EP0492418B1 - Vorrichtung zur katalytischen Entgiftung von Abgasen, vorzugsweise Abgasen von Verbrennungskraftmaschinen - Google Patents

Vorrichtung zur katalytischen Entgiftung von Abgasen, vorzugsweise Abgasen von Verbrennungskraftmaschinen Download PDF

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EP0492418B1
EP0492418B1 EP91121742A EP91121742A EP0492418B1 EP 0492418 B1 EP0492418 B1 EP 0492418B1 EP 91121742 A EP91121742 A EP 91121742A EP 91121742 A EP91121742 A EP 91121742A EP 0492418 B1 EP0492418 B1 EP 0492418B1
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EP
European Patent Office
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casing halves
inner casing
halves
outer casing
exhaust gases
Prior art date
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EP91121742A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP0492418A1 (de
Inventor
Jürgen Bayer
Andreas Dipl.-Ing. Grüner (FH)
Thomas Dipl.-Ing. Reimet (Fh)
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Vitesco Technologies Lohmar Verwaltungs GmbH
Original Assignee
Emitec Gesellschaft fuer Emissionstechnologie mbH
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Publication date
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Publication of EP0492418A1 publication Critical patent/EP0492418A1/de
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/24—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
    • F01N3/28—Construction of catalytic reactors
    • F01N3/2839—Arrangements for mounting catalyst support in housing, e.g. with means for compensating thermal expansion or vibration
    • F01N3/2853—Arrangements for mounting catalyst support in housing, e.g. with means for compensating thermal expansion or vibration using mats or gaskets between catalyst body and housing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2330/00—Structure of catalyst support or particle filter
    • F01N2330/02—Metallic plates or honeycombs, e.g. superposed or rolled-up corrugated or otherwise deformed sheet metal
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2470/00—Structure or shape of gas passages, pipes or tubes
    • F01N2470/24—Concentric tubes or tubes being concentric to housing, e.g. telescopically assembled

Definitions

  • the invention relates to a device for the catalytic detoxification of exhaust gases, preferably exhaust gases from internal combustion engines, consisting of a carrier matrix, two inner housing halves and two outer housing halves.
  • a device for the catalytic detoxification of exhaust gases preferably exhaust gases from internal combustion engines, consisting of a carrier matrix, two inner housing halves and two outer housing halves.
  • Such a device is known from DE-A 39 22 667.
  • the aforementioned publication describes a device for exhaust gas purification, in which a ceramic carrier matrix is fastened in an inner shell with the aid of a mounting mat.
  • This inner shell is installed in an outer housing for thermal insulation from the environment.
  • the inner shell has no metallic contact with the outer housing, it is supported in this by continuous storage means.
  • the storage means are subject to constant mechanical and thermal stress during the life of the device, as a result of which they lose their storage function in whole or in part. This can shorten the life of the device.
  • the manufacturing process is very complex.
  • the inner shell is equipped with a carrier matrix in a first production step, wrapped with holding elements in a further step, inserted into the outer housing in the next step and finally fixed there.
  • the US patent Re. 33,118 discloses two filter units or similar exhaust treatment units connected in series, a part of the exhaust gases passing the respective series units and a part being passed through them.
  • Two inner half-shells are nested in each case, the inner half-shells having the filter unit or the like.
  • the invention has for its object to improve the construction of the generic exhaust gas purification device so that the effort in assembling the device is reduced, and that the storage of the inner housing in the outer housing is reliably ensured during the entire life of the device.
  • the exhaust gases are passed through the carrier matrix in the inner half of the housing and a free annular space is formed between the inner housing and the outer housing, which also does not have any exhaust gases, whereby good thermal and acoustic insulation to the outside is achieved.
  • the effort required to manufacture the inner and outer housing halves can be reduced by making the inner and outer housing halves the same.
  • the housing halves are provided with beads, preferably running in the circumferential direction. Such beads improve the stability of the housing, in particular the noise emission that emanates from the device during operation is reduced.
  • the space between the inner and the outer housing is closed by inserted sealing rings.
  • This on the one hand keeps the hot exhaust gas flow away from the outer housing, and on the other hand at least one seal is required to prevent leakage of the exhaust gases between the inner and outer housing.
  • the seals are ring-shaped executed and are inserted in forms of the outer housing halves that run in a semi-ring around the housing halves.
  • the housing halves are provided according to claim 4 with conical inflow and outflow areas. This greatly simplifies the installation of the device in an exhaust system, the diameter of the device for exhaust gas purification is reduced to the diameter of the connecting pipes.
