DE3939392A1

DE3939392A1 - Monolithic catalytic exhaust gas cleaner - has system for preventing gas scavenging of ceramic layer

Info

Publication number: DE3939392A1
Application number: DE3939392A
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Dipl Ing Kuhn
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1988-12-09
Filing date: 1989-11-29
Publication date: 1990-06-13

Abstract

The arrangement is for the catalytic cleaning of exhaust gases from an IC engine. The catalyses has a metal housing containing a monolithic catalyst-carrying body with an intermediate layer of ceramic fibre material in the form of a mat between the housing and the body. The mat (5) has a gas-resisting strengthening strip (6) at its front side edge directed towards the gas inlet. USE/ADVANTAGE - Catalytic cleaner for a vehicle exhaust system in which the scavenging of the ceramic material by the aggressive exhaust gases from the engine is avoided.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur katalytischen Reinigung der Abgase von Brennkraftmaschinen gemäß dem Oberbe griff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a device for catalytic Purification of exhaust gases from internal combustion engines in accordance with the Oberbe handle of claim 1.

Derartige katalytische Abgasreinigungsvorrichtungen sind für Brennkraftmaschinen, insbesondere für solche, die in Personen kraftfahrzeugen eingebaut sind, allgemein bekannt. Wenn dabei der monolithische Katalysatorträgerkörper in dem metallischen Gehäuse unter Zwischenschaltung einer Matte aus keramischem Fasermaterial gehalten wird, kann es bei längerem Betrieb vor kommen, daß das keramische Fasermaterial teilweise ausgespült wird. Dies kann insbesondere auf der dem Gaseintritt zugewandten Seite der Katalysatorvorrichtung geschehen. Durch solche Aus spülungen ist jedoch die sichere Halterung des Katalysator- Trägerkörpers in dem Gehäuse beeinträchtigt.Such catalytic emission control devices are for Internal combustion engines, especially for those used in people motor vehicles are installed, generally known. If there the monolithic catalyst carrier body in the metallic Housing with the interposition of a mat made of ceramic Fiber material is held, it can be used for a long time come that the ceramic fiber material is partially rinsed out becomes. This can be particularly the case on the gas inlet Side of the catalyst device happen. By such Aus rinsing is however the secure mounting of the catalyst Carrier body impaired in the housing.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht daher darin, Ausspülungen des keramischen Fasermaterials durch das aggressive Abgas der Brennkraftmaschine nach Möglichkeit zu vermeiden.The object on which the invention is based is therefore Rinsing of the ceramic fiber material through the aggressive Avoid exhaust gas from the internal combustion engine if possible.

Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich gemäß dem Kennzeichen des Patentanspruchs 1. Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den Merkmalen der Unteransprüche hervor. This problem is solved according to the indicator of claim 1. Appropriate embodiments of the invention emerge from the features of the subclaims.

Erfindungsgemäß wird also eine Ausspülung des keramischen Faser materials durch das Abgas dadurch vermieden, daß zumindest die dem Gaseintritt zugewandten Kanten der Matte verstärkt sind, wobei als Verstärkung zum Beispiel ein um die entspre chende Kante der Matte geschlungenes Gewebe, Geflecht oder Gestrick aus einem keramischen Fasermaterial oder einem tempera turbeständigen Metalldraht verwendbar ist. Andererseits kann die Verstärkung auch aus einer zumindest an der dem Gaseintritt zugewandten stirnseitigen Kante der Matte vorgesehenen Umsteppung bestehen. Die Verstärkung an der keramischen Matte kann nicht nur an der dem Gaseintritt zugewandten Seite, sondern zusätzlich auch an der gegenüberliegenden stirnseitigen Kante und schließ lich auch über den gesamten Umfang vorgesehen sein.According to the invention, the ceramic fiber is rinsed out materials avoided by the exhaust gas in that at least the edges of the mat facing the gas inlet are reinforced are, with a reinforcement for example corresponding to the edge of the mat looped fabric or braid Knitted from a ceramic fiber material or a tempera Turbo-resistant metal wire can be used. On the other hand, can the gain also from at least at the gas inlet facing reverse stitching provided on the front edge of the mat consist. The reinforcement on the ceramic mat cannot only on the side facing the gas inlet, but additionally also on the opposite front edge and close Lich be provided over the entire scope.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung darge stellt, die im folgenden näher erläutert werden. Die Zeichnung zeigt inIn the drawing, embodiments of the invention are Darge provides, which are explained in more detail below. The drawing shows in

