DE7541252U - Vorrichtung zum reinigen der abgase von brennkraftmaschinen - Google Patents
Vorrichtung zum reinigen der abgase von brennkraftmaschinenInfo
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Description
1'AT E Λ· ΪΑλ \VÄ IiT E ■ · · ' X?
DIPL.-ING. C. STOEPEI-, · DIPL.-INC W. GOLLWITZEK · DIPL.-ING.F.W.MÖLL
674 LANDAUZPlTAtZ · AM SCHÜTZENHOP
TEL. 003 41/30 00, 60 35 · TELEX 453 33»
POSTSCHECK: 67 LUDWIG SHAFEK 27502-070 · BANKl DEUTSCHE BANK 07* LANDAU-PFALZ
23. Dezember 1975
Paul Gillet GmbH, Edenkoben / Pfalz
'Vorrichtung zum Reinigen der Abgase von Brennkraftmaschinen"
Die Neuerung betrifft eine Vorrichtung zum Reinigen der Abgase von Brennkraftmaschinen mit wenigstens einem von den Abgasen
durchströmten Katalysatorträgerblock (Monolith) der in einem metallenen Gehäuse gelagert ist. Bei dieser Lagerung kommt es
insbesondere darauf an, dass der bzw. die Monolithen sowohl in radialer als auch axialer Richtung einwandfrei gelagert sind.
Dabei müssen vor allem die gross en Temperaturschwankungen, denen eine solche Vorrichtung unterworf en ist, berücksichtigt
werden, wobei die aus serordentlich grossen Unterschiede in den Temperaturausdehnungskoeffizienten der verschiedenen Teile
einer solchen Vorrichtung berücksichtigt werden müssen. Daneben
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treten, wenn die Vorrichtungen in Kraftfahrzeugen eingebaut sind,
nicht unerhebliche Beanspruchungen mechanischer Art auf, die zum einen von den beim Fahren auftretenden Erschütterungen herrühren,
zum anderen aber auch durch den hochfrequenten pulsieren» den Gas strang verursacht werden.
Demgemäss wurde schon eine Reihe von Lösungsvorschlägen gemacht,
um den mit der Lagerung solcher Monolithen in metallenen Gehäusen auftretenden Problemen fertig zu werden. So wird z.B.
in der DAS 1 476 507 vorgeschlagen, den Monolithen mit einem Mantel aus gewelltem Material, entweder aus gewelltem Blech oder
aus gewelltem Maschendraht zu umgeben und den Monolithen als auch den Mantel aus gewelltem Material beidseits stirnseitig durch nach
innen gerichtete Flansche des metallenen Gehäuses abzustützen.
Nach der OS 2 213 539 ist es bekannt, die Lagerung des Monolithen
durch eine nachgiebige elastische Gasdichtschicht aus unbrennbaren Mineralfasern vorzusehen, die den Monolithen über seine gesamte
Mantelfläche umgeben und die zur Anlage an den stirnseitigen Kantenbereichen nach innen gebogen sind. Dabei ist zwischen der genannten
Schicht und dem Monolithen ein Schutzmantel aus Zement oder einer Kittmasse geeigneter Zusammensetzung vorgesehen.
Der OS 2 243 251 kann eine Lagerung entnommen werden, bei welcher ringförmige Teile aus Metallgestrick und Blechringe in den Stirnkantenbereichen
der Monolithen vorgesehen sind. Diese ringförmigen Teile sind als Preßlinge aus Stahl insbesondere Edelstahldraht
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ausgebildet, die für eine den Erfordernissen genügende Lagerung
des Monolithen sowohl in radialer als auch in axialer Richtung genügen.
Schliesslich ist es aus der OS 2 245 535 bekannt, eine elastische
Lagerung für den Monolithen in Gestalt eines MetaLLgestrick-Formkörpers
vorzusehen, der, gegebenenfalls unter Vorspannung, den Mantel sowie die Stirnkantenbereiche des Monolithen umgibt und
verschiedene Unterteilungen und Ergänzungen erfahren kann.
Während der erstgenannte Stand der Technik schon deshalb unbefriedigend
ist, weil hier in axialer Richtung keine elastische Lagerung möglich ist, in dieser Richtung aber gerade die vom Gasstrom übertragenen mechanischen Beanspruchungen auftreten, bieten
die anderen Entgegenhaltungen zwar auch eine elastische Lagerung in axialer Richtung. Die hierzu vorgesehenen Mittel sind
aber sicherlich notwendigen Verbesserungen zugänglich, es besteht nach wie vor die Aufgabe, unter Berücksichtigung der eingangs
erläuterten extremen Verhältnisse die Lagerung des bzw. der Monolithen zu verbessern und zu vereinfachen.
