DE2604886A1

DE2604886A1 - Verfahren zur herstellung eines katalysators zur reinigung der abgase von brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE2604886A1
Application number: DE19762604886
Authority: DE
Inventors: Andreas Santiago; Enrique Santiago
Original assignee: Zeuna Starker GmbH and Co KG
Current assignee: Arvin Industries Deutschland GmbH
Priority date: 1976-02-07
Filing date: 1976-02-07
Publication date: 1977-08-11

Description

Verfahren zur Herstellung eines Katalysators zur Reinigung
der Abgase von Brennkraftmaschinen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Katalysators zur Reinigung der Abgase von Brennkr2ftmaschinen, wobei ein als Monolith mit axialen Durchgängen ausgebildeter zylindrischer Katalysatorkörper im Inneren eines Gehäuses stoßgedämpft angeordnet wird, indem er durch Aufbringen zuerst einer zementartigen Hülle und darüber eines nachgiebigen Mantels aus Drahtgeflecht am Umfang umhüllt wird, bevor er in das Gehäuse eingeschoben und dort zwischen stoßdämpfenden, an den Stirnseiten der Hülle anliegenden Ringen unter Spannung befestigt wird.
Es ist bereits bekannt (DT-AS 2 303 789) einen nachgiebigen Mantel aus Drahtgeflecht am Umfang des Katalysatorkörpers mittels einer auf diesem aufgetragenen Zementschicht zu befestigen. Die Zementschicht dient dabei als Befestigungsmittel und gleichzeitig als Schutzhülle für den spröden und daher leicht zerbrechlichen Katalysatorkörper. Dem Toleranzausgleich zwischen Katalysatorkörper und Katalysatorgehäuse dient dabei der Mantel aus Drahtgestrick, der je nach Durchmesser des Katalysatorkörpers bzw. der darauf mit bestimmter Dicke aufgetragenen Schutzhülle mehr oder weniger stark zusammengepreßt wird. Bei Minus-Toleranzen ist die Pressung des Drahtgeflechts demnach geringer als bei Puls-Toleranzen, wobei selbstverständlich von einem in sehr engen Toleranzen gefertigten Katalysatorgehäuse auszugehen ist.
In der Praxis hat sich gezeigt, daß trotz Schutzhülle und Drahtgeflecht-Mantel eine vorzeitige Zerstörung des Katalysatorkörpers bei dessen Einbau in Kraftfahrzeugen in zahlreichen Fällen nicht vermieden werden konnte. Entsprechend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, die genante Gefahr der vorzeitigen Zerstörung zu vermindern.
Dabei wurde von der für die Lösung dieser Aufgabe wesentlichen Erkenntnis ausgegangen, daß Zerstörungen sowohl bei großen Minus- als auch Puls-Toleranzen zu erwarten sind. Aufgrund umfangreicher Versuchsreihen gelang es schließlich, zu finden, daß die gewünschte lange Lebensdauer des Katalysatorkörpers nur durch eine genaue Einhaltung der Toleranzen des durch das Drahtgeflecht gefüllten Ringraums zwischen dem Außenumfang der Hülle um den Katalysatorkörper und dem Innenumfang des Gehäuses erzielbar:ist. Diese erfinderische Erkenntnis führte zu dem Lösungsschritt, daß das Aufbringen der Hülle unter Einhaltung einer Durchmesser-Toleranz, die etwa dem zehnten Teil derjenigen des Katalysatorkörpers entspricht, vorgenommen wird.
Bei Einhaltung dieser Regel ist es möglich, Maßabweichungen im Durchmesser des Katalysatorkörpers in einem Toleranzbereich von etwa + 2,0 mm auszugleichen. Dieser Toleranzbereich, der etwa üblichen Herstellungsgenauigkeiten entspricht, bedingt seitens der Durchmessertoleranz der Hülle die Einhaltung eines Toleranzmaßes von etwa + a mm, bevorzugt t 0,2 mm.
Somit genügt es, die Hülle mit einer Schichtdicke von bis zu etwa 2,0 mm aufzutragen. Größere Schichtdicken sind einer verstärkten Rissbildung durch den Abbindungsprozeß unterworfen, so daß sie möglichst zu vermeiden sind.
Es hat sich gezeigt, daß durch die Verwirklichung obiger Lösungsvorschläge, vorzeitige Zerstörungen des Katalysatorkörpers weitgehend vermieden werden können. Entscheidend für diesen Effekt ist die erzielte gleichmäßige Druckverteilung am Umfang des Katalysatorkörpers bzw. am Umfang seiner Schutzhülle, deren gleichmäßige, z.B. kreiszylindrische Ausbildung keine Schwierigkeiten bereitet.
Nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung läßt sich eine Verlängerung der Lebensdauer noch dadurch erzielen, daß zusätzlich die Stirnseiten der Hülle einschließlich ihrer stirnseitigen Kanten genau und glatt unter Einhaltung einer L=ngen-Toleranz der Hülle von etwa + 0,2 mm ausgebildet wird.
Eine zweckmäßige Maßnahme im Rahmen der Erfindung besteht darin, daß der Nantel aus Drahtgeflecht vor dem vollständigen Austrocknen der Hülle auf diese aufgewickelt wird. Damit ist bei der Montage des Katalysators der zusätzliche Vorteil erbunden, daß sich der Mantel aus Drahtgeflecht beim Einschieben in das Katalysatorgehäuse nicht lösen und verschieben kann, womit die angestrebte gleichmäßige Spannungsverteilung im Drahtgeflecht-Mantel unter Einhaltung einer definierten Pressung desselben gewährleistet ist.
Selbstverständlich ist die Anwendung der erfindungsgemäßen Lehre nicht auf im Querschnitt kreisförmige Katalysatorkörper beschränkt. Sie gilt gleichermaßen für zylindrische Katalysatorkörper anderer, beispielsweise elliptischer Querschnittsform, wobei auf dessen Umfangsfläche Hülle und Drahtgeflecht mit jeweils gleichmäßiger Dicke vorgesehen werden und das Katalysatorgehäuse der Querschnittsform des Katalysatorkörpers angepasst ist.
Im folgenden wird das erfindungsgemäße Verfahren anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigt Fig. 1 einen axialen Längsschnitt durch den Katalysator im fertig montierten Zustand und Fig. 2 <- den Katalysatorkörper mit Schutzhülle auf einer Wickelvorrichtung Im Inneren des Katalysatorgehäuses 1 ist der monolithische Katalysatorkörper 2, der in Axialrichtung durchströmt wird, angeordnet. An seinem Außenumfang ist der Katalysatorkörper 2 von einer Schutzhülle 3 aus zementartigem Material, beispielsweise einer unter dem Namen Blakite bekannten zementartigen Bindermasse umgeben. Um deren Umfangsfläche wiederum ist ein Mantel 4 aus Drahtgeflecht, Drahtgestrick oder dergleichen gewickelt, wobei bevorzugt ein Kantaldraht, bestehend aus einem Chrom--, Nickel-, Aluminium- und/oder KcDal d-legiertem Stahl und einer Drahtstärke von ca. 0,16 mm geeignet ist. In dem Mantel 4 ist der Draht etwa zu einer Dichte von 3,6 g/cm3 zusammengepresst. Aus gleichartigem Draht hergestellte Dämpfungsringe 5a, Sb stützen den Katalysatorkörper 2, insbesondere im Bereich der Stirnflächen seiner Hülle 3 gegenüber dem Gehäuse 1 in axialer Richtung ab. Die Drahtringe Sa, 5b sind zwischen den Gehäuseecken und an ihrem inneren Umfang anliegenden, mit dem Gehäuse 1 verschweißten Stützringen 6a, 6b unter Vorspannung aufgenommen. Das Gehäuse 1 ist innerhalb enger Toleranzgrenzen von etwa + 0,2 mm genau hergestellt. Es besteht bevorzugt aus einem Mangan-Chrom-legiertem Stahl mit ferritischem Gefüge.
Fig. 2 zeigt vereinfacht den stirnseitig mit Körpern 7a, 7b verbundenen Katalysatorkörper 2. Die stirnseitigen Körper 7a, 7b sind zwischen Spitzen 8a, 8b drehbar gelagert.
Die Umfangsform der stirnseitigen Körper 7a, 7b in der zur Drehachse senkrechten Ebene entspricht genau dem Sollmaß für den Außenumfang der auf dem Katalysatorkörper 2 aufzutragenden Zementhülle 3. Die Hülle 3 kann mittels einer nicht gezeigten an den beiden stirnseitigen Körpern 7a, 7b anzulegenden Lebre bis zum Erreichen ihres genauen Toleranzmaßes A t 0,2 mm aufgebaut werden. Die Schichtdicke der Hülle 3 beträgt dabei entsprechend dem Toleranzmaß a + 2,0 mm des Katalysatorkörpers bis zu 2,0 mm. Genau bearbeitete Innenseiten 9a, 9b der stirnseitigen Körper 7a, 7b ermöglichen eine scharfkantige und maßgenaue Austildung der stirnseitigen Endflächen der Hülle 3.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren könnten sowohl Maßunaenauigkeiten als auch Ausbrüche in der Außenfläche des Katalysatorkörpers, insbesondere seiner stirnseitigen Umlaufkanten genau ausgeglichen erden. Erst die exakt ausgebildete Hülle 3 bietet die Gewähr dafür, daß eine vollkommen gleichmäßige Spannungsverteilung über die Umfangsfläche der Hülle 3 beim Einbau in das Katalysatorgehäuse 1 erzielt wird Die Pressung im Drahtgeflechtmantel ist dabei so zu wählen, daß dieser ausreichende stoßdämpfende Eigenschaften hat, andererseits aber in seiner Nachgiebigkeit begrenzt ist, da zu große Schwingungswege die in Stöße umgesetzte Schwingungsenergie gefährlich anwachsen lassen.
-Patentansprüche- L e e r s e i t e

