DE69705407T2

DE69705407T2 - Montagesystem für umweltschutzvorrichtungen

Info

Publication number: DE69705407T2
Application number: DE69705407T
Authority: DE
Inventors: R. Hornback; P. Merry; H. Sabean; M. Sanocki; D. Stroom
Original assignee: Minnesota Mining and Manufacturing Co
Current assignee: 3M Co
Priority date: 1996-06-18
Filing date: 1997-04-28
Publication date: 2002-05-02
Anticipated expiration: 2017-04-29
Also published as: JP2000513064A; JP5296411B2; CN1222219A; US5882608A; US20040052698A1; US7501099B2; JP2013137038A; WO1997048889A1; JP5952216B2; DE69705407D1; EP0906495B1; JP2008261339A; DE29709180U1; EP0906495A1; CN1083927C; CA2257260A1; US20010048903A1; ES2158560T3; US6613294B2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Verunreinigungskontrolliervorrichtungen und insbesondere Katalysatoren und Diesel-Partikulatfilter oder -Trap-Vorrichtungen für ein Automobil-Abgassystem. Die Verunreinigungskontrolliervorrichtungen weisen typischerweise ein Metallgehäuse mit einem monolithischen Element auf, das mittels einer elastischen und flexiblen Befestigungsmatte sicher in dem Gehäuse befestigt ist. Die Befestigungsmatte weist ein intumeszentes Bahnmaterial auf, indem Einsätze aus einem nichtintumeszenten Keramikfaser-Verbundmaterial ausgebildet sind.
Verunreinigungskontrolliervorrichtungen werden typischerweise in Motorfahrzeugen verwendet, um die Umweltverschmutzung zu kontrollieren. Derzeit finden zwei Typen Vorrichtungen weite Verwendung - Katalysatoren und Diesel-Partikulatfilter oder -Trap-Vorrichtungen. Katalysatoren enthalten ein Katalysatormittel, das typischerweise auf eine in dem Konverter befestigte monolithische Struktur aufgetragen ist. Die monolithischen Strukturen sind typischerweise keramisch, obwohl auch Metall-Monolithen verwendet worden sind. Das Katalysatormittel oxidiert Kohlenstoffmonoxide und Kohlenwasserstoffe und reduziert die Stickstoffoxide in den Kraftfahrzeug-Abgasen, um die Umweltverschmutzung unter Kontrolle zu halten. Aufgrund der relativ hohen Temperaturen, die bei diesen katalytischen Vorgängen auftreten, sind Keramikmaterialien die natürliche Wahl für Katalysator-Träger geworden. Besonderes zweckmäßige Katalysator-Träger existieren in Form von Bienenwaben- Strukturen des z. B. in dem U.S.-Patent Re. 27,747 beschriebenen Typs.
In letzter Zeit sind zu diesem Zweck auch Katalysatoren eingesetzt worden, bei denen Metall-Katalysatorhalterungen (metallische Monolithen) verwendet werden (siehe z. B. GB-A-1,452,982, US-A-4,381,590 und SAE paper 850131).
Die vorwiegend üblichen Diesel-Partikulatfilter und -Trap-Vorrichtungen sind monolitische Wandstrom-Filter. Diese monolitischen Wandstrom-Dieselpartikulat-Filterelemente weisen typischerweise ein bienenwabenartig ausgebildetes, poröses, kristallines Keramik(z. B. Cordierit-)Material. Alternative Zellen mit der Honigwabenstruktur sind typischerweise derart ineinandergelagert, dass das Abgas in eine Zelle eintritt und durch die poröse Wand einer Zelle gezwungen wird und die Struktur durch eine andere Zelle verlässt. Die Größe des Dieselpartikulat-Filterelements hängt von den Anforderungen des speziellen Anwendungsfalls ab. Zweckdienliche Dieselpartikulat-Filterelemente sind im Handel erhältlich, z. B. von Corning Inc. in Corning, New York, und NGR Insulator Ltd. in Nagoya, Japan. Zweckdienliche Dieselpartikulat-Filterelemente sind ferner beschrieben in "Cellular Ceramic Diesel Particulate Filter", Howitt et al., Paper No. 810114, SAE Technical Paper Series, 1981.
Bei der herkömmlichen Ausgestaltung dieser Vorrichtungen weist jeder Typ von Vorrichtung ein Metallgehäuse auf, das eine monolithische Struktur oder ein Element hält, welches aus Metall oder Keramik besteht, wobei es sich in der Regel um Keramik handelt. Das Befestigen der monolithischen Struktur in dem Gehäuse erfolgt in einem Vorgang, der als Eindosen bezeichnet (canning) wird. Zwischen dem Monolithen und dem Gehäuse existiert ein Spalt, der variiert, da sowohl für den Monolithen als auch für das Gehäuse ein Größentoleranzbereich existiert. Der größte Spalt existiert dann, wenn sich der Monolith an den kleinen Ende des Bereiches befindet und sich das Gehäuse an dem großen Ende des Bereiches befindet. Um eine Beschädigung des Monolithen zu vermeiden und um ihn in Position zu halten, wird typischerweise vor dem Eindosen ein Befestigungsaterial, z. B. eine intumeszente Trägermatte oder eine intumeszente Paste, um den Monolithen herum angeordnet. Das Befestigungsmaterial füllt den Spalt. Nachdem der umwickelte Monolith in das Gehäuse eingeführt worden ist, wird die Dose in den geschlossenen Zustand gedrückt, und an den Längsrändern des Gehäuses angeordnete Flansche werden verschweißt. Nach der Installation an dem Fahrzeug wird die Verunreinigungskontrolliervorrichtung durch die heißen Abgase erwärmt, die die intumenszenten Materialien aufweiten, wodurch ein zusätzlicher Haltedruck erzeugt wird. Der Betrag des Drucks wird durch die Befestigungsdichte der Materialien und die Benutzungstemperaturen bestimmt. Falls die Befestigungsdichte zu niedrig ist, ist der Druck nicht hinreichend, um den Monolithen positionsfest zu halten. Falls die Befestigungsdichte zu hoch ist, kann durch das Befestigungsmaterial übermäßiger Druck zwischen den Gehäuse und dem Monolithen ausgeübt werden und eine Deformation des Gehäuses und/oder eine Beschädigung des Monolithen verursachen.
Nachdem der Monolith in dem Gehäuse gesichert worden ist, dient das intumeszente Befestigungsmaterial zum Vermeiden oder Verhindern von Beschädigungen aufgrund anderer Bedingungen, die für die Verunreinigungskontrolliervorrichtung problematisch sein können. Die Vorrichtung kann sowohl vor als auch nach dem Installieren in einem Fahrzeug schädlichen Vibrationen ausgesetzt werden. Zudem ist die gesamte Vorrichtung während verschiedener Zeitperioden erhöhten Temperaturen von z. B. mehr als 300ºC ausgesetzt.
