EP0369267A2

EP0369267A2 - Abgasreinigungsvorrichtung

Info

Publication number: EP0369267A2
Application number: EP89120437A
Authority: EP
Inventors: Axel Dipl.-Ing. Böhmer
Original assignee: Leistritz AG
Current assignee: Leistritz AG
Priority date: 1988-11-12
Filing date: 1989-11-04
Publication date: 1990-05-23
Anticipated expiration: 2009-11-04
Also published as: ES2044021T3; DE3838426C2; DE58905529D1; DE3838426A1; EP0369267B1; EP0369267A3

Abstract

Abgasreinigungsvorrichtung mit einem metallischen Außengehäuse (12) und mittels einer Federmatte (9) darin gelagerten Metall- oder Keramikmonolithen (2, 4, 6), sowie Abschirmtrichtern (1, 7) für die Abgaszu- und -abführstutzen des Außengehäuses und/oder zwischen benachbarten Monolithen angeordneten Abschirmringen (3, 5), wobei die Monolithen, Abschirmtrichter und ggf. Abschirmringe durch eine, vorzugsweise durchsichtige Schrumpffolienhülle (10), insbesondere einen Schrumpfschlauch, zu einem Innenpaket zusammengefaßt sind.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Abgasreinigungsvorrichtung mit einem metallischen Außengehäuse und mittels einer Federmatte darin gelagerten Metall- oder Keramikmonolithen, sowie Abschirmtrichtern für die Abgaszu- und -abführstutzen des Außengehäuses und/oder zwischen benachbarten Monolithen angeordneten Abschirmringen.
Üblicherweise erfolgt die Herstellung derartiger Abgasreinigungsvorrichtungen so, daß zunächst in eine Halbschale des geteilten Außengehäuses die Federmatte eingelegt und darauf die Innenteile wie Monolithen, Abschirmringe bzw. Abschirmtrichter eingelegt werden, woraufhin nach dem Überschlagen der Matte die zweite Außengehäuseschale aufgelegt und mit der ersten verbunden, üblicherweise verschweißt wird. Dabei ergeben sich aber Schwierigkeiten dahin, daß eine exakte Positionierung gewährleistet ist, bei der die Abschirmtrichter bzw. Abschirmringe auch tatsächliche an den Monolithen anliegen und keine seitliche Versetzung auftritt. Noch komplizierter werden die Verhältnisse, wenn - noch dazu wenn zwei oder mehrere Monolithen hintereinander angeordnet sind - die Abschirmtrichter nicht an den Monolithen kalt anstehen sollen, sondern zumindest unterhalb der Betriebstemperatur einen Spalt zu den Monolithen einhalten sollen, damit erst bei Erreichen der Betriebstemperatur durch die entsprechenden Längendehnungen der Innenbauteile gegenüber dem Außengehäuse dieser Spalt sich wieder schließt und somit die Federmatte nicht von den pulsierenden Abgasen ausgeblasen werden kann. Diese Schwierigkeiten verhindern nicht nur eine automatische Montage, sondern führen selbst bei einer Montage von Hand häufig zu nicht hinzunehmenden Toleranzen in der Positionierung der Bauteile zueinander.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Abgasreinigungsvorrichtung der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß die Montage sehr viel einfacher, genauer und auch automatisierbar erfolgen kann.
Zür Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Monolithen, Abschirntrichter und ggf. Abschirmringe durch eine vorzugsweise durchsichtige Schrumpffolienhülle, insbesondere einen Schrumpfschlauch, zu einem Innenpaket zusammengefaßt sind.
Durch die erfindungsgemäße Zusammenfassung der genannten Bauteile durch eine Schrumpffolienhülle läßt sich zunächst eine sehr paßgenaue Positionierung dieser Bauteile mit Hilfe einer entsprechenden Lehre erzielen, in welche zunächst die Schrumpfhülle eingelegt und dann die Bauteile einfach eingeschoben werden. Sofort anschließend werden noch in der Lehre die durch diese Lehre paßgenau gegeneinander gehaltene Bauteile durch Schrumpfen der Hülle fest zu einem Innenpaket zusammengefaßt, welches dann bei der anschließenden Lagerung im Außengehäuse mit Hilfe der Federmatte die gegenseitigen Positionen der Bauteile nicht mehr verändern kann, so daß die Handhabung äußerst einfach und wiederum automatisiert erfolgen kann. Das Innenpaket kann dabei auch zwischengelagert und später erst in das Gehäuse eingebaut werden. Durch Ausbildung der Schrumpffolienhülle aus durchsichtigem Werkstoff läßt sich dabei zusätzlich das fertiggeschruumpfte Innenpaket auf seine fehlerfreie Positionierung kontrollieren. Sollten tatsächlich Verschiebefehler vorliegen, so wird einfach die Schrumpffolie aufgetrennt und die Bauteile werden nochmals in einer Schrumpffolie mit Hilfe der Montagelehre zusammengefaßt und eingeschrumpft. Auf diese Weise ist verhindert, daß derartige
Baufehler noch in der fertigen, nicht mehr kontrollierbaren Abgasreinigungsvorrichtung auftreten und sich erst nach dem Erstbetrieb dadurch bemerkbar machen, daß nachkurzer Zeit die gesamte Abgasreinigungsvorrichtung unbrauchbar ist, weil beispielsweise durch unzulässige Spalte die Federmatte ausgeblasen wird oder aber durch zu geringe Abstände die Monolithen beschädigt werden.
Die Schrumpffolie besteht dabei erfindungsgemäß aus einem Material, beispielsweise Polyäthylen, das unterhalb der Betriebstemperatur rückstandsfrei verbrennt bzw. sich zersetzt. Bei Polyäthylen beispielsweise "sickert" über 100 bis 150° die Folie zunächst in die Federmatte ein, wobei es sich bei der Federmatte bevorzugt um eine sog. Quellmatte handeln kann, d.h. eine Metallsilikatfasermatte mit Vermiculitkörnchen, die sich bei Erwärmung ausdehnt, so daß eine besonders feste Lagerung im Innengehäuse erzielt wird. Oberhalb 250° verbrennt dann die eingesickerte Folie mit dem Binder der Quellmatte völlig rückstandsfrei.
Mit besonderem Vorteil kann in weiterer Ausbildung der Erfindung vorgesehen sein, daß das genannte Innenpaket und die es umhüllende Federmatte durch eine zweite Schrumpffolienhülle zu einer Baueinheit mit verringertem Außendurchmesser vereinigt ist.
Diese Zusammenfassung des zunächst eingeschrumpften Innenpakets mit der Federmatte zu einer nochmals eingeschrumpften Baueinheit hat zunächst den Vorteil, daß auch die Einlagerung in ein zweiteiliges Außengehäuse sehr viel einfacher ist und auf diese Weise das Zusammenlegen der Schalen des Außengehäuses und ihre Verschweißung erfolgen kann, ohne daß die Gefahr besteht, daß sich die Federmatte zwischen die Schalen einklemmt. Darüber hinaus ergibt sich aber dadurch auch die Möglichkeit, diese Baueinheit in ein ungeteiltes Außengehäuse einzuschieben, derart, daß erst nach einer Erwärmung, insbesondere dem Erstbetrieb, die endgültige Lagefixierung durch Zersetzung der die Federmatte komprimierenden äußeren Schrumpffolienhüllte erfolgt. Erst mit der Zersetzung der äußeren Schrumpffolienhülle wird die beim Schrumpfvorgang der äußeren Schrumpffolienhülle komprimierte Federmatte wieder frei und kann sich ausdehen und somit für den Lagerpreßdruck zwischen dem Innenpaket und dem Außengehäuse sorgen.
Dabei liegt es schließlich auch noch im Rahmen der Erfindung, mehrere parallel zueinander in einem gemeinsamen Außengehäuse angeordnete Reinigungsstränge aus Monolithen, Abschirmtrichtern und/oder Abschirmringen durch eine Schrumpffolienhülle zusammenzufassen.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Dabei zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines zweisträngigen Innenpakets einer erfindungsgemnäßem Abgasreinigungsvorrichtung,
Fig. 2 einen axialen Schnitt durch einen Strang des Innenpakets, und
Fig. 3 einen axialen Längsschnitt durch die Abgasreinigungsvorrichtung mit Außengehäuse und Lagermatte, wobei im Bereich der Abgaszu- und -abführstutzen der Schnitt sowohl zwischen den Strängen als auch jeweils axial durch einen der Stränge gelegt ist.