Fig. 1 eine schematische Ansicht einer katalytischen Abgasreinigungsvorrichtung mit einem Blick auf die gaseintrittsseitige Stirnseite, Fig. 1 is a schematic view of a catalytic exhaust gas purification device with a view to the gas inlet side end face,

Fig. 2 und 3 verschiedene Ausführungen der zur Halterung des Katalysatorträgerkörpers verwendeten Matte aus keramischem Fasermaterial. Figs. 2 and 3 different embodiments of the mat used for holding the catalyst support body of ceramic fiber material.

In der Zeichnung sind jeweils für gleiche oder vergleichbare Bauteile die gleichen bzw. durch einen Strich ergänzten Bezugs zeichen verwendet worden. Dabei ist in der Fig. 1 mit 1 die Vorrichtung zur katalytischen Abgasreinigung insgesamt bezeich net, die ein zylindrisches, metallisches Gehäuse 2 aufweist, in dem unter Zwischenschaltung einer Zwischenschicht 4 aus einer keramischen Fasermatte ein monolithischer Katalysatorträ gerkörper 3 mit axial durchgehenden Kanälen gehalten ist. Die katalytische Abgasreinigungsvorrichtung 1 ist über hier nicht gezeigte, beispielsweise konische Zwischenstücke in eine Abgaslei tung eingeschaltet, über die das Abgas entsprechend den in der Zeichnung eingetragenen Pfeilen in die Vorrichtung 1 gelangt aus dieser wieder herauskommt.In the drawing, the same or with a dashed reference characters have been used for the same or comparable components. In this case, 1 the device is shown in FIG. 1 net designated for catalytic exhaust gas purification as a whole, which has a cylindrical, metallic casing 2 is held in the interposition of an intermediate layer 4 gerkörper of a ceramic fiber mat, a monolithic Katalysatorträ 3 with axially continuous channels. The catalytic exhaust gas purification device 1 is switched on, not shown here, for example conical intermediate pieces in an exhaust line, via which the exhaust gas arrives in accordance with the arrows in the drawing in the device 1 comes out of this.

Um nun zu vermeiden, daß insbesondere an der dem Abgas zuge wandten Stirnseite der die Zwischenschicht 4 bildenden Matte 5 ein Ausspülen von Fasermaterial durch das anströmende Abgas auftreten kann, weist die Matte zumindest an dieser Kante eine dem Abgasstrom widerstehende Verstärkung auf.In order to avoid that, in particular at the exhaust gas end face facing the intermediate layer 4 forming mat 5, a rinsing of fibrous material occur by the inflowing exhaust gas, the mat has at least at this edge to a resisting the exhaust gas current gain.