Ein keramischer Monolith hat einen Wärmeausdehnungskoeffizienten, der generell um eine Größenordnung unter demjenigen des (üblicherweise aus Edelstahl bestehenden) Metallgehäuses liegt, in dem der Monolith angeordnet ist, so dass sich bei erhöhten Temperaturen die Befestigungsmaterialien hinreichend aufweiten müssen, um den Aufweitungsunterschied zu kompensieren, sich jedoch nicht so stark aufweiten dürfen, dass ein übermäßiger Druck erzeugt wird, der das Gehäuse oder den Monolithen beschädigen kann. Das Befestigungsmaterial verhindert ferner den Durchtritt heißer Abgase zwischen dem Monolithen und dem Metallgehäuse (wobei die Abgase den Katalysator umgehen würden).
Zu den Befestigungsmaterialien zählen typischerweise anorganische Binder, anorganische Fasern, die auch als Binder dienen können, intumeszente Materialien, und wahlweise organische Binder, Füllstoffe und andere Zusatzstoffe. Bei den verwendeten Materialien handelt es sich um Pasten, Bahne und Matten. Keramische Matten-Materialien, keramische Pasten und intumeszente Bahnmaterialien, die zum Befestigen des Monolithen in dem Gehäuse geeignet sind, sind z. B. beschrieben in US-A-3,916,057, US-A-4,305,992, US-A-4,385, 135, US-A-5,254,416, US-A-5,242,871, US-A-3,001,571, US-A-5,385,873, US-A-5,207,989 und GB-A-1,522,646.
US-A-4,999,168 beschreibt eine bruchfeste intumeszente Bahn mit einer vorgeformten intumeszenten Schicht, die durch Kleben mit einer Verstärkungsschicht eines Bahnmaterials wie z. B. Produktionspapier, Plastikfolie oder anorganischer Faser verbunden ist.
US-A-4,865,818 beschreibt ein Verfahren zum Herstellen eines Katalysators, bei dem eine dünne Bahn aus Matten-Material mindesten zweimal lagenweise um den Monolithen gewickelt wird.
US-A-4,929,429 beschreibt einen für Katalysatoren vorgesehenen Verbundkörper mit einer Keramikfasermatte, die durch Nähen mit einem intumeszenten Matten-Material verbunden ist.
US-A-4,048,368 beschreibt einen Verbundkörper mit mindestens zwei Lagen aus ähnlichen Bahnen intumeszenter Materialien.
Aus DE-U-80 19 813 ist eine für einen katalytischen Monolithen vorgesehene intumeszente Befestigungsmatte bekannt, die durch ein korrugiertes Drahtgestrick verstärkt ist, das in das intumeszente Material der Befestigungsmatte eingebettet ist (siehe Seite 3, Zeilen 5 und 6 dieser Schrift).
DE-A-39 39 392 beschreibt eine intumeszente Befestigungsmatte, die an mindestens einem ihrer Seitenränder eine Befestigungseinrichtung aufweist. Die Befestigungseinrichtung ist aus einem Drahtgestrick gebildet, das mindestens um den jeweiligen Seitenrand der Befestigungsmatte gewickelt ist.
US-A-4,343,074 und FR-A-2 467 975 beschreiben beide eine Anordnung zum Befestigen eines Katalysatorelements vom keramischen monolithischen Typ in einem Metallgehäuse mit einer Decke aus geknüpftem Drahtgestrickmaterial. Die Decke weist mindestens ein Umfangsband aus intumeszentem Hochtemperaturmaterial auf, das keramische Fasern enthält, die innerhalb der Drahtgestrick-Matte positioniert sind, wodurch ein Umgehungs-Lecken um das Element herum verhindert werden und die Temperatur des Drahtgestricks beträchtlich reduziert werden soll.
Wenn die Verunreinigungskontrolliervorrichtung zyklisch zwischen hohen und niedrigen Temperaturen wechselt, ist die Größe des Spalts zwischen dem (Metall- oder Keramik-) Monolithen und dem Gehäuse kontinuierlichen Veränderungen unterworfen, und die Befestigungsmatte wird wiederholt komprimiert und dekomprimiert. In Fällen, in denen das Gehäuse sehr hohe Temperaturen erreicht, d. h. über etwa 700ºC, kann eine Deformation des Gehäuses eintreten. In diesen Falle kann es dem herkömmlichem Material der intumeszenten Befestigungsmatte die Hochtemperaturelastizität fehlen, um dem Monolithen durchgehenden Halt zu bieten.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Verunreinigungskontrolliervorrichtung mit einem Befestigungssystem zu schaffen, das hinreichend elastisch und komprimierbar ist, um den sich verändernden Spalt zwischen dem Monolithen und dem Metallgehäuse aufzunehmen, ohne ein Deformation des Metallgehäuses zu verursachen. Ferner besteht, obwohl die herkömmlichen Befestigungsmaterialien ihre eigenen Zweckmäßigkeiten und Vorteile haben, weiterhin der Bedarf an einer Verbesserung von Befestigungsmaterialien für Verunreinigungskontrolliervorrichtungen. Ferner wäre es wünschenswert, Materialien zu schaffen, die über einen breiteren Temperaturbereich hinweg gut funktionieren.
Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe durch eine Verunreinigungskontrolliervorrichtung nach Anspruch 1 gelöst. Die Unteransprüche betreffen bevorzugte Ausführungsformen.
Die vorliegende Erfindung schafft eine Verunreinigungskontrolliervorrichtung, bei der ein Hybrid-Befestigungssystem für eine Monolithen-Struktur in einem Metallgehäuse verwendet wird. Das Befestigungssystem weist eine Befestigungsmatte auf, die zwischen dem Monolithen und dem Metallgehäuse der Verunreinigungskontrolliervorrichtung angeordnet ist. Die Befestigungsmatte ist mit Einsätzen versehen, die ein elastisches, flexibles, faseriges, nichtintumeszentes Material aufweisen, das derart positioniert ist, dass es über mindestens einen Teil des Randes der Matte hinausragt. Die Befestigungsmatte weist eine intumeszentes Material auf, und der elastische, flexible, faserige Einsatz weist ein nichtintumeszentes Material auf. Die Hybrid-Befestigungsmatte ist geeignet zum Schützen zerbrechlicher monolithischer Strukturen in Katalysatoren, Diesel-Partikulatfilter und Hochtemperaturfiltern. Die hybride Befestigungsmatte bietet den Vorteil, das sie in der Lage ist, die Eigenschaften der intumeszenten Befestigungsmatte und der nichtintumeszenten Einsätze zu kombinieren.
Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung detaillerter beschrieben:
Fig. 1 zeigt eine perspektivische explodierte Ansicht eines Katalysators, wobei das Befestigungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung gezeigt ist.
Fig. 2 zeigt eine Ansicht des Katalysators gemäß Fig. 1, wobei das Befestigungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung von dem Monolithen abgezogen gezeigt ist.