  • conical inlet and outlet funnels are used between the connecting pipes and the inner housing. These cones are pushed on the one hand on the connecting pipes that protrude into the outer housing, and on the other hand on the tube-like ends of the inner housing. A technical connection for fastening the cones is not necessary if the cones are pushed onto the pipes with a light press fit.
  • the outer housing halves are according to claim 6 by a circumferential joining connection, e.g. a roll seam, or a circumferential positive connection, e.g. sealed gas-tight by folding.
  • the inner housing which is supported by the side tabs in the features of the outer housing, is permanently and statically fixed by joining the outer housing halves.
  • the tabs are made in one piece with the inner housing halves and point radially outwards. They are larger in their axial length than in their radial length and are dimensioned according to the design requirements, for example the desired distance between the inner and outer housing. In order to prevent the inner housing from twisting in the outer housing, at least four tabs are provided on the inner housing halves; a larger number is only required for very long housings, since a gap could then arise between the inner housing halves.
  • Claim 9 describes an advantageous dimensioning of the gap between the inner and the outer housing.
  • the design of the mounting of the inner housing in the outer housing according to claim 10 allows the thermal expansion of the inner relative to the outer housing in the axial direction.
  • the inner housing is insulated from the outer housing by enveloping the tabs with an insulating material, for example wire mesh or ceramic cords, which surrounds the tabs in a ring.
  • an insulating material for example wire mesh or ceramic cords, which surrounds the tabs in a ring.
  • cap-shaped insulation elements on the tabs, so that the front ends of the tabs are also encased.
  • Axially parallel beads are pressed into the features of the outer housing halves, into which the insulation material that surrounds the tabs engages, so that it is fixed around the tabs.
  • the embossing depth of the beads is chosen so that the insulation material is pressed when the outer housing halves are placed one on top of the other. As a result, the inner housing is securely stored in the outer housing.
  • the connecting pipes are insulated from the inner housing or the cones.
  • the insulating materials for example wire mesh or ceramic cords, are inserted into annular beads which are embossed on the ends of the cones on the connecting tube side or on the ends of the connecting tubes.
  • the insulation material also serves as a seal against escaping exhaust gases.
  • the material consists of metallic or ceramic knitted fabrics, the like cords, caps or the like. is processed.
  • the carrier matrix is a metal carrier matrix.
  • the particular advantage of this embodiment is that the carrier matrix can be introduced into the inner housing halves without additional insulating material, so that no or very few insulating or holding materials are required for the entire manufacture of the device.
  • a further embodiment of the device is described, which is particularly suitable for the installation of a metal support matrix in the inner housing.
  • the carrier matrix can be formed by a positive fit or by a joining connection, e.g. by soldering, to be fixed in the inner housing. If the carrier matrix is fixed in the inner housing by means of a technical connection, it may be necessary for the inner housing to be firmly closed in the outer housing before assembly, for example by spot welding on the edge of the inner housing halves.
  • the illustrated embodiment consists of outer housing halves 1, 1 'with inflow or outflow areas 101, 102, inner housing halves 2, 2', a carrier matrix 3, tabs 4, shapes 5, cones 6, 6 ', sealing rings 7, 7', Connection pipes 8, 8 ', beads 9, 9', semi-ring-shaped features 10, 10 ', an intermediate space 11 and a circumferential weld seam 12.
  • the cross section of the support matrix 3, the cones 6, 6' and the connection pipes 8, 8 ' is circular, the cross section of the housing halves is semicircular.
  • Fig. 1 the top view of the device for exhaust gas purification is shown.
  • the inner housing halves 2, 2 ' are mounted in the outer housing halves 1, 1'.
  • the tabs 4 come to lie in the forms 5.
  • the tabs 4 of the inner housing halves 2, 2' are jammed in the formations 5, so that the inner housing halves 2, 2 'are statically determined in the outer housing halves 1, 1'.
  • the exhaust pipes 8, 8 ' are welded in a ring shape to the outer housing halves 1, 1'.
  • the welding takes place at the ends of the conical inflow and outflow regions 101, 102.
  • the exhaust pipes 8, 8 ' are a short distance into the circular openings which result from the joining of the outer housing halves 1, 1' at the ends , inserted.
  • Sealing rings 7, 7 ' are inserted at the transitions from the inner housing shafts 2, 2' to the cones 6, 6 '. These sealing rings 7, 7 'are positively mounted in the semi-ring-shaped features 10, 10' of the outer housing halves 1, 1 '. They provide a gas-tight closure of the intermediate space 11 with respect to the entrance or
  • Outflow area of the device for exhaust gas purification is safe.