Claims

Patentansprüche 0 Verfahren zur Herstellung eines Katalysators zur Reinigung der Abgase von Brennkraftmaschinen, wobei ein als Monolith mit axialen Durchgängen ausgebildeter zylindrischer Katalysatorkörper im Inneren eines Gehäuses stoßgedämpft angeordnet wird, indem er durch Aufbringen zuerst einer zementartigen Hülle und darüber eines nachgiebigen Mantels aus Drahtgeflecht an Umfang umhüllt wird, bevor er in das Gehäuse eingeschoben und dort zwischen stoßdämpfenden, an den Stirnseiten der Hülle anliegenden Ringen unter Spannung befestigt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufbringen der Hülle (3) unter Einhaltung einer Durchmesser-Toleranz, die etwa dem zehnten Teil derjenigen des Katalysatorkörpers (2) entspricht, vorgenommen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Tolerenzmaß etwa + 0,4 mm, bevorzugt + 0,2 mm eingehalten wird;
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülle (3) mit einer Schichtdicke von bis zu etwa 2,0 mm aufgetragen wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeIchnet, daß zusätzlich die Stirnseiten der Hülle (3) eInschließlich ihrer stirnseitigen Kanten genau und glatt unter ninhaltung einer LängenToleranz der Hülle von etwa + 0,2 mm ausgebildet wird.