PL196779B1 - Sposób wytwarzania obudowy katalizatora silników spalinowych - Google Patents

Abstract

1. Sposób wytwarzania obudowy katalizato- ra silników spalinowych za pomoc a techniki zwijania i napr ezania, w którym owini ety poro- wat a mat a rdze n katalizatora owija si e os lon a obudowy lub umieszcza w os lonie obudowy, zwini etej wst epnie z wykroju z blachy, zna- mienny tym, ze os lon e (1) obudowy napina si e wst epnie ta smami naprezaj acymi (4) i podczas napr ezania wst epnego wywiera si e na ni a bez- po srednie lub po srednie obstukiwanie o wst ep- nie ustalonej cz estotliwo sci uderze n od 20 do 80 Hz, powoduj ace osadzenie porowatej maty (3). PL PL PL PL

Description

(12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) 196779 (21) Numer zgłoszenia: 345489 ^{(13) B1} (22) Data zgłoszenia: 26.07.1999 ^{(51) Int.Cl.}

F01N 3/28 (2006.01) (86) Data i numer zgłoszenia międzynarodowego:

26.07.1999, PCT/EP99/05320 (87) Data i numer publikacji zgłoszenia międzynarodowego:

09.03.2000, WO00/12878 PCT Gazette nr 10/00 (54)

Sposób wytwarzania obudowy katalizatora silników spalinowych (30) Pierwszeństwo:

26.08.1998,DE,19838750.4 (43) Zgłoszenie ogłoszono:

17.12.2001 BUP 26/01 (45) O udzieleniu patentu ogłoszono:

31.01.2008 WUP 01/08 (73) Uprawniony z patentu:

VOLKSWAGEN AKTIENGESELLSCHAFT, Wolfsburg,DE (72) Twórca(y) wynalazku:

Jorn Schnigenberg,Schauenburg,DE (74) Pełnomocnik:

Stypułkowski Heliodor, HELPAT ⁽⁵⁷⁾ 1. Sposób wytwarzania obudowy katalizatora silników spalinowych za pomocą techniki zwijania i naprężania, w którym owinięty porowatą matą rdzeń katalizatora owija się osłoną obudowy lub umieszcza w osłonie obudowy, zwiniętej wstępnie z wykroju z blachy, znamienny tym, że osłonę (1) obudowy napina się wstępnie taśmami naprężającymi (4) i podczas naprężania wstępnego wywiera się na nią bezpośrednie lub pośrednie obstukiwanie o wstępnie ustalonej częstotliwości uderzeń od 20 do 80 Hz, powodujące osadzenie porowatej maty (3).

FIG.4

PL 196 779 B1

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania obudowy katalizatora silników spalinowych, stosowanego w instalacjach wydechowych pojazdów mechanicznych.

Aby produkować katalizatory z monolitami, to znaczy z nośnikami ceramicznymi, konieczna jest ochrona monolitu w obudowie katalizatora przed naprężeniami mechanicznymi. Uzyskuje się to zwykle przy pomocy tak zwanej maty porowatej lub pęczniejącej, która oddziela monolit od metalowej obudowy.

Obudowy katalizatorów stosowanych w przypadku użycia katalizatora w instalacjach wydechowych silników spalinowych, zwłaszcza pojazdów mechanicznych, posiadają różne postacie wykonania, przy czym dwie metody są najbardziej znane na rynku. Według pierwszej metody opisanej w EP 0 818 615 A2, pokryty katalitycznie czynnym materiałem monolit (zwłaszcza ceramiczna kształtka konstrukcyjna), zostaje owinięta porowatą matą, której zadaniem jest ułożyskowanie monolitu. Ta porowata mata zostaje razem z monolitem umieszczona w blaszanej osłonie, która wykonana jest również metodą zwijania i jej zadaniem jest utrzymywanie w prawidłowym położeniu monolitu razem z jej porowatą okł adziną . Naprężona wstę pnie osł ona z blachy zostaje nastę pnie w poszczególnych miejscach połączona za pomocą spawania punktowego. Po stronie czołowej zostają osadzone leje wlotowy i wylotowy, które są skierowane odpowiednio do wymagań (dołączenie rury wydechowej). Osadzenie lejów następuje za pomocą okrągłego szwu spawanego na zwiniętym konwertorze. Po zamknięciu blaszanej osłony szwem spawanym otrzymuje się gotowy, zwinięty konwertor.

