DE4223648A1 - Catalytic emission control device - Google Patents

Catalytic emission control device

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Abstract

A catalytic converter housing (1) has a funnel-shaped end-section (5), a monolithic catalytic body (3) supported by an expanded mat (2) within the housing (1), and an inner funnel (7) close to the end-section (5). The end of the inner funnel (7) adjacent to the catalytic body (3) rests on the housing (1) to overlap the expanded mat (2), while the opposite end of the inner funnel (7) is able to move back and forth to compensate for heat contraction and expansion of the housing (1). The novelty is that the inner funnel (7) adjacent to the catalytic body (3) is secured solely by pressure exerted by the expanded mat (2), so that the end of the inner funnel (7) adjacent to the catalytic body can overcome the pressure exerted by the expanded mat (2) and move. USE/ADVANTAGE - The assembly is a catalytic exhaust gas converter for automotive use. The arrangement reduces damage to the inner funnel as a result of expansion and contraction resulting from temp. change.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine kata­ lytische Abgasreinigungsvorrichtung umfassend ein Gehäuse mit mindestens einem trichterför­ migen Endabschnitt, mindestens einen mittels einer Blähmatte in dem Gehäuse gelagerten monolithischen Katalysatorkörper und min­ destens einen Innentrichter im Bereich des mindestens einen trichterförmigen Endabschnit­ tes des Gehäuses, wobei der Innentrichter an seinem dem Katalysatorkörper zugewandten Ende am Gehäuse anliegt und sich mit der Blähmatte überlappt und wobei ferner das gegenüberlie­ gende Ende des Innentrichters zum Ausgleich von Wärmedehnungen bezüglich des Gehäuses ver­ schiebbar geführt ist.The present invention relates to a kata comprising lytic exhaust gas purification device a housing with at least one funnel end section, at least one means an inflatable mat stored in the housing monolithic catalyst body and min at least an inner funnel in the area of the at least one funnel-shaped end section tes of the housing, with the inner funnel on its end facing the catalyst body lies against the housing and with the inflatable mat overlaps and furthermore the opposite end of the inner funnel to compensate of thermal expansion with respect to the housing is guided.

Eine derartige Abgasreinigungsvorrichtung ist aus der offengelegten europäischen Patentan­ meldung 275 565 bekannt. Bei der bekannten Vorrichtung ist der Innentrichter im Bereich seiner Überlappung mit der Blähmatte mit dem Gehäuse fest verbunden; der Innentrichter ist hierzu entweder an dem Gehäuse angeschweißt oder durch eine Sickenverbindung an diesem befestigt. Such an exhaust gas purification device is from the published European patent message 275 565 known. With the known The device is the inner funnel in the area its overlap with the inflatable mat with the Housing firmly connected; the inner funnel is either welded to the housing or by a bead connection on this attached.  

Insbesondere in dem Fall, daß aufgrund ent­ sprechender Einbauverhältnisse für die Abgas­ anlage das am Gehäuse angeschlossene Eingangs- bzw. Ausgangsrohr nicht koaxial zur Achse des benachbarten Katalysatorkörpers verläuft, der entsprechende eingangs- bzw. ausgangsseitige trichterförmige Endabschnitt des Gehäuses und der zugeordnete Innentrichter somit asymme­ trisch ausgeführt sind, kann es bei der bekannten Abgasreinigungsvorrichtung bei hohen Abgastemperaturen und entsprechend großer Wärmedehnung des Innentrichters zu Problemen kommen. Denn insbesondere bei einer derartigen Konfiguration kann sich der Innentrichter verklemmen, wodurch seine ungehinderte Wärme­ dehnung verteilt wird. Hieraus können Beschä­ digungen des im allgemeinen sehr dünnwandig ausgebildeten Innentrichters resultieren.Especially in the case that due to ent speaking installation conditions for the exhaust gas system the input connected to the housing or output pipe not coaxial to the axis of the runs adjacent catalyst body, the corresponding input or output side funnel-shaped end portion of the housing and the assigned inner funnel is thus asymmetrical are carried out trically, it can known exhaust gas purification device at high Exhaust gas temperatures and correspondingly large Thermal expansion of the inner funnel creates problems come. Because especially with such Configuration can be the inside funnel jamming, causing its unhindered warmth stretch is distributed. From this can damage Damage to the generally very thin-walled trained inner funnel result.

Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Abgas­ reinigungsvorrichtung zu schaffen, welche im Hinblick auf das Wärmedehnungsverhalten des Innentrichters verbessert und zudem kostengün­ stiger herstellbar ist.The present invention is therefore the Task based on a generic exhaust gas To create cleaning device, which in the With regard to the thermal expansion behavior of the Internal funnel improved and also inexpensive is producible.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Fixierung des dem Katalysator­ körper zugewandten Endes des Innentrichters an dem Gehäuse allein durch die Anpreßkraft der Blähmatte erfolgt, so daß das dem Katalysator­ körper zugewandte Ende des Innentrichters bei Überwindung der durch die Anpreßkraft der Blähmatte verursachten Reibung in dem Gehäuse verschiebbar ist. Bei der erfindungsgemäßen Abgasreinigungsvorrichtung sind somit beide Enden des Innentrichters in dem Gehäuse ver­ schiebbar geführt, jedoch gegen verschieden große, definierte Widerstände. Gemäß der Erfindung erfolgt der Längenausgleich infolge Wärmedehnung des Innentrichters somit in erster Linie an dessen äußerem, vom Katalysa­ torkörper abgewandten Ende; kommt es hier jedoch zu einer Behinderung der Bewegung bei­ spielsweise infolge eines Verkantens, Verklem­ mens oder einer Verschmutzung, so steht - gegen einen definierten, höheren Widerstand - an dem dem Katalysatorkörper zugewandten Ende des Innentrichters eine zweite Ausweichmög­ lichkeit zur Verfügung. Hierdurch wird die Gefahr, daß der bevorzugt aus einem sehr dün­ nen Material gefertigte Innentrichter beschä­ digt wird, beträchtlich reduziert. Als weite­ rer Vorteil ergibt sich, daß derjenige Anteil der Herstellkosten der gattungsgemäßen Abgasreinigungsvorrichtung entfällt, der mit der Herstellung einer Schweiß- oder Sickenver­ bindung zwischen dem Innentrichter und dem Gehäuse verbunden ist. Die erfindungsgemäße Abgasreinigungsvorrichtung läßt sich somit gegenüber dem Stand der Technik kostengünsti­ ger fertigen.This object is achieved according to the invention solved that the fixation of the catalyst body-facing end of the inner funnel the housing solely by the contact pressure of the  Inflatable mat is done so that the catalyst body-facing end of the inner funnel Overcoming by the contact pressure of the Inflatable mat caused friction in the housing is movable. In the case of the invention Exhaust gas purification devices are therefore both Ver ends of the inner funnel in the housing slidably guided, but against different large, defined resistances. According to the Invention, the length compensation takes place as a result Thermal expansion of the inner funnel thus in primarily on its exterior, from the catalytic converter end facing away from goal body; it comes here however, hinders movement for example as a result of tilting, jamming or pollution, it says - against a defined, higher resistance - at the end facing the catalyst body of the inner funnel a second alternative available. This will make the Danger that the preferred from a very thin Damaged inner funnels is significantly reduced. As wide rer advantage arises that the part the manufacturing costs of the generic Exhaust gas purification device is eliminated with the manufacture of a welding or beading ver bond between the inner funnel and the Housing is connected. The invention  Exhaust gas purification device can thus compared to the prior art inexpensive manufacture.