Im zweischaligen metallischen Außengehäuse 12 sind die beiden parallel zueinander angeordneten Reinigungsstränge angeordnet, die jeweils aus einem eingangsseitigen Abschirmtrichter 1, einem im kalten Zustand in einem dem Temperaturspiel bis zur Betriebstemperatur entsprechenden Abstand angeordneten ersten Monolithen 2, einem Abschirmring 3 und einem zweiten Monolithen 4, einem nochmaligen gestuften Abschirmring 5, einem dritten Monolithen 6 und schließlich einem Abschirmtrichter 7 besteht, der die Abschirmung des Abgasabführstutzens des Außengehäuses übernehmen soll. Auch dieser ausgangsseitige Abschirmtrichter 7 ist in Abstand unter Bildung eines Spalts 8 zum Monolithen 6 angeordnet, der sich erst bei Erreichen der Betriebstemperatur durch die unterschiedliche Ausdehnung der Innenbauteile gegenüber dem nicht so heiß werdenden Außengehäuse schließt. Die Abschirmringe 3 und 5 bestehen im Gegensatz zu den im dargestellten Ausführungsbeispiel aus hochtemperaturfestem Metall bestehenden Abschirmtrichtern 1 und 7 bevorauszugt aus Keramik.
Um nicht die sieben Bauteile jedes Reinigungsstrangs, also insgesamt die vierzehn Bauteile der gezeigten Anordnung, lose in die Unterschale des Außengehäuses, in die zunächst die Federmatte 9 eingelegt worden ist, einlegen zu müssen und dabei sicherzustellen, daß auch noch die genannten Spaltabstände zwischen den Abschirmtrichtern 1 und 7 sowie ihren benachbarten Monolithen 2 und 6 eingehalten werden, was in der Praxis fast nicht möglich ist wenn man nicht spezielle Abstandhalter verwendet, werden die Bauteile zunächst in einer Montagelehre in einen Schrumpfschlauch eingelegt, wobei die Montagelehre die genannten Abstände problemlos garantiert. Sofort anschließend erfolgt eine Lagefixierung der Bauteile durch Einschrumpfen der Schrumpf folienhülle zu dem in Fig. 1 gezeigten Innenpaket, bei dem sich die einzelnen Bauteile 1 bis 7 jedes Reinigungsstrangs und auch die Bauteile der beiden Stränge gegeneinander nicht mehr verschieben können, so daß anschließend ein völlig problemloses Einlegen in die mit der Federmatte ausgelegte Unterschale des Außengehäuses möglich ist. Anschließend wird die Federmatte oben umgeschlagen und die zweite Schale des Außengehäuses aufgelegt und mit der Unterschale verschweißt.
Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. Neben Abgasreinigungsvorrichtungen mit nur einem Reinigungsstrang oder auch mehr als zwei Reinigungssträngen wäre es beispielsweise auch möglich, das durch die Schrumpffolie 10 zusammengefaßte Innenpaket zusammen mit der darumgelegten Federmatte 9 durch eine zweite äußere Schrumpffolienhülle 11 wiederum zu einer Baueinheit zusammenzufassen, die dann einfach in die Unterschale des Außengehäuses eingelegt wird, woraufhin dann ohne weiteres sofort die Oberschale aufgelegt und verschweißt werden kann, ohne daß darauf zu achten ist, ob die Federmatte richtig umgeschlagen ist oder sich zwischen die Kanten der Schalen einzwickt od.dgl. Vor allen Dingen ist auf diese Weise auch verhindert, daß etwa Vermiculit oder ähnliche Faserteilchen aus der Federmatte in das Gehäuse fallen und von dort aus möglicherweise auch in den Motor gelangen könnten. Diese Gefahr ist nicht mehr gegeben, wenn beim Erstbetrieb die äußere Schrumpffolienhülle sich zersetzt und damit die zunächst komprimierte Federmatte freigibt, so daß sie sich - noch dazu unterstützt durch die Eigendehnung, falls es sich um eine Quellmatte handelt - sehr fest zwischen das Innenpaket und das metallische Außengehäuse legt und damit die Lagefixierung übernimmt. Darüber hinaus könnte auch durch diese Einschrumpfung des Innenpakets und der Federmatte in eine äußere Schrumpffolienhülle ein axiales Einschieben dieser Baueinheit in ein ungeteiltes Außengehäuse vorgenommen werden.