Fig. 3A zeigt ein herkömmliches Verbindungssystem mit einem intumeszenten Material.
Fig. 3B zeigt eine Schnittansicht des Befestigungssystems gemäß Fig. 3A, das um einen Monolithen gelegt ist.
Fig. 4A zeigt eine bevorzugte Ausführungsform des Befestigungssystems gemäß der vorliegenden Erfindung.
Fig. 4B zeigt eine Schnittansicht des Befestigungssystems gemäß Fig. 4A, das um einen Monolithen gelegt ist.
Fig. 4C zeigt eine Modifikation des Befestigungssystems gemäß Fig. 4A.
Fig. 5A zeigt eine alternative Ausführungsform eines Befestigungssystems gemäß der vorliegenden Erfindung.
Fig. 5B zeigt eine Schnittansicht des Befestigungssystems gemäß Fig. 5A, das um einen Monolithen gelegt ist.
Fig. 6A zeigt eine alternative Ausführungsform eines Befestigungssystems gemäß der vorliegenden Erfindung.
Fig. 6B zeigt eine Schnittansicht des Befestigungssystems gemäß Fig. 6A, das um einen Monolithen gelegt ist.
Fig. 7A zeigt eine alternative Ausführungsform eines Befestigungssystems gemäß der vorliegenden Erfindung.
Fig. 7B zeigt eine Schnittansicht des Befestigungssystems gemäß Fig. 7A, das um einen Monolithen gelegt ist.
Fig. 8A zeigt eine alternative Ausführungsform eines Befestigungssystems gemäß der vorliegenden Erfindung.
Fig. 8B zeigt eine Schnittansicht des Befestigungssystems gemäß Fig. 8A, das um einen Monolithen gelegt ist.
Fig. 9 zeigt eine alternative Ausführungsform eines Katalysators, der einen. Doppel-Monolithen aufweist.
Fig. 10 zeigt eine alternative Ausführungsform eines Befestigungssystems gemäß der vorliegenden Erfindung.
Fig. 11 zeigt eine weitere alternative Ausführungsform eines Befestigungssystems gemäß der vorliegenden Erfindung.
Obwohl das Befestigungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung für zahlreiche verschiedene Verunreinigungskontrolliervorrichtungen geeignet ist, wie z. B. Katalysatoren und Diesel-Partikulatfilter oder -Trap-Vorrichtungen, wird seine Verwendung hier im Zusammenhang mit einem Katalysator beschrieben. Die Beschreibung ist zur Veranschaulichung der Verwendung des Befestigungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung vorgesehen und darf nicht dahingehend interpretiert werden, dass sie die Verwendung des Befestigungssystems auf Katalysatoren beschränke.
Gemäß den nun zu erläuternden Fig. 1 und 2 weist der Katalysator 10 ein metallisches Gehäuse 12 einem Einlass 14 und einem Auslass 16 auf, die generell konisch ausgebildet sind. Das Gehäuse, das auch als Dose oder Hülse bezeichnet wird, kann aus geeigneten Materialien hergestellt sein, die auf dem Gebiet für diese Verwendung bekannt sind, und besteht typischerweise aus Metall. Vorzugsweise besteht da Gehäuse aus Edelstahl. Innerhalb des Gehäuses 12 ist ein monolithisches Katalysatorelement 20 angeordnet, das einen bienenwabenartigen monolithischen Körper aus Keramik oder Metall aufweist. Geeignete Katalysatorelemente, die auch als Monolithen bezeichnet werden, sind auf dem Gebiet bekannt, und zu diesen zählen diejenigen, die aus Metall oder Keramik hergestellt sind. Die Monolithen oder Elemente werden zum Halten der Katalysatormaterialien für den Katalysator verwendet. Ein geeignetes Katalysatorelement ist z. B. in dem U.S.-Pat. No. RE. 27,747 beschrieben.
Durch den Monolithen 20 verlaufen mehrere (nicht gezeigte) Gasströmungskanäle. Zu den auf die Katalysatorelemente aufgetragenen Katalysatormaterialien zählen die auf dem Gebiet bekannten Materialien (z. B. Metall wie etwa Ruthen, Osmium, Rhodium, Iridium, Nickel, Palladium und Platin, und Metalloxide wie Vanadiumpentoxid und Titandioxid). Zu weiteren Einzelheiten zu Katalysatorbeschichtungen siehe z. B. U.S.-A-3,441,381.
Um den Monolithen 20 herum ist ein Hybrid-Befestigungssystem 24 angeordnet. Das Befestigungssystem 24 weist eine Matte 26 aus intumeszentem Material auf, die mit Einsätzen 28 aus einer elastischen, flexiblen Fasermatte aus im wesentlichen schussfreier Keramikfaser versehen ist. Die Einsätze 28 sind derart angeordnet, dass mindestens ein Rand 28 entlang eines Seitenrandes der intumeszenten Matte 26 verläuft.
Gemäß Fig. 4A-8B existieren zahlreiche Arten, in denen der Einsatz 28 derart positioniert werden kann, dass er entlang eines Seitenrandes der intumeszenten Matte 26 verläuft. Fig. 3A und 3B zeigen eine intumeszente Matte 26 ohne den Einsatz 28. Fig. 3B zeigt eine Schnittansicht einer intumeszenten Matte 26, die zwischen dem Gehäuse 12 und dem Monolithen 20 angeordnet ist.
Fig. 4A zeigt nichtintumeszente Einsätze 28, die mit der intumeszenten Matte 26 derart alternieren, dass der Seitenrand 32 des Befestigungssystems 24 alternierend intumeszente und nichtintumeszente Abschnitte präsentiert. Fig. 4C zeigt eine Modifikation des Befestigungssystems 24, bei der jede Matte 26 und jeder Einsatz 28 an einem Ende mit einem Vorsprung 30 und an dem anderen Ende mit einem Spalt 31 versehen ist. Der Vorsprung 30 jeder Matte 26 passt in den Spalt 31 eines benachbarten Einsatzes 28 oder ist dem Spalt konform. In ähnlicher Weise passt der Vorsprung 30 jedes Einsatzes 28 in den Spalt 31 einer benachbarten Matte 26 oder ist diesem konform. Bei der gezeigten Ausführungsform ist jeder Vorsprung 30 gleich bemessen, und jeder Spalt 31 ist gleich bemessen. Es kann gewünscht sein, dass der Vorsprung 30 jeder Matte 26 derart bemessen ist, dass er nur zu dem Spalt 31 eines Einsatzes 28 passt, und dass der Vorsprung 30 jedes Einsatzes 28 derart bemessen ist, dass er nur zu dem Spalt 31 einer Matte 26 passt. Es versteht sich, dass das Befestigungssystem 24 ferner auf verschiedene Arten modifiziert werden kann, um andere Typen von Monolithen und Gehäusen, die hier nicht beschrieben sind, aufzunehmen, einschließlich des Reduzierens oder Vergrößerns jedes Abschnitt-Typs und des Änderns der Form eines oder mehrerer der für das Befestigungssystem 24 verwendeten Abschnitte. Auch die Verwendung unterschiedlicher Spalt- und Vorsprung-Anordnungen kann wünschenswert sein.