Aus der deutschen Offenlegungsschrift 34 33 938 ist es zwar bekannt, im Überlappungsbe­ reich des Innentrichters mit der Blähmatte einen Schiebesitz des Innentrichters an dem Gehäuse vorzusehen. Jedoch ist bei der aus dieser Druckschrift bekannten Abgasreinigungs­ vorrichtung das gegenüberliegende, von dem Katalysatorkörper abgewandte Ende des Innen­ trichters mit dem Gehäuse fest verbunden, so daß in diesem Falle der Längenausgleich infolge Wärmedehnung des Innentrichters gegen­ über dem Gehäuse allein im Bereich des dem Katalysatorkörpers zugewandten Endes des jeweiligen Innentrichters erfolgt. Wie im Falle der gattungsbildenden EP-A-275 565 ist somit ein Ende des Innentrichters am Gehäuse festgelegt und das andere verschiebbar geführt. Das der Erfindung zugrundeliegende Prinzip, an beiden Enden des Innentrichters deren Verschieben gegenüber dem Gehäuse zuzu­ lassen, wobei an beiden Enden des Innentrich­ ters dem Verschieben konstruktionsbedingt unterschiedliche definierte Widerstände entge­ gengesetzt werden, läßt sich somit weder die­ ser Druckschrift allein, noch in Verbindung mit der gattungsbildenden offengelegten euro­ päischen Patentanmeldung 275 565 entnehmen.From German Offenlegungsschrift 34 33 938 it is known in the overlap area of the inner funnel with the inflatable mat a sliding seat of the inner funnel on the Provide housing. However, the out this document known exhaust gas cleaning device the opposite of which End of the interior facing away from the catalyst body funnel firmly connected to the housing, so that in this case the length compensation due to thermal expansion of the inner funnel against above the housing alone in the area of the Catalyst body facing end of the respective inner funnel. Like in Is the generic EP-A-275 565 thus one end of the inner funnel on the housing fixed and the other movable guided. The basis of the invention Principle, at both ends of the inner funnel their shifting relative to the housing leave, at both ends of the inner hatch ters moving due to design different defined resistances can be set, so neither this publication alone, still in connection  with the generic disclosed euro see European patent application 275 565.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Abgasreinigungsvorrichtung ist vorgesehen, daß das dem benachbarten Kata­ lysatorkörper zugewandte Ende des mindestens einen Innentrichters nicht an die zugeordnete Stirnfläche des Katalysatorkörpers herange­ führt ist, sondern sich vielmehr mit Abstand zu derselben erweitert. Hierdurch wird weiter begünstigt, daß auch im Bereich des dem Kata­ lysatorkörper zugewandten Endes des Innen­ trichters eine die Wärmedehnungen des Innen­ trichters ausgleichende Verschiebebewegung stattfinden kann. In diesem Falle ist zweck­ mäßigerweise vorgesehen, daß diejenige Stirn­ kante der Blähmatte mittels einer umgeschlage­ nen Schutzlage eingefaßt ist, die dem min­ destens einen Innentrichter zugewandt ist. Auf diese Weise wird verhindert, daß die Stirnflä­ che der Blähmatte freiliegt und durch das pul­ sierende Abgas beschädigt werden kann; zudem begünstigt die Schutzlage das Verschieben des an ihr anliegenden Endes des Innentrichters infolge Wärmedehnung.In a preferred embodiment of the Exhaust gas purification device according to the invention it is intended that the neighboring Kata end of the lysator body facing at least an inner funnel not to the assigned Face of the catalyst body leads, but rather at a distance expanded to the same. This will continue favored that also in the area of the Kata lysator body facing end of the inside funnel a the thermal expansion of the inside funnel compensating displacement movement can take place. In this case it is useful moderately provided that forehead edge of the inflatable mat by means of a cover NEN protective layer is bordered, the min at least faces an inner funnel. On this prevents the end face surface of the inflatable mat is exposed and through the pul exhaust gas can be damaged; moreover the protective layer favors moving the at its adjacent end of the inner funnel due to thermal expansion.

Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der erfin­ dungsgemäßen Abgasreinigungsvorrichtung ist vorgesehen, daß der mindestens eine Innen­ trichter aus zwei Halbschalen aufgebaut ist.In a preferred embodiment of the inventions according to the exhaust gas purification device  provided that the at least one inside funnel is made up of two half shells.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbei­ spiels erläutert. In der Zeichnung zeigtIn the following the invention is based on a Execution example shown in the drawing game explained. In the drawing shows

Fig. 1 eine teilweise gebrochene Draufsicht auf den vorderen, eingangsseitigen Abschnitt einer Abgas­ reinigungsvorrichtung nach der Erfin­ dung und Fig. 1 is a partially broken plan view of the front, input section of an exhaust gas purification device according to the inven tion and

Fig. 2 einen Teil-Querschnitt durch die Abgasreinigungsvorrichtung gemäß Fig. 1 entlang der Linie II-II. Fig. 2 is a partial cross section through the exhaust gas purification device of FIG. 1 along the line II-II.

Der in Fig. 1 nicht dargestellte hintere, aus­ gangsseitige Abschnitt der dargestellten Abgasreinigungsvorrichtung ist entsprechend aufgebaut.The rear, not shown in FIG. 1, from the aisle-side section of the illustrated exhaust gas cleaning device is constructed accordingly.