Aus der Fig. 2 ist ersichtlich, wie beispielhaft eine solche Verstärkung aussehen kann. Dazu ist an der einen stirnseitigen Kante der Matte 5 ein Streifen 6 aus einem Gewebe, Gestrick oder Geflecht aus keramischem Fasermaterial oder temperatur beständigem Metalldraht herumgeschlungen, wobei die Umschlingung zur Erreichung einer geringen Kantenpressung unterschiedlich tief sein sollte. Es wäre auch eine zick-zack-förmige Beschnei dung der Kanten denkbar, wobei die Zacken nicht übereinanderlie gen sollten. Eine andere Möglichkeit der Kantenverstärkung wird durch eine mit 7 bezeichnete Umsteppung an der anderen Kante beispielhaft gezeigt. Die Verstärkung muß nun so angebracht werden, daß sie nach dem Umwickeln des Katalysatorträgerkör pers 3 zumindest auf der dem Gaseintritt zugewandten Stirnseite zu liegen kommt. Im übrigen weist die Matte 5 an ihren Längs stirnseiten einen Vorsprung 8 und eine dazu passende Ausnehmung 9 auf, die bei der Herumwicklung der Matte 5 um den Katalysa torträgerkörper ineinander eingreifen und damit eine gewisse axiale Fixierung ermöglichen.From Fig. 2 it can be seen how such a reinforcement can look like. For this purpose, a strip 6 of a woven fabric, knitted fabric or braid made of ceramic fiber material or temperature-resistant metal wire is wrapped around on one end edge of the mat 5 , the wrap being to be of different depths in order to achieve a low edge pressure. It would also be conceivable to trim the edges in a zigzag shape, the serrations not being placed one above the other. Another possibility of edge enhancement is exemplified by a designated 7 Umsteppung at the other edge. The reinforcement must now be attached so that it comes to rest after wrapping the catalyst carrier body 3 at least on the end facing the gas inlet. In addition, the mat 5 has on its longitudinal end faces a projection 8 and a matching recess 9 , which engage around each other in the wrapping of the mat 5 around the catalyst carrier body and thus allow a certain axial fixation.

Aus der Fig. 3 ist ersichtlich, daß die Umhüllung der kerami schen Fasermatte, die im übrigen aus einer bekannten Blähmatte bestehen kann, mit einem Gewebe, Gestrick oder Geflecht auch über den gesamten Umfang vorgenommen werden kann, so daß die Verstärkung nicht nur an einer oder zwei Kanten, sondern am gesamten Umfang vorhanden ist.From Fig. 3 it can be seen that the wrapping of the ceramic mat's mat, which can also consist of a known inflatable mat, can be made with a fabric, knitted fabric or braid over the entire circumference, so that the reinforcement is not only one or two edges, but is present on the entire circumference.

In jedem Fall wird durch die erfindungsgemäß vorgesehene Verstär kung zumindest an der dem Gaseintritt zugewandten Kante der keramischen Fasermatte eine größere Sicherheit gegen Ausspülen des Fasermaterials durch das aggressive und sehr heiße Abgas der Brennkraftmaschine erzielt.In any case, the reinforcement provided according to the invention kung at least on the edge of the gas inlet ceramic fiber mat provides greater security against rinsing of the fiber material through the aggressive and very hot exhaust gas the internal combustion engine achieved.

Claims

1. Apparatus for the catalytic purification of the exhaust gases from internal combustion engines with a monolithic catalyst support body held in a metallic housing, wherein in a space between the housing and the catalyst support body, a mat made of ceramic fiber material is arranged under radial prestress, characterized in that the mat ( 4 , 5 ) has a reinforcement ( 6 , 7 , 10 ) which resists the exhaust gas flow, at least on its front edge facing the gas inlet.

2. Device according to claim 1, characterized in that the reinforcement consists of a fabric, braid or knitted fabric ( 6 , 10 ) which is looped at least around the front edge of the mat ( 5 ) facing the gas inlet.

3. Apparatus according to claim 2, characterized in that the mat ( 5 ) is wrapped at different depths by the reinforcement ( 6 ).

4. The device according to claim 2, characterized in that the reinforcement on the edge is trimmed in a zigzag shape is that when wrapping the prongs are not on top of each other lie.

5. Device according to one of claims 2 to 4, characterized records that the reinforcement is made of a ceramic fiber material exists.

6. The device according to claim 2, characterized in that the reinforcement from a temperature-resistant metal wire consists.

7. The device according to claim 1, characterized in that the reinforcement consists of a stitching ( 7 ) provided at least on the front edge of the mat ( 5 ) facing the gas inlet.