DE3430400A1 - Katalytische abgasreinigungseinrichtung - Google Patents
Katalytische abgasreinigungseinrichtungInfo
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Description
VOEST-ALPINE St. Aegyd Aktiengesellschaft in A-3193 St. Aegyd am Neuwalde (Österreich)
Katalytische Abgasreinigungseinrichtung
Die Erfindung bezieht sich auf eine katalytische Abgasreinigungseinrichtung, insbesondere für Brennkraftmaschinen,
mit einer in einem aus Blech bestehenden Gehäuse angeordneten Trägermatrix für den Katalysator, an dessen
Stirnenden ein Einströmtrichter und ein Abströmtrichter aus Blech anschließen.Bei den üblichen Einrichtungen dieser Art
ist das Gehäuse mit dem Einströmtrichter und dem Abströmtrichter gasdicht verschweißt. Die Verschweißung ist hiebei
eine aufwendige Arbeit. Bei den bekannten Einrichtungen dieser Art ist weiters die Trägermatrix unmittelbar,gegebenenfalls
unter Zwischenschaltung einer wärmedämmenden Schicht, in das Gehäuse eingesetzt. Es ist daher eine starre Ausbildung
der Trägermatrix erforderlich. Eine solche starre Ausbildung hat zur Voraussetzung, daß die Trägermatrix starr ausgebildet
sein muß, wodurch wieder die Oberflächen, welche mit dem *~^ Katalysator beschichtet werden, kleiner werden.
Die Erfindung stellt sich zur Aufgabe, eine einfache Ausbildung einer katalytischen Abgasreinigungsvorrichtung mit
großen wirksamen Oberflächen zu schaffen. Zur Erfüllung dieser Aufgabe besteht die Erfindung im wesentlichen darin, daß Einströmtrichter
und Abgtrömtrichter über den gesamten Umfang des Gehäuses mit diesem durch Falzung verbunden sind, daß die,
vorzugsweise metallische, Trägermatrix über ihre gesamte Länge von einem rohrförmigen metallischen Mantel umgeben ist, daß
der rohrförmige Mantel an beiden Enden über die Trägermatrix vorragt und daß die vorragenden Enden des rohrförmigen Mantels
in der Falzverbindung zwischen das Gehäuse und den Einströmtrichter bzw. den Abströmtrichter geklemmt sind. Dadurch, daß
die Trägermatrix über ihre gesamte Länge von einem rohrförmigen metallischen Mantel umgeben ist, wird die Trägermatrix durch
diesen Mantel geschützt und versteift, so daß die wirksame Oberfläche derselben verhältnismäßig groß ausgebildet sein
kann. Die Trägermatrix ist vorzugsweise metallisch ausgebildet und dadurch, daß sie durch den rohrförmigen Mantel versteift
ist, kann sie aus dünnen Metallfolien bestehen, welche zwischen sich Durchströmquerschnitte freilassen, wobei infolge
der dünnen Ausbildung der Bleche oder Folien die wirksame Oberfläche, welche mit dem Katalysatormaterial beschichtet
wird, vergrößert wird. Eine solche metallische Trägermatrix kann beispielsweise aus übereinandergeschichteten gewellten
und ebenen Metallfolien bestehen, welche eingerollt und in den rohrförmigen Mantel eingesetzt werden. Dadurch, daß die
über die Trägermatrix vorragenden Enden des rohrförmigen Mantels in der Falzverbindung zwischen Gehäuse und den Einström- bzw.
Abströmtrichter geklemmt sind, wird ein einfacher Anschluß des rohrförmigen Mantels an den Einström- und Abströmtrichter ermöglicht.