  • the mounting of the sealing rings 7, 7 'in the semicircular forms 10, 10' can be clearly seen.
  • the definition of sealing rings 7, 7 ' is further supported by the advantageous configuration of the beads 9' of the inner housing halves 2, 2 '.
  • the cones 6, 6 ' are inserted into the device for exhaust gas purification without any technical connections. They are pushed onto the exhaust pipes 8, 8 'at one end and onto the inner housing halves 2, 2' at the other ends.
  • Fig. 3 the front view is shown with partial sections of the device for exhaust gas purification.
  • the intermediate space 11 for thermal insulation of the inner housing halves 2, 2 'and the carrier matrix 3 from the outer housing halves 1, 1' can be seen.
  • the sections of Fig. 3 show that the inner housing halves 2, 2 'are connected to the outer housing halves 1, 1' only by the tabs 4, so that only these tabs 4 can cause a direct thermal connection.
  • FIG. 4 shows the top view of the device for exhaust gas purification with insulating elements.
  • the inner housing halves 2, 2 ' are mounted in the outer housing halves 1, 1'.
  • 4 insulating rings 202 are wrapped around the tabs, which lie in beads 201 of the forms 5.
  • the outer housing halves 1, 1 ' the insulating rings 202 are pressed around the tabs 4 of the inner housing halves 2, 2' and clamped in the beads 201 of the features 5, so that the inner housing halves 2, 2 'in the outer housing halves 1,1 'are statically determined.
  • the outer housing halves 1, 1 ' are connected to one another in their edge regions by a circumferential weld seam 12.
  • the exhaust pipes 8, 8 ' are welded in a ring shape to the outer housing halves 1, 1'. The welding takes place at the ends of the conical inflow and outflow regions 101, 102.
  • the exhaust pipes 8, 8 ' are a piece in the circular openings which are located by joining the outer housing halves 1, 1 'at the ends.
  • the inlet-side exhaust pipe 8 ' is inserted into the cone 6', which has a circumferential bead 204 'on this side.
  • the other side of the cone 6 ' is pushed onto the inner housing halves 2, 2'.
  • the exhaust pipe 8 on the outlet side which has a circumferential bead 204 on this side, is pushed over the end of the cone 6 on the outlet side.
  • the cone 6 is pushed on the input side onto the inner housing halves 2, 2 '.
  • FIG. 5 shows the side view of the device for exhaust gas purification with insulating elements.
  • the structure of the device corresponds to that of FIG. 2.
  • the position of the insulating elements 203, 203 ' is shown.
  • the exhaust pipe 8 'on the inlet side is inserted into the cone 6'.
  • the insulating element 203 ' is inserted into the bead 204'.
  • the cone 6 ' is supported on the exhaust pipe 8' via the element 203 'and is thermally and acoustically insulated from it.
  • the cone 6 is inserted into the exhaust pipe 8 with the circumferential bead 204 in which the insulating element 203 is inserted.
  • the cone 6 is supported thermally and acoustically insulated via the element 203 in the exhaust pipe 8.
  • FIG. 6 the front view is shown with partial sections of the device for exhaust gas purification with insulating elements.
  • the construction of the device corresponds to that of FIG. 3.
  • the sections of FIG. 6 show that the inner housing halves 2, 2 'are connected to the outer housing halves 1, 1' only by the insulating elements 202 via the tabs 4, so that there is no thermal or acoustic connection here.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur katalytischen Entgiftung von Abgasen, vorzugsweise Abgasen von Verbrennungskraftmaschinen, bestehend aus einer Trägermatrix, zwei inneren Gehäusehälften und zwei äußeren Gehäusehälften. Eine derartige Vorrichtung ist durch die DE-A 39 22 667 bekannt.
  • Durch die vorgenannte Druckschrift wird eine Vorrichtung zur Abgasreinigung beschrieben, bei der eine keramische Trägermatrix mit Hilfe einer Halterungsmatte in einer Innenschale befestigt wird. Zur thermischen Isolierung gegenüber der Umgebung wird diese Innenschale in ein äußeres Gehäuse eingebaut. Die Innenschale hat keinerlei metallischen Kontakt zum äußeren Gehäuse, sie ist über durchgehende Lagerungsmittel in diesem abgestützt. Hierbei ist nachteilig, daß die Befestigung der Innenschale in dem umgebenden äußeren Gehäuse nur durch aufwendige Lagerungsmittel (Drahtgestrick) o.ä. bewerkstelligt wird. Die Lagerungsmittel unterliegen während der Lebensdauer der Vorrichtung einer ständigen mechanischen und thermischen Beanspruchung, wodurch sie ihre Lagerungsfunktion ganz oder teilweise verlieren. Dies kann die Lebensdauer der Vorrichtung verkürzen. Außerdem ist der Herstellungsprozeß sehr aufwendig. Beim vorgenannten Stand der Technik wird die Innenschale in einem ersten Produktionsschritt mit einer Trägermatrix bestückt, in einem weiteren Schritt mit Halteelementen umwickelt, im nächsten Schritt in das äußere Gehäuse eingesetzt und dort letztendlich fixiert.