Druga powszechna na rynku metoda jest znana jako konwertor powłokowy, który składa się z monolitu, oddzielnej maty porowatej i dwóch półskorup, mianowicie skorupy górnej i dolnej. W konwertorze powłokowym występują jednak często trudności w dopasowaniu jego kształtu do podłogi pojazdów mechanicznych, spowodowane trwałą geometrią kształtu skorup.

Przedmiotem wynalazku jest opracowanie sposobu wytwarzania obudowy katalizatorów silników spalinowych za pomocą techniki zwijania i naprężania, w którym rdzeń katalizatora, zwłaszcza monolit, może być umieszczony wewnątrz osłony obudowy w sposób szczególnie bezpieczny i trwały, w wyniku czego zagwarantowana jest trwał o ść materiał u katalizatora i jego dł ugi okres eksploatacji.

Sposób wytwarzania obudowy katalizatora silników spalinowych za pomocą techniki zwijania i naprężania, w którym owinię ty porowatą matą rdzeń katalizatora owija się osłoną obudowy lub umieszcza w osłonie obudowy, zwiniętej wstępnie z wykroju z blachy, charakteryzuje się tym, że osłonę obudowy napina się wstępnie taśmami naprężającymi i podczas naprężania wstępnego wywiera się na nią bezpośrednie lub pośrednie obstukiwanie o wstępnie ustalonej częstotliwości uderzeń od 20 do 80 Hz, powodujące osadzenie porowatej maty. Obstukiwanie korzystnie wykonuje się z częstotliwością wynoszącą zwłaszcza 40 do 50 Hz, najkorzystniej przez 2 do 4 sekundy, a zwłaszcza 5 sekund. Porowatą matę korzystnie umieszcza się w osłonie obudowy w taki sposób, że zakładkę porowatej osłony przestawia się względem zakładki osłony obudowy o 180°. Przy końcu procesu obstukiwania korzystnie zwiększa się siłę naprężającą do wstępnego napinania osłony obudowy i najkorzystniej siłę naprężającą zwiększa się na 10 do 30 kN, a zwłaszcza 20 kN, po czym osłonę obudowy łączy się za pomocą spawania punktowego. Do połączonej punktowo osłony obudowy korzystnie spawa się czołowo leje za pomocą okrągłego szwu, a po przyspawaniu lejów, połączoną punktowo zakładkę osłony obudowy spawa się w całości za pomocą wzdłużnego szwu.

W wyniku obstukiwania, którego czę stotliwość wynosi 20 do 80 Hz, a zwł aszcza 40 do 50 Hz i które prowadzi się na przykł ad przez 5 sekund, nastę puje w peł ni skuteczne osadzenie porowatej maty przy naprężaniu osłony obudowy za pomocą taśm naprężających, dzięki czemu jest zagwarantowane absolutnie trwałe osadzenie monolitu wewnątrz osłony obudowy w ciągu całej żywotności katalizatora.

Zakładkę porowatej osłony przestawia się względem zakładki osłony obudowy o 180°, aby obydwie nakładki nie zostały umieszczone jedna nad drugą, przez co dociąganie względnie napinanie porowatej maty lub osłony obudowy mogłoby spowodować szkody.

Tego rodzaju sterowane siłowo naprężanie osłony z równoczesnym obstukiwaniem powoduje w szczególnie skuteczny sposób trwa ł e osadzenie porowatej maty w os ł onie, której połączenia spawa się punktowo, a następnie ciągłym szwem.

W ten sposób można wytwarzać obudowę katalizatora bardzo szybko, dokładnie wymiarowo i korzystnie pod wzgl ę dem kosztów.

PL 196 779 B1

Wynalazek zostanie poniżej przykładowo objaśniony dokładniej w oparciu o rysunek na rysunku tym fig. 1 przedstawia schematycznie w widoku czołowym osłonę obudowy po operacji zwijania; fig. 2 - w uję ciu schematycznym widok czołowy monolitu, zawinię tego w porowatą mat ę ; fig. 3 - widok czołowy monolitu z fig. 2 w osłonie z fig. 1; fig. 4 - schematyczne ujęcie procesu napinania, w którym osłona obudowy zostaje wstępnie naprężona; fig. 5 - schematyczne ujęcie odmiany procesu napinania osłony obudowy; fig. 6 - schematyczny widok z boku punktowo zespawanej osłony obudowy po operacji naprężania, oraz fig. 7 - schematyczny widok z boku gotowej obudowy katalizatora po zamocowaniu czołowych lejów.

Na fig. 1 jest uwidoczniona wykonana z blachy osłona 1 obudowy, która jest cylindrycznie zwinięta z wykroju blachy w ten sposób, że jej końce nakładają się na siebie.