Die Klemmstelle hat die Wirkung einer Labyrinthdichtung, welche ein Umströmen der Abgase um den rohrförmigen
Mantel verhindert und gewährleistet, daß die gesamten zu reinigenden Abgase die Trägermatrix durchströmen. Die
Klemmung des Mantels in der Falzverbindung hat überdies auch den Vorteil, daß geringfügige verschiedene Wärmedehnungen
von Gehäuse und rohrförmigem Mantel an der Klemmstelle aufgenommen
werden können.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Anordnung so getroffen, daß Einströmtrichter und Abströmtrichter
an ihrem Umfang einen nach außen abgebogenen, mit dem rohrförmigen Mantel gleichachsigen zylindrischen Bord
aufweisen, an dessen äußerem Rand ein radial nach außen abgebogener Blechteil anschließt, daß das Gehäuse im Bereich
seiner Stirnenden zylindrische Endteile aufweist, an welche radial nach außen abgebogene Blechteile anschließen, daß die
nach außen abgebogenen Blechteile der zylindrischen Borde und der zylindrischen Endteile des Gehäuses durch Falzung
miteinander verbunden sind und daß die vorragenden Enden des rohrförmigen zylindrischen Mantels zwischen den zylindrischen
Borden des Einström- und Äbströmtrichters und den zylindrischen Endteilen des Gehäuses liegen. Auf diese Weise liegen die
vorragenden Enden des rohrförmigen Mantels zwischen zylindrischen Teilen des Gehäuses und des Einströmtrichters
und des Äbströmtrichters. Es wird dadurch eine gute Dichtung
zwischen dem zylindrischen Mantel und dem Einström- und Abströmtrichter erreicht und vor allem steht auch infolge der
zylindrischen Ausbildung der Anlageflächen ein verhältnismäßig großer Dehnungsweg für eine ungleiche axiale Wärmedehnung
des rohrförmigen Mantels und des Gehäuses zur Verfügung. Der rohrförmige Mantel ist hiebei zweckmäßig kreis-
^ zylindrisch ausgebildet, jedoch ist auch die Ausbildung nach
i
einem Zylinder mit ovalem Querschnitt möglich. Da die vorstehenden
Enden des rohrförmigen Mantels infolge der zylindrischen Ausbildung der Klemmflachen von Gehäuse und Einströmtrichter
und Abströmtrichter verhältnismäßig tief eingreifen kann, ist auch eine gute Labyrinthdichtwirkung
zwischen Einström- und Abströmtrichter einerseits und rohrförmigem
Mantel anderseits gewährleistet.
Gemäß der Erfindung ist zweckmäßig die Anordnung so getroffen, daß der radial nach außen abgebogene Blechteil
des Gehäuses um 180 zur Mitte des Gehäuses, im Querschnitt
C-förmig zurückgebogen ist und von dem im Querschnitt doppelt C-förmig abgebogenen Blechteil des zylindrischen Bordes des
*~~i Einström- und Abströmtrichters umgriffen ist. Dadurch wird
eine gute Verbindung des Einströmtrichters und des Abströmtrichters
mit dem Gehäuse erreicht und vor allem bildet auf diese Weise die Falzverbindung selbst eine Labyrinthdichtung
zwischen Einström- und Abströmtrichter und dem Gehäuse.
Gemäß der Erfindung sind zweckmäßig die Endteile des Gehäuses radial nach innen auf kleinerem Durchmesser
abgesetzt, wobei zwischen dem Gehäuse und dem rohrförmigen Mantel eine wärmedämmende Zwischenschicht, vorzugsweise eine
Fasermatte aus keramischen Fasern,angeordnet ist. Der rohrförmige
Mantel ist über seine gesamte Länge mit gleichem Querschnitt ausgebildet und die Endteile des Gehäuses schließen
an den rohrförmigen Mantel an. Dadurch, daß diese Endteile nach innen auf kleinerem Durchmesser abgesetzt sind, entsteht
zwischen dem Gehäuse und dem rohrförmigen Mantel ein Zwischenraum und durch diesen Zwischenraum wird ermöglicht,
die wärmedämmende Zwischenschicht vorzusehen. Die volle Wirksamkeit des Katalysators setzt erst oberhalb einer
gewissen Temperatur ein und diese wärmedämmende Zwischenschicht ermöglicht die Warmhaltung der Trägermatrix. Überdies
wird auch eine übermäßige Erwärmung des Gehäuses, welche beispielsweise beim Befahren einer dürren Grasfläche
eine Brandgefahr mit sich bringt, vermieden.
Gemäß der Erfindung bestehen vorzugsweise die Trägermatrix und der rohrförmige Mantel aus Edelstahl.
In der Zeichnung ist die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles,
welches eine katalytische Abgasreinigungsvorrichtung für Brennkraftmaschinen, insbesondere von Fahrzeugmotoren,
zeigt, veranschaulicht.
Fig. 1 zeigt einen Axialschnitt durch eine katalytische Abgasreinigungseinrichtung. Fig. 2 zeigt im größeren Maßstab
die Falzverbindung.
1 ist das Gehäuse, 2 der Einströmtrichter und 3 der Abströmtrichter.
In den Einströmtrichter ist ein gelochtes kegelförmiges Verteilerblech 4 für die einströmenden Abgase angeordnet.
5 ist die metallische Trägermatrix, welche beispielsweise aus gewickelten Blechfolien besteht, zwischen welchen
längsverlaufende Durchströmkanäle bestehen, deren Wände mit dem Katalysatormaterial beschichtet sind.
6 ist ein rohrförmiger kreiszylindrischer Mantel, welcher die Trägermatrix 5 umgibt und eine gute Halterung für die Trägermatrix
bildet, so daß die Trägermatrix aus dünnen Metallfolien bestehen kann.
