohr gegenüberliegenden Ende besteht zwischen dem Mantel und dem Isolationsrohr besonders bevorzugt ein Schiebesitz; dieser ermöglicht einen Dehnungsausgleich zwischen dem Isolationsrohr und dem Mantel zur Vermeidung innerer Spannungen.

Bei der vorstehend dargelegten Weiterbildung der erfindungsgemäßen Abgasreinigungsvorrichtung ist der abströmseitige Übergangstrichter bevorzugt nur mit dem Isolationsrohr verschweißt. Die auf diese Weise erzielte Verbindung der beiden Übergangstrichter über das (relativ kalte) Isolationsrohr führt zu besonders geringen temperaturbedingten Veränderungen der Außenab­ messungen der Abgasreinigungsvorrichtung. Im übrigen trägt auch diese Anordnung der zweiten Schweißnaht wiederum dazu bei, daß die Matrixstruktur wirksam vor Schweißspritzern sowie zu hoher Erwärmung beim Ausführen der Schweißnaht geschützt ist.

Eine andere bevorzugte Weiterbildung der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß das Isolationsrohr gegenüber dem Mantel mittels Zentrierelementen zentriert ist. Letztere können insbesondere als Eindrückungen des Isolationsrohres ausgeführt sein. Besonders bevorzugt sind die Zentrierelemente dabei in Längsrichtung des Abgasreinigungskörpers etwa mittig vorgesehen; sie sind zweckmäßigerweise gleichmäßig über den Umfang verteilt angeordnet. In Verbindung mit dem vorstehend erläuterten Schiebesitz zwischen dem Mantel und dem Isolationsrohr ergibt sich bei minimalem fertigungstechnischen Aufwand eine zuverlässige Ausrichtung des Isolationsrohres und des Mantels zuein­ ander, so daß es beim Ausführen der das Isolationsrohr mit dem Kragen des Mantels verbindenden Schweißnaht keiner weiteren Vorrichtungen bedarf.

Die vorliegende Erfindung erweist sich dabei nicht nur im Hinblick auf den wirksamen Schutz der Matrixstruktur vor Beschädigung während der Montage als besonders günstig. Die Erfindung gestattet im übrigen die Herstellung einer katalytischen Abgasreinigungsvor­ richtung mit minimalem fertigungstechnischen Aufwand. Bei geschickter Gestaltung der einzelnen Komponenten genügen zwei umlaufende Schweißnähte, um die beiden Übergangstrichter, den Mantel der Abgasreinigungsvor­ richtung und das Isolationsrohr miteinander zu verbinden.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung können die Über­ gangstrichter ein- oder mehrschalig aufgebaut sein. In diesem Sinne zeichnet sich eine besonders zweckmäßige Ausführungsform der Erfindung dadurch aus, daß der zuströmseitige Übergangstrichter zweischalig aufgebaut ist, indem er aus einem Innentrichter und einem Außen­ trichter mit dazwischen angeordnetem Luftspalt zusammengefügt ist, während der abströmseitige Über­ gangstrichter einschalig aufgebaut ist.

Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der erfin­ dungsgemäßen Abgasreinigungsvorrichtung anhand der Zeichnung näher erläutert.

Die in der Zeichnung veranschaulichte Abgasreinigungs­ vorrichtung umfaßt einen - zweischalig aufgebauten - zuströmseitigen Übergangstrichter 1, einen - einschalig aufgebauten - abströmseitigen Übergangstrichter 2 und einen zwischen diesen angeordneten Abgasreinigungs­ körper 3. (Die - auch im Hauptanspruch verwendete - Angabe, wonach der Abgasreinigungskörper 3 zwischen den beiden Übergangstrichtern 1 und 2 angeordnet sein soll, schließt dabei nicht aus, daß der Abgasreinigungs­ körper, so wie dies in der Zeichnung dargestellt ist, in mindestens einen der beiden Übergangstrichter, hier den abströmseitigen Übergangstrichter hineinragt.)

Der Abgasreinigungskörper 3 besteht aus einem rohr­ förmigen Mantel 4 und einer in diesem aufgenommenen metallischen Matrixstruktur 5. Der Mantel 4 weist an seinem zuströmseitigen Ende einen radial nach außen gerichteten Kragen 6 auf.

Der Mantel 4 des Abgasreinigungskörpers 3 ist von einem Isolationsrohr 7 umgeben. Dieses liegt abströmseitig über einen Schiebesitz 8 an dem Mantel 4 an. Zuström­ seitig ist das Isolationsrohr 7 mittels der Schweißnaht 9 mit dem Kragen 6 des Mantels 4 verbunden. Die Schweißnaht 9 erfaßt dabei auch einen Kragen 10 des zuströmseitigen Übergangstrichters 1, so daß mittels der Schweißnaht 9 der (doppelte) Kragen 10 des zuström­ seitigen Übergangstrichters 1, der Kragen 6 des Mantels 4 des Abgasreinigungskörpers 3 und das zugeordnete Ende des Isolationsrohres 7 miteinander verbunden sind.

Der abströmseitige Übergangstrichter 2 ist mittels der Schweißnaht 11 mit dem Isolationsrohr 7 verbunden. Diese Schweißnaht ist dabei dicht benachbart zu dem Schiebesitz 8 ausgeführt, über welchen der Mantel 4 an dem Isolationsrohr 7 anliegt.

Zur Zentrierung des Mantels 4 des Abgasreinigungs­ körpers 3 und des Isolationsrohres 7 zueinander weist das Letztere drei gleichmäßig über den Umfang verteilt angeordnete Zentrierelemente 12 in Form von Eindrückun­ gen 13 auf, die an der äußeren Umfangsfläche des Mantels 4 anliegen.

Die in der Zeichnung dargestellte Gestaltung der Über­ gangstrichter veranschaulicht das hohe Maß an Flexibilität, das im Rahmen der vorliegenden Erfindung im Zusammenhang mit der zuströmseitigen und der abströmseitigen Abgasführung besteht. Zwingend ist die dargestellte gewinkelte Abgasführung ersichtlich nicht.

Claims (9)

1. Katalytische Abgasreinigungsvorrichtung, umfassend zwei Übergangstrichter (1, 2) und mindestens einen zwischen diesen angeordneten Abgasreinigungskörper (3), der eine von einem metallischen Mantel (4) umgebene Matrixstruktur (5) aufweist, wobei der Mantel (4) endseitig mindestens einen im wesent­ lichen radial nach außen gerichteten Kragen (6) aufweist, der mit dem zugeordneten Übergangs­ trichter (1) verschweißt ist.

2. Abgasreinigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß genau ein Kragen (6) vorgesehen ist.

3. Abgasreinigungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kragen (6) zuströmseitig vorgesehen und mit dem zuströmseitigen Übergangstrichter (1) verschweißt ist.

4. Abgasreinigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel (4) von einem Isolationsrohr (7) umgeben ist.

5. Abgasreinigungsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Isolationsrohr (7) zuströmseitig mit dem Kragen (6) verschweißt ist.

6. Abgasreinigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem dem Kragen (6) abgewandten Ende des Mantels (4) und dem zugeordneten Ende des Isolationsrohres (7) ein Schiebesitz (8) besteht.

7. Abgasreinigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der abströmseitige Übergangstrichter (2) nur mit dem Isolationsrohr (7) verschweißt ist.

8. Abgasreinigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Isolationsrohr (7) gegenüber dem Mantel (4) mittels Zentrierelementen (12) zentriert ist.

9. Abgasreinigungsvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentrierelemente (12) als Eindrückungen (13) des Isolationsrohres (7) ausgeführt sind.