  • Die US-Patentschrift Re. 33,118 offenbart zwei in Serie geschaltete Filtereinheiten oder ähnliche Abgasbehandlungseinheiten, wobei ein Teil der Abgase an den jeweiligen in Serie geschalteten Einheiten vorbei und ein Teil durch sie hindurch geleitet wird. Dabei sind jeweils zwei innere in zwei äußere Halbschalen verschachtelt, wobei die inneren Halbschalen die Filtereinheit oder ähnliches aufweisen.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Konstruktion der gattungsgemäßen Abgasreinigungsvorrichtung so zu verbessern, daß der Aufwand beim Zusammenbau der Vorrichtung verringert wird, und daß die Lagerung des inneren Gehäuses im äußeren Gehäuse während der gesamten Lebensdauer der Vorrichtung sicher gewährleistet ist.
  • Außerdem soll eine gute thermische und akustische Isolierung der Abgasreinigungsvorrichtung gegenüber der Umgebung erzielt werden.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Vorrichtung gemaß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß zwei gleiche innere Gehäusehälften mit Laschen versehen werden, die als Abstandhalter zu einem äußeren Gehäuse dienen. Um gleichzeitig die Fixierung des inneren Gehäuses in dem äußeren Gehäuse zu vereinfachen, werden im äußeren Gehäuse Ausprägungen vorgesehen, in die die Laschen des inneren Gehäuses eingreifen. Dadurch wird die Montage der Vorrichtung zur Abgasreinigung dahingehend vereinfacht, daß die Trägermatrix in die inneren Gehäusehälften eingelegt wird, diese in die äußeren Gehäusehälften eingelegt werden und die äußeren Gehäusehälften geschlossen und durch eine fügetechnische Verbindung zusammengefügt werden. Ein Arbeitsschritt zum Einbringen von Abstützmaterial ist nicht mehr erforderlich.
  • Die Abgase werden durch die Trägermatrix in der inneren Gehäusehälfte geleitet und es wird ein freier d.h. auch von Abgasen nicht durchströmter Ringraum zwischen dem inneren Gehäuse und dem äußeren Gehäuse gebildet, wodurch eine gute thermische und akustische Isolierung nach außen erreicht wird.
  • Der Aufwand zur Herstellung der inneren und äußeren Gehäusehälften kann dadurch verringert werden, daß jeweils die inneren, bzw. die äußeren Gehäusehälften gleich sind.
  • In einer Ausführungsvariante nach Anspruch 2 sind die Gehäusehälften mit Sicken, vorzugsweise in Umfangsrichtung verlaufend, versehen. Solche Sicken verbessern die Stabilität des Gehäuses, insbesondere wird die Schallemission, die von der Vorrichtung im Betrieb ausgeht, vermindert.
  • In einer weiteren Ausführungsvariante nach Anspruch 3 wird der Raum zwischen dem inneren und dem äußeren Gehäuse durch eingelegte Dichtringe abgeschlossen. Dadurch wird einerseits der heiße Abgasstrom vom äußeren Gehäuse ferngehalten, andererseits ist mindestens eine Dichtung erforderlich, um einen Leckstrom der Abgase zwischen innerem und äußerem Gehäuse zu verhindern. Die Dichtungen sind ringförmig ausgeführt und werden in Ausprägungen der äußeren Gehäusehälften eingelegt, die halbringförmig um die Gehäusehälften umlaufen.
  • Die Gehäusehälften sind nach Anspruch 4 mit konusförmigen Ein- bzw. Ausströmbereichen versehen. Dadurch wird der Einbau der Vorrichtung in eine Abgasanlage stark vereinfacht, der Durchmesser der Vorrichtung zur Abgasreinigung wird auf den Durchmesser der Anschlußrohre reduziert.
