DE2627596C3 - 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 engines

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DE2627596C3 DE19762627596 DE2627596A DE2627596C3 DE 2627596 C3 DE2627596 C3 DE 2627596C3 DE 19762627596 DE19762627596 DE 19762627596 DE 2627596 A DE2627596 A DE 2627596A DE 2627596 C3 DE2627596 C3 DE 2627596C3
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Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur katalytischer! Reinigung der Abgase an Brennkraftmaschinen, bei welcher ein zylindrischer, in Axialrichtung durchsirömler Katalysatorkörp^r im Inneren eines Blechgehäuses mittels einer an seinem Umfang vorgesehenen Hülle stoßgedampft angeordnet und an seinen gegenüberliegenden Stirnseiten mittels je eines Ringes gegenüber dem Gehäuse abgestützt ist, der jeweils auf die Umfangsfläche eines an die zugeordnete Siirnkante anschließenden, kalibrierten begrenzten Bereichs des Katalysatorkörpers aufgesteckt und dort mittels zementartigen Werkstoffs befestigt ist und mit einem über die Stirnkante vorspringenden freien Endabschnitt mit der Innenseite der Wand des Blechgehäuses zusammenwirkt, wobei einer der Ringe über dem gesamten Umfang seines freien Endabschnitts an der Gehäusewand dichtend anliegt und vom anderen Ring eine dichte Verbindung zur Gehäusewand besteht.The invention relates to a device for catalytic! Purification of exhaust gases in internal combustion engines, in which a cylindrical, axially flowed through Catalyst body inside a sheet metal housing arranged shock-absorbed by means of a sleeve provided on its circumference and on its opposite one End faces is supported by means of a ring opposite the housing, each on the circumferential surface of a calibrated limited area of the adjoining the assigned Siirnkante Catalyst body is attached and fixed there by means of cement-like material and with an over the front edge protruding free end section cooperates with the inside of the wall of the sheet metal housing, one of the rings over the entire circumference of its free end portion on the housing wall and there is a tight connection between the other ring and the housing wall.

Bei Verwendung vor keramischen Hüllenwerkstoffen, beispielsweise auf Aluminiumsilieatbasis, kommt es ohne besondere stirnseitige Abdichtung der Hülle zu einem vorzeitigen Verschleiß derselben, verursacht teils durch die Abgaspulsationen, teils durch den korrosiven Angriff der Abgase dort, wo diese mit Hüllcnmalerial in Verbindung kommen.When using ceramic shell materials, for example based on aluminum silicate, it occurs without a special frontal sealing of the shell to a premature wear of the same, partly caused through the exhaust gas pulsations, partly through the corrosive attack of the exhaust gases where they are covered with paint Connection come.

Bei einer bekannten Vorrichtung (deutsche Offenlcgungsschrift 22 45 535), welche den eingangs genannten Aufbau besitzt, ist ein Ring mit dem Gehäuse verschweißt, während der gegenüberliegende im Inneren des Gehäuses gleitet; dadurch sind zum Schutz des Hüllenmaterials noch zusätzliche Dichtungsmittel in Form eines Metallbalgs, der den gleitend gelagerten Ring mit der Innenseite des Gehäuses verbindet, erforderlich. Die Lagerung der Ringe erfolgt über Keramikringe, die auf an die Stirnseiten anschließenden Ringflächen des Katalysatorkörpers sitzen und mit diesem verkittet sind. Die Ringflächen beschreiben eintf! geringeren Durchmesser als die Umfangsfläche des Katalysatorkörpers.In a known device (German Offenlcgungsschrift 22 45 535), which the aforementioned Construction, one ring is welded to the housing, while the opposite one is inside the housing slides; as a result, additional sealing means are also included in order to protect the casing material Form of a metal bellows that connects the slidingly mounted ring with the inside of the housing, necessary. The rings are supported by ceramic rings that are attached to the end faces Ring surfaces of the catalyst body sit and are cemented to this. Describe the ring surfaces one! smaller diameter than the peripheral surface of the catalyst body.

Bei der Halterung nach der bekannten Vorrichtung werden die meisten auf das Gehäuse einwirkenden Stoßkräfte unvermindert auf den empfindlichen Katalysatorkörper übertragen, und zwar über den fest mit dem Gehäuse verbundenen starren Ring, dessen kalibriertes Ende auf dem Keramikring sitzt, der mit dem Katalysatorkörper fest verbunden ist.In the case of the holder according to the known device, most of them will act on the housing Impact forces are transmitted undiminished to the sensitive catalyst body, through the solid with the Rigid ring connected to the housing, the calibrated end of which sits on the ceramic ring that is connected to the Catalyst body is firmly connected.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, an einer Vorrichtung der eingangs erwähnten Art eine Halterung für einen Keramikkatalysatorkörper zu schaffen, die einerseits einen dichten Abschluß des Ringraums zwischen Katalysatorkörper und Gehäuse ohne weitere Dichtungselemente gewährleistet und andererseits den Katalysatorkörper allseitig stoßgedämpft aufnimmt.In contrast, the invention is based on the object of a device of the type mentioned at the beginning Kind of a bracket for a ceramic catalyst body to create, on the one hand, a tight seal of the annular space between the catalyst body and the housing Guaranteed without further sealing elements and on the other hand the catalyst body is shock-absorbed on all sides records.

