DE8717839U1 - Anordnung zur Halterung eines Katalysators in einem Gehäuse im Abgassystem eines mit flüssigem Brennstoff betriebenen Motors - Google Patents
Anordnung zur Halterung eines Katalysators in einem Gehäuse im Abgassystem eines mit flüssigem Brennstoff betriebenen MotorsInfo
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Description
J. Eberspächer
Eberspächerstraße 24
7300 EssHngen/N.
Eberspächerstraße 24
7300 EssHngen/N.
1357 0 QH
Anordnung zur Halterung sines Katalysators in einem Gehäuse
1m Aboassvstem eines mit flüssigem Brennstoff betriebenen Motors
Die Neuerung betrifft eine Anordnung zur Halterung eines Katalysators
1n einem Gehäuse im Abgassystem eines mit flüssigem Brennstoff betriebenen Motors und dessen Abdichtung gegenüber umströmendem Abgas durch
ein den Katalysator umgebendes zumindest einlagiges, gewelltes metallischem
Gestrick als Halteelement, das den Katalysator in seiner Einbaulage
1m Gehäuse nält und das mindestens einen 'in Längsrichtung des
Halteelementes verlijfenden Abschnitt zur Aufnahm« eines Dichtstreifens
aufweist.
Es sind bei Kraftfahrzeugen Anordnungen bekannt, bei denen katalytisch
beschichtete Monolithe 1n einem Gehäuse 1n der Abgasleitung des Fahrzeugmotors untergebracht sind. Die zu haltenden Monolithe sind stoß-
KJ empfindlich und müssen 1n Ihrer Einbaulage fixiert sein.
Da der zu haltende Körper einen anderen thermischen Ausdehnungskoeffizienten
aufweist als die Rohrleitung bzw. das aufnehmende Gehäuse, ergeben
sich besondere Schwierigkelten. Bei der Halterung eines katalytisch
beschichteten Monolithen für die Abgasreinigung bei Fahrzeugen
hat sich eine Halterung des Monolithen durch ein IJmfanggestrick bewährt.
Dabei kann diese über st1rnse1t1g angeordnete und die Stirnseite
des Körpers umgreifende Gestricke erfolgen oder über Mineralgeflechte,
die längs des Umfanges und die Stirnkanten des Körpers umgreifend
angeordnet sind (DE-PS 22 13 639). Die DIE-AS 14 7&bgr; 507
schließlich zeigt noch eine Monolithhalterung, bei welcher die Oberfläche
des Körpers mit einer porenschließenden Schicht aus Alum1n1umsilikat
bedeckt 1st und sodann die eigentliche Halterung mittels eines
metallischen gewellten Gestrickes erfolgt. Nach der OE-PS 22 13 539
1st es auch bekannt, eine Umströmung des zu haltenden Körpers durch
Anordnung einas oder mehrerer radialer Dichtringe zwischen dem
■ Haltekörper und dem Gehäuse bzw. den Abdichteinprägungen zu verhindern.
Bei diesen bekannten Einrichtungen besteht die Gefahr, daß sich der zu
haltende Körper Infolge der Impulsartigen Beaufschlagung bev^jt, dabei
~\ seine Lage ändert und bei Berührung mit Teilen des Gehäuses beschädigt
wird. Eine zweite, damit zusammenhängende Schwierigkeit 1st 1n der Abdichtung
gegenüber dem den Körper umströmenden Abgasanteil zu sehen. Dieser Umströmanteil muß so gering wie möglich gehalten werden, da das
den Körper durchströmende Gas bei dem Durchströmen des Körpers, z.B.
eines Katalysators, gereinigt wird, während der umströmende Gasanteil
unbehandelt bleibt und hinter dem Katalysatorkörper dem Abgas wieder
zugeführt wird und so den Wirkungsgrad der Reinigung herabsetzt.