  • Nach Anspruch 5 sind zwischen den Anschlußrohren und dem inneren Gehäuse konusförmige Ein- bzw. Auslauftrichter eingesetzt. Diese Konen sind einerseits auf die Anschlußrohre, die in das äußere Gehäuse hineinragen, andererseits auf die rohrähnlichen Enden des inneren Gehäuses aufgeschoben. Eine fügetechnische Verbindung zur Befestigung der Konen ist nicht erforderlich, wenn die Konen mit einem leichten Preßsitz auf die Rohre aufgeschoben sind.
  • Die äußeren Gehäusehälften werden nach Anspruch 6 durch eine umlaufende fügetechnische Verbindung, z.B. eine Rollnaht, oder eine umlaufende formschlüssige Verbindung, z.B. durch Falzen, gasdicht verschlossen. Das innere Gehäuse, das über die seitlichen Laschen in den Ausprägungen des äußeren Gehäuses gelagert ist, wird durch das Zusammenfügen der äußeren Gehäusehälften dauerhaft und statisch bestimmt fixiert.
  • Die Laschen sind nach den Ansprüchen 7 und 8 einstückig mit den inneren Gehäusehälften gefertigt und weisen radial nach außen. Sie sind in ihrer axialen Länge größer als in ihrer radialen Länge und werden nach den konstruktiven Erfordernissen, z.B. dem gewünschten Abstand des inneren vom äußeren Gehäuse, dimensioniert. Um ein Verdrehen des inneren im äußeren Gehäuse zu verhindern, sind mindestens vier Laschen an den inneren Gehäusehälften vorgesehen, eine größere Anzahl ist nur bei sehr langen Gehäusen erforderlich, da dann zwischen den inneren Gehäusehälften ein Spalt entstehen könnte.
  • Der Anspruch 9 beschreibt eine vorteilhafte Dimensionierung des Spaltes zwischen dem inneren und den äußeren Gehäuse.
  • Die Ausgestaltung der Lagerung des inneren Gehäuses im äußeren Gehäuse nach Anspruch 10 erlaubt die Wärmedehnung des inneren gegenüber dem äußeren Gehäuse in axialer Richtung.
  • Eine zusätzliche Isolierung wird nach Anspruch 11 vorgeschlagen. Hierbei wird sowohl die thermische als auch die akustische Trennung des inneren Gehäuses vom äußeren Gehäuse bewirkt. Da die Trägermatrix im inneren Gehäuse gegenüber dem Abgasstrom ein Hindernis darstellt, wird die Pulsation des Abgasstromes auf die Trägermatrix und das innere Gehäuse übertragen. Das schwingende Gehäuse wirkt wie eine Schallquelle. Durch eine Isolierung gegenüber dem äußeren Gehäuse kann eine beträchtliche Lärmreduzierung erfolgen.
  • Nach Anspruch 12 erfolgt die Isolierung des inneren Gehäuses vom äußeren Gehäuse durch das Umhüllen der Laschen mit einem Isolationsmaterial, beispielsweise Drahtgestrick- oder Keramikschnüren, das die Laschen ringförmig umgibt. Unter bestimmten Einsatzbedingungen ist das Aufstecken von kappenförmigen Isolationselementen auf die Laschen vorteilhaft, so daß auch die stirnseitigen Enden der Laschen umhüllt sind. In die Ausprägungen der äußeren Gehäusehälften sind achsparallele Sicken eingepreßt, in die das Isolationsmaterial, das die Laschen umgibt, eingreift, so daß es um die Laschen festgelegt wird. Die Prägetiefe der Sicken ist so gewählt, daß das Isolationsmaterial beim Aufeinandersetzen der äußeren Gehäusehälften verpreßt wird. Dadurch wird das innere Gehäuse sicher im äußeren Gehäuse gelagert.
  • Nach Anspruch 13 werden die Anschlußrohre vom inneren Gehäuse bzw. den Konen isoliert. Hierbei werden die isolierenden Materialien, beispielsweise Drahtgestrick- oder Keramikschnüre, in ringförmige Sicken eingelegt, die an den anschlußrohrseitigen Enden der Konen oder an den Enden der Anschlußrohre eingeprägt sind. Das Isoliermaterial dient hierbei gleichzeitig als Dichtung gegen ausströmende Abgase.
  • Nach Anspruch 14 besteht das Material aus metallischem oder keramischem Gestricke, das zu Schnüren, Kappen o.ä. verarbeitet ist.
  • Nach Anspruch 15 ist die Trägermatrix eine Metallträgermatrix. Der besondere Vorteil dieser Ausführung besteht darin, daß die Trägermatrix ohne zusätzliches Isoliermaterial in die inneren Gehäusehälften eingebracht werden kann, so daß für die gesamte Herstellung der Vorrichtung keine oder nur sehr wenige Isolier- oder Haltematerialien benötigt werden.
