DE8810816U1 - Katalysator-Gehäuse, insbesondere für Startkatalysatoren, und zugehöriger Katalysator-Trägerkörper - Google Patents

Katalysator-Gehäuse, insbesondere für Startkatalysatoren, und zugehöriger Katalysator-Trägerkörper

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Description

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Emitec Gesellschaft for Enissionstechnologle BbH D-52G4 Lotmar 1
Katalysator-Gehäuse, insbesondere for Startkatalysatoren, und zugehöriger Katalysator-Trägerkorper
Öle vorliegende Erfindung betrifft ein Gehäuse mit eine« Katalysator-Trägerkörper fur Kraftfahrzeuge, insbesondere for einen «otornah eingebauten Katalysator, einen sogenannten Startkatalysator.
Für thereisch hochbelastete Katalysatoren werden ia allgeneinen metallische Trägerkörper eingesetzt, «ie sie beispielsweise in der EP-B-O 136 515, der EP-A-O 159 468, der EP-A-O 220 468, der EP-A-O 245 737 und der EP-A-O 245 738 beschrieben sind. Metallische Katalysator-Trägerkörper bestehen üblicherweise aus strukturierten Blechen, welche einen WabenkSrper bilden, der eine Vielzahl von for das Abgas durchlässigen Strömungskanälen aufweist. Die strukturierten Bleche sind innerhalb eines Mantelrohres oder eines geschlossenen Gehäuses angeordnet, welches durch Flansche oder Anschweißenden «it de« übrigen Abgassyste« verbunden 1st. FOr besonders nah est Auslab eines Motors angeordnete Startkatalysatoren 1st eine solche Lösung nicht unbedingt optimal, da die Gehäuse nicht kostengünstig hergestellt werden können und sich außerdem Platzprobleme und Schwierigkeiten beim Anschluß an die üblicherweise gegossenen sogenannten Auspuffkrümmer ergeben. NlIl man zusätzlich noch Strömungsleltelemente vorsehen, welche Je nach Temperatur des Abgasstromes die Gase durch den Katalysator oder an diesem vorbei leiten, so eignen sich die bisherigen Gehäusekonzepte nicht mehr. Des weiteren ist es bekennt, daß Katalysatoren zunächst auf ihrer vom Abgas direkt angeströmten Vorderseite geschädigt werden, was zu einer abnehmenden Umsetzungsrate führen kann, da der vordere Bereich des Katalysators zur umsetzung an mtltten btitsägt.
15&THgr; 01 01
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Gehäuse zu schaffen, welches die Probiene des Standes der Technik verneidet, kostengünstig herstellbar und haltbar ist, und außerdem das nachträgliche Auswechseln bzw. Wenden eines Katalysators zuläßt. Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Gehäuse ■it einen Katalvsator-TrägerkBrper mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 vorgeschlagen. Ein solches Gehäuse, welches Teil einer Abgasleitung ist, nimmt durch seine öffnung einen Katalysator-Trägerkörper auf, welcher an einer Halteplatte befestigt ist, welche nach der Montage ces Katalysator-Trägerkörpers die Öffnung dicht verschließt.
Dieses Gehäuse-Konzept, bei den sich ein Katalysator quasi wie eine Schublade einschieben und herausziehen läßt, weist viele vorteilhafte Ausgestaltungsmöglichkeiten auf, welche in den UnteransprOchen 2 bis 10 angegeben sind. Eine för die Herstellungskosten entscheidende Möglichkeit besteht darin, das Gehäuse bis auf den Deckel nlt den Katalysator-Trägerkörper als Guöteil herzustellen. Solche Gußteile haben sich bei
Kfz-Abgassystenen in motornahen Bereich bereits vielfach
bewährt und sie lassen sich auf übliche Weise nit Flanschen an das übrige Abgassysten anschließen.
Zwar haben Katalysatoren inzwischen eine lang£ Lebensdauer erreicht, Jedoch 1st diese bei Startkatalysatoren möglicherweise geringer als die Lebensdauer des übrigen Abgassystern*. Bei den erfindungsgenäßen Gehäusen können die Katalysatoren leicht in Rahmen einer üblichen Inspektion ausgewechselt werden. Nahezu eine Verdoppelung der Lebensdauer läßt sich unter Umständen auch durch das bloße Wenden einte Katalysator-Trägerkörpers erreichen, wodurch die kaun geschädigte Abttrömstite die blthtrige Funktion der Anströmaeite übernehmen kann.
Da notornahe Startkatalysatoren ihre wichtigste Wirkung in dar Kaltttastphaaa tinte Kraftfahrzeuge· tntftitan, gibt tt
15S 01 02
: :j : i : i: : sit
Konzepte, bei denen der Katalysator nur in dieser Phase vom
Abgas dutohatrömt wird, während er beim apäteren Betrieb
umgingen wird« Bin ftfindungtgeml0e§ Gehäuse bietet die
Möglichkeit, neben den Katalysator-Trigarkörpar auch noch einen
freien Quaraohnitt zur ütatrömung dta Katalysators vorzusehen,