Die Neuerung löst diese Aufgabe durch eine Vorrichtung zum Reinigen der Abgase von Brennkraftmaschinen mit wenigstens
einem von den Abgasen durchströmten Katalysatorträgerblock (Monolith), der in einem metallenen Gehäuse unter Zwischenfügung
einer die Mantelfläche des Monolithen umgebenden Ummantelung gelagert ist dergestalt, dass diese Ummantelung aus
einem Werkstoff mit einem thermischen Ausdehnungskoeffizienten und/oder einer Federungsrate besteht, die grosser sind als der
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Unterschied des thermischen Ausdehnungskoeffizienten des Monolither,
einerseits und des metallenen Gehäuses andererseits.
Diese Ummantelung kann z.B. aus einer sogenannten Quellmatte
bestehen, die die vorstehend an ihren thermischen Ausdehnungskoeffizienten
gestellten Au forderungen entspricht. Es sind derartige
filzartige aus Kunststoffen mit im wesentlichen keramischen Werkstoffen zuzuordnenden Eigenschaften bekannt, die einen derartigen
grossen thermischen Ausdehnungskoeffizienten aufweisen.
Eine andere Möglichkeit besteht darin, eine Ummantelung aus
einem vorgespannten Mineralwolleformkörper vorzusehen, der die nötige Federungsrate aufweist.Es ist z.B. möglich, eine übliehe
Mineral wollmatte mit einem Gewicht von etwa 200 gr/dcm auf das Mehrfache zu verdichten z.B. auf ein Gewicht von
7 - 800 gr/dcm . Ein aus diesem Werkstoff gebildeter Mineralwolleformkörper
als Ummantelung des Monolithen weist die erforderlichen Eigenschaften auf.
Diese Ummantelung reicht an sich aus um dem Monolithen sowohl in radialer als auch in axialer Richtung den nötigen bei allen Temperaturen
ausreichend festen Sitz zu geben. Trotzdem können in den Stirnkantenbereichen des Monolithen zusätzliche Stoßsicherungen
in Gestalt von Dichtungsringen aus temperaturfestem. Werkstoff z.B. Metallasbest vorgesehen sein, die von einem geschlitzten Stütz-
und Schutzring aus Blech umgeben sind, der im wesentlichen zwischen Dichtungsring und Oberfläche des Monolithen angeordnet ist.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform kann dieser Stütz·? und Schutzring
den Dichtungsring weitgehend umfassen und mit einem Flansch bis in den Mantelbereich des Monolithen geführt sein.
An Stelle des Dichtungsringes aus z„B. Metallasbest kann auch
ein als Drahtpreßling ausgebildeter Ring Verwendung finden, der ebenso lediglich die Aufgabe der axialen Stoßsicherung und
des Schutzes der Ummantelung gegen Ausblasen übernimmt.
Weitere Merkmale der Neuerung und der durch dieselben erzielten Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung
einer in der beigefügten Zeichnung rein schematisch und beispielsweise wiedergegebenen Ausführungsform des Neuerungsgegenstandes,
Fig. 1 zeigt eine neuerungsgemässe Vorrichtung, in
Fig. 2 ist ein Eckbereich aus der Fig. 1 in vergrößertem Maßstab wiedergegeben,
Fig. 3 zeigt einen anderen Eckbereich aus Fig. 1,
mit variierter Ausbildungsform des Gehäusebodens,
In einem Gehäuse 1 ist ein Monolith 2 untergebracht. An Stelle
dieses einen Monolithen können auch mehrere hintereinander geschaltet sein. Das Gehäuse 1 ist durch zwei Gehäuseböden 3 und
ergänzt, die gleichzeitig einen sich im Querschnitt verringernden
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a -
Anschluss für die Rohre der Anlage, in welcher die Vorrichtung untergebracht ist, bilden.
Zur sowohl radialen als auch axialen Lagerung des Monolithen 2 im Gehäuse 1 ist eine Ummantelung 5 vorgesehen, die den Ringraum
zwischen Gehäuse 1 und Monolith 2 ausfüllt. Diese Ummantelung besteht nun aus einem Werkstoff, der entweder einen so
hohen Wärmeausdehnungskoeffizienten oder eine Pederrate aufweist, dass er eine einwandfreie Lagerung und Halterung des Monolithen
2 im Gehäuse 1 bei allen auftretenden Temperaturen sicherstellt. Hierzu kann die Ummantelung entweder aus einer sogenannten
Quellmatte bestehen, die einen höheren Wärmeausdehnungskoeffizienten als derjenige des Stahles des Gehäuses 1 aufweist.
Das hat zur Folge, dass unter Wärmeeinwirkung der radiale Lagerungsdruck auf den Monolithen, obwohl das Blechgehäuse 1 einen
gegenüber dem Wärnieausdehnungskoeffizienten des Monolithen
erheblichen grosser en Wärmeausdehnungskoeffizienten hat, zumindest
aufrechterhalten, gegebenenfalls jedoch sogar verstärkt wird.
Es sind Werkstoffe auf keramischer bzw. Kunststoff-Paserbasis
bekannt, die derartige Eigenschaften aufweisen.