Claims

1. Abgasreinigungsvorrichtung mit einem metallischen Außengehäuse und mittels einer Federmatte darin gelagerten Metall- oder Keramikmonolithen, sowie Abschirmtrichtern für die Abgaszu- und -abführstutzen des Außengehäuses und/oder zwischen benachbarten Monolithen angeordneten Abschirmringen, dadurch gekennzeichnet, daß die Monolithen (2, 4, 6), Abschirmtrichter (1, 7) und ggf. Abschirmringe (3, 5) durch eine, vorzugsweise durchsichtige Schrumpffolienhülle (10), insbesondere einen Schrumpfschlauch, zu einem Innenpaket zusammengefaßt sind.

2. Abgasreinigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schrumpffolie (10) aus einem Material, beispielsweise Polyäthylen, besteht, das unterhalb der Betriebstemperatur rückstandsfrei verbrennt bzw. sich zersetzt.

3. Abgasreinigungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Innenpaket und die es umhüllende Federmatte (9) durch eine zweite Schrumpffolienhülle (11) zu einer Baueinheit mit verringertem Außendurchmesser vereinigt sind.

4. Abgasreinigungsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Baueinheit in ein ungeteiltes Außengehäuse eingeschoben ist, derart, daß erst nach einer Erwärmung, insbesondere beim Erstbetrieb, die endgültige Lagefixierung durch Zersetzung der die Federmatte (9) komprimierenden äußeren Schrumpffolienhülle (11) erfolgt.

5. Abgasreinigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere parallel zueinander in einem gemeinsamen Außengehäuse (12) angeordnete Reinigungsstränge jeweils aus Monolithen (2, 4, 6), Abschirmtrichtern (1, 7) und/oder Abschirmringen (3, 5) durch eine Schrumpffolienhülle (10) zusammengefaßt sind.

6. Verfahren zur Herstellung einer Abgasreinigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Teile (1 bis 7) des Innenpakets in einer die gewünschte gegenseitige Positionierung sichernden Montagelehre in die Schrumpffolienhülle (10) eingelegt und durch Erwärmung lagefixiert werden.