DE2303789B2 - Vorrichtung zur kalalytischen Reinigung der Auspuffgase von Brennkraftmaschinen - Google Patents
Vorrichtung zur kalalytischen Reinigung der Auspuffgase von BrennkraftmaschinenInfo
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- F01N3/28—Construction of catalytic reactors
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur katalytischen
Reinigung der Auspuffgase von Brennkraftmaichinen,
mit einem in einem Gehäuse ,angeordneten, als Monolith mit axialen Durchgängen ausgebildeten zy-Indrischen
Katalysatorkörper, dessen Umfangsfläche mittels einer nachgiebigen Umhüllung und dessen
Stirnflächen im Bereich ihrer Umfangskanten durch nachgiebige Ringe am Gehäuse abgestützt sind.
Bei einer bekannten Vorrichtung (DT-AS 1 476 507) ist der Katalysatorkörper stirnseitig an radialen Umkiegungen
der im Inneren eines zylindrischen Gehäuses befestigten Endkammerwände unmittelbar abgestützt.
Diese Art der Abstützung ohne jegliche dämpfende Maßnahme führt in der Praxis rasch zur Zerstörung des
Spröden Katalysatorkörpers, wenn die bekannte Vorrichtung in einem Kraftfahrzeug eingebaut ist, wo sie
den beim Fahren auftretenden Stoßen ausgesetzt ist.
Nach einem älteren Vorschlag (DT-OS 2 222 663) ist Vorgesehen, den Katalysatorkörper im Bereich seiner
Stirnseitigen Kanten axial und radial durch nachgiebige, Stoßdämpfende Ringe gegenüber dem Gehäuse zu stützen.
Zum Schutz der stirnseitigen Kanten des Katalysatorkörpers sind nach diesem Vorschlag steife Schutzringe
vorgesehen, welche die stirnseitigen Kanten umgreifen.
An dem älteren Vorschlag ist nachteilig, daß neben den Dämpfungsringen zusätzliche Schutzringe erforderlich
sind und daß die Elastizität der Dämpfungsringe infolge ihrer unvollkommenen Abstützung nur zu
einem Teil für die Stoßdämpfung ausgenutzt werden kann.
Dem gegenüber besteht die Erfindungsaufgabe darin, die axiale Stoßbelastung des empfindlichen und teuren
Katalysatorkörpers unter hohen kräftemäßigen und temperaturmäßigen Beanspruchungen auf ein erträgliches
Maß zu dämpfen, dies unter Vermeidung der zum Stand der Technik und zu dem älteren Vorschlag angeiNBcii
UC, der Erfindung zugrunde liegenden Gedanken
kommt es also für die Reduzierung der axialen Stoßbela'tung wesentlich darauf an, daß die Rnge allseitig
unmittelbar und unter Vorspannung abgestützt sind Durch diese Art der Abstützung wird eine hohe
Vorspannung der stoßdämpfenden Ringe überhaupt erst ermöglicht. Die hohe Vorspannung wiederum ist
entscheidend für die stoßdämpfende Wirkung, da bei den in der Praxis vorkommenden hohen Temperaturen
von bis zu 6500C sonst eine zu starke Abnahme der Elastizität zu befürchten wäre. Außerdem dient die
Vorspannung dem Ausgleich der stark «mer-chied!«·.
chen Wärmedehnungen zwischen Katalysatorkorper und Gehäuse. Infolge der Abstützung der Ringe an ihrem
Ini.enumfang werden die empfindlichen Kanten
des Katalysatorkörpers weitgehend geschont, so daß ein zusätzlicher Kantenschutz entfallen kann.
Die Ringe bestehen bevorzugt aus Geflecht. Gewirk oder einem sonstigen Bündel aus hitzebeständigem
Draht welches vor dew Einbau vorgegMit und in axialer
Richtung entsprechend zusammengedrückt wird, wobei hohe Druckkräfte zur Anwendung kommen.
