DE4305198C1 - Katalytische Abgasreinigungsvorrichtung - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine kata­ lytische Abgasreinigungsvorrichtung umfassend ein Gehäuse und mindestens zwei in diesem mit­ tels einer Quellmatte gelagerte, mit axialem Abstand zueinander hintereinander angeordnete Katalysatorkörper.

Derartige katalytische Abgasreinigungsvorrich­ tungen sind in vielfältigen Ausgestaltungen bekannt. In der DE-OS 36 38 049 ist eine der­ artige Abgasreinigungsvorrichtung beschrieben, bei der die beiden Katalysatorkörper in einer gemeinsamen Quellmatte gelagert sind, welche auch den zwischen den beiden Katalysatorkör­ pern angeordneten Zwischenring überdeckt. Eine vergleichbar aufgebaute Abgasreinigungsvor­ richtung ist aus der deutschen Offenlegungs­ schrift 36 26 729 bekannt; sie unterscheidet sich von der zuvorgenannten lediglich durch eine andersartige Ausgestaltung des Zwischen­ ringes zwischen den Katalysatorkörpern. Bei diesen bekannten Abgasreinigungsvorrichtungen ist es von Nachteil, daß die Quellmatte einen starken radialen Druck auf den Zwischenring ausübt; der Zwischenring kann hierdurch ver­ formt, auf andere Weise beschädigt oder gar zerstört werden.

Um hier Abhilfe zu schaffen, wurde vorgeschla­ gen, jeden Katalysatorkörper in einer eigenen Quellmatte zu lagern, während im Bereich des Zwischenbleches überhaupt keine Zwischen­ schicht oder aber eine nichtquellende Faser­ matte vorgesehen ist (DE-GM 90 12 444). Auch bei gattungsgemäßen Abgasreinigungsvorrichtun­ gen ohne Zwischenring zwischen den Katalysatorkörpern ist die Lagerung der Kata­ lysatorkörper in getrennten Quellmatten be­ kannt (DE-OS 34 33 938). Die Lagerung der Ka­ talysatorkörper in getrennten Quellmatten er­ schwert das Handling beim Zusammenbau der Abgasreinigungsvorrichtung. Zudem können durch die unterschiedliche Isolationswirkung der Zwischenschicht und die hierdurch hervorgeru­ fene unterschiedliche Aufheizung des Gehäuses Probleme auftreten; und die maximal zulässige Temperatur des Gehäuses kann in dem Zwischen­ bereich zwischen den Katalysatorkörpern u. U. überschritten werden.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine mit geringem Aufwand herstell­ bare gattungsgemäße Abgasreinigungsvorrichtung zu schaffen, bei welcher nicht die Gefahr ei­ ner Beschädigung einer Spaltabdeckung zwischen den beiden Katalysatorkörpern besteht, wobei die Katalysatorkörper dauerhaft und ohne die Gefahr von Beschädigungen in dem Gehäuse gela­ gert sein sollen.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Quellmatte zu­ mindest zweilagig aufgebaut ist, wobei sich die äußere Lage der Quellmatte durchgehend im wesentlichen über die gesamte Länge der Kata­ lysatorkörper erstreckt und die innere Lage aus mindestens zwei Abschnitten besteht, von denen jeder derart einen Katalysatorkörper zu­ geordnet ist, daß zumindest in dem Zwischenbe­ reich zwischen zwei Katalysatorkörpern die in­ nere Lage fehlt. Indem in dem Bereich zwischen den Katalysatorkörpern die innere Lage der Quellmatte weggelassen ist, besteht keinerlei Gefahr, daß eine wie auch immer ausgebildete Spaltabdeckung durch den Druck der Quellmatte beschädigt wird. Die Spaltabdeckung kann somit aus einem besonders dünnwandigen Material hergestellt werden, was zu einer Kosten- und Gewichtsreduktion führt. Dadurch, daß die äu­ ßere Lage der Quellmatte sich durchgehend über sämtliche Katalysatorkörper erstreckt, ist das Handling der eingepackten Katalysatorkörper bei der Fertigung der Abgasreinigungsvorrich­ tung besonders einfach. Und eine ungleichmä­ ßige Aufheizung des Gehäuses wird verhindert.

Nach der Erfindung reichen bereits zwei Lagen aus, um die Aufgabe zu lösen und die angegebe­ nen Vorteile zu erzielen. Der Aufbau der Quellmatte aus mehr als zwei Lagen ist im Rah­ men der Erfindung jedoch ebenfalls möglich.

Besonders bevorzugt sind die Lagen der Quell­ matte miteinander verklebt. Hierdurch wird eine weitere Vereinfachung des Handlings er­ reicht. Denn die Lagen können gleichzeitig und ohne die Gefahr des Verrutschens gegeneinander um die Katalysatorkörper gewickelt werden.