Gemäß Fig. 4B sind, wenn das Befestigungssystem 24 um den Monolithen 20 in dem Gehäuse 12 platziert ist, die nichtintumeszenten Einsätze 28 vorzugsweise entlang des Teils des Monolithen 20 positioniert, der den größten Krümmungsradius hat. Die Einsätze 28 sind deshalb vorzugsweise an dem den größten Krümmungsradius aufweisenden Teil des Monolithen 20 positioniert, weil dieser Bereich demjenigen Teil des Gehäuses 12 entspricht, der unter dem durch die Kompression des Befestigungssystem 24 verursachten übermäßigen Druck mit größter Wahrscheinlichkeit deformiert wird. Wie bereits erwähnt, kann in Fällen, in denen die Verunreinigungskontrolliervorrichtung sehr hohe Temperaturen erreicht, d. h. über ungefähr 700ºC, eine Deformation des Gehäuses eintreten. Bei diesen hohen Temperaturen dehnen sich herkömmliche intumeszente Befestigungsmaterialien beträchtlich aus, und der resultierende Druck, der auf das Innere des Gehäuses 12 ausgeübt wird, ist sehr hoch. Zudem beginnt sich bei derart hohen Temperaturen des Metall des Gehäuses (typischerweise Edelstahl) zu erweichen und wird anfälliger für Deformation. Durch Positionieren nichtintumeszenter Einsätze 28 an den Punkten, die bei Hochtemperaturbedingungen am ehesten eine Deformation erfahren, erzeugt das Befestigungssystem 24 bei hohen Temperaturen eine geringere schädliche Kraft, so dass die Verformung des Gehäuses 12 beträchtlich reduziert wird.
Fig. 5A und 5B zeigen eine Ausführungsform des Befestigungssystems 24, die derjenigen gemäß Fig. 4A und 4B ähnlich ist. Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 5A und 5B erstrecken sich die Einsätze 28 nicht durch die gesamte Breite der intumeszenten Matte 26. In der Positionierung um den Monolithen 20 herum sind die nichtintumeszenten Einsätze 28 in ähnlicher Weise positioniert wie oben im Zusammenhang mit Fig. 4B beschrieben.
Fig. 6A und 6B zeigen eine weitere alternative Ausführungsform des Befestigungssystems 24, bei dem sich intumeszente Einsätze 28 entlang des gesamten Seitenrandes 34 des intumeszenten Bahnmaterials 26 derart erstrecken, dass, wenn das Befestigungssystem 24 um den Monolithen 20 herum angeordnet ist, der gesamte Seitenrand 34 des intumeszenten Bahnmaterials 26 durch den Einsatz 28 geschützt ist.
Eine wiederum weitere Ausführungsform des Befestigungssystems 24 ist in Fig. 7A und 7B gezeigt. In Fig. 7A ist das Befestigungssystem 24 mit Einsätzen 28 gezeigt, die entlang der Seitenränder 34 des intumeszenten Bahnmaterials 26 verlaufen, jedoch von dem intumeszenten Bahnmaterial derart versetzt sind, dass sie die Vorsprungs- und Spalt-Konfiguration bilden, die, wie gezeigt, ein Laminat aus intumeszenten Material 26 und nichtintumeszentem Material 28 ist.
In Fig. 8A und 8B schließlich ist noch eine weitere Ausführungsform des Befestigungssystems 24 gezeigt. Das Befestigungssystem gemäß Fig. 8A und 8B ist ähnlich wie das Befestigungssystem gemäß Fig. 7A und 7B beschaffen, jedoch verläuft der Einsatz 28 nur entlang eines einzigen Seitenrandes 34 des intumeszenten Bahnmaterials 26. Der Einsatz 28 ist von dem intumeszenten Bahnmaterial 26 derart versetzt, dass miteinander zusammengreifende Enden gebildet werden.
Bei jeder der Ausführungsformen gemäß Fig. 4A-8B können die Einsätze 28 mittels eines (nicht gezeigten) Klebebandes, z. B. eines Verpackungsbandes oder eines anderen geeigneten Typs von Klebeband, an der intumeszenten Matte 26 befestigt sein. Alternativ kann vorgesehen sein, dass die Einsätze nicht mittels Band befestigt zu sein brauchen, sondern durch eine andere Technik wie z. B. Heften, Nähen und dgl. befestigt werden können.
In manchen Fällen können in einer Verunreinigungskontrolliervorrichtung Doppel-Monolithe statt eines einzelnen Monolithen verwendet werden. Beispielsweise zeigt Fig. 9 einen herkömmlichen Katalysator 10A, der zwei Monolithen 20 innerhalb eines Metallgehäuses 12 aufweist, die durch einen Spalt 40 getrennt sind. Bei einer derartigen Doppel-Monolith-Konfiguration ist bekannt, einen Metallstreifen 42 mit dem Spalt 40 zwischen den Monolithen 20 auszurichten (siehe z. B. das Deutsche Patent 43 23 791 A1). Der Metallstreifen weist typischerweise hochtemperaturfeste, korrosionswiderstandsfähige Metalle wie z. B. Inconel und Edelstahl auf. Der Metallstreifen kann in Form einer Metallfolie, einer korrugierten Metallfolie, eines Metallgewebes oder dgl. vorgesehen sein. Der Metallstreifen 42 expandiert mit einer Rate, die sehr nahe an derjenigen des Metallgehäuses 12 liegt. Da sich der Metallstreifen 42 mit einer Rate ähnlich derjenigen des Gehäuses 12 dehnt, tendiert der zwischen dem Metallstreifen 42 und dem Gehäuse 12 liegende Teil der Befestigungsmatte 44 dazu, in einem größeren Ausmaß komprimiert zu werden als der zwischen den Monolithen 20 und dem Gehäuse 12 liegende Teil der Befestigungsmatte 44. Falls der zwischen dem Metallstreifen 42 und dem Gehäuse 12 befindliche Teil der Befestigungsmatte 44 übermäßig komprimiert wird, kann dadurch eine Deformation des Gehäuses 12 oder des Metallstreifens 42 verursacht werden.
Gemäß Fig. 9 war bei herkömmlichen Befestigungsmatten typischerweise eine fortlaufenden Lage der Befestigungsmatte 44 zwischen dem Metallstreifen 42 und dem Gehäuse 12 angeordnet. Wie oben beschrieben kann diese Anordnung zu einer Deformation des Gehäuses 12 oder des Metallstreifens 42 führen. Es ist somit wünschenswert, einen flexiblen, elastischen, faserigen Einsatz 48 entlang des Metallstreifens 42 zwischen dem Metallstreifen 42 und dem Gehäuse 12 zu positionieren. Vorzugsweise weist der Einsatz 48 ein Material wie etwa das von ICI Chemicals and Polymers erhältliche SAFFIL auf. Wie oben beschrieben sind diese Einsätze geeignet, mit geringerer Kraft komprimiert zu werden als die typischerweise verwendeten Befestigungsmaterialen, so dass eine Deformation des Gehäuses 12 oder des Metallstreifens 42 vermieden wird.