Zur Halterung der Ringe an ihrem Innenumfang genügt es daß die Stützen durch die Umfangsfläche eines
im Gehäu;einneren befestigten Stützrings, eines Gehäuseflansches
oder eines erweiterten Endstücks des Auspuffrohrs gebildet sind.
Die Ausführungsform mit Stützring eignet sich besonders
gut in Verbindung mit einem aus zwei Schalen
hergestellten Katalysatorgehäuse, wobei die Deckelteile bereits an die Schalen angeformt sind.
In der folgenden Beschreibung siiJ mehrere Ausführungsbeispiele
der Erfindung an Hand der Zeichnung erläutert. Dabei zeigen
Fig.! und 2 jeweils einen axialen Längsschnitt durch einen Katalysator,
F i g. 3 und 4 jeweils einen teilweisen axialen Längsschnitt durch andere Ausführungsformen.
Gemäß F i g. 1 besteht das Gehäuse 1 aus einer oberen Schale 2 und einer unteren Schale 3. Im Inneren des
Gehäuses ist der Katalysatorkorper 4 angeordnet. In radialer Richtung ist der Katalysatorkorper 4 mittels
eines nachgiebigen Mantels 5 aus einem Drahtgeflecht gegenüber der Innenseite des Gehäuses 1 abgestützt
und somit gegenüber in radialer Richtung wirkenden Stoßkräften geschützt gelagert. Das Drahtgeflecht ist
am Umfang des Katalysatorkörpers 4 mittels einer Zementschicht 19 befestigt. Die dämpfende Lagerung des
Katalysatorkörpers 4 gegenüber in axialer Richtung wirkenden Stoßen übernehmen die Ringe 6 und 7, welche
zwischen dem Gehäuse 1 und den Stirnflächen 8 und 9 des Katalysatorkörpers, und zwar im Bereich ihrer
jeweiligen Umfangskanten, eingespannt sind. Die Ringe 6 und 7, die bevorzugt aus einem Dahlgeflecht
unter Verwendung eines hitzefesten Drahts, beispielsweise aus einer Stahllegierung mit Chrom-, Nickel-,
Aluminium- und/oder Kobaltbestandteilen bestehen, sind bevorzugt unter Vorspannung angeordnet, um die
Bewegung des Katalysatorkörpers auf ein Minimum zu begrenzen. Dadurch kann gleichzeitig die Beachtung
genauer Passungen bei bei der Herstellung der Ringe
entfallen. Nach innen sind die Ringe 6 und 7 mittels der an der Innenseite der Gehsusewand angepunkteten
Stützringe 10 und 11 gehalten.
Das Gehäuse besteht bevorzugt aus einem Mangan-Chrom-legierten Stahl mit ferritischem Gefüge, der bis
zu 11500C hitze- und zunderbeständig ist. Die Stützringe
bestehen bevorzugt aus einem Nickel-Chrom-Mangan-legierten Stahl mit austenitischem Gefüge, der eine
geringfügig größere Wärmeausdehnung ausweist als der Gehäusestahl. Dadurch wird bei Wärmedehnungen
die Befestigung der Stützringe am Gehäuse nicht gefährdet und der Ring zusätzlich zusammengedrückt. Bei
der Wahl der Drahtlegierung für den Mantel 5 und für die Ringe 6, 7 ist zu beachten, daß diese Teile ihre
Nachgiebigkeit auch bei hohen Temperaturen nicht oder nur geringfügig verlieren dürfen. Eine Abdichtung
des mit dem Mantel 5 ausgefüllten Ringspalts durch die Ringe 6, 7 ist nicht erforderlich, da die in die Ringzone
um den Katalysatorkörper 4 einströmenden Abgasmengen vernachlässigbar gering sind D!.. -isdurchlässige
Ausführung der Ringe 6, 7 aus einem Drahtgeflecht hat einer dichtenden Ausführung gegenüber sogar
den Vorteil, daß dadurch eine gleichmäßigere Beaufschlagung des Katalysatorkörpers auch in dessen
Außenzonen erzielt wird.