Erfindungsgemäß wird diese AufgaDe durch die Verbindung der Merkmale gelöst,According to the invention, this task is achieved by combining the features

daß auch der andere Ring über dem gesamten Umfang seines freien Endabschnitts an der Gehäusewand dichtend anliegt,that the other ring over the entire circumference of its free end portion on the housing wall lies tightly,

daß beide Ringe federnd ausgebildet sind,
daß der begrenzte Bereich des Katalysatorkörpers durch Auftragen einer Schicht aus zementartigem Werkstoff auf die Umfangsfläche des Katalysatorkörpers erzeugt ist undthat both rings are resilient,
that the limited area of the catalyst body is produced by applying a layer of cementitious material to the peripheral surface of the catalyst body and

daß die Hülle auf einem innerhalb der Erstreckung des Kaialysatorkörpers liegenden Abschnitt der Ringe über die Ringe gezogen ist.that the shell on a within the extent of the Kaialysatorkörpers lying portion of the rings is pulled over the rings.

Dieser Vorschlag führt zu einer Halterung, die sowohl zur radialen als auch zur axialen, stoßgedämpften Abstützung les Katalysatorkörpers beiträgt. Die beiden in sich federnden Ringe, die an gegenüberliegenden Stirnkanten des Katalysatorkörpers angreifen, sorgen für eine schwimmende Lagerung des Katalysatorkör pers im Inneren des diesen umgebenden Gehäuses Zugleich ergehen die mit ihrem freien Ende jeweils dichtend am Inneren des Gehäuses anliegenden Ringe.This proposal results in a bracket that both contributes to the radial as well as the axial, shock-absorbing support les catalyst body. The two in resilient rings that attack opposite front edges of the catalyst body, provide for floating storage of the catalyst body inside the housing surrounding it At the same time, the rings, each sealingly resting against the interior of the housing with their free end, are produced.

unterstützt durch die sich bis zwischen die Ringe und das Gehäuse erstreckende Hülle, einen hermetischen Abschluß des die Isolierschicht aus Keramikfasern enthaltenden Ringrauines zwischen Katalysatorkörper und Gehäuse. Die genannten Maßnahmen werden ohne Eingriff in den Kaialysatorkörper, d. h. unter Aufrechterhallung seiner vollen wirksamen Querschnitlsfläche erzielt. Hierzu ist es ausreichend, auf den Umfang des Katalysatorkörpers eine Schicht aus zementartigem Werkstoff aufzutragen, die als Sitz für die Ringe dient.supported by the envelope extending between the rings and the housing, a hermetic one Completion of the ring roughness containing the insulating layer of ceramic fibers between the catalyst body and housing. The measures mentioned are carried out without interfering with the analyzer body, i. H. under upright reverberation achieved its full effective cross-sectional area. For this it is sufficient to refer to the scope of the Apply a layer of cementitious material to the catalyst body, which serves as a seat for the rings.

Dabei werden Maßabweichungen der Umfangsform des Katalysalorkörpers automatisch ausgeglichen. Infolge der Dicke der aufgetragenen Schicht ergibt sich als weiterer Vorteil eine verstärkte Zusammendrückung der Endbereiche der Hülle in radialer Richtung, wodurch gleichzeitig der axiale Halt des Katalysatorkörpers verbessert wird, ohne die Federeigenschaft der Ringe zu beeinflussen. Auf jede harte axiale Abstützung des Katalysatorkörpers kann daher verzichtet werden.Dimensional deviations in the circumferential shape of the catalyst body are automatically compensated for. As a result the thickness of the applied layer results in increased compression as a further advantage of the end regions of the shell in the radial direction, which simultaneously holds the catalyst body axially is improved without affecting the spring properties of the rings. On every hard axial support the catalyst body can therefore be dispensed with.