wobei außerdem Strömungsleitmittel, wie z. 6. eine
temperaturabhängig bewegbare Klappe« im gleichen Gehäuse
untergebracht werden können. Sofern solche Strömungsleitmittel
am Katalysator-Trägerkörper oder dessen Halteplatte befestigt j sind, können beide gemeinsam eingesetzt und ausgewechselt
werden. Alternativ besteht natürlich die Möglichkeit, die ?
Strömungsleitmittel innen am Gehäuse zu befestigen, so daß der
Katalysator allein ausgewechselt bzw. umgedreht werden kann. >
Katalysator-Trägerkörper, welche besonders zum Einbau in |
erfindungsgemäße Gehäuse geeignet sind, «erden in den '{
Ansprüchen 11 bis 13 beschrieben. Grundsätzlich eignen sich -j
fast alle Querschnittsformen für einen Einbau in entsprechend '
geformte erfindungsgemäße Gehäuse. So können Katalysator- i
Trägerkörper mit rundem Querschnitt ebenso mit einer | Halteplatte versehen sein, wie Katalysator-Trägerkörper mit £
etwa halbkreisförmigem oder halbovalem Querschnitt. Wesentlich f
ist, daß ein Katalysator-Trägerkörper den Querschnitt des t
Gehäuses möglichst vollständig ausfüllt, sofern keine Umgehung Z
des Katalysatorkörpers vorgesehen ist. Sofern eine |
temperaturabhängig zu öffnende Umgehung vorgesehen ist, braucht jj
der Katalysator-Trägerkörper naturlich nur einen Teil des ,
Gehäusequerschnittes auszufüllen. 1 Zwei Ausfuhrungsbeispiele der Erfindung sind schematisch in der &iacgr; Zeichnung dargestellt, und zwar zeigen Figur 1 einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes Gehäuse
&bull;1t eine« temperaturabhängig usgehbaren Katalysator»
Figur 2 einen Längsschnitt durch ein Gehäuse «it eine« nicht
uagehbaren Katalysator und
Figur 3 einen Querschnitt durch Figur 2 i« Bereich des
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'··■*··' '·"··· «08S87OE Katalysators.
Figur 1 zeigt ein erfindungegemiees, bauchiges Gehäuse 1 mit Flanschen 2, 3 an seinen beiden Enden. Dez freie Querschnitt 4 im bauchigen Bereich dee Geniuses 1 ist nur teilweise von einem Katalysätör-TrigefkSfper 5 ausgefüllt. Dieser Katalysetor-Trägerkörper 5 ist an einer Halteplatte 11 befestigt und weist ein Mantelrohr 12 auf. Das Gehäuse 1 hat in seinem oberen Bereich eine der Form des Katalysator-Trägerkörpers 5 entsprechende öffnung, welche von der Halteplatte 11 wie mit einem Deckel verschlossen ist. Dabei wird die Halteplatte 11 durch Befestigungsmittel 13, 14 gegenüber dem Gehäuse 1 fixiert. An dem Hantelrohr 12 des Katalysator-Trägerkörpers 5 ist mit einer Halterung 10 eine Bimetallklappe 6 befestigt, welche aus mindestens zwei Metallschichten 7, 8 mit unterschiedlichem thermischen Ausdehnungskoeffizienten besteht und ggf. noch mit einer Wärmeisolierung 9 versehen ist. Diese Bimetallklappe 6 befindet sich in kaltem Zustand in der dargestellten Position, so daß sie in Zusammenwirken mit einer
Ausformung 14 des Gehäuses 1 das durch Pfeile angedeutete
anströmende Abgas zum Katalysator-Trägerkörper hin ablenkt. In kaltem Zustand wird daher der Katalysator-Trägerkörper vom größten Teil des Abgases durchströmt. Wärmt sieh jedoch die iimetaiikiappe 6 auf, so bewegt sie sich, wie durch einen Pfeil angedeutet, in die gestrichelt gezeichnete Position. Im Zusammenwirken mit der Form 15 an der Einlaßseite des Gehäuses wird so der Katalysator-Trägerkörper 5 weitestgehend vor heißem Abgas abgeschirmt. Dabei ist der Katalysator-Trägerkörper 5 zusammen mit der Bimetallklappe 6 leicht auswechselbar.
Figur 2 zeigt ein 2I9 dessen oauttwiejeg Qtiesseitfiitt 28 &bull;Sglietist vollständig alt einem eingesetzten Katalysator-Tragkörper 26 ausgefeilt 1st. Bas Gehäuse 21 «eist an seinen beiden Enden Flansche 22, 23 auf, »it deren Hilfe es in ein
Auseuffsystea einbaube* ist. Ia vorliegenden AttsfSfisunesbeisolel hat des Katalysator-Trfigerkörper 26 nie das
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Gehäuse 21 einen halbovalen Querschnitt. Der Katalysator-TrSgerkörper 26 ist von einem Hantelrohr 24, 27 umgeben, wobei die flachs Seite 24 des Mantelrohres als Deckel für die öffnung im Gehäuse 21 ausgebildet ist, durch welche der Katalysator-Trägerkörper 26 in das Innere ragt. Dieser Deekel 24 ist mittels Schrauben 25 an dem Gehäuse 21 befestigt.
Erfindungsgemäße Gehäuse und die zugehörigen Katalysator-TrSgerkörper sind unabhängig voneinander und kostengünstig herstellbar und bieten insbesondere bei motornahem Einbau erhebliche Vorteile.
13 Schutzansprüche
3 FIG
15