Fig. 10 und 11 zeigen alternative Ausführungsformen des Befestigungssystem gemäß Fig. 9, bei dem ein flexibler, elastischer, faseriger, nichtintumeszenter Einsatz verwendet wird, der entlang des Metallstreifens 42 zwischen dem Metallstreifen 42 und dem Gehäuse 12 positioniert ist. In Fig. 10 ist der Metallstreifen 42 in führende Abschnitte 50 der Befestigungsmatte 44 eingeführt, und der Einsatz 48 ist an dem Metallstreifen 42 mittels Klebeband 52 befestigt. In Fig. 11 ist der Metallstreifen 42 sandwichartig zwischen Lagen der Befestigungsmatte 44A und 44B angeordnet (so dass kein Führen des Befestigungsmatten-Materials erforderlich ist). Der flexible, elastische Fasereinsatz 48 wird dann zwischen die Befestigungsmatten-Abschnitte 44B eingeführt und mit Klebeband 52 in Position gehalten. Jede der Ausführungsformen gemäß Fig. 10 oder Fig. 11 verhindert eine übermäßige Kompression von Material zwischen dem Metallstreifen 42 und dem Gehäuse 12, so dass eine Deformation des Metallstreifens 42 oder des Gehäuses 12 vermieden wird.
Bei Verwendung werden die Befestigungsmaterialien der Erfindung für einen Katalysator oder einen Diesel-Partikulatfilter in ähnlicher Weise zwischen dem Monolithen und dem Gehäuse angeordnet. Dies kann durchgeführt werden, indem der Monolith mit einer Bahn des Befestigungsmaterial umwickelt wird, der umwickelte Monolith in das Gehäuse eingeführt wird und das Gehäuse verschweißt wird. Das Befestigungssystem 24 hält den katalytischen Monolithen 20 in dem Gehäuse 12 in Position und dichtet den Spalt zwischen dem katalytischen Monolithen 20 und dem Gehäuse 12, um auf diese Weise zu verhindern, dass Abgase den katalytischen Monolithen 20 umgehen.
Das intumeszente Bahnmaterial 26 enthält eine elastische, flexible intumeszente Bahn mit ungefähr 20 bis 65 Gewichtsprozent unexpandierter Vermiculit-Flocken, wobei diese Flocken entweder unbehandelt sind oder durch Ionenaustausch mit einer Ammonium-Zusammensetzung wie z. B. Ammoniumdihydrogenphosphat, Ammoniumcarbonat, Ammoniumchlorid oder einer anderen geeigneten Ammonium-Zusammensetzung behandelt sind; ungefähr 10 Gewichtsprozent bis 50 Gewichtsprozent anorganischen Fasermaterials, einschließlich Aluminosilicatfasern (im Handel erhältlich unter den Handelsbezeichnungen Fiberfrax von Unifrax Co., Niagara Falls, New York, und CerafiberiM von Thermal Ceramics, Augusta, Georgia), Asbestfasern, Glasfasern, Zirconerde-Silika und kristallinen Tonerde-Whiskern; 3 bis 25 Gewichtsprozent Binder einschließlich Naturkautschuk-Gittern, Styrolbutadien-Gittern, Butadienacrylnitril-Gittern, Gittern aus Acrylat- oder Metacrylat-Polymeren und -Copolymeren und dgl.; und bis zu 40 Gewichtsprozent anorganischen Füllers einschließlich expandiertem Vermiculit, hohlen Glas-Mikrokügelchen und Bentonit. Zu den zweckmäßigen Bahnmaterialien zählen auch diejenigen, die in US-A-5,523,059 beschrieben sind.
Zu weiteren Beispielen intumeszenter Bahnmaterialien zählen diejenigen gemäß den Beschreibungen in US-A-3,916,057, US-A-4,305,992, US-A- 4,385,135, US-A-5,254,410, US-A-4,865,818, US-A-5,151,253 und US-A- 5,290,522. Zu den zweckmäßigen handelsüblichen intumeszenten Bahnen und Matten zählen diejenigen, die unter der Handelsbezeichnung INTERAMTM von Minnesota Mining and Manufacturing Co. in St. Paul, Minnesota vertrieben werden. Die Dicke der Befestigungsmatten beweht sich typischerweise im Bereich von 0,5 bis 10 mm. Ferner zählen zu den zweckmäßigen intumeszenten Befestigungsmaterialien intumeszente Pasten wie z. B. diejenigen, die in US-A- 5,686,039 beschrieben sind.
Zu den organischen Bindern zählen die oben beschriebenen, wie z. B. Naturkautschuk-Gitter, Styrolbutadien-Gitter, Butadienacrylnitril-Gitter, Gitter aus Acrylat- oder Metacrylat-Polymeren und -Copolymeren.
Zu den anorganischen Füllern gehören expandiertes Vermiculit, hohle Glas- Mikrokügelchen und Bentonit. Vorzugsweise handelt es sich bei den anorganischen Füllern uni expandiertes Vermiculit.
Zu den im wesentlichen schussfreien Keramikfasern, die zum Bilden der nichtintumeszenten Einsätze 28 geeignet sind, zählen Tonerde-Boria-Silika-Fasern, Tonerde-Silika-Fasern, Fasern aus Tonerde und Fhosphorpentoxid, Zirconerde- Silika-Fasern, Zirconerde-Aluminium-Fasern und Aluminium-Fasern. Zu den zweckmäßigen handelüblichen Fasern zählen diejenigen mit den Handelsbezeichnungen FIBERMAX, erhältlich von Unifrax; SAFFIL LD, erhältlich von ICI Chemicals and Polymers; ALCEN-Tonerde-Fasern, erhältlich von Denka; und MAFTECH-Fasern, erhältlich von Mitsubishi.
Die Fasern werden typischerweise durch Blasen oder Spinnen mittels in der Industrie bekannter Verfahren gebildet. Vorzugsweise werden die Fasern durch Spinnen einer Sol-Gel-Lösung gebildet. Die Bildung von Matten aus den Fasern erfolgt durch verschiedenartige bekannte Verfahren einschließlich des Blasens des Fasermaterials auf eine Sammel-Gitter, wie in der Vliesindustrie üblich. Ein bevorzugtes nichtintumeszentes Material ist eine polykristalline Tonerde-Faser, die unter der Handelsbezeichnung SAFFIL von ICI Chemical and Polymers erhältlich ist. Die Faser ist chemisch resistent und kann in gewählten Anwendungsfällen bis zu 1600ºC verwendet werden. Sie wird in Form einer Matte niedriger Dichte hergestellt, die aus überwiegend zweidimensionalen zufallsorientierten Fasern besteht, die eine lamellenförmge Matte bilden. Die Matte ist im wesentlichen schussfrei und weist eine gleichförmige Faserstruktur auf.
Aufgrund der Lamellenform der Matte niedriger Dichte ist es erforderlich, die Einrichtung zum Verhindern der Delaminierung während der Handhabung und des Zusammenbaus in der Verunreinigungskontrolliervorrichtung einzubringen. Dies bedeutet, dass die Aluminiumfasermatte niedriger Dichte während der Handhabung und des Zusammenbaus vorzugsweise physisch zurückgehalten oder komprimiert wird. (Im vorliegenden Kontext beziehen sich die Ausdrücke "schussfrei" oder "im wesentlichen schussfrei" auf eine Fasermatte, die mindestens zu 95 Prozent schussfrei und vorzugsweise zu 99 Prozent schussfrei ist). Bei Kompression auf eine Befestigungsdichte von ungefähr 0,10 und 0,60 Gramm pro cm³ haben diese Materialien eine einzigartige Fähigkeit, im heißen Zustand ihre Dicke zu reduzieren und bei Abkühlung im wesentlichen auf ihre ursprüngliche Dicke zurückzuspringen, so dass sie kontinuierlich eine beträchtliche Haltekraft auf den katalytischen Monolithen 20 ausüben.