F i g. 2 zeigt eine Katalysator, dessen Längsschnitt mit der Ausführungsform gemäß F i g. 1 weitgehend
übereinstimmt. Unterschiedlich ist lediglich die Ausbildung des Gehäuses 1. Dieses besteht im Fall der F i g. 2
aus zwei rohrförmigen, etwa in der Gehäusemitte senk- ic
recht zur Zylinderachse geteilten Schalen 2a und 3a. Die beiden Schalen sind geringfügig überlappt und am
Umfang miteinander verschweißt.
F i g. 3 zeigt einen teilweisen Längsschnitt durch eine andere Atisführungsform eines Katalysators, dessen
Gehäuse 21 an einem oder beiden stirnseitigen Enden
bei 22 mit einem Gehäuseflansch 20 für den Anschluß an eine Rohrmuffe oder an das Motorgehäuse verschweißt
ist. Der gehäuseinnere Abschnitt des Gehäuseflansches 20 ersetzt den Stützring 11 gemäß den oben
beschriebenen Ausführungsformen.
Bei dem in Fig.4 teilweise dargestellten Ausführungsbeispiel
endet das Gehäuse 12 bereits auf der Höhe des innenumfangs des Rings 13, also am inneren
Ende des radialen Gehäuseteils 14. Dort (bei 15) ist es dichtend mit dem die in Richtung des Pfeils Fabströmenden
Gase aufnehmenden Anschlußrohrs 16 verschweißt. Das innere Ende 17 des Anschlußrohrs 16
dient als Stützring zur Halterung des Rings 13. Infolge
der Zusammendrückung umgreift der Ring 13 den Katalysatorkörper 4 auch noch geringfügig an seinem
Außenumfang (bei 18) im Bereich seiner stirnseitigen Kante. Die in F i g. 4 dargestellte i-orm des Rings kann
aber auch in dem einzubauenden Ritig bereits vorgepreßt sein.
Im Rahmen der Erfindung sind unterschiedliche Querschnittsformen der Katalysatorkörper und damit
der Ringe und des Gehäuses denkbar; bevorzugt kommt selbstverständlich der Kreisquerschnitt in Frage;
eine vorteilhafte, flache Ausführungsform weis; ellipsenförmigen
Querschnitt auf. In Anpassung an unterschiedliche Bauformen und Maße können die Ringe jeweils
aus mehreren schmäleren Ringen zusammengesetzt sein.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (3)
- Patentansprüche:lf Vorrichtung zur katalytischen Reinigung der Auspuffgase von Brennkraftmaschinen, mit einem in einem Gehäuse angeordneten, als Monolith mit axialen Durchgängen ausgebildeten zylindrischen Katalysatorkörper, dessen Umfangsfläche mittels einer nachgiebigen Umhüllung und dessen Stirnflächen im Bereich ihrer Umfangskanten durch nach- to giebige Ringe am Gehäuse abgestützt sind, d a durch gekennzeichnet, daß die Ringe (6, 7 bzw, 13) unmittelbar zwischen Katalysatorkörper (4) und Gehäuse (1 bzw. 12) axial und zwischen Gehäuse und an diesem befestigten Stützen (10, 11, 20 bzw. 17) radial unter Spannung abgestützt sind (Fig. 1,2,3 bzw. 4).
- 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringe (6, 7 bzw. 13) aus Geflecht, Gewirk oder eirem sonstigen Bündel aus hitzebeständigem Drahi bestehen.
- 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützen durch die Umfangsfläche eines im Gehäuseinneren befestigten Stützrings (10,11), eines Gehäuseflansches (20) oder eines erweiterten Endstücks (17) des Auspuffrohrs (16) gebildet sind (F i g. 1 und 2; 3; 4).Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe an einer Vorrich ung der eingangs erwähnten Art dadurch gelost, daß die Ringe unmittelbar zwischen Katalysatorkorper und Gehäuse axial und zwischen Gehäuse und an diesem befestigten Stützen radial unter Spannung abge-
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BGA | New person/name/address of the applicant | ||
8235 | Patent refused |