Claims (13)

«..!\.:\.: »68 5 87 Schutzanspruche
1. Gehäuse (Ii 21) «it eine« Katalysator-Trägerkörper (5$ 26), insbesondere fur einen aotornah eingebauten Kfz-Katalysator, gekennzeichnet durch folgende Merkaale:
a) Das Gehäuse (1; 21) «eist einen größeren Querschnitt auf als der Katalysator-Trägerkörper (5; 26);
b) Das Gehäuse (If 21) «eist eine etwa rechteckige Öffnung auf, deren Länge gröGer als die aaxiaale Länge des Katalysator-Trägerkörpers (51 26) und deren Breite größer als die aaxlaale Breite des Katalysator-Trägerkörpers (5; 26) sind;
c) Oer Katalysator-Trägerkörper (5; 26) ist an einer flachen oder gewölbten Halteplatte (11} 2A) befestigt, «eiche eine größere Länge und Breite hat als die Öffnung la Gehäuse (Ij 21) und diese daher «ie ein Deckel verschließt, wobei der Katalysator-Trägerkörper (5| 26) in das Innere (4j 28) des Gehäuses (1; 21) ragt*
d) Das Gehäuse (Ij 21) und/oder die Halteplatte (11&igr; 24) weisen Befestigungsaittel (12, 13j 25) zur gegenseitigen Fixierung auf.
2. Gehäuse nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet , daß das Gehäuse (Ii 21) ein Gußtell 1st, vorzugsweise aus einer fOr Auslaßleltungen bei Kfz-Motoren üblichen Legierung.
3. Gehäuse nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet , daß das Gehluae Ui 21) an Mindesten· einen Ende einen Flansch (2, 3| 22, 23) zum Anschluß an Mindestens ein weiteres Abgas-LeltungsstOck aufweist.
4. Gehäuse nach Anspruch 1, 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet , daß das Gehäuse (1) 21) eine zwischen zwei Flanschen (2, 3) 22, 23) lleojnd* Ausbauchung Ut 28) sufweist.
13&bgr; 02 01
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5. Gehäuse nach eine» der vorhergehenden Ansprüche.
dadurch gekennzeichnet, daß der Katalysator-Trägerkörper (5; 26) «it seiner Halteplatte (11&igr; 24) aswehelbar und/oder «endbar ist. 5
6. Gehäuse nach eine« der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß der Querschnitt (28) des Gehäuses (21) nur geringfügig gr88er ist als der des Katalysator-Trägerkörpers (26).
7. Gehäuse nach Anspruch 1, 2, 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet , daß der Querschnitt (4) des Gehäuses (1) erheblich größer als der Querschnitt des Katalysator-Trägerkörpers (5) 1st und daß in den Gehäuse (1) zusätzlich Strömungsleitmittel (6), z. B. eine Bimetallklappe, angeordnet sind, welche in Abhängigkeit von der Temperatur Strömungswege durch den Katalysator-Trägerkörper (5) oder an diese« vorbei freigeben.
8. Gehäuse nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet , daß die Strömungsleitmittel (6) an den Katalysator-Trägerkörper (5, 12) oder dessen Halteplatte (11) befestigt sind.
9. Gehäuse nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet , daß die Strömungsleitmittel (6) an dem Gehäuse (1) befestigt sind.
10. Gehäuse nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet , daß die Strtmi gleitmittel (6) durch die Öffnung des Gehäuses (I)1 gegebenenfalls zusammen mit dem Katalysator-Trägerkörper (5), einbaubar bzw. ausbaubar sind.
11. Katalysator-Trägerkörper (5, 26) zum Einbau in ein Gehäuse (ll 21) ntch tinain der vorhergehenden Ansprüche,
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dadurch gekennzeichnet , daß der Katalysator-Tragerkorper ein metallischer Katalysator-Tragerkorper (5; 26) nit einen metallischen Mantelrohr (12; 24, 27) ist, welches entweder an einer Halteplatte (11) befestigt ist oder selbst in einem Teilbereich verlängert bzw. verbreitert und als Halteplatte (24) ausgebildet ist.
12. Katalysator-TrägerkSrper nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet , daß der
Katalysstor-Tragerkorper (6) einen etwa halbkreisförmigen oder halbovalen Querschnitt hat, wobei die flache Seite als Halteplatte (4) ausgebildet ist.
13. Katalysator-Tr3gerk8rper nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet , daß der Ketalysator-TrSgerkorper (5; 26) symmetrisch in Bezug auf eine senkrecht zu seiner DurchstrSmungsrichtung liegende Ebene 1st, so daß er in dem gleichen Gehäuse (If 21) in zwei gegeneinander um ltd* gedrehten Stellungen einbaubar ist-
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