DE7511318U - Vorrichtung zum reinigen der abgase von brennkraftmaschinen - Google Patents

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Vorrichtung zur Reinigung der Abgase von Brennkraftmaschinen

Die Neuerung betrifft eine Vorrichtung zur Reinigung der Abgase von Brennkraftmaschinen, bei welcher in einem rohrförmigen, stirnseitig an die Abgasleitung angeschlossenen Metallgehäuse ein oder mehrere keramische, monolythische, gasdurchströmbare Katalysatorkörper durch die radiale Pressung einer unverbrennbaren, elastischen, zwischen Katalysatorkörper und Gehäuse durch Hitzeeinwirkung verspannten Hülle, axial unverrückbar gehalten sind.

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Die stoßsichere Abstützung der aus sprödem Keramikmaterial, wie beispielsweise Aluminiumoxyd, Siliciumoxyd, Magnesiumoxyd, Zirkonsilikat od. dgl. bestehenden Kacalysatorkörper bereitet große Schwierigkeiten und wurde bislang durch aufwendige Ummantelungen verwirklicht, wobei zusätzliche Abstützungen zur Halterung des Katalysatorkörpers in axialer Richtung angewendet wurden (DT-AS 2 213 540).

Ferner ist es bekannt (DT-OS 2 300 982) den Katalysatorkörper durch Eingießen bei der Herstellung des ihn umgebenden Gußgehäuses zu befestigen. Die dabei erzielte Haltekraft durch Schrumpfspannung baut sich bei Betriebstemperatur ab, so daß über einen längeren Zeitraum ein sicherer Halt nicht gewährleistet werden kann.

Die Neuerung hat sich zum Ziel gesetzt, die stoßdämpfend« Lagerung des Katalysatorkörpers auf möglichst einfache Weise und bei möglichst gleichbleibender Haltekraft für alle BetriebszustMnde zu verwirklichen.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird neuerungsgemäß vorgeschlagen, daß die Hülle aus einem Werkstoff besteht, der sich unter Hitzeeinwirkung durch Schäumen stärker ausdehnt, sich aber bei nachfolgender Abkühlung auf Umgebungstemperatur weniger stark zusammenzieht als das Metallgehäuse.

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Bevorzugt geeignet als Hüllenwerkstoff sind Materialien, die sich beim Erhitzen durch Schäumen ausdehnen«

Ein geeigneter Werkstoff ist ein unter dem Namen Thermex im Handel bekanntes Material, welches in Form einer Paste oder als Fasermatte erhältlich 1st. Dieses Material besteht im wesentlichen aus hitzebeständigen Mineralfasern das die organischen Bindemittel enthalten kann und eine beim Erhitzen ausschäumende Komponente enthält.

Bei Anordnung mehrer Katalysatorkörper im Gehäuseinneren ist es nach einem weiteren Neuerungsvorschlag vorteilhaft, daß eine Mehrzahl von in axialer Richtung schmalen Katalysatorkörpern vorgesehen ist, zwischen denen jeweils sich in Strömungsrichtung verjüngende Blenden zur Bündelung des Gasstroms auf den aktiven Querschnitt der Katalysatorkörper angeordnet sind. Die Blenden dienen dem Schutz der Hülle.

Ein neuerungegemSßes Verfahren zur Befestigung der Katalysatorkörper im Inneren.des Gehäuses bei einer Vorrichtung der eingangs erwähnten Art besteht darin, daß die Vorrichtung vor deren Montage einer Vorerhitzung unterworfen und dadurch eine bleibende Vorspannung der Hülle erzielt wird. Durch diesen Verfahrensschritt erübrigen sich zusätzliche Befestigungselemente zur zentrischen Abstützung des Katalysatorkörpers, solange die ihn umgebende Hülle noch weich ist, also vor einer ersten Hitzeeinwirkung. Durch die genannte Vorerhitzung, die noch im Fertigungsbetrieb durchgeführt wird, wird bereits die Aushärtung des Hüllenwerkstoffs unter gleichzeitigem Aufbau einer radialen Vorspannung der Hülle erzielt, die ausreicht, den Katalysatorkörper bis zur Inbetriebnahme am Fahrzeug und während des Wärmeanlaufd des Motors gegenüber dem Gehäuse zu verspannen.

