DE2937757A1 - Mechanisch stabile siebgewebeanordnung aus metall - Google Patents
Mechanisch stabile siebgewebeanordnung aus metallInfo
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Description
DEUTSCHE GOLD- UND SILBER-SCHEIDEANSTALT
vormals Roessler
Weißfrauenstraße 9, 6000 Frankfurt/Main
Weißfrauenstraße 9, 6000 Frankfurt/Main
Mechanisch stabile Siebgewebeanordnung aus Metall
Die Erfindung betrifft eine mechanisch stabile Siebgewebeanordnung
aus Metall.
Die Anwendung von Metallelementen als struktureller
Verstärker für Katalysatoren zur Reinigung von Autoab-
Verstärker für Katalysatoren zur Reinigung von Autoab-
gasen ist bekannt. So ist in einer Reihe von Schriften (US-PS 3 920 583, DE-OS 23 02 746, DE-OS 24 50 664)
eine Katalysatormatrix aus zunderbeständigem Stahl beschrieben, welche aus einem ausgedehnten, metallischen Träger besteht, bei dem Stahlbleche einer bestimmten
eine Katalysatormatrix aus zunderbeständigem Stahl beschrieben, welche aus einem ausgedehnten, metallischen Träger besteht, bei dem Stahlbleche einer bestimmten
*5 Dicke als glatte und gewellte Bleche ausgebildet und
lagenweise abwechselnd angeordnet sind.
lagenweise abwechselnd angeordnet sind.
In der DE-AS 21 64 123 ist ein Katalysatormaterial in Form einer oder mehrerer Lagen eines beschichteten Git-
ters mit unterschiedlichen Abmessungen und Maschenweiten
oder in Form beschichteter Matten aus gekräuseltem Draht beschrieben. Der Einsatz von Maschendraht hat gegenüber
aus Bändern gefertigten Metallträgern den Vorteil geringeren Einsatzaewichtes und einer höheren geo-
metrischen Oberfläche.
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' Ferner sind schon Trägermatrizen für Katalysatoren beschrieben
worden, welche aus aufeinander angeordneten Lagen aus hochtemperaturfestern und zunderbeständigem
Stahl bestehen, wobei die Lagen aus einem glatten Siebgewebe bestehen, in welches in parallelen Abständen in
Richtung der gewünschten Strömungskanäle Abstandshalter von größerem Querschnitt als das Siebgewebe auf- bzw.
eingewebt sind oder wobei Lagen aus glattem Siebgewebe „
oder gewelltem Blech mit Lagen aus glattem oder gewell-'0
tem Siebgewebe abwechseln.
Ein weiterer Vorteil solcher gasdurchlässiger Matrizen gegenüber aus Metallbändern gefertigten Systemen ist
ein die Katalyse fördernder Querstromeffekt und ein
verbessertes Rückhaitevermögen gegenüber in Tauchdis—
persionen vorliegenden katalysatorfördernden Metalloxiden. Aus Maschendraht gefertigte bekannte Systeme
sind jedoch bezüglich ihrer Stabilität gegenüber mechanischer Verformung verbesserunqswürdic.
20
Bei modernen Verbrennungskraftmaschinen sind die Anforderungen
an die mechanische Stabilität nähmlich außerordentlich groß. Durch die Zündfolge eines Kolbenmotors
werden Katalysatoren oder auch Blei- bzw. Rußpartikel-
oder Kondensatfilter mit Abgasen beaufschlagt, welche
durch starke Pulsationen gekennzeichnet sind. Diese können bei bekannten Matrixsystemen alsbald zur mechanischen
Zerstörung des Katalysatorverstärkers bzw. Abgaspartikelfilters führen.
Die Erfindung betrifft eine mechanisch stabile Siebgewebeanordnung
aus Metall, welche als hochwirksames Filter und/oder als Katalysatorträger mit konversionsgünstiger
Strömungsführung für das Abgas angewandt
werden kann.