  • In den Ansprüchen 16 und 17 wird eine weitere Ausgestaltung der Vorrichtung beschrieben, die insbesondere für den Einbau einer Metallträgermatrix in das innere Gehäuse geeignet ist. Die Trägermatrix kann durch Formschluß oder durch eine fügetechnische Verbindung, z.B. durch Verlöten, im inneren Gehäuse befestigt werden. Wird die Trägermatrix durch eine fügetechnische Verbindung im inneren Gehäuse fixiert, so kann es erforderlich sein, daß das innere Gehäuse bereits vor der Montage in das äußere Gehäuse fest verschlossen wird, dies kann z.B. durch Punktschweißungen am Rand der inneren Gehäusehälften erfolgen.
  • Die Erfindung ist in der Zeichnung anhand eines Ausführungsbeispieles dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
    • Fig. 1
    Draufsicht und Teilschnitt der Vorrichtung;
    Fig. 2
    Seitenansicht und Teilschnitt der Vorrichtung;
    Fig. 3
    Vorderansicht und Teilschnitt der Vorrichtung;
    Fig. 4
    Draufsicht und Teilschnitt der Vorrichtung mit isolierenden Elementen;
    Fig. 5
    Seitenansicht und Teilschnitt der Vorrichtung mit isolierenden Elementen;
    und
    Fig. 6
    Vorderansicht und Teilschnitt der Vorrichtung mit isolierenden Elementen.
  • Die dargestellte Ausführungsform besteht aus äußeren Gehäusehälften 1, 1' mit Ein- bzw. Ausströmbereichen 101, 102, inneren Gehäusehälften 2, 2', einer Trägermatrix 3, Laschen 4, Ausprägungen 5, Konen 6, 6', Dichtringen 7, 7', Anschlußrohren 8, 8', Sicken 9, 9', halbringförmigen Ausprägungen 10, 10', einem Zwischenraum 11 und einer umlaufenden Schweißnaht 12. Der Querschnitt der Trägermatrix 3, der Konen 6, 6' und der Anschlußrohre 8, 8' ist kreisförmig, der Querschnitt der Gehäusehälften ist halbkreisförmig.
  • In Fig. 1 wird die Draufsicht dar Vorrichtung zur Abgasreinigung gezeigt. Die inneren Gehäusehälften 2, 2' sind in den äußeren Gehäusehälften 1, 1' gelagert. Hierbei kommen die Laschen 4 in den Ausprägungen 5 zu liegen. Durch das Zusammensetzen der äußeren Gehäusehälften 1, 1' werden die Laschen 4 der inneren Gehäusehälften 2, 2' in den Ausprägungen 5 verklemmt, so daß die inneren Gehäusehälften 2, 2' in den äußeren Gehäusehälften 1, 1' statisch bestimmt gelagert sind. Die äußeren Gehäusehälften 1, 1' sind in ihren Randbereichen durch eine umlaufende Schweißnaht 12 miteinander verbunden.
  • Die Abgasrohre 8, 8' sind bei dieser Ausführungsform mit den äußeren Gehäusehälften 1, 1' ringförmig verschweißt. Die Verschweißung erfolgt an den Enden der konusförmigen Ein- bzw. Ausströmbereiche 101, 102. Die Abgasrohre 8, 8' sind dabei ein kurzes Stück in die kreisförmigen Öffnungen, die sich durch das Zusammenfügen der äußeren Gehäusehälften, 1, 1' an den Enden ergeben, eingeschoben.
  • In Fig. 2 wird die Seitenansicht der Vorrichtung zur Abgasreinigung dargestellt. An den Übergängen von den inneren Gehäusehäften 2, 2' zu den Konen 6, 6' sind Dichtringe 7, 7' eingelegt. Diese Dichtringe 7, 7' werden in den halbringförmigen Ausprägungen 10, 10' der äußeren Gehäusehälften 1, 1' formschlüssig gelagert. Sie stellen einen gasdichten Abschluß des Zwischenraumes 11 gegenüber des Ein- bzw.
  • Ausströmbereich der Vorrichtung zur Abgasreinigung sicher. In dem Schnittbereich ist die Lagerung der Dichtringe 7, 7' in den halbringförmigen Ausprägungen 10, 10' deutlich zu sehen. Die Festlegung dar Dichtringe 7, 7' wird durch die vorteilhafte Ausgestaltung der Sicken 9' der inneren Gehäusehälften 2, 2' noch unterstützt. Die Konen 6, 6' sind ohne fügetechnische Verbindungen in die Vorrichtung zur Abgasreinigung eingesetzt. Sie sind mit einem Ende auf die Abgasrohre 8, 8', mit dem anderen Enden auf die inneren Gehäusehälften 2, 2' aufgeschoben.