Da die für die nichtintumeszenten Einsätze 28 bevorzugten Fasermaterialien generell im Dichtebereich von 0,020 bis 0,060 Gramm pro Zentimeter erhältlich sind, müssen sie ungefähr um einen Faktor 10 komprimiert werden, wenn sie zum Befestigen des katalytischen Monolithen 20 verwendet werden. Matten aus dem nichtintumeszenten Einsatz-Material werden generell komprimiert und in dem komprimierten Zustand gehalten, um das Handhaben des Materials während des Zusammenbaus des Konverters 10 zu erleichtern. Die Einsätze 28 können auf verschiedene Weise physisch komprimiert werden, u. a. mittels Harz-Verbindung, Stich-Verbindung, Vernadelung oder Vakuumverpackung.
Die Harz-Verbindung wird durch Sättigen des nichtintumeszenten Materials mit organischen Bindern erzielt, die in Gegenwart der heißen Abgase verbrennen und ermöglichen, dass sich das Material des Einsatzes 28 während des Betriebs ausdehnt. Aufgrund der niedrigen Dichte und der sperrigen Beschaffenheit der schussfreien Keramikfasern und der Tatsache, dass sie normalerweise um einen Faktor von ungefähr 10 komprimiert werden müssen, um die gewünschte Befestigungsdichte zu erhalten, hat es sich ferner als zweckmäßig erwiesen, diese Materialien mit organischen Fäden derart zu nähen oder zu sticken, dass eine komprimierte Matte gebildet wird, deren Dicke näher an ihrer endgültigen Dicke bei Betrieb liegt. Manchmal ist es sinnvoll, an beiden Seiten der Fasermatte ein sehr dünnes Bahnmaterial als Trägerschicht hinzuzufügen, um zu verhindern, dass die Stichmaterialien durch die Fasermatte schneiden oder gezogen werden. Die Beabstandung der Stiche beträgt üblicherweise 3 bis 30 Millimeter, so dass die Fasern über den gesamten Bereich der Matte hinweg gleichförmig komprimiert werden. Die organischen Materialien verbrennen, wenn sie den heißen Abgasen ausgesetzt werden, und ermöglichen ein Ausdehnen der komprimierten Matte.
Die schussfreie Keramikfaser kann auch durch Vernadeln komprimiert werden. Keramikfaser als solche sind relativ spröde und nicht flexibel genug, um effektiv vernadelt zu werden. Um eine Keramikfaser-Matte effektiv zu vernadeln, werden der Matte zuerst lange flexible Polymerfasern wie z. B. Polyproplyenfasern oder Polyesterfasern übergelegt, die typischerweise ungefähr 5-10 cm lang sind. Unter der Matte wird ein polymeres Gelege platziert, z. B. ein Nylongewebe oder Vlies. Die Matte wird zwischen einer unteren und einer oberen Platte komprimiert, wobei in den Platten zahlreiche Löcher ausgebildet sind. Eine Nadelplatte mit zahlreichen kleinen Widerhaken-Nadeln drückt die Nadeln durch die Löcher. Während die Nadeln die Keramikfasermatte durchdringen, ziehen die Widerhaken die Polymer-Fasern an der Oberseite der Matte durch das Gelege, und die Polymer-Fasern verfangen sich mit dem Gelege, um die Matte physisch rückzuhalten. Die organischen Fasern und das Gelege verbrennen, wenn sie bei Betrieb den erhöhten Temperaturen ausgesetzt werden, und ermögliche ein Ausdehnen der Keramikfasern.
Das Rückhalten der Fasermatten kann auch erzielt werden, indem die Fasermatte in einem luftdichten Beutel platziert wird, die Luft aus dem Beutel evakuiert wird und der Beutel versiegelt wird. Der atmosphärische Druck hält die Matte in einem komprimierten Zustand, bis der Beutel punktiert oder verbrannt wird, wenn die Verunreinigungskontrolliervorrichtung auf die Betriebstemperatur (über 300ºC) erwärmt wird.
Die nichtintumeszenten Einsätze 28 leisten zwei wichtige Funktionen. Die Einsätze 28 weisen im Vergleich mit der intumeszenten Matte 26 einen hervorragenden Erosionswiderstand auf. Durch Positionieren der Einsätze 28 entlang der Seitenränder des intumeszenten Materials, die andernfalls den heißen Abgasen ausgesetzt sind, dienen die Einsätze dazu, die intumeszente Matte 26 gegenüber den Abgasen zu isolieren und dadurch eine Erosion der intumeszenten Matte 26 zu verhindern. Obwohl die Verwendung des Randschutzmaterials bekannt ist, kennt der Stand der Technik kein Randschutzsystem, das aufgeweitet und komprimiert werden kann, um die sich verändernde Breite des Spalts zwischen dem Monolithen 20 und dem Gehäuse 12 unter extremen Temperaturbedingungen oder im Falle einer Deformation des Gehäuses aufzunehmen. Zu den herkömmlichen Randschutzmechanismen zählen die Verwendung eines um die Ränder der intumeszenten Matte gewickelten Edelstahl- Drahtgitters gemäß der Beschreibung in US-A-5,008,086, und eines geflochtenen oder tauartigen (d. h. gläsernen, kristallkeramischen oder glaskeramischen) Fasergestricks oder Metalldrahts gemäß der Beschreibung in US-A- 4,156,333. Der Randschutz kann auch durch Zusammensetzungen mit Glaspartikeln gemäß den Beschreibungen in US-A-6,397,701, EP-A-6 397 702 und EP-A-6 397 700 gebildet werden.
Der Einsatz 28 wirkt ferner als Dichtung zwischen dem Monolithen 20 und dem Gehäuse 12. Die flexible und elastische Beschaffenheit der für die Einsätze 28 bevorzugt verwendeten nichtintumeszenten Materialien gewährleistet, dass, wenn die Verunreinigungskontrolliervorrichtung zyklisch hohe und niedrige Temperaturen durchläuft, der Spalt zwischen dem Monolithen 20 und dem Gehäuse 12 kontinuierlich abgedichtet bleibt und das Abgas daran gehindert wird, den Monolithen zu umgehen. Auf diese Weise wird die Effizienz der Verunreinigungskontrolliervorrichtung aufrechterhalten, und eine Erosion der intumeszenten Matte 26 durch vorbeiströmendes Abgas wird ebenfalls vermieden.
Aufgaben und Vorteile dieser Erfindung werden durch die folgenden Beispiele weiter erläutert, wobei jedoch die angegebenen Einzelheiten und Materialien nicht als inkorrekte Einschränkung der Erfindung aufgefasst werden dürfen. Sämtliche Anteile und Prozentzahlen sind gewichtsbezogen, falls nicht anders angegeben.