Die dargestellte Abgasreinigungsvorrichtung umfaßt ein aus zwei Halbschalen aufgebautes Gehäuse 1. In diesem sind über eine Blähmatte 2 zwei Katalysatorkörper 3 gelagert, von denen nur der vordere, eingangsseitige Katalysator­ körper in dem in der Zeichnung dargestellten Abschnitt vorgesehen ist. Zum Schutz der Bläh­ matte 2 ist zwischen dem dargestellten vorde­ ren Katalysatorkörper und dem nicht darge­ stellten hinteren Katalysatorkörper eine an beiden Katalysatorkörpern anliegende Man­ schette 4 vorgesehen. Mittels des trichterför­ migen Endabschnittes 5 des Gehäuses verjüngt sich dieses von seinem an die Katalysatorkör­ per 3 angepaßten Querschnitt auf den dem Abgas-Eingangsrohr 6 angepaßten Querschnitt. Der trichterförmige Endabschnitt 5 liegt end­ seitig dichtend an dem Abgas-Eingangsrohr 6 an und ist zur Herstellung einer festen Ver­ bindung mit diesem verschweißt. Aufgrund ent­ sprechender Einbauverhältnisse schließen die Achsen des Abgas-Eingangsrohres 6 und des benachbarten Katalysatorkörpers miteinander einen stumpfen Winkel ein. Der trichterförmige Endabschnitt 5 des Gehäuses 1 ist somit asym­ metrisch ausgebildet.The illustrated exhaust gas cleaning device comprises a housing 1 constructed from two half-shells. In this two catalyst bodies 3 are mounted on an inflatable mat 2 , of which only the front, input-side catalyst body is provided in the section shown in the drawing. To protect the inflatable mat 2 is between the illustrated vorde ren catalyst body and the not shown Darge rear catalyst body an adjacent to both catalyst bodies cuff 4 is provided. By means of the funnel-shaped end section 5 of the housing, this tapers from its cross section adapted to the catalyst body by 3 to the cross section adapted to the exhaust gas inlet pipe 6 . The funnel-shaped end section 5 rests sealingly against the exhaust gas inlet pipe 6 and is welded to it to produce a solid connection therewith. Due to appropriate installation conditions, the axes of the exhaust gas inlet pipe 6 and the adjacent catalyst body together form an obtuse angle. The funnel-shaped end section 5 of the housing 1 is thus formed asymmetrically metrically.

Im Bereich des trichterförmigen Endabschnittes 5 des Gehäuses ist der Innentrichter 7 vorge­ sehen, der entsprechend dem Gehäuse ebenfalls asymmetrisch ausgebildet und aus zwei Halb­ schalen (Fig. 2) aufgebaut ist. Der trichterförmige Endabschnitt 5 des Gehäuses und der Innentrichter 7 begrenzen einen umlau­ fenden ringförmigen Hohlraum 8, der zu Iso­ lierzwecken mit einer Mineralfasermatte 9 gefüllt ist. Das dem Eingangsrohr 6 zugewandte Ende des Innentrichters 7 ist in einem zwi­ schen dem Abgas-Eingangsrohr 6 und dem trich­ terförmigen Endabschnitt 5 gebildeten umlau­ fenden Radialspalt 10 in axialer Richtung des Eingangsrohres 6 verschieblich geführt. In diesem Bereich erfolgt in erster Linie der Längenausgleich des Innentrichters 7 bezüglich des trichterförmigen Endabschnittes 5 des Gehäuses aufgrund von Wärmedehnungen des Innentrichters 7. Das dem benachbarten Kataly­ satorkörper zugewandte Ende des Innentrichters 7 liegt an der Innenfläche des Gehäuses 1 an; es überlappt sich dabei mit der Blähmatte 2, d. h. es ragt unter diese. Durch die von der Blähmatte ausgeübte Preßkraft wird der Innen­ trichter an dem Gehäuse 1 fixiert, wobei jedoch bei Überwindung der Reibung der Innen­ trichter auch in diesem Bereich bezüglich des Gehäuses 1 verschoben werden kann. Um das Ver­ schieben des Innentrichters 7 in diesem Bereich zu begünstigen und eine Beschädigung der Blähmatte 2 durch den sich verschiebenden Innentrichter und das pulsierende Abgas zu verhindern, ist die Stirnkante der Blähmatte mit einer Schutzlage 11 eingefaßt, welche die Stirnkante der Blähmatte 2 umfaßt.In the area of the funnel-shaped end section 5 of the housing, the inner funnel 7 is easily seen, which, according to the housing, is also asymmetrical and is composed of two half-shells ( FIG. 2). The funnel-shaped end portion 5 of the housing and the inner funnel 7 limit an umlau fenden annular cavity 8 , which is filled with a mineral fiber mat 9 for insulation purposes. The input tube 6 facing the end of the inner funnel 7 is guided in a between the exhaust gas inlet tube 6 and the trich ter-shaped end section 5 umlau fenden radial gap 10 in the axial direction of the input tube 6 slidably guided. In this area, the length compensation of the inner funnel 7 takes place primarily with respect to the funnel-shaped end section 5 of the housing due to thermal expansion of the inner funnel 7 . The neighboring Kataly sator body-facing end of the inner hopper 7 lies against the inner surface of the housing 1; it overlaps with the inflatable mat 2 , ie it projects under it. By the pressing force exerted by the inflatable mat, the inner funnel is fixed to the housing 1 , but if the friction of the inner funnel is overcome, the inner funnel can also be moved in this area with respect to the housing 1 . In order to promote the United funnel 7 in this area and to prevent damage to the inflatable mat 2 by the shifting inner funnel and the pulsating exhaust gas, the front edge of the inflatable mat is edged with a protective layer 11 which includes the front edge of the inflatable mat 2 .