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ORIGINAL INSPECTED
Die Siebgewebeanordnung ist dadurch gekennzeichnet, daß sie aus abwechselnd einer Lage eines gewellten oder gefalteten
Siebgewebes und einer ebenen geschlossenen oder durchbrochenen Decklage besteht, wobei über die ge—
wellte oder die gefaltete Lage an zwei ihrer senkrecht zur Wellung bzw. Faltung stehenden, gegenüberliegenden
Rändern eine ihrem Profil angepaßte U-formige Einfassung geschoben und an ihr befestigt ist.
Dabei kann die ebene Decklage ein glattes Blech oder ein metallisches Siebgewebe mit übergeschobener U-förmiger
Randeinfassung sein.
Die Lagen können zu einem Paket geschichtet oder zu '** einer zylindrischen, ovalen, rechteckigen oder mehreckigen
Spirale aufgewickelt sein.
Zur Fixierung der Siebgewebeanordnung hat es sich als günstige Lösung erwiesen, die Einfassungen mit den Lagen
iyj punktförmig oder flächig zu verschweißen oder zu verlöten,
wobei eine Packung oder Wicklung stirnseitig verschweißt oder verlötet sein kann.
Eine Verbesserung der Filterwirkung kann durch eine Ver—
dichtung des Gewebes erreicht werden. Zu diesem Zweck werden mehrere Lagen Siebgewebe als eine Schicht zusammen
mit einer Metallfolie vor dem Verformen am Rande eingefaßt und durch Verschweißen oder Verlöten damit
verbunden.
30
30
Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung können
anstelle der Deckbleche auch eine oder mehrere Lagen glatten Filtergewebes eingesetzt werden, welche vor dem
Verformen ebenfalls mit einer Metallfolie eingefaßt
und durch Verschweißen oder Verlöten mit dem Filtergewebe verbunden werden.
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-S-
Demgemäß besteht eine bevorzugte Ausführungsform der
Erfindung darin, daß mehrere aufeinander angeordnete : Siebgewebelagen an den Rändern von einer einzigen Einfassung
gehalten werden.
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Im Rahmen der Erfindung kann auch eine Siebgewebeanordnung aus einer abwechselnd gewellten oder gefalteten
Blechlage und einem glatten Siebgewebe vorgesehen wer-
den, wobei die U-förmige Einfassung nur für das glatte
Siebgewebe benötigt wird. Es kann damit eine wesentliche Gewichtsersparnis bei guter mechanischer Stabilität erzielt
werden, die jedoch geringer ist als bei Verwendung eines gewellten oder gefalteten Siebgewebes.
Das verwendete Siebgewebe kann eine Bahn mit einer Maschenweite von 0,18 - 0,025, vorzugsweise 0,1 - 0,05,
insbesondere 0,073 mm und mit einer Drahtstärke von 0,15 - 0,025, vorzugsweise 0,1 - 0,05, insbesondere
0,07 mm darstellen.
20
20
Als Deckbleche bzw. Metallfolien für die Einfassung der
Filtergewebe finden Metallbänder mit einer Wandstärke unterhalb o,15 mm Verwendung.
Breite und Höhe der von den abwechselnd angeordneten glatten und gewellten bzw. gefalteten Lagen umschlossenen
Zellen sollte nicht kleiner als 0,2 mm sein.
Die gewellte Lage kann verschieden geformt sein. Gün-
stig ist, wenn sie Sinusform oder die Form einer Evolvente oder eine rechteckige oder quadratische Form aufweist.
Eine besonders wirksame Ausbildung der erfindungsgemäßen
Siebgewebeanordnung bewirkt, daß durchzuleitendes Abgas in Längs- und Querrichtung zum Abgasstrom fließen kann
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ORIGINAL INSPECTED
und es zwangsläufig durch Lagen des Filtergewebes hindurchtreten muß. Hierbei weist eine gefaltete Lage an
ihren senkrecht zur Faltung stehenden Rändern ein abwechselnd nach innen und außen vorspringendes Profil in
Form eines an seiner Grundlinie offenen Trapezes auf, wobei jeweils ein nach innen weisendes Trapez an einem
Rand durch geneigte Flächen mit einem am gegenüberliegenden Rand nach außen weisenden Trapez verbunden ist.
Für die erfindungsgemäße Siebgewebeanordnung eignen sich besonders Bleche und Siebgewebe, welche aus einer
Legierung von Eisen, Chrom, Aluminium und ggfs. Cer oder Yttrium und den üblichen Legierungsbegleitelementen
bestehen bzw. andere hitzefeste und zunderbeständige
Materialien.