Beispiel 1

Eine Lage aus intumeszentem Matten-Material (INTERAMTM Type 100 Mat, 3100 gsm [grams per square meter] von Minnesota Mining & Manufacturin Co.) mit der Bemessung 6,2 cm mal 30 cm wurde gemäß Fig. 5A geschnitten. Streifen aus harzverbundener Keramikfasermatte (1200 gsm SAFFILTM, einer chemisch verbondeten Matte von ICI Chemicals & Polymers Ltd.) wurden auf Bemessungen von 1,27 cm mal 9 cm geschnitten und in den in die intumeszente Matte geschnittenen Spalten platziert. Die Fasermatten-Streifen wurden mit einem Plastik-Verpackungsband in Position gehalten, um eine Hybrid- Befestigungsmatte zu bilden. Die Hybrid-Befestigungsmatte wurde um einen ovalen Keramik-Monoliten gewickelt, der 170 mm mal 80 mm mal 76 mm in der Länge maß (erhältlich von Corning). Ein zweiter Monolith wurde in der gleichen Weise mit einer Hybrid-Befestigungsmatte umwickelt, die identisch wie die oben beschriebene beschaffen war. Die umwickelten Monolithen wurden in einem Doppelkammer-Edelstahl-Katalysatorgehäuse befestigt. Als Befestigungsdichte der Befestigungsmatten wurden 0,7 g/cc (grams per cubic centimeter) für die intumeszente Matte und 0,27 g/cc für die Faserstreifen festgelegt. Der die Hybrid-Befestigungsmatten enthaltende Katalysator wurde dann an einem Benzinmotor (benzinbetriebener 7,5-Liter-Hubraum-V8- Verbrennungsmotor von Ford Motor Co.) bei 3000 rpm/220 ft lb befestigt. Der Katalysator wurde über eine Dauer von 100 Stunden einer Einlassgastemperatur von 900ºC ausgesetzt.
Nach dem Testen wurde die Katalysatorvorrichtung auseinandergenommen und untersucht. An dem Befestigungsmaterial der Hybrid-Befestigungsmatte wurde keine Erosion beobachtet. Ferner existierte an dem breiten Teil des Gehäuses über den Fasermatten-Streifen keine Verfärbung. Ein Vorhandensein einer Verfärbung ist ein Indikator dafür, dass heiße Gases zwischen der Befestigungsmatte und dem Metallgehäuse hindurchtreten. Die Abwesenheit jeglicher Verfärbung zeigt an, dass die Vorrichtung hinreichend abgedichtet war, um ein Strömen von Abgasen durch das Hybrid-Mattenbefestigungsmaterial zu verhindern.

Beispiel 2

Die bei diesem Beispiel getesteten Befestigungsmatten wurden wie in Beispiel 1 vorbereitet und getestet, außer dass ein kommerziell erhältliches intumeszentes Matten-Material anstelle der in Beispiel 1 verwendeten Hybrid-Befestigungsmatte verwendet wurde. Nach dem Testen zeigte die Untersuchung der Befestigungsmatte, dass das Befestigungsmatten-Material aufgrund des Motor-Abgases erodiert war. Der maximale Erosionsabstand, d. h. der Teil der Befestigungsmatte, der wegerodiert war, erstreckte sich um 23 mm in den Rand der Befestigungsmatte.
Ein Vergleich der Leistung der getesteten Befestigungsmatten zeigte signifikante Verbesserungen in der Leistung der Hybrid-Befestigungsmatte gemäß Beispiel 1 gegenüber der Leistung der nicht hybriden Befestigungsmatte gemäß Beispiel 2. Die Hybrid-Befestigungsmatte war, wenn sie Abgasen ausgesetzt wurde, resistent gegenüber Erosion und bildete eine bessere Dichtung zwischen dem Monolithen und dem Gehäuse (wie an dem Nichtvorhandensein einer Verfärbung des Gehäuses in Beispiel 1 erkennbar war). Die Leistung der Hybrid-Befestigungsmatte (Beispiel 1) ist deutlich überlegen gegenüber der Leistung einer Befestigungsmatte, bei der die Fasermatten-Einsätze nicht verwendet werden (Beispiel 2).
Obwohl die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsformen beschrieben wurde, werden auf dem Gebiet Tätige erkennen, dass in Form und Einzelheiten Änderungen vorgenommen werden können, ohne von dem Umfang der Ansprüche abzuweichen.