  • In Fig. 3 wird die Vorderansicht mit Teilschnitten der Vorrichtung zur Abgasreinigung gezeigt. In dem rechten Teilschnitt ist der Zwischenraum 11 zur thermischen Isolierung der inneren Gehäusehälften 2, 2' und der Trägermatrix 3 gegenüber den äußeren Gehäusehälften 1, 1' zu erkennen. Die Schnitte der Fig. 3 zeigen, daß die inneren Gehäusehälften 2, 2' mit den äußeren Gehäusehälften 1, 1' nur durch die Laschen 4 verbunden sind, so daß auch nur diese Laschen 4 eine direkte thermische Verbindung bewirken können.
  • In Fig. 4 wird die Draufsicht der Vorrichtung zur Abgasreinigung mit isolierenden Elementen gezeigt. Die inneren Gehäusehälften 2, 2' sind in den äußeren Gehäusehälften 1, 1' gelagert. Hierbei sind um die Laschen 4 isolierende Ringe 202 geschlungen, die in Sicken 201 der Ausprägungen 5 liegen. Durch das Zusammensetzen der äußeren Gehäusehälften 1, 1' werden die isolierenden Ringe 202 um die Laschen 4 der inneren Gehäusehälften 2, 2' verpreßt und in den Sicken 201 der Ausprägungen 5 verklemmt, so daß die inneren Gehäusehälften 2, 2' in den äußeren Gehäusehälften 1,1' statisch bestimmt gelagert sind. Die äußeren Gehäusehälften 1, 1' sind in ihren Randbereichen durch eine umlaufende Schweißnaht 12 miteinander verbunden.
  • Die Abgasrohre 8, 8' sind mit den äußeren Gehäusehälften 1, 1' ringförmig verschweißt. Die Verschweißung erfolgt an den Enden der konusförmigen Ein- bzw. Ausströmbereiche 101, 102. Die Abgasrohre 8, 8' sind dabei ein Stück in die kreisförmigen Öffnungen, die sich durch das Zusammenfügen der äußeren Gehäusehälften 1, 1' an den Enden ergeben, eingeschoben. Dabei ist das eingangsseitige Abgasrohr 8' in den Konus 6' eingeführt, der an dieser Seite eine umlaufende Sicke 204' aufweist. Der Konus 6' ist mit seiner anderen Seite auf die inneren Gehäusehälften 2, 2' aufgeschoben. Das ausgangsseitige Abgasrohr 8, das an dieser Seite eine umlaufende Sicke 204 aufweist, ist über das ausgangsseitige Ende des Konus 6 geschoben. Der Konus 6 ist eingangsseitig auf die inneren Gehäusehälften 2, 2' aufgeschoben.
  • In Fig. 5 wird die Seitenansicht der Vorrichtung zur Abgasreinigung mit isolierenden Elementen dargestellt. Der Aufbau der Vorrichtung entspricht dem der Fig. 2. Abweichend davon ist die Lage der isolierenden Elemente 203, 203' gezeigt. Das eingangsseitige Abgasrohr 8' ist in den Konus 6' eingeführt. An dessen Ende ist in die Sicke 204' das isolierende Element 203' eingelegt. Der Konus 6' wird über das Element 203' am Abgasrohr 8' abgestützt und thermisch und akustisch von diesem isoliert. Ausgangsseitig ist der Konus 6 in das Abgasrohr 8 mit der umlaufenden Sicke 204, in der das isolierende Element 203 eingelegt ist, eingeführt. Der Konus 6 wird über das Element 203 im Abgasrohr 8 thermisch und akustisch isoliert abgestützt.
  • In Fig. 6 wird die Vorderansicht mit Teilschnitten der Vorrichtung zur Abgasreinigung mit isolierenden Elementen gezeigt. Der Aufbau der Vorrichtung entspricht dem der Fig. 3. Die Schnitte der Fig. 6 zeigen, daß die inneren Gehäusehälften 2, 2' mit den äußeren Gehäusehälften 1, 1' nur durch die isolierenden Elemente 202 über die Laschen 4 verbunden sind, so daß hier keine thermische oder akustische Verbindung besteht.