Es wurde daher in der DE-OS 35 19 965 eine verbesserte Anordnung zur
Halterung eines Monolithen 1n einem Gehäuse 1n der Abgasleitung aineü
Führzeuges aufgezeigt, nach welcher das Halteelement für den Monolithen aus einem zu einem ebenen Element zusammengepreßten metall 1-"j
sehen Schlauchgestrick besteht, das beiderseitige pfeiiförmige Einprägungen
unter einem bestimmten Winkel aufweist und das den Monolithen mindestens einlagig umhüllt, wobei parallel zur Längsachse dieses
Haltee1e<nent mindestens eine geradlinige Einprägung zur Aufnahme eines
Dichtstreifens aufweist. Diese Anordnung stellt zwar eine wesentliche
Verbesserung gegenüber den bis dihin bekannten Anordnungen dar, weist
jedoch noch den wesentlichen Nachteil auf, daß der Dichtstreifen auf dem zusammengepreßten Gestrick aufliegt und damit auf einer rauher
Fläche. Dadurch kann es unter der thermischen Betriebsbelastung infolge
der unterschiedlichen Ausdehnungen zu e1mm Reiben des zusammengedrückten
Gestrickes an dem Dichtstrelfen und damit duroh Abrieb zu
•1ner Zerstörung des Dichtstreifens und des Verlustes der Dichtwirkung
kommen. Ferner wird der Abrieb mit dem umströmenden Anteil des Abgases
1ns Freie ausgetragen und belastet damit die Umwelt. Selbstverständ-
Hch 1st damit auch eine Reduzierung der Lebensdauer dar Anlage zur
Abgasreinigung verbunden, obwohl der katalytisch wirksame Monolith eine höhere Betriebsdauer ermöglicht.
Der Neuerung Hegt damit die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäBe
Halterung aufzuzeigen, die 1n Herstellung und Hontage einfach 1st, da
es sich um einen Massenartikel handelt und bei welcher die Dichtheit
gegen umströmendes Abgas mit einfachen Mitteln 1n einer gegen Zerstörung
des Dichtelementes gesicherten Welse erfolgt. Die Lösung der gestellten
Aufgabe ergibt sich bei einer gattungsgemäßen Anordnung dadurch,
daß in dem der Aufnahme des Dichtstreifens dienenden Abschnitt des Halteelementes die metallischen Fäden der; Gestrickes unverformt
und mindestens annähernd parallel 1m Abstand zueinander verlaufen. Das
wesentliche der Neuerung besteht danach darin, daß 1n dem Abschnitt
des Halteelementes, in den der Dichtstreifen eingebracht wird, kein
zusammengepreßtes Gestrick, sondern nur glatte und vorzugsweise parallel
zueinanderliegende metallische Fäden Hegen, die die benachbarten
Gestrickteile verbinden, wobei diese Fäden solche sind, aus denen das
Gestrick gebildet ist. Der Abschnitt verläuft dabei 1n Längsrichtung des Halteelementes, wobei die Breite des Halteelementes in etwa der
Länge des katalytischen Monolithen entspricht, um den das Halteelement
gewickelt wird, und zwar ein- oder mehrlagig. Dadurch Hegt der Dichtstreifen
quer zur Umströmrichtung des Abgases um den Monolithen. Das Halteelement kann in bekannter Welse ein aus metallischen Fäden
gestrickter Schlauch sein, der an dem neuerungsgemäß ausgestalteten
Abschnitt nicht als Gestrick ausgebildet 1st, sondern gerade Fäden
aufweist und der dann zu einem ebenen, zweilagigen Element zusammengepreßt
1st, wobei die gestrickfreien Abschnitte dann mit Ihren
geraden Fäden aufeinandarliegen und so den Abschnitt for die Aufnahme
des Dichtelementes bilden. Das Halteelement kann aber auch als entsprechend
langes einlagiges Element ausgebildet sein, z.B. von einer Länge, die gleich oder größer dem doppelten Umfang des Monolithen 1st.
In diesem Fall wird der Monolith von dem Halteelament so umgeben, daß
eins zweiiagige UshQllung entsteht=
··· ···!(■ IM I I
•••I « · I
Um /u einer besonders wirksamen Abdichtung zu gelangen, 1st eine
Weiterführung der Neuerung dadurch gekennzeichnet, daß mindestens je
ein Dichtstrelfen über bzw. unter oder zwischen den unverfortnten
metallischen Fäden des Gestrickes eingebracht 1st. Bei einem ebenen
einlagigen Halteelement, das ein- oder mehrlagig um den Monolithen
gewickelt wird, wird der Dichtstreifen vor dem Umwickeln des Monolithen 1n den für dessen Aufnahme vorgesehenen Abschnitt eingelegt,
wobei er auf die geraden Fäden oder unter diese gelegt werden kann.
