DE29611788U1 - Catalytic converter - Google Patents
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Description
Beschreibung:Description:
Die Erfindung betrifft Abgaskatalysatoren mit einem keramischen oder metallenen Monolithen, der mittels Lagermatte in einem Blechgehäuse gehalten und abgedichtet ist, wobei die Mantelfläche des Monolithen Bereiche starker Krümmung und schwacher Krümmung aufweist.The invention relates to exhaust gas catalysts with a ceramic or metal monolith which is held and sealed in a sheet metal housing by means of a bearing mat, wherein the outer surface of the monolith has regions of strong curvature and weak curvature.
Die Lagerung von keramischen Monolithen mittels Lagermatte in Metallblechgehäusen ist eine seit vielen Jahren eingeführte und bewährte Technik. Die Lagermatte hat dabei die Aufgabe, die Toleranzen der Bauteile beim Zusammenbau zu kompensieren und im Fahrzeugbetrieb die thermischen Ausdehnungsdifferenzen zwischen dem keramischen Monolithen und dem Metallgehäuse so auszugleichen, daß der Monolith bei beliebigen Temperaturen weder mechanisch überlastet oder beschädigt wird noch seinen festen Halt verliert. Darüber hinaus muß die Lagermatte den pulsierenden Abgasen den Weg am Monolithen vorbei sicher und auf Dauer versperren.The storage of ceramic monoliths using a bearing mat in sheet metal housings is a proven technology that has been in place for many years. The bearing mat has the task of compensating for the tolerances of the components during assembly and, during vehicle operation, of balancing out the thermal expansion differences between the ceramic monolith and the metal housing in such a way that the monolith is neither mechanically overloaded or damaged nor loses its firm hold at any temperature. In addition, the bearing mat must safely and permanently block the path of the pulsating exhaust gases past the monolith.
Während die herkömmliche Technik bei Monolithen, deren Querschnitt kreisförmig oder nahezu kreisförmig ist, hervorragende Ergebnisse liefert, entstehen Probleme immer dann, wenn der Querschnitt des Monolithen sehr stark von der Kreisform abweicht und Bereiche'mit sehr starker Krümmung und Bereiche mit sehr schwacher Krümmung besitzt. Derartige Querschnittsformen sind dann erforderlich, wenn die Fahrzeuggegebenheiten nur beschränkte Gestaltungsmöglichkeiten bei der Querschnittsformfestlegung zulassen.While the conventional technology delivers excellent results for monoliths whose cross-section is circular or almost circular, problems always arise when the cross-section of the monolith deviates significantly from the circular shape and has areas with very strong curvature and areas with very weak curvature. Such cross-sectional shapes are required when the vehicle conditions only allow limited design options when determining the cross-sectional shape.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Abgaskatalysator der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, daß auch bei solch schwierigen Querschnittsformen eine einwandfreie und dauerhafte Lagerung des keramischen Monolithen im Blechgehäuse erreicht wird.The present invention is based on the object of developing an exhaust gas catalyst of the type mentioned at the outset in such a way that even with such difficult cross-sectional shapes, a perfect and permanent storage of the ceramic monolith in the sheet metal housing is achieved.
Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Abgaskatalysator mit den Merkmalen des Anspruchs 1.This object is achieved by an exhaust gas catalyst having the features of claim 1.
Die vorliegende Erfindung macht sich die Tatsache zunutze, daß Lagermatten unterschiedlicher Zusammensetzung kombiniert werden können, wobei jeder Kombinationspartner innerhalb desThe present invention makes use of the fact that storage mats of different compositions can be combined, whereby each combination partner within the
Gesamtverbundes Lagermatte unterschiedliche Aufgaben übernehmen kann.The entire storage mat can take on different tasks.
Dies sind einerseits hohe Druckfestigkeit zur Fixierung des Monolithen, verbunden mit einer Festigkeitsunsicherheit gegen Abgaspulsationen, und andererseits hohe Festigkeitssicherheit gegen Abgaspulsationen, jedoch verbunden mit einer Druckfestigkeitsunsicherheit bei der Fixierung des Monolithen.On the one hand, these are high compressive strength for fixing the monolith, combined with a strength uncertainty against exhaust gas pulsations, and on the other hand, high strength security against exhaust gas pulsations, but combined with a compressive strength uncertainty when fixing the monolith.