Claims

1. Verunreinigungskontrolliervorrichtung (10) mit einem Gehäuse (12), einem in dem Gehäuse (12) angeordneten Verunreinigungskontrollierelement (20) und einem zwischen dem Verunreinigungskontrollierelement (20) und dem Gehäuse (12) angeordneten Befestigungssystem (24) zum Positionieren des Verunreinigungskontrollierelements (20) und zur Absorption mechanischer und thermischer Schocks, wobei das Befestigungssystem (24) eine Matte (26) mit einer oberen Fläche, einer unteren Fläche und einem Umfangsrand aufweist sowie ein intumeszentes Material aufweist, und wobei die Verunreinigungskontrolliervorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, dass

- das Befestigungssystem (24) ferner mindestens einen Einsatz (28) aus elastischem, flexiblen, faserigen nichtintumeszenten Material aufweist, der Einsatz (28) eine obere Fläche, eine untere Fläche und einen Umfangsrand hat und mindestens ein Teil des Umfangsrandes des Einsatzes (28) in seitlicher Anordnung zu mindestens einem Teil des Umfangsrandes der Matte (26) angeordnet ist.

2. Verunreinigungskontrolliervorrichtung (10) nach Anspruch 1, bei der der Einsatz (28) als Lage elastischen, flexiblen, faserigen nichtintumeszenten Materials ausgebildet ist.

3. Verunreinigungskontrolliervorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 2, bei der der Einsatz (28) entlang mindestens eines Teils mindestens eines Seitenrandes der Matte (26) positioniert ist.

4. Verunreinigungskontrolliervorrichtung (10) nach Anspruch 3, bei der sich der nichtintumeszente Einsatz (28) entlang des gesamten Seitenrandes der Matte (26) erstreckt.

5. Verunreinigungskontrolliervorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 und 3, ferner mit mehr als einem Einsatz (28), wobei sich die Einsätze (28) nicht über die gesamte Breite der Matte (26) erstrecken.

6. Verunreinigungskontrolliervorrichtung (10) nach Anspruch 1, bei der das Befestigungssystem (24) alternierende Einsätze (28) und Abschnitte der Matte (26) aufweist, derart, dass der Seitenrand des Befestigungssystems (24) alternierende Abschnitte aus intumeszentem und nichtintumeszentem Material aufweist.

7. Verunreinigungskontrolliervorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 und 6, bei der das Befestigungssystem (24) alternierende Einsätze (28) und Abschnitte der Matte (26) aufweist, und jeder Abschnitt der Matte (26) und jeder Einsatz (28) an einem Ende mit einem Vorsprung (30) und an dem anderen Ende mit einer Ausnehmung (31) versehen ist, und der Vorsprung (30) oder die Ausnehmung (31) jedes Abschnitts der Matte (26) in die entsprechende Ausnehmung (31) oder den entsprechenden Vorsprung (30) eines benachbarten Einsatzes (28) hineinpasst oder mit diesem bzw. dieser passend zusammengreift.

8. Verunreinigungskontrolliervorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 5, 6 und 7, bei der die Einsätze (28) entlang desjenigen Teils des Verunreinigungskontrollierelements (20) positioniert sind, der den größten Krümmungsradius aufweist.

9. Verunreinigungskontrolliervorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei der der Einsatz (28) mittels Klebeband, Klammerung oder Vernähen an dem Rand der Matte (26) befestigt ist.

10. Verunreinigungskontrolliervorrichtung (10) nach Anspruch 1, ferner mit zwei Einsätzen (28), wobei sich sämtliche Einsätze (28) entlang gegenüberliegender Seitenränder (34) der Schicht intumeszenten Materials (26) erstrecken, jedoch unter Bildung einer Vorsprungs- und Ausnehmungs- Konfiguration relativ zu der Matte (26) versetzt sind.

11. Verunreinigungskontrolliervorrichtung (10) nach Anspruch 1, bei dem sich der Einsatz (28) entlang nur eines Seitenrandes (34) der Schicht intumeszenten Materials (26) erstreckt und unter Bildung zusammengreifender Enden relativ zu der Schicht intumeszenten Materials (26) versetzt ist:

12. Verunreinigungskontrolliervorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, bei der das intumeszente Material ein Bahnmaterial ist.

13. Verunreinigungskontrolliervorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, bei der das intumeszente Material eine Paste ist.

14. Verunreinigungskontroliiervorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei die Verunreinigungskontrolliervorrichtung (10) ein Katalysator, ein Dieselpartikelfilter oder ein Hochtemperaturfilter ist.

15. Verunreinigungskontrolliervorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, bei der der Einsatz (28) zum Ausfüllen eines Spaltes zwischen dem Gehäuse (12) und dem Verunreinigungskontrollierelement (20) vorgesehen ist.

16. Verunreinigungskontrolliervorrichtung (10A) nach Anspruch 1, ferner mit einem ersten und einem zweiten Verunreinigungskontrollierelement (20) in dem Gehäuse (12), wobei die Matte (44) aufweist:

- einen ersten Längsstreifen (44) intumeszenten Materials mit einem Umfangsrand,

- einen zweiten Längsstreifen (44) intumeszenten Materials mit einem Umfangsrand,

- ein entlang den Seitenrändern der ersten und zweiten Streifen (44) intumeszenten Materials befestigtes Metallband (42), das die intumeszenten Streifen (44) voneinander trennt, und

- einen ein elastisches, flexibles, faseriges nichtintumeszentes Material aufweisenden Einsatz (48), der an dem Metallband (42) positioniert ist, wobei mindestens ein Teil des Umfangsrandes des Einsatzes (48) in seitlicher Anordnung zu mindestens einem Teil der Umfangsränder der ersten und zweiten intumeszenten Streifen (44) angeordnet ist.