EP1247953A2 - Katalysator für eine Abgasanlage - Google Patents

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EP1247953A2
EP1247953A2 EP02007460A EP02007460A EP1247953A2 EP 1247953 A2 EP1247953 A2 EP 1247953A2 EP 02007460 A EP02007460 A EP 02007460A EP 02007460 A EP02007460 A EP 02007460A EP 1247953 A2 EP1247953 A2 EP 1247953A2
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predetermined breaking
catalyst
catalyst according
breaking point
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EP1247953B1 (de
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Karl Josef Dr.-Ing. Geratz
Kai Dipl.-Ing. Kettenring
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Adam Opel GmbH
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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
    • F01N3/2857—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 the mats or gaskets being at least partially made of intumescent material, e.g. unexpanded vermiculite

Definitions

  • the invention relates to a catalyst the preamble of claim 1.
  • EP 0 684 097 is a catalyst of this type described.
  • the monolithic ceramic brick in the This publication describes how to hold the casing securely proposed the tubular casing around the brick pushed in together with the swelling mat narrow pinch folds. Still it can happen that the brick under the operating load, so high temperature with appropriate thermal expansion and vibrations caused by vehicle operation, breaks at undefined points, the Fragments the flow behavior of the catalyst change and thus impair its function.
  • DE 36 26 729 C2 includes a catalyst shown two bricks arranged one behind the other. at Such a catalyst is the danger of the brick breaking greatly reduced since the short bricks are only relatively small Apply bending forces in the event of vibrations. Indeed the production of such a catalyst is relative complex, even if, as described in DE 38 38 426 A1, Assembly aids are applied in the for assembly the two bricks in a shrink tube are connected to an inner package.
  • the invention has for its object a To create a catalyst of the type mentioned which is a monolithic ceramic brick of longer construction Can be used and even if it breaks Bricks remains functional, being opposite a multi-part brick is easier to assemble.
  • the predetermined breaking points on the circumference of the brick are relatively easy to manufacture, in which, for example, the still plastic blank of the brick, which in general is pressed from a clay-like mass as a strand, when cutting to length from the strand at the same time with indentations is provided.
  • This can be a circulating Act indentation, which then as a continuous Gutter is formed.
  • the impressions can also as punctual points arranged on a circumferential line Be deepened.
  • the Machining predetermined breaking points after the brick has hardened be introduced.
  • the scope of the Bricks only one predetermined breaking point may be provided. With a relatively long brick, however, several can Predetermined breaking points are provided.
  • Such reinforcement can advantageously be produced by a sheet metal part.
  • the invention also succeeds in the case of catalysts relatively long construction with a single ceramic Brick get along during assembly. Such a The catalyst is then also in the event of a break of the Bricks remain fully functional since the break is carried out in a controlled manner at a design location.
  • a catalyst Inside a metallic casing 1 a catalyst is a longitudinally flowed monolithic Ceramic brick 2 stored and from a swelling mat 3 between the brick 2 and the wall of the casing 1 supported.
  • the casing 1 is with a Inlet funnel 4 and an outlet funnel 5 provided.
  • the Brick 2 is on its periphery provided with a circumferential groove 6, which as Breakage point acts.
  • FIG. 2 shows another embodiment a brick 2, which is arranged on a circumferential line Has depressions 7, in their entirety form a predetermined breaking point.
  • the one-piece brick 2 can be assembled of the catalyst can be easily handled and positioned. With a heavy load, the Brick 2 will be on its Predetermined breaking point, namely along the channel 6 or Wells 7, break.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Katalysator für eine Abgasanlage einer Kraftfahrzeug-Brennkraftmaschine mit einem längsdurchströmten monolithischen keramischen Katalysator-Brick (2), der von einem Mantelgehäuse (1) umschlossen ist und darin von einer Quellmatte (3) abgestützt ist. Um bei einem Bruch des Bricks (2) Funktionsstörungen zu vermeiden, ist der Brick (2) mit zumindest einer Sollbruchstelle in Form einer umlaufenden Rinne (6) bzw. in Form von auf einer Umfangslinie angeordneten Vertiefungen (7) versehen. Die Quellmatte (3) ist über der Sollbruchstelle verstärkt. Damit können unkontrollierte Brüche des Bricks (2) im Katalysator vermieden werden. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft einen Katalysator gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Mit EP 0 684 097 ist ein Katalysator dieser Art beschrieben. Um den monolithischen keramischen Brick im Mantelgehäuse sicher zu halten, wird mit dieser Druckschrift vorgeschlagen, das rohrförmige Mantelgehäuse um den zusammen mit der Quellmatte eingeschobenen Brick an seitlichen Quetschfalten zu verengen. Trotzdem kann es vorkommen, dass der Brick unter der Betriebsbelastung, also hoher Temperatur mit entsprechenden Wärmedehnungen und Erschütterungen hervorgerufen durch den Fahrzeugbetrieb, an nicht definierten Stellen zerbricht, wobei die Bruchstücke das Durchströmungsverhalten des Katalysators verändern und damit seine Funktion beeinträchtigen.
Mit DE 36 26 729 C2 ist ein Katalysator mit zwei hintereinander angeordneten Bricks dargestellt. Bei einem solchen Katalysator ist die Bruchgefahr des Bricks stark reduziert, da auf die kurzen Bricks nur relativ geringe Biegekräfte bei Erschütterungen einwirken. Allerdings ist die Herstellung eines solchen Katalysators relativ aufwendig, auch wenn, wie mit DE 38 38 426 A1 beschrieben, Montagehilfsmittel angewendet werden, in dem für die Montage die beiden Bricks in einem SchrumpfSchlauch zu einem Innenpaket verbunden sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Katalysator der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem ein monolithischer keramischer Brick längerer Bauart Verwendung finden kann und der auch bei einem Bruch dieses Bricks funktionstüchtig bleibt, wobei er gegenüber einem mehrteiligen Brick einfacher montierbar ist.
Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen des Patentanspruches 1. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
In dem der aus keramischem Material bestehende Brick etwa in der Mitte seiner Längserstreckung mit einer Sollbruchstelle versehen ist, wird er bei starker Belastung durch Schwingungen an dieser Stelle, an der sich ohnehin die größten Biegespannungen bilden, brechen. Ein Bruch an dieser Stelle beeinträchtigt aber die Funktion des Katalysators nicht. Der nun aus zwei Teilen bestehende Brick kann ohne weiteres die Abgase weiter führen. Auf die nun verkürzten Brick-Teile wirken sehr viel geringere Biegekräfte, so dass ein weiteres Zerbrechen dieser Teile nicht zu befürchten ist.
Die Sollbruchstellen am Umfang des Bricks sind relativ leicht herstellbar, in dem beispielsweise der noch plastische Rohling des Bricks, welcher im Allgemeinen aus einer tonartigen Masse als Strang gepresst wird, beim Ablängen vom Strang gleichzeitig am Umfang mit Eindrückungen versehen wird. Dabei kann es sich um eine umlaufende Eindrückung handeln, die dann als durchgehende Rinne ausgebildet ist. Die Eindrückungen können jedoch auch als auf einer umlaufenden Linie angeordnete punktuelle Vertiefungen ausgebildet sein. Ebenso können die Sollbruchstellen nach dem Aushärten des Bricks spanend eingebracht werden.
Vorteilhafterweise wird auf dem Umfang des Bricks jeweils nur eine Sollbruchstelle vorgesehen sein. Bei einem relativ langen Brick können jedoch auch mehrere Sollbruchstellen vorgesehen sein.
Zur Verbesserung der Lebensdauer des Katalysators kann es angebracht sein, die Quellmatte über den Sollbruchstellen zu verstärken. Eine solche Verstärkung ist vorteilhaft durch ein Blechteil herstellbar.
Durch die Erfindung gelingt es, auch bei Katalysatoren relativ langer Bauweise mit einem einzigen keramischen Brick bei der Montage auszukommen. Ein solcher Katalysator wird dann auch im Falle eines Bruchs des Bricks vollständig funktionsfähig bleiben, da der Bruch kontrolliert an einer konstruktiv vorgesehenen Stelle erfolgt.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachstehend anhand einer Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen
Fig. 1:
einen Katalysator im Schnitt;
Fig. 2:
einen keramischen Brick für einen Katalysator in perspektivischer Darstellung.
Innerhalb eines metallischen Mantelgehäuses 1 eines Katalysators ist ein längsdurchströmter monolithischer keramischer Brick 2 gelagert und von einer Quellmatte 3 zwischen dem Brick 2 und der Wand des Mantelgehäuses 1 abgestützt. Das Mantelgehäuse 1 ist mit einem Einlauftrichter 4 und einem Auslauftrichter 5 versehen.
Wie Fig. 1 zeigt, ist der Brick 2 an seinem Umfang mit einer umlaufenden Rinne 6 versehen, die als Sollbruchstelle wirkt.
Die Fig. 2 zeigt als weiteres Ausführungsbeispiel einen Brick 2, der auf einer Umfangslinie angeordnete Vertiefungen 7 aufweist, die in ihrer Gesamtheit eine Sollbruchstelle bilden.
Der einteilige Brick 2 kann beim Zusammenbau des Katalysators leicht gehandhabt und positioniert werden. Bei einer starken Belastung wird der Brick 2 an seiner Sollbruchstelle, nämlich entlang der Rinne 6 bzw. der Vertiefungen 7, brechen.
Da an diesen Stellen konstruktiv Vorkehrungen getroffen werden können, z. B. durch Verstärkung der Quellmatte 3, wird durch einen solchen Bruch die Funktion des Katalysators und seine weitere Lebensdauer nicht beeinträchtigt.
Bezugszeichenliste
1
Mantelgehäuse
2
Brick
3
Quellmatte
4
Einlauftrichter
5
Auslauftrichter
6
Rinne
7
Vertiefungen