Mittels der Erfindung können bei erheblich verbesserter Stabilität große Filter- bzw. Katalysatorflächen mit
sehr niedrigem Druckverlust hergestellt werden. Der Erfindungsgegenstand
eignet sich als Verstärker für Katalysatoren zur Beseitigung von Schadstoffen aus den Abgasen
von Verbrennungskraftmaschinen und als Filter für im Abgas enthaltene feinverteilte Feststoffe und Kondensattröpfchen.
Er" ist insbesondere zur mechanischen und/ oder katalytischen Reinigung von Abgasen aus Dieselmotoren
verwendbar. Diese Doppelfunktion kann unter dem Begriff "Filterkatalysator" zusammengefaßt werden.
Demgemäß besteht ein weiterer Gegenstand der Erfindung
in der Verwendung der offenbarten Siebgewebeanordnung in Abgasreinigungsanlagen von Brennkraftmaschinen als
Filter für Stäube und/oder Aerosole und/oder -als TrS-germatrix
für Katalysatoren.
Die erfindungsgemäßen Siebgewebeanordnungen können nach
üblichen Verfahren,z. B. durch Elektroplattieren oder
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: :: \ 130015/0125
ORIGINAL INSPECTED
-δ-Imprägnieren direkt mit Edelmetall und/oder Unedelmetall
belegt werden. Sie können aber auch zu einer mit einem üblichen Trägermaterial für Katalysatoren überzogenen,
mit Lösungen aktiver Katalysatormetalle imprägnierbaren Trägermatrix verarbeitet werden. Dabei
sind die einzelnen Lagen an ihrer Oberfläche mit einem katalysefördernden Trägermaterial, meist einem Metalloxid
hoher Oberfläche ,wie aktives AIpO-. , überzogen. Als
katalysefördernde Zusätze können in dieses Metalloxid noch die Elemente Ce, Zr, Fe, Ni, Seltene Erden oder
eine Kombination aus diesen eingebaut werden. Die Trägermaterial-Zwischenschicht
wird dann nach gangigen Verfahren mit dem eigentlichen Katalysator versehen.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der erwähnten besonders wirkungsvoller. Ausführungsform, welche in der
Zeichnung dargestellt ist. weiter erläutert. In der Zeichnung zeigen
Fig. 1 eine Explosionsdarstellung der
einzelnen Komponenten der Siebgewebeanordnunc;
Fig. 2 die Seitenansicht einer Siebgewebelage mit Einfassung unter Ee-
zeichnung der Verbindungsstellen
zwischen Einfassung und Siebgewebelagen sowie deren Anordnung
zwischen zwei Decklacen unter on
ow schematischer Darstellung des
ow schematischer Darstellung des
Strömungsverlaufs des Abgases (Fig. 2 a):
Fig. 3 einen Schnitt durch die aufgewickel-
te Siebgewebeanordnunc quer zur Ab-
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gasströmungsrichtung sowie deren Anordnung zwischen Decklagen mit
Bezeichnung der stirnseitigen Ver-
schweißuncsstellen (Fig. 3 a) und 5
Fig. 4 eine vergrößerte Darstellung einer gefalteten Siebgewebelage mit zugehöriger
Einfassung.
Wie aus Fig. 1 ersichtlich, besteht diese Ausführung der erfindungsgemäßen Siebgewebeanordnung abwechselnd
Eus einer Lege glsttem Deckblech 1 und einer Lage gefaltetem Siebgewebe 2 , welches derart verformt
ist, daß beim Aufwickeln der abwechselnden Lagen zu einem Zylinder das Abgas zwangsläufig durch das Siebgewebe
hindurchtreten muß und auf diese Weise gefiltert oder katalytisch behandelt wird. Das Abgas kommt
dabei mit einer größeren Oberfläche in Berührung, als dies beim Passieren von unaehinderten parallelen Strö-
mungskanälen der Fell wäre. Zur Verfestigung des Filtergewebes
ist dieses an seinem oberen und unteren Rand vor dem Verformen mit einer Metallfolie 3 eingefaßt und - wie Fig. 2 zeigt - durch Punktschweißen
oder Schweißen einer Rollennaht oder durch Verlöten
mit dem Filtergewebe fest verbunden worden. Fig. 2 a zeigt den zwangsläufigen Verlauf der Abgasströmung.