Bisher wurde stets versucht, mit einer Sorte Lagermatte auszukommen. Wurde eine Lagermatte mit einer hohen Druckfestigkeit ausgewählt, so mußte man feststellen, daß diese in den Bereichen schwacher Krümmung innerhalb kürzester Zeit zerstört werden konnte. Im Bereich schwacher Krümmung wurde das Metallgehäuse bei hoher Temperatur aufgrund der hohen Druckfestigkeit der Lagermatte mechanisch gedehnt und plastisch verformt.Up to now, attempts have always been made to get by with one type of bearing mat. If a bearing mat with a high compressive strength was selected, it was found that it could be destroyed within a very short time in areas of weak curvature. In areas of weak curvature, the metal housing was mechanically stretched and plastically deformed at high temperatures due to the high compressive strength of the bearing mat.
Diese Verformung führt zu einer Vergrößerung des Lagerspaltes und einer Reduzierung der Druckkräfte durch die eingesetzte Lagermatte verbunden mit einer geringeren Festigkeit gegen Mattenerosion durch Abgaspulsation.This deformation leads to an increase in the bearing gap and a reduction in the compressive forces caused by the bearing mat used, combined with a lower resistance to mat erosion caused by exhaust gas pulsation.
Wurde eine Lagermatte mit hoher Erosionssicherheit gegen Abgaspulsation ausgewählt, so mußte man feststellen, daß diese in den Bereichen starker Krümmung bereits beim Zusammenbau des Konverters zerstört werden konnte. Im Bereich starker Krümmung war das Metallgehäuse mechanisch so stabil, daß bei SpaltVerengungen, hervorgerufen durch Geometrie- und Prozeßtoleranzen, die Lagermatte so weit mechanisch überbelastet wurde, daß die notwendigen Haltekräfte für den Monolithen nicht mehr aufgebracht wurden.If a bearing mat with high erosion resistance against exhaust gas pulsation was selected, it was found that it could be destroyed in the areas of strong curvature during assembly of the converter. In the area of strong curvature, the metal housing was so mechanically stable that in the event of gap narrowing caused by geometry and process tolerances, the bearing mat was mechanically overloaded to such an extent that the necessary holding forces for the monolith were no longer applied.
Alle diese Problem werden durch den Erfindungsgedanken, die Aufgaben auf zwei oder mehr Abschnitte von Lagermatten mit unterschiedlichen Eigenschaften zu verteilen, in befriedigender Weise gelöst.All of these problems are solved in a satisfactory manner by the inventive idea of distributing the tasks across two or more sections of bearing mats with different properties.
Gemäß vorteilhafter Weiterbildungen können die Abschnitte der Lagermatte mittels Klebeband, mittels Klammern, mittels Klebstoff, mittels umwickelter Folie, mittels Fäden und/oder mittels Drahtgewebering zusammengehalten sein. InsoweitAccording to advantageous developments, the sections of the storage mat can be held together by means of adhesive tape, by means of clips, by means of glue, by means of wrapped foil, by means of threads and/or by means of wire mesh rings. In this respect
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unterscheidet sich die Verarbeitung nicht von der herkömmlichen Technik.The processing does not differ from conventional technology.
Ein verbesserter Halt läßt sich erreichen, wenn die Lagermatten-Abschnitte mit Nut und Feder zugeschnitten und somit verzahnt sind.Improved support can be achieved if the bearing mat sections are cut with a tongue and groove and thus interlocked.
Vorzugsweise besitzen die Abschnitte hoher Pulsationsfestigkeit beidseitig Nuten, die Abschnitte hoher Druckfestigkeit beidseitig Federn. Die beidseitig mit Nuten versehenen Abschnitte besitzen somit eine geringere Fläche als die beidseitig mit Federn versehenen Abschnitte. Auf diese Weise wird der Tatsache Rechnung getragen, daß Lagermatten hoher Pulsationsfestigkeit erheblich teurer sind als Lagermatten mit hoher Druckfestigkeit.Preferably, the sections with high pulsation resistance have grooves on both sides, and the sections with high compressive strength have springs on both sides. The sections with grooves on both sides therefore have a smaller area than the sections with springs on both sides. This takes into account the fact that bearing mats with high pulsation resistance are considerably more expensive than bearing mats with high compressive strength.
Symmetrische Kräfte im Gehäuse lassen sich erzielen, wenn gleiche Abschnitte der Lagermatte jeweils gleich dimensioniert und symmetrisch um den Monolithen herum positioniert sind.Symmetrical forces in the housing can be achieved if equal sections of the bearing mat are each of the same dimensions and positioned symmetrically around the monolith.
Anhand der Zeichnung soll die Erfindung in Form eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. Es zeigenThe invention will be explained in more detail in the form of an embodiment with reference to the drawing.