Das Gehäuse 1 ist mit dem Einströmtrichter 2 und dem Abströmtrichter 3 durch Falzungen 7 verbunden. Die Enden des
Gehäuses weisen im Querschnitt eine Abbiegung 8 um 180° zur Mitte des Gehäuses 1 auf. Diese Abbiegung 8 wird durch eine
doppel-C-förmige Abbiegung 9, 10 des Einströmtrichters 2 und
des Abströmtrichters 3 umgriffen. Der Einströmtrichter und der
Abströmtrichter v/eisen eine zylindrische Äbbiegung 11 auf,
welche in die abgebogenen Teile 9 und 10 übergeht. Das Gehäuse weist zylindrische Endteile 12 auf. Zwischen der zylindrischen
Abbiegung 11 und den zylindrischen Endteilen 12 des Gehäuses
liegen die über die Stirnseite 13 der Trägermatrix 5 vorragenden Endteile 14 des rohrförmigen Mantels 10. Diese Endteile
14 sind zwischen die zylindrischen Endteile 12 des Gehäuses und die zylindrischen Teile 11 des Einströmtrichters
und des Abströmtrichters geklemmt. Der zylindrische Teil 11
des Einströmtrichters und des Abströmtrichters steht über den Einströmtrichter 2 und den Abströmtrichter 3 so weit vor, daß
der Ansatz eines Falzwerkzeuges leicht möglich ist und daher die Klemmung der Endteile 14 des rohrförmigen Mantels 6 gut
durchgeführt werden kann.
Der rohrförmige Mantel 6 weist über seine gesamte Länge
gleichen Querschnitt auf. Die zylindrischen Endteile des Gehäuses 1 sind nach innen auf kleineren Durchmesser abgesetzt, so daß
zwischen dem rohrförmigen Mantel 6 und dem Gehäuse 1 ein ringförmiger Zwischenraum 15 verbleibt, der mit einem wärmedämmenden
Material ausgefüllt ist.
1984 07 31 /Gr.
-S-
- Leerseite -
Claims (5)
1. Katalytische Abgasreinigungseinrichtung, insbesondere für Brennkraftmaschinen, mit einer in einem aus Blech bestehenden
Gehäuse angeordneten Trägermatrix für den Katalysator, an dessen Stirnenden ein Einströmtrichter und ein Abströmtrichter aus Blech
anschließen, dadurch gekennzeichnet, daß Einströmtrichter (2) und Abströmtrichter (3) über den gesamten Umfang des Gehäuses (1) mit
diesem durch Falzung verbunden sind, daß die, vorzugsweise metallische, Trägermatrix (5) über ihre gesamte Länge von einem rohrförmigen
metallischen Mantel (6) umgeben ist, daß der rohrförmige Mantel (6) an beiden Enden über die Trägermatrix (5) vorragt und
daß die vorragenden Enden des rohrförmigen Mantels (6) in der Falzverbindung zwischen das Gehäuse (1) und den Einströmtrichter
(2) bzw. den Abströmtrichter (3) geklemmt sind.
2. Katalytische Abgasreinigungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Einströmtrichter (2) und Abströmtrichter
(3) an ihrem Umfang einen nach außen abgebogenen, mit dem rohrförmigen Mantel (6) gleichachsigen zylindrischen Bord
(11) aufweisen, an dessen äußerem Rand ein radial nach außen abgebogener· Blechteil (9) anschließt, daß das Gehäuse (1) im
Bereich seiner Stirnenden zylindrische Endteile (12) aufweist, an welche radial nach außen abgebogene Blechteile (8) anschließen,
daß die nach außen abgebogenen Blechteile (9) der zylindrischen Borde (11) und der zylindrischen Endfeile (12) des Gehäuses (1)
durch Falzung miteinander verbunden sind und daß die vorragenden Enden des rohrförmigen zylindrischen Mantels (6) zwischen den
zylindrischen Borden des Einström- und Abströmtrichters (2, 3) und den zylindrischen Undteilen des Gehäuses (1) liegen.
3. Kataiytische Abgasreinigungseinrichtung nach Anspruch 1
oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der radial nach außen abgebogene Blechteil (8) des Gehäuses (1) um 180° zur Mitte des
Gehäuses (1), im Querschnitt C-förmig zurückgebogen ist und von
34400
dem im Querschnitt doppelt C-förmig abgebogenen Blechteil (9, 10,
11) des zylindrischen Bordes des Einström- und Ahströmtrichters (2, 3) umgriffen ist.
4. Katalytische Abgasreinigungseinrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zylindrischen Endteile
(12) des Gehäuses (1) radial nach innen auf kleinerem Durchmesser abgesetzt sind und daß zwischen dem Gehäuse (1) und dem rohrförmigen
Mantel (6) eine wärmedämmende Zwischenschicht, vorzugsweise eine Fasermatte aus keramischen Fasern, angeordnet ist.
5. Katalytische Abgasreinigungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch, gekennzeichnet, daß die Trägermatrix
(5) und der rohrförmige Mantel (6) aus Edelstahl bestehen.
1984 09 12/Pa
Priority Applications (3)
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