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Im Rahmen der Neuerung kommen für die Hülle alle Werkstoffe in Frage, die die gekennzeichneten Wärmedehnungseigenschaften aufweisen und die unter Hitzeeinwirkung im Betrieb des Katalysators ihre Elastizität nicht verlieren. Vorteilhaft sind unter Hitzeeinwirkung schäumende Werkstoffe mit geschlossener Zellstruktur, da letztere infolge ihres Gasanteils die für die Erhöhung der Pressung erforderliche Kompressibilität aufweisen.

Im folgenden werden zwei Ausführungsbeispiele der Neuerung anhand der Zeichnung beschrieben. Die Figuren 1 und 2 zeigen jeweils einen halben Axialschnitt durch einen Katalysatorkörper.

Gem. Fig. 1 ist der monolythische Katalysatorkörper 1, der in Axial richtung, also in Strömungs richtung gem. Pfeil R verlaufende feine Strömungskanäle aufweist, im Inneren eines hochwärmefesten Metallgehäuses 2, bevorzugt aus einem wegen seines kleinen Ausdehnungshoeffizienten vorteilhaften ferritischen Stahl. Der Katalysatorkörper besteht wie üblich aus dem ein dünnwandiges Gerippe von winzigen Strömungskanälen ausbildenden Katalysatorträger 3, der zu seinem Schutz von einer zementartigen Schutzhülle 4 umgeben ist. Gegentiber dem Gehäuse ist der Katalysatorkörper mittels einer der Stoßdämpfung dienenden Hülle 5 abgestützt, die einerseits auf der Außenseite der Schutzhülle 4 und andererseits auf der Innenseite des Gehäuses 2 unter Spannung anliegt. Die Pressung der Hülle 5 ist so bemessen, daß deren Verschiebung in axialer Richtung gegenüber dem Gehäuse bzw. dem Katalysatorkörper auch unter größtmögli-

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eher Stoßeinwirkung in Strömungsrichtung ausgeschlossen ist. Bei Verwendung des unter dem Namen Thermex gehandelten Materials genügt hierbei eine Hülle von etwa 1,5 mm Stärke.

Motorseitig ist am Katalysatorgehäuse 2 ein Flanschteil 6 angeschweißt, welches dem Anschluß an den Auslaßteil der Motorzylinder dient. Auf der gegenüberliegenden Seite ist das Gehäuse 2 mit einem Krümmerteil verschweißt, welches nur zum Teil dargestellt ist.

Gem. Fig. 2 sind im Inneren des Gehäuses 12 mehrere, verhältnismäßig schmale und damit eine geringe Masse aufweisende Katalysatorkörper 11 in Strömungsrichtung hintereinander angeordnet, die jeweils über eine unter radialer Spannung stehende Hülle 15 gegenüber dem Gehäuse 12 abgestützt sind. Das Gehäuse 12 kann nach aussen hin mittels einer Isolierschicht 16 wärmeisoliert sein, was je nach Einbaulage des Katalysators erforderlich ist. Zwischen den Katalysatorkörpem 11 ist jeweils eine mit dem Gehäuse 12 verschweißte Blgnde 13 _2ur Abweisung des Gasstrahls von der Hülle 15 angeordnet. Die Blende 13 jeweils mit Abstand zu den benachbarten Katalysatorkörpem befestigt.

- Schutzansprüche -

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Claims (2)

1. Schut:zansprUche: /

   "X. Vorrichtung zur Reinigung der Abgase von Brennkraftmaschinen, bei welcher in einem rohrförmigen, stirnseitig an die Abgasleitung angeschlossenen Metallgehäuse ein oder mehrere keramische, monolythische, gasdurchströmbare Katalysatorkörper durch die radiale Pressung einer unverbrennbaren, elastischen, zwischen Katalysatorkörper und Gehäuse durch Hitzeeinwirkung verspannten Hülle, axial unverrückbar gehalten sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülle (5; 15) aus einem Werkstoff besteht, der sich unter Hitzeeinwirkung durch Schäumen stärker ausdehnt, sich aber bei nachfolgender Abkühlung auf Umgebungstemperatur weniger stark zusammenzieht als das Metallgehäuse (2, 12).
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl von in axialer Richtung schmalen Katalysatorkörpern (11) vorgesehen ist, zwischen denen jeweils sich in Strömungsrichtung verjüngende Blenden (13) zur Bündelung des Gasstroms auf den aktiven Querschnitt der Katalysatorkörper angeordnet sind.

   Starnberg, den 18. August 1976/662

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