Fig. 1 einen Querschnitt durch einen keramischen Monolithen mit aufgewickelter Lagermatte undFig. 1 a cross-section through a ceramic monolith with wound bearing mat and
Fig. 2 eine Abwicklung der Lagermatte nach Fig. 1.Fig. 2 is a development of the bearing mat according to Fig. 1.
Fig. 1 zeigt einen keramischen Monolithen 1 mit einem stark von der Kreisform abweichenden Querschnitt. Man erkennt rechts und links jeweils einen Bereich 8 mit starker Krümmung und oben und unten jeweils einen Bereich 9 mit sehr schwacher Krümmung. Die Mantelfläche des keramischen Monolithen 1 ist mit einer Lagermatte 2 umwickelt, die aus vier Abschnitten besteht, wobei die Abschnitte 2.1 in den Bereichen 8 starker Krümmung aus einem Material mit hoher Druckfestigkeit und die Abschnitte 2.2 in den Bereichen 9 mit sehr schwacher Krümmung aus einem Material mit hoher Pulsationsfestigkeit bestehen. Jeweils gleiche Abschnitte 2.1, 2.2 sind untereinander identisch. Außerdem sind sie symmetrisch zueinander positioniert, so daß nach dem Einbau in ein Gehäuse (nicht dargestellt) symmetrische Kräfte auf den keramischen Monolithen 1 wirken.Fig. 1 shows a ceramic monolith 1 with a cross-section that deviates significantly from a circular shape. You can see an area 8 with a strong curvature on the right and left and an area 9 with a very slight curvature on the top and bottom. The surface of the ceramic monolith 1 is wrapped with a bearing mat 2 that consists of four sections, with sections 2.1 in the areas 8 with a strong curvature made of a material with high compressive strength and sections 2.2 in the areas 9 with a very slight curvature made of a material with high pulsation resistance. The same sections 2.1, 2.2 are identical to one another. In addition, they are positioned symmetrically to one another so that after installation in a housing (not shown), symmetrical forces act on the ceramic monolith 1.
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Fig. 2 zeigt die Abwicklung der Lagermatte 2. Man erkennt abwechselnd Abschnitte 2.1 hoher Druckfestigkeit und Abschnitte 2.2 hoher Pulsationsfestigkeit. Die Abschnitte 2.1 sind beidseitig mit einer Feder 4, die Abschnitte 2.2 beidseitig mit einer Nut 3 zugeschnitten, so daß die Abschnitte 2.1, 2.2 mittels Nut und Feder-Verbindung ineinander verzahnt sind. Dadurch, daß die Abschnitte 2.2 beidseitig mit Nuten 3 ausgerüstet sind, ist deren Fläche erheblich geringer als die der Abschnitte 2.1. Dadurch wird der Tatsache Rechnung getragen, daß Lagermatten mit hoher Pulsationsfestigkeit um einiges teurer sind als Lagermatten mit hoher Druckfestigkeit.Fig. 2 shows the development of the bearing mat 2. Alternating sections 2.1 with high compressive strength and sections 2.2 with high pulsation strength can be seen. Sections 2.1 are cut with a tongue 4 on both sides, sections 2.2 with a groove 3 on both sides, so that sections 2.1, 2.2 are interlocked by means of a tongue and groove connection. Because sections 2.2 are equipped with grooves 3 on both sides, their area is considerably smaller than that of sections 2.1. This takes into account the fact that bearing mats with high pulsation strength are considerably more expensive than bearing mats with high compressive strength.
Claims (10)
zusammengehalten sind.2. Catalytic converter according to claim 1, characterized in that the sections {2.1, 2.2) are connected by means of adhesive tape
are held together.
gekennzeichnet, daß die Abschnitte {2.1, 2.2) mittels Klammern zusammengehalten sind.3. Exhaust gas catalyst according to claim 1 or 2, characterized
characterized in that the sections {2.1, 2.2) are held together by brackets.
beidseitig Nuten {3) besitzen.9. Catalytic converter according to claim 8, characterized in that the sections (2.1) of high pulsation resistance
have grooves {3) on both sides.
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Cited By (3)
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| WO1999039086A1 (en) | 1998-01-28 | 1999-08-05 | J. Eberspächer Gmbh & Co. | Method for mounting and insulating ceramic monoliths in an automobile exhaust system and a mounting produced according to this method |
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1996
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| R207 | Utility model specification |
Effective date: 19961017 |
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| R156 | Lapse of ip right after 3 years |
Effective date: 20000503 |