Eine andere Möglichkeit besteht darin, die Ummantelung 5 aus einem Mineralwollformkörper zu bilden, der ein so grosses Stopfgewicht
aufwei st, dass er mit einer Pederrate ausgerüstet ist, die ebenfalls ausreicht, die Dehnungsdifferenzen zwischen dem
Monolithen und dem Blechgehäuse aufgrund der unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten auszugleichen und damit den Mo-
! noli then zuverlässig zu lagern. Es kann hier z.B. langfasrige
Basaltwolle mit einem Stopfgewicht vorgesehen werden, das grosser
3
als 500 gr/dcm i
als 500 gr/dcm i
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Mit den beschriebenen Ummantelungen ist es möglich, den Monolithen
sowohl in radialer als auch in axialer Richtung zuverlässig zu lagern. Einer zusätzlichen Lagerung in axialer Richtung bedarf
es hierzu an sich nicht mehr.
Trotzdem ist es vorteilhaft, Dichtungsringe 6 vorzusehen, die im Stirnkantenbereich des Monolithen zwischen diesem und den demselben
gegenüberliegenden Bereich der Gehäuseböden 3 angeordnet werden. Diese Dichtungsringe können aus einem Spezialwerkstoff,
der wenigstens über 1100 G hitzebeständig ist, bestehen, z.B. einem Metallasbest -Material oder auch aus einem hochhitzebeständigem
Metalldrahtgestrick. Dieser Dichtungsring dient im wesentlichen dazu , ein Ausblasen der Ummantelung zu verhindern und
als axiale Stoßsicherung zu wirken.
Zwischen Monolith 2 und Dichtungsringen 6 kann ein Blechring 7 vorgesehen sein, der vorteilhafterweise, wie in der Zeichnung
dargestellt, den Dichtungsring 6 weitgehend umfasst und mit einem Flansch 8 auch noch über einen gewissen Bereich des Mantels
des Monolithen 2 geführt ist. Dieser geschlitzte Blechring dient zur besseren Verbindung der verschiedenen Teile, er zentriert
weiterhin den Dichtungsring gegenüber dem Monolithen.
Bei einer solchen Ausbildung ist es auch möglich, die Lagerung des Monolithen im Gehäuse und das Einbringen aller Teile in
einem Arbeitsgang unabhängig zu vollziehen, das ganze System durch einen bestimmten Auspressdruck zu testen und erst dann
in einem weiteren unabhängigen Arbeitsgang die Gehäuseböden
aufzusetzen, ohne dass dabei irgendwelche Teile herausfallen könnten.
Der mit dem Dichtungsring 6 zusammenwirkende Bereich des jeweiligen Gehäusebodens 3 kann entweder, wie in Figur 2
dargestellt, ausgebildet und mit dem Gehäuse 1 vt-'bunden sein.
Er kann aber auch die in Fig. 3 wiedergegebene Ausführungsform aufweisen.
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Claims (7)
- SchutzansprücheVorrichtung zum Reinigen der Abgase von Brennkraftmaschinen mit wenigstens einem von den Abgasen durchströmten Katalysatorträgerblock (Monolith), der in einem metallenen Gehäuse unter Zwischenfügung einer die Mantefläche des Monolithen umgebenden Ummantelung gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, dass diese Ummantelung zur Aufnahme sowohl der radialen als auch der axial.en Lagerkräfte aus einem Werkstoff mit einem thermischen Ausdehnungs» koeffizienten und/oder einer Federungsrate besteht, die wenigstens gleich oder grosser sind als der Unterschied des thermischen Ausdehnungskoeffizienten des Monolithen einerseits und des metallenen Gehäuses andererseits.
- 2.) Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ummantelung aus Quellmatte eines entsprechenden thermischen Ausdehnungskoeffizienten besteht.
- 3.) Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ummantelung aus einem entsprechend vorgespannten Mineralwolle-Formkörper besteht.
- 4.) Vorrichtung nach Anspruch 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass in den Stirnkantenbereichen des bzw. der Monolithen zusätzliche Stoß sicherung en in Gestalt von Dichtungsringen aus temperaturfestem Werkstoff vorgesehen sindt die von geschlitzten Stütz- und Schutzringen7541252 29.0476aus Blech umgeben sind, die im wesentlichen zwischen Dichtungsring und Oberfläche des Monolithen angeordnet sind.
- 5.) Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Stütz- und Schutzring den Dichtungsring weitgehend umfasst und mit einem Flansch bis in den Mantelbereich des Monolithen geführt ist*
- 6.) Vorrichtung nach Anspruch 4 und 5 dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtungsring aus Metallasbest besteht.
- 7.) Vorrichtung nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtungsring als Drahtpreßling ausgebildet ist.
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Family Applications (1)
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-
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- 1976-12-15 GB GB52437/76A patent/GB1572404A/en not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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| GB1572404A (en) | 1980-07-30 |
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| US4101280A (en) | 1978-07-18 |
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