An sich ist das Aufbringen eines an der Luft härtenden oder unter Temperatureinwirkung aushärtenden hitzebeständigen Werkstoffs auf die Umfangsfläche eines Kptalysatorkörpers bekannt (DE-OSIn itself, the application of an air-hardening or temperature-hardening one heat-resistant material on the peripheral surface of a Kptalysatorkörpers known (DE-OS

22 22 663). Dabei wird der Werkstoff zunächst mit zu -, großer Schichtdicke auf die Umfangsfläche aufgetragen und dann wird die Schichtdicke auf eir. den Innenabmessungen eines über der Schicht anzubringenden Schutzmantel entsprechende«, Toleranzmaß reduziert, was vorteilhaft gleichzeitig mit dem Aufbringen des Schutzmantels bewirkt wird.22 22 663). In this case, the material is first treated with about - plotted large layer thickness on the peripheral surface and then the layer thickness on eir. the inside dimensions of a protective sheath to be applied over the layer is reduced, which is advantageously effected at the same time as the protective sheath is applied.

An den gegenüberliegenden Stirnseiten des Katalysatorkörpers angebrachte federnde Ringe zur Abstützung des Katalysatorkörpers in einem Blechgehäuse sind ebenfalls bekannt (DE-OS 22 22 663 und DE-OS HResilient rings attached to the opposite end faces of the catalyst body for support the catalyst body in a sheet metal housing are also known (DE-OS 22 22 663 and DE-OS H

23 03 789). Diese Ringe liegen jedoch über ihrem gesamten Umfang an der Gehäusewand (dichtend) an.23 03 789). However, these rings rest against the housing wall (sealing) over their entire circumference.

Auch ist es bei der gatlungsgemäßen Vorrichtung (DE-OS 22 45 535) bekannt, auf der Seite des fest mit dem Gehäuse verbundenen Ringes den gesamten Raum zwischen Ring und Gehäuse mit Hüllenmaterial /u füllen.It is also known in the generic device (DE-OS 22 45 535) on the side of the fixed with the housing connected ring the entire space between the ring and housing with shell material / u to fill.

Im Zusammenhang mit einer dem Gegenstand der Erfindung fernliegenden Variante ist es schließlich bekannt (DE-OS 22 45 535), zusätzlich auch auf der Seite des im Gehäuse gleitenden Ringes den gesamten Raum zwischen Ring, Gehäuse und einer axial wirkenden Feder mit Hüllenmaterial zu füllen.In connection with one of the subject of the Invention distant variant, it is finally known (DE-OS 22 45 535), also on the Side of the ring sliding in the housing the entire space between the ring, the housing and one axially acting spring to fill with shell material.

Anstelle der üblichen Schweißverbindung zwischen Ringen und Gehäuse ist in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß das Gehäuse im Konlaktbereich mit dem freien Endabschniu jedes Ringes ^ine umlaufende Erweiterung aufweist. Die freien Endabschnitte der Ringe erhalten dadurch einen festen axialen Hall, wobei die Dichtwirkung voll aufrechterhalten J5Instead of the usual welded connection between the rings and the housing, the Invention provided that the housing in the Konlaktbereich with the free end portion of each ring ^ ine has circumferential extension. This gives the free end sections of the rings a fixed axial one Hall, with the sealing effect fully maintained J5

Ein Ausführungsbeiapiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird im folgenden anhand der Zeichnung erläutert Es zeigtAn Ausführungsbeiapiel the device according to the invention is shown below with reference to the drawing explained it shows

F i g. 1 einen axialen Schnitt durch die Katalysatorvorr-chtung, F i g. 1 shows an axial section through the catalyst device,

F i g. 2 einen Querschnitt gem. H-II der F i g. 1 undF i g. 2 shows a cross section according to H-II of FIG. 1 and

F i g. 3 einen Abschnirt eines im Querschnitt verengten Ringes.F i g. 3 shows a section of a ring with a narrowed cross section.

Der Katalysatorkörper 1 als monolithischer, zylindrischer, axial durchströmter Block trägt an seinem Umfang eine Hülle 2 aus einem Werkstoff auf Aluminiumsilicathasis. Die Hülle 2 verspannt den Kaialysatorkörper 1 in radialer Richtung gegenüber dem Blechgehäuse 3, welches eine dem Katalysatorkorper 1 entsprechende zylindrische, up. vorliegenden Fall etwa elliptischen Querschnitt aufweisende Form besitzt.The catalyst body 1, as a monolithic, cylindrical block through which there is an axial flow, carries on its circumference a shell 2 made of an aluminum silicate-based material. The shell 2 braces the catalyst body 1 in the radial direction with respect to the sheet metal housing 3, which has a cylindrical shape corresponding to the catalyst body 1 and, as in the present case, an approximately elliptical cross-section.