Claims (17)

  1. Vorrichtung zur katalytischen Entgiftung von Abgasen, vorzugsweise Abgasen von Verbrennungskraftmaschinen, mit zwei äußeren Gehäusehälften (1, 1'), zwei inneren Gehäusehälften (2, 2') und einer durch die beiden inneren Gehäusehälften (2, 2') umschlossenen Trägermatrix (3), wobei die inneren Gehäusehälften (2, 2') jeweils seitliche Laschen (4) aufweisen, die formschlüssig in seitliche Ausprägungen (5) der äußeren Gehäusehälften (1, 1') eingreifen und wobei die zusammengesetzten inneren Gehäusehälften (2, 2') in den zusammengesetzten äußeren Gehäusehälften (1, 1') statisch bestimmt gelagert sind,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Abgase durch die Trägermatrix (3) geleitet werden, und daß ein in Umfangsrichtung der äußeren und inneren Gehäusehälften (1, 1', 2, 2') nur durch die seitlichen Laschen (4) durchsetzter freier Ringraum (11) gebildet ist, der von Abgasen nicht durchströmt wird.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die äußeren Gehäusehälften (1, 1') und die inneren Gehäusehälften (2, 2') Sicken (9, 9') aufweisen.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die äußeren Gehäusehälften (1, 1') halbringförmige Ausprägungen (10, 10') aufweisen, und daß in diese Ausprägungen (10, 10') Dichtringe (7, 7') eingelegt sind, die den Raum zwischen den äußeren Gehäusehälften (1, 1') und den inneren Gehäusehälften (2, 2') gasdicht abschließen.
  4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 mit Anschlußrohren (8, 8'), dadurch gekennzeichnet, daß die äußeren Gehäusehälften (1, 1') mit zwei konusförmigen Ein- bzw. Auslaufbereichen (101, 102) versehen sind, und daß die Anschlußrohre (8, 8') mit den Ein- bzw. Auslaufbereichen (101, 102) fügetechnisch verbunden, vorzugsweise verschweißt sind.
  5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4 mit Anschlußrohren (8, 8') und Konen (6, 6'), dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Anschlußrohren (8, 8') und den zusammengesetzten inneren Gehäusehälften (2, 2') die Konen (6, 6') eingesetzt sind, und daß die Konen (6, 6') beiderseits auf die Anschlußrohre (8, 8') bzw. die Enden der inneren Gehäusehälften (2, 2') aufgeschoben sind.
  6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die äußeren Gehäusehälften (1, 1') durch fügetechnische oder formschlüssige Verbindungen gasdicht verbunden sind.
  7. Vorrichtung nach einen der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die inneren Gehäusehälften (2, 2') mindestens vier Laschen (4) aufweisen, die von den Wandungen der inneren Gehäu, sehälften (2, 2') radial nach außen weisen.
  8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Länge der Lasche (4) größer als ihre radiale Länge ist.
  9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Laschen (4) die inneren Gehäusehälften (2, 2') koaxial in einem radialen Abstand von 2 mm bis 10 mm, vorzugsweise von 6 mm von den äußeren Gehäusehälften (1, 1') beabstandet halten.
  10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerung eines Paares der Laschen (4), die sich auf dem Umfang gegenüberliegen, in den Ausprägungen (5) als Festlager, die übrigen Lagerungen in axialer Richtung als Loslager ausgeführt sind.
  11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die inneren Gehäusehälften (2, 2') von den äußeren Gehäusehälften (1, 1') durch isolierende Elemente (202, 203, 203') thermisch und akustisch getrennt sind.
  12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die isolierenden Elemente (202) um die Laschen (4) gelegt sind und in Sicken (201) in den Ausprägungen (5) der äußeren Gehäusehälften (1, 1') eingreifen, und daß die zusammengesetzten inneren Gehäusehälften (2, 2')in den zusammengesetzten äußeren Gehäusehälften (1, 1') statisch bestimmt gelagert sind.
  13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußrohre (8, 8') durch isolierende Elemente (203, 203') von den Konen (6, 6') thermisch und akustisch getrennt sind, und daß die isolierenden Elemente (203, 203') in Sicken (204, 204') gelagert sind.
  14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die isolierenden Elemente (202, 203, 203') aus metallischem oder keramischem Gestricke, vorzugsweise aus keramischen Schnüren bestehen.
  15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägermatrix (3) aus gewickelten oder gestapelten Metallfolien besteht.
  16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägermatrix (3) durch Formschluß in den inneren Gehäusehälften (2, 2') gelagert ist.
  17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägermatrix (3) durch eine fügetechnische Verbindung in den inneren Gehäusehälften (2, 2') befestigt ist.
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