Bei einer bevorzugten Weiterbildung der erfin­ dungsgemäßen Abgasreinigungsvorrichtung sind die Lagen der Quellmatte in Umfangsrichtung derart bezüglich einander versetzt, daß ihre Stöße gegeneinander in Umfangsrichtung ver­ schoben sind. Hierdurch wird erreicht, daß die Lagen einander überlappen. In diesem Fall kön­ nen beim Wickeln der Katalysatorkörper in die Quellmatte deren Lagen in ihrem Überlappungs­ bereich miteinander verklebt werden, was das Handling weiter verbessert. Zudem wird da­ durch, daß die Stöße der einzelnen Lagen ge­ geneinander versetzt sind, erreicht, daß eine Art "Stufendichtung" gebildet wird; diese sorgt für eine homogenere Tempera­ turverteilung, als dies beim Stand der Technik der Fall ist.

Die die innere Lage der Quellmatte bildenden Abschnitte können die Oberflächen der zugeord­ neten Katalysatorkörper vollständig oder na­ hezu vollständig abdecken. Gemäß einer bevor­ zugten Weiterbildung der Erfindung ist jedoch vorgesehen, daß jeder Abschnitt der inneren Lage aus zwei Streifen besteht, die den ent­ sprechenden Katalysatorkörper im wesentlich endseitig lagern. Bei Katalysatorkörpern ent­ sprechender Länge kann es zweckmäßig sein, weitere Streifen zwischen den beiden endseitig angeordneten vorzusehen. Indem die Abschnitte der inneren Lage der Quellmatte aus mehreren Streifen aufgebaut sind, lassen sich Material und somit Kosten einsparen. Insbesondere bei derartig ausgestalteten Abgasreinigungsvor­ richtungen sind die Lagen zweckmäßigerweise miteinander verklebt oder auf sonstige ge­ eignete Weise miteinander verbunden.

In dem Zwischenbereich zwischen den beiden Ka­ talysatorkörpern kann ein bekannter Zwischen­ ring vorgesehen sein. Dieser ist zweckmäßiger­ weise so geformt, daß die Quellmatte, nachdem sie durch Erhitzen aufgequollen ist, außen an dem Zwischenring leicht anliegt, um dessen Lage zu sichern. Der Zwischenring kann dabei radial nach innen weisende Vorsprünge aufwei­ sen, die als Abstandshalter zwischen die Stirnflächen der beiden Katalysatorkörper ra­ gen. Bei einer bevorzugten Weiterbildung der erfindungsgemäßen Abgasreinigungsvorrichtung ist als Spaltabdeckung eine Metallfolie vorge­ sehen, welche auf die innere Lage der Quell­ matte aufgeklebt ist. D. h., eine Metallfolie liegt jeweils mit ihren Rändern auf den beiden einander zugewandten Rändern zweier benachbar­ ter Abschnitte der inneren Lage der Quellmatte auf.

Je nach den Anforderungen können die Lagen der Quellmatte gleich oder unterschiedlich dick sein.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erste Ausführungsform,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine zweite Ausführungsform,

Fig. 3 einen Längsschnitt durch eine dritte bevorzugte Ausführungsform der erfindungs­ gemäßen Abgasreinigungsvorrichtung,

Fig. 4 eine Draufsicht auf eine Quellmatte zur Lagerung von drei Katalysatorkörpern,

Fig. 5 eine Seitenansicht der Quellmatte gemäß Fig. 4,

Fig. 6 eine bevorzugte Abwandlung der Quell­ matte gemäß Fig. 4 in Draufsicht,

Fig. 7 eine Seitenansicht der Quellmatte gemäß Fig. 6 und

Fig. 8 eine Seitenansicht auf die Quellmatte gemäß den Fig. 6 und 7 im gewickelten Zu­ stand.

Bei den in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Ab­ gasreinigungsvorrichtungen sind zwei Katalysa­ torkörper 1 mittels der Quellmatte 2 in dem Gehäuse 3 gelagert. Die Quellmatte 2 umfaßt eine äußere Lage 2a und eine innere Lage 2b. Die äußere Lage 2a der Quellmatte erstreckt sich nahezu über die gesamte Länge der beiden Katalysatorkörper. Die innere Lage 2b der Quellmatte ist hingegen in zwei Abschnitte un­ terteilt, wobei jedem Katalysatorkörper 1 ein Abschnitt der inneren Lage 2b der Quellmatte zugeordnet ist. In dem Zwischenbereich zwi­ schen den beiden Katalysatorkörpern umfaßt die Quellmatte nur die äußere Lage 2a; die innere Lage 2b ist hier weggelassen.

Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungs­ form der erfindungsgemäßen Abgasreinigungsvor­ richtung wird jeder einem Katalysatorkörper 1 zugeordnete Abschnitt der inneren Lage 2b der Quellmatte durch zwei Streifen 4 dargestellt. Diese sind benachbart den Enden des jeweiligen Katalysatorkörpers angeordnet. Ein als Spaltabdeckung dienender Zwischenring 5 liegt außen an den beiden Katalysatorkörpern 1 an. Er wird an seinen beiden Rändern von den zuge­ ordneten Streifen 4 der inneren Lage der Quellmatte umgriffen. Über seinen Umfang ver­ teilt besitzt der Zwischenring 5 mehrere ra­ dial nach innen gerichtete Vorsprünge 6, wel­ che als Distanzhalter für die Katalysatorkör­ per 1 dienen.