In den an die Stirnkanten anschließenden Umfangsbereichen 4 ist der Katalysatorkörper durch Auftragen einer zementartigen Masse kalibriert. Übi>r diese kalibrierten Bereiche sind Dichtungsringe 5 gesteckt, die mit ihren freien Endabschnillen 6 in Aufwölbungen 7 des Gehäuses 3 eingreifen. Die Endbereiche 6 können im Bereich der genannien, eine umlaufende Erweiterung bildenden Aufwölbungen 7 durch Punktschweißen nut dem Gehäuse verbunden sein. Das Hüllenmaterial ist teilweise über die Dichtungsringe 5 im Bereich des Katalysatorkörpers 1 gezogen. Das Gehäuse 3 ist, wie in Fi g. 2 ersichtlich, in zwei Halbschalen 3a und 36 geteilt, die an ihren seillich umlaufenden Flanschen 8 miteinander durch Punktschweißen verbunden sind. F i g. 3 zeigt einen Abschnitt eines Dichtungsrings 5. der eine Querschnittseinschnürung 9 aufweist. Diese bewirkt eine Umlenkung des Abgasstroms nach innen, also eine Bündelung desselben.In the peripheral areas 4 adjoining the front edges, the catalyst body is calibrated by applying a cement-like mass. Uebi> r this calibrated spaces inserted sealing rings 5, which engage with their free Endabschnillen 6 in elevations 7 of the housing. 3 The end regions 6 can be connected to the housing by spot welding in the region of the above-mentioned bulges 7 forming a circumferential enlargement. The shell material is partially drawn over the sealing rings 5 in the area of the catalyst body 1. The housing 3 is, as in Fi g. 2, divided into two half-shells 3a and 36, which are connected to one another by spot welding at their circumferential flanges 8 by cable. F i g. 3 shows a section of a sealing ring 5 which has a cross-sectional constriction 9. This causes the exhaust gas flow to be deflected inwards, i.e. it is bundled.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims (2)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Vorrichtung zur katalytischen Reinigung der Abgase an Brennkraftmaschinen, bei welcher ein zylindrischer, in Axialrichtung durchströmt er Katalysatorkörper im Inneren eines Blechgehäuses mittels einer an seinem Umfang vorges· nenen Hülle stoßgedämpft angeordnet und an semen gegenüberliegenden Stirnseiten mittels je eines Ringes gegenüber dem Gehäuse abgestützt ist, der jeweils auf die Umfangsfläche eines an die zugeordnete Stirnkante anschließenden, kalibrierten begrenzten Bereichs des Kataiysatorkörpers aufgesteckt und dort mittels zementartigen Werkstoffs befestigt ist und mit einem über die Stirnkante vorspringenden freien Endabschnitt mit der Innenseite der Wand des Blechgehäuses zusammenwirkt, wobei einer der Ringe über dem gesamten Umfang seines freien .Endabschnitts an der Gehäusewand dichtend anliegt und vom anderen Ring eine dichte Verbindung zur Gehäusewand besteht, gekennzeichnet durch die Verbindung der Merkmale.1. Device for the catalytic cleaning of exhaust gases from internal combustion engines, in which a cylindrical, it flows through the catalyst body in the axial direction inside a sheet metal housing by means of a sleeve provided on its circumference arranged shock-absorbing and on semen opposite End faces is supported by means of a ring relative to the housing, each of which on the circumferential surface of a calibrated border adjoining the assigned front edge Area of the Kataiysatorkörpers attached and fixed there by means of cement-like material and with a free end section projecting over the front edge with the inside of the wall of the Sheet metal housing cooperates, with one of the rings over the entire circumference of its free .End section rests sealingly on the housing wall and a tight connection to the other ring Housing wall consists, characterized by the combination of features. daß auch der andere Ring (5) über dem gesamten Umfang seines freien Endabschnitts (6) an der Gehriusewand dichtend anliegt,
daß beide Ringe (5) federnd ausgebildet sind,
daß der begrenzte Bereich (4) des Katalysatorkörpers (i) durch Auftragen einer Schicht aus zementartigem Werkstoff auf die Umfangsfläche des Katalysatorkörpers erzeugt ist und
daß die Hülle (2) auf einem innerhalb der Erstreckung des Katalysatorkörpers liegenden Abschnitt der Ringe über die Ringe gezogen ist.that the other ring (5) also rests sealingly against the Gehriusewand over the entire circumference of its free end section (6),
that both rings (5) are resilient,
that the limited area (4) of the catalyst body (i) is produced by applying a layer of cementitious material to the peripheral surface of the catalyst body and
that the shell (2) is pulled over the rings on a section of the rings lying within the extent of the catalyst body. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (3) im Kontaktbereich mit dem freien Endabschnitt (6) jedes Ringes (5) eine umlaufende Erweiterung (7) aufweist.2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the housing (3) in the contact area with the free end section (6) of each ring (5) has a circumferential extension (7).
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