Bei einem aus einem zusammengepreßten Schlauch gebildeten Halteelement
kann der Dichtstrelfen bei dem Zusammenpressen des Schlauches bereits
eingelegt werden 1n den hierfür vorgesehenen Abschnitt, so daß er zwischen den geraden Fäden Hegt, und es kann bei Bedarf ein weiterer
Dichtstrelfen vor dem Umwickeln des Monolithen 1n den Abschnitt mit
den geraden Flächen auf dem bereits eingebrachten Dichtstreifen aufgelegt werden, so daß nach der Umhüllung des Monolithen ein doppelter
Dichtstreifen einliegt, Neuerungsgemäß 1st dabei die Dicke des Dichtstreifens
gleich oder kleiner der Höhe der Wellung des benachbarten Gestrickes ar. den der Aufnahme des Dichtstreifens benachbarten Abschnitten.
Mit der Halterung eines Monolithen nach der vorliegenden Neuerung wird
mit einfachen Mitteln eine zuverlässige Halterung des Monolithen trotz
unterschiedlicher Ausdehnung von Monolith und Gehäuse sowie eine beständige
Dichtung gegen den Monolith umströmendes Abgas erreicht, wobei der Dichtstreifen gegen Abrieb und damit Zerstörung 1n einfacher
Weise geschützt ist.
In den Figuren 1, 2 und 3 ist ein Ausführungsbeispiel der neuerungsgemäßen
Halterung vereinfacht und schematisch dargestellt, und zwar am Beispiel der Halterung eines katalytisch beschichteten Monolithen in
der Abgasleitung eines Fahrzeuges.
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— 5 —
Es zeigt:
F1q. 1 schematisch einen Längsschnitt der Halterung,
F1g. 2 die Abwicklung des Haitee1erntens und
Fig. 3 einen Querschnitt des Halteelementes.
Bei dem Ausführungsbeispiel soll ein Körper, der ein katalytisch beschichteter
Monolith mit einer Vielzahl sehr feiner Längskanäle ist, 1n einer Rohrleitung 11, im vorliegenden Fall der Abgasleitung eines
Fahrzeuges, angeordnet sein und gehalten werden. Es soll ferner die
Umströmung des Körpers 1 mit Abgas wsitestgehend verhindert werden und
die Halterung bei allen Betriebszuständen ausreichend sein. Die Halterung
soll trotz der unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten von Gehäuse
(Stahl) und Körper 1 (Keramik) bei den unterschiedlich auftretenden
Temperaturen, also bis 1n einen Bereich von 800 bis 900 'C,
wirksam sein.
Die Abgasleitung 11 weist in Strömungsrichtung einen Einlauftrichter
3a auf, an dem sich das zylindrische Gehäuse anschließt, 1n welchem
der Körper 1 gehalten 1st. Das Gehäuse 2 kann an den Einlauftrichter 3a mit größerem Durchmesser angeschlossen sein, so daß sich eine
Anlegekante ausbildet. An das Gehäuse 2 schließt sich entsprechend der Auslauftrichter 3b mit der folgenden Rohrleitung am. Das Gehäuse 2 1st
mit den beiden Trichtern 3a, 3b entweder verschweißt oder über Flansche
verbunden. Das zylindrische Gehäuse 2 hat auf dem Umfang umlaufende Einprägungen 12, die entweder parallel zueinander verlaufen oder
spiralförmig eingeprägt sind. Diese Einprägung 12 bewirkt die Verpressung
des Halteelementes 4, das den Körper 1 umgibt. Das Halteelement 4 besteht aus einem zu einem ebenen Element zusammengepreßten 2fädrigen
Schlauchgestrick aus Draht von 0,23 mm Durchmesser aus dem Werkstoff Inconel 601 oder Nicrofer 6023 mit einer Gestrickbreite von 95 mm bei
60 Maschen. Das Halteelement 4 hat beiderseits eine pfeilförmige Einprägung 5. Dabei entsteht eine Wellung mit einer Teilung von 10,5 mm
bei einer Höhe des Gestrickes von 6,5 kst. («ellung h), dsr Pfeil verlauf
beträgt beiderseitig 72* zur Kante. An beiden Randbereichen 6a. 6b erfolgt
ein Randumschlag an den LängsauOenkanten 7a, 7b von 18 mm, &egr;&ogr;
daß 1n diesen beiden Bereichen die doppelte Lagenzahl besteht. Ferner
1st das Halteelement 4 in einer Längsachse 8 mit einem Abschnitt 9
versehen, 1n welchem ein Dichtstreifen 10 mit der Dicke d eingelegt
1st. Im eingebauten Zustand verläuft diese Längsachse 8 rechtwinklig
zur Durchströmrichtung des zu haltenden Katalysators. In dem Abschnitt 9 verlaufen die Fäden 13 des Gestrickes 14 anverformt geradlinig, so
daß sie Auflagestege für den oder die Dichtstreifen 10 bzw. 10a, 10b
bilden und zur Halterung des Dichtstreifens 10 beitragen, da 1m Betrieb diese "Stege" 13 sich in die Oberfläche des Dichtstreifens 10
einpressen.