Claims (5)

1. Katalytische Abgasreinigungsvorrichtung umfassend ein Gehäuse (1) mit mindestens einem trichterförmigen Endabschnitt (5), mindestens einen mittels einer Blähmatte (2) in dem Gehäuse (1) gelagerten monoli­ thischen Katalysatorkörper (3) und minde­ stens einen Innentrichter (7) im Bereich des mindestens einen trichterförmigen Endabschnittes (5) des Gehäuses, wobei der Innentrichter (7) mit seinem dem benachbarten Katalysatorkörper (3) zugewandten Ende am Gehäuse (1) anliegt und sich mit der Blähmatte (2) überlappt und wobei ferner das gegenüberliegende Ende des Innentrichters (7) zum Ausgleich von Wärmedehnungen bezüglich des Gehäuses (1) verschiebbar geführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Fixierung des dem Katalysatorkör­ per (3) zugewandten Endes des Innentrich­ ters (7) an dem Gehäuse (1) allein durch die Anpreßkraft der Blähmatte (2) erfolgt, so daß das dem Katalysatorkörper (3) zuge­ wandte Ende des Innentrichters (7) bei Überwindung der durch die Anpreßkraft der Blähmatte (2) verursachten Reibung in dem Gehäuse (1) verschiebbar ist. 1. Catalytic exhaust gas purification device comprising a housing ( 1 ) with at least one funnel-shaped end section ( 5 ), at least one by means of an inflation mat ( 2 ) in the housing ( 1 ) mounted monolithic catalyst body ( 3 ) and at least one inner funnel ( 7 ) in the area of the at least one funnel-shaped end section ( 5 ) of the housing, the inner funnel ( 7 ) with its end facing the adjacent catalyst body ( 3 ) abutting the housing ( 1 ) and overlapping with the inflatable mat ( 2 ), and furthermore the opposite end of the inner funnel ( 7 ) to compensate for thermal expansion with respect to the housing ( 1 ) is guided, characterized in that the fixing of the catalyst body by ( 3 ) facing end of the inner funnel ( 7 ) on the housing ( 1 ) solely by the contact pressure of the expansion mat ( 2 ) takes place so that the end of the inner funnel ( 7 ) facing the catalyst body ( 3 ) upon overcoming the friction caused by the contact pressure of the inflatable mat ( 2 ) in the housing ( 1 ) is displaceable. 2. Abgasreinigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das dem benachbarten Katalysatorkörper (3) zugewandte Ende des mindestens einen Innentrichters (7) nicht an die zugeord­ nete Stirnfläche des Katalysatorkörpers herangeführt ist, sondern sich vielmehr mit Abstand zu derselben erweitert.2. Exhaust gas purification device according to claim 1, characterized in that the adjacent catalyst body ( 3 ) facing the end of the at least one inner funnel ( 7 ) is not brought up to the assigned end face of the catalyst body, but rather extends at a distance from the same. 3. Abgasreinigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dem mindestens einem Innentrichter (7) zugewandte Stirnkante der Blähmatte (2) mittels einer umgeschlagenen Schutz­ lage (11) eingefaßt ist.3. Exhaust gas purification device according to claim 1, characterized in that the at least one inner funnel ( 7 ) facing end edge of the inflatable mat ( 2 ) by means of a folded protective layer ( 11 ) is bordered. 4. Abgasreinigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der mindestens eine Innentrichter (7) aus zwei Halbschalen aufgebaut ist. 4. Exhaust gas purification device according to claim 1, characterized in that the at least one inner funnel ( 7 ) is constructed from two half-shells. 5. Abgasreinigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der mindestens eine Innentrichter (7) und der zugeordnete trichterförmige Endab­ schnitt (5) asymmetrisch sind.5. Exhaust gas purification device according to claim 1, characterized in that the at least one inner funnel ( 7 ) and the associated funnel-shaped Endab section ( 5 ) are asymmetrical.
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