Zur Erhöhung der Gesamtstabilität der zu einem Zylinder aufgewickelten Siebgewebeanordnung sind, wie Fig. 3,
3 a zeigt, die Deckbleche 1 mit dem eingefaßten Filtergewebe 2,3 an den Stirnflächen durch Widerstandsoder
Elektronenstrahlverschweißung oder durch Verlötung fest miteinander verbunden.
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ORIGINAL INSPECTED
-ιοί Entsprechend Fig. 4 weist die gefaltete Siebgewebelage
2 an ihren senkrecht zur Faltung stehenden Rändern 4 a, 4 b ein abwechselnd nach innen und außen
vorspringendes Profil in Form eines an seiner Grundlinie offenen Trapezes auf, wobei jeweils ein nach
innen, d. h. zur Mittelachse der Abgasströmung weisendes Trapez 5 an einem Rand 4 a mit einem am
gegenüberliegenden Rand 4 b nach außen weisenden Trapez 6 verbunden ist. Position 7 zeigt die U—förmige
Einfassung für die Siebgewebelage.
Frankfurt/Main, 13. 9. 1979 PAT/Dr.Kr.-ho
130015/0125
ORIGINAL INSPECTED
Claims (9)
1. Mechanisch stabile Siebgewebeanordnung aus Metall, bestehend aus abwechselnd einer Lage eines gewell-
ten oder gefalteten Siebgewebes und einer ebenen geschlossenen oder durchbrochenen Decklage, wobei
über die gewellte oder gefaltete Lage an zwei ihrer senkrecht zur Wellung bzw. Faltung stehenden, gegenüberliegenden
Rändern eine ihrem Profil ange—
paßte U-förmige Einfassung geschoben und an ihr befestigt ist.
2. Siebgewebeanordnung, dadurch gekennzeichnet, daß
die ebene Decklage ein glattes Blech oder ein me-
tallisches Siebgewebe mit übergeschobener U-förmiger
Randeinfassung ist.
3. Siebgewebeanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Lagen zu einem Paket ge—
schichtet oder zu einer zylindrischen, ovalen, rechteckigen oder mehreckigen Spirale aufgewickelt
sind.
/2
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ORIGINAL INSPECTED
•
4. Siebgewebeanordnung nach den Ansprüchen 1-3, dadurch
gekennzeichnet, daß die Einfassungen mit den Lagen punktförmig oder flächig verschweißt oder verlötet
sind.
5
5
5. Siebgewebeanordnung nach den Ansprüchen 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Packung oder Wicklung
stirnseitig verschweißt oder verlötet ist.
6. Siebgewebeanordnung nach den Ansprüchen 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere aufeinander angeordnete
Siebgewebelagen an den Rändern von einer einzigen Einfassung gehalten werden.
'5
7. Siebgewebeanordnung nach den Ansprüchen 1-6, dadurch
gekennzeichnet, daß eine gewellte Lage Sinusform oder die Form einer Evolvente oder eine rechteckige
oder quadratische Form aufweist.
ζυ
8. Siebgewebeanordnung nach den Ansprüchen 1-6, dadurch
gekennzeichnet, daß eine gefaltete Lage an ihren senkrecht zur Faltung stehenden Rändern ein
abwechselnd nach innen und außen vorspringendes Profil in Form eines an seiner Grundlinie offenen
Trapezes aufweist, wobei jeweils ein nach innen weisendes Trapez an einem Rand durch geneigte Flächen
mit einem am gegenüberliegenden Rand nach aussen weisenden Trapez verbunden ist.
9. Verwendung der Siebgewebeanordnung nach den vorstehenden Ansprüchen in Abgasreinigungsanlagen von
Brennkraftmaschinen als Filter für Stäube und/oder Aerosole und/oder als Trägermatrix für Katalysato-
/3
15/0125
ORIGINAL INSPECTED
Priority Applications (8)
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