In Fällen besonderer Belastung kann der Dichtstrelfen 10 auch mit den
geraden Fäden 13 des Gestrickes 14 verwoben werden, so daß jeweils ein Faden 13 oberhalb und der nächstfolgende Faden 13 unterhalb des Dichtstreifens
10 liegt. Damit ist eine besonders gute Lagef1x1erur.g des
Dichtstreifens 10 in dem Halteelement 4 gegeben. Ein ähnlicher Effekt ergibt sich bei einem schlauchartigen und dann zu einem ebenen Element
zusammengepreßten Halteelement 4, wenn der Dichtstreifen 10 vor dem Zusammenpressen in den für den Dichtstreifen 10 vorgesehenen Abschnitt
9 eingelegt wird. In diesem Fall liegt eine Lage der Fäden 13 auf ur.i eine Lage unter dem Dichtstreifen 10.
Der Abschnitt 9 braucht nicht wie in den Figuren dargestellt mittig
angeordnet sein, sondern kann auch außermittig in Längsrichtung des Halteelementes 4 verlaufen, und zwar parallel zur Längsrichtung oder
schräg hierzu.
Das Halteelement 4 1st breiter als die Länge des Körpers 1, so daß es
beim Umhüllen des Körpers 1 an diesen beiden Stirnseiten überragt.
Nach dem Zusammenbau legen sich diese überragenden Abschnitte über
jeweilige stirnseitge Kante des Körpers 1 und bilden sowohl ei a
Kantenschutz als auc!> eine erste Abdichtung gegen Umströmung des
Körpers 1 durch das Aagas. Durch die pfeilförraigen Einprägungen 5
ergibt sich eine besssre Halterung des Körpers 1 und sie verhindert
insbesondere eine SchrSgverschiebung des Körpers 1. Ferner 1st durch
diese Maßnahme eine Unterbrechung des Strömungsweges für das Abgas und damit ebenfalls eine Dichtwirkung gegeben.
Claims (3)
1. Anordnung zur Halterung eines Katalysators 1n einem Gehäuse 1m Abgassystea eines mit flüssigen Brennstoff betriebenen Motors und
dessen Abdichtung gegenüber umströmendem Abgas durch ein den
Katalysator umgebendes, zumindest einlagiges, gewelltes metallisches Gestrick als Halteelement, das den Katalysator 1n seiner
' Einbaulage Im Gehäuse hält und das mindestens einen 1n Längsrichtung
des Halteelementes verlaufenden Abschnitt zur Aufnahme eines Dichtstreifens aufweist, dadurch gekennzeichnet.
daß in dem der Aufnahme des D1chtstre1fens (10) dienenden Abschnitt
(9) des Halteelementes (4) die metallischen Fäden (13) des
Gestrickes (14) unverformt und mindestens annähernd parallel 1m Abstand zueinander verlaufen.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß 1n dem Abschnitt (4) mindestens Je ein Dichtstrelfen (10) über bzw. unter
oder zwischen den unverformten metallischen Fäden (13) des
Gestrickes (14) eingebracht 1st.
(
3. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Dicke (d) des Dichtstreifens (10) gleich oder
kleiner der Höhe (h) der Wellung des benachbarten Gestrickes (14) 1st.
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