Claims (7)

  1. Katalysator für eine Abgasanlage einer Kraftfahrzeug-Brennkraftmaschine mit einem längsdurchströmten monolithischen keramischen Katalysator-Brick (2), einem den Brick (2) umschließenden Mantelgehäuse (1) mit jeweils einem Einlauf- (4) bzw. Auslauftrichter (5) an den Stirnseiten des Bricks (2) und einer Quellmatte (3) zwischen dem Brick (2) und der Wand des Mantelgehäuses (1), dadurch gekennzeichnet, dass der Brick (2) an seinem Umfang zumindest mit einer Sollbruchstelle versehen ist.
  2. Katalysator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sollbruchstelle als eine den Umfang des Bricks (2) umfangende Rinne (6) ausgebildet ist.
  3. Katalysator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sollbruchstelle des Bricks (2) als auf einer Umfangslinie angeordnete Vertiefungen (7) an der Oberfläche des Bricks (2) ausgebildet ist.
  4. Katalysator nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Sollbruchstelle vorgesehen ist, die, bezogen auf die Längserstreckung des Bricks (2), in der Mitte des Bricks (2) angeordnet ist.
  5. Katalysator nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass über die Länge des Katalysator-Bricks (2) an dessen Umfang mehrere Sollbruchstellen angeordnet sind.
  6. Katalysator nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Quellmatte (3) über den Sollbruchstellen mit Verstärkungen ausgeführt ist.
  7. Katalysator nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstärkung durch ein Blechteil gebildet ist.
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