Im Gegensatz zu der streifenartigen Ausgestal­ tung der beiden Abschnitte der inneren Lage 2b der Quellmatte sind bei den in den Fig. 2 und 3 dargestellten Ausführungsformen die jeweili­ gen Katalysatorkörper 1 nahezu vollständig ab­ deckende Abschnitte der inneren Lage 2b der Quellmatte vorgesehen. Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 2 ist dabei ein Zwischenring 5 vor­ gesehen, der wie im Falle der Ausführungsform gemäß Fig. 1 gestaltet ist und ebenfalls mit seinen Rändern unter die innere Lage 2b der Quellmatte greift. Fig. 2 zeigt dabei, daß die äußere Lage 2a der Quellmatte außen an dem Zwischenring 5 leicht anliegt, um ihn gegen Verschieben in Längsrichtung zu sichern.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 3 wird dem­ gegenüber die Spaltabdeckung durch eine Me­ tallfolie 7 dargestellt, welche mit ihren Rän­ dern auf die Randbereiche der beiden Ab­ schnitte der inneren Lage 2b der Quellmatte geklebt ist. Zwischen der Metallfolie 7 und der äußeren Lage 2a der Quellmatte ist ein ringförmiger Hohlraum 8 ausgebildet.

Die in den Fig. 4 und 5 dargestellte Quell­ matte ist zur Lagerung von drei Katalysator­ körpern vorgesehen. Die innere Lage 2b umfaßt demgemäß drei Abschnitte. Den Zwischenräumen zwischen jeweils zwei Katalysatorkörpern sind die Lücken 9 zwischen jeweils zwei Abschnitten der inneren Lage 2b der Quellmatte zugeordnet. Die beiden in Längsrichtung der Abgasreini­ gungsvorrichtung verlaufenden Kanten der Quellmatte sind gezahnt ausgebildet. Drei an der einen Kante vorgesehene Vorsprünge 10 greifen beim Einwickeln der Katalysatorkörper in die Quellmatte in drei entsprechend ge­ formte Ausnehmungen 11 an der gegenüberliegen­ den Kante ein.

Die in den Fig. 6 bis 8 dargestellte Quell­ matte unterscheidet sich von derjenigen gemäß den Fig. 4 und 5 lediglich dadurch, daß die äußere Lage 2a und die innere Lage 2b bezüg­ lich einander in Umfangsrichtung versetzt sind. Wird eine derartige Quellmatte um einen Katalysatorkörper 1 gewickelt (Fig. 8), ist der Stoß 12 der äußeren Lage 2a der Quellmatte gegenüber dem Stoß 13 der inneren Lage 2b der Quellmatte versetzt.

Claims (6)

1. Katalytische Abgasreinigungsvorrichtung umfassend ein Gehäuse (3) und mindestens zwei in diesem mittels einer Quellmatte (2) gelagerte, mit axialem Abstand zuein­ ander hintereinander angeordnete Katalysa­ torkörper (1), dadurch gekennzeichnet, daß die Quellmatte (2) zumindest zweilagig aufgebaut ist, wobei sich die äußere Lage (2a) der Quellmatte durchgehend im wesent­ lichen über die gesamte Länge der Kataly­ satorkörper (1) erstreckt und die innere Lage (2b) aus mindestens zwei Abschnitten besteht, von denen jeder derart einem Ka­ talysatorkörper (1) zugeordnet ist, daß zumindest in dem Zwischenbereich zwischen zwei Katalysatorkörpern die innere Lage (2b) fehlt.

2. Katalytische Abgasreinigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagen der Quellmatte (2) miteinan­ der verklebt sind.

3. Katalytische Abgasreinigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagen der Quellmatte (2) in Um­ fangsrichtung bezüglich einander versetzt sind.

4. Katalytische Abgasreinigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Abschnitt der inneren Lage (2b) der Quellmatte (2) aus zwei Streifen (4) besteht, die den zugeordneten Katalysator­ körper (1) im wesentlichen endseitig la­ gern.

5. Katalytische Abgasreinigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Innenseite der inneren Lage (2b) der Quellmatte (2) eine jeweils zwei Abschnitte von ihr verbindende Metallfolie (7) als Spaltabdeckung aufgebracht ist.

6. Quellmatte (2) zur Lagerung von mindestens zwei Katalysatorkörpern (1) in einem gemeinsamen Gehäuse (3), dadurch gekennzeichnet, daß sie aus mindestens zwei Lagen aufgebaut ist, wobei die innere Lage (2b) aus mindestens zwei mit Abstand zueinander angeordneten Abschnitten besteht.