Następnie, jak to zostało przedstawione na fig. 2, monolit 2 w kształcie cylindrycznego nośnika ceramicznego jest owinięty porowatą matą 3. Również końce nawiniętej porowatej maty 3 nakładają się na siebie.

Owinięty porowatą matą 3 monolit 2 zostaje umieszczony w zwiniętej osłonie 1 obudowy, jak to zostało pokazane na fig. 3. Położenie zachodzącej na siebie porowatej maty jest przestawione o 180° od zakładki osłony 1 obudowy.

Następnie osłona 1 obudowy, a tym samym umieszczona wewnątrz porowata mata 3, zostają w specjalnym urzą dzeniu napię te wstę pnie za pomocą taś m naprężają cych 4, przy czym przez obstukiwanie z częstotliwością na przykład 45 Hz w ciągu na przykład 5 sekund jest zapewnione dokładne osadzanie porowatej maty 3. Jednocześnie siła na końcu procesu obstukiwania może wzrosnąć do wysokości na przykład 20 kN, aby zagwarantować trwałe osadzenie monolitu 2.

W przedstawionym na fig. 4 przykł adzie wykonania, zakł adki osł ony 1 obudowy i porowatej maty 3, są przestawione każdorazowo o 90° względem środkowej płaszczyzny naprężającej, która na fig. 4 jest płaszczyzną poziomą przebiegającą przez punkt środkowy monolitu 2 i punkt przecięcia taśmy naprężającej 4. Alternatywnie jest jednak także możliwe, aby osłona 1 obudowy została umieszczona wewnątrz taśmy naprężającej 4 w taki sposób, aby nakładki osłony 1 obudowy i porowatej maty 3 były usytuowane w tej środkowej płaszczyźnie naprężającej, jak to zostało uwidocznione na fig. 5.

W ten sposób naprężona wstępnie osłona 1 obudowy zostaje połączona od strony czołowej za pomocą spawania punktowego 5, jak pokazano na fig. 6.

Tak przygotowana wstępnie obudowa katalizatora zostaje następnie umieszczona w urządzeniu spawalniczym i zaopatrzona w leje 6, jak to pokazane zostało na fig. 7. W następnym etapie procesu leje 6 zostają przyspawane za pomocą okrągłych szwów 7 do osłony 1 obudowy, co może być wykonane na przykład elektrodą topliwą w osłonie gazów aktywnych (spawanie MAG). Na koniec połączona nakładka osłony 1 obudowy zostaje w całości zaspawana wzdłużnym szwem 8 tak, że katalizator jest już gotowy do zamontowania w samochodzie.

Claims (8)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób wytwarzania obudowy katalizatora silników spalinowych za pomocą techniki zwijania i naprężania, w którym owinię ty porowatą matą rdzeń katalizatora owija się osłoną obudowy lub umieszcza w osłonie obudowy, zwiniętej wstępnie z wykroju z blachy, znamienny tym, że osłonę (1) obudowy napina się wstępnie taśmami naprężającymi (4) i podczas naprężania wstępnego wywiera się na nią bezpośrednie lub pośrednie obstukiwanie o wstępnie ustalonej częstotliwości uderzeń od 20 do 80 Hz, powodujące osadzenie porowatej maty (3).
2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że obstukiwanie przeprowadza się z częstotliwością 40 do 50 Hz.
3. 3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że proces obstukiwania prowadzi się przez 2 do 4 sekundy, zwł aszcza przez 5 sekund.
4. 4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że porowatą matę (3) umieszcza się w osłonie (1) obudowy w taki sposób, że zakładkę porowatej osłony przestawia się względem zakładki osłony (1) obudowy o 180°.
5. 5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że przy końcu procesu obstukiwania zwiększa się siłę naprężającą wstępnego napinania osłony (1) obudowy.

   PL 196 779 B1
6. 6. Sposób według zastrz. 5, znamienny tym, że siłę naprężającą przy końcu procesu obstukiwania zwiększa się na 10 do 30 kN, zwłaszcza 20 kN.
7. 7. Sposób według zastrz. 5, znamienny tym, że po wstępnym naprężeniu osłonę (1) obudowy łączy się za pomocą spawania punktowego.
8. 8. Sposób według zastrz. 7, znamienny tym, że do połączonej punktowo osłony (1) obudowy spawa się czołowo leje (6) za pomocą okrągłego szwu (7), a po przyspawaniu lejów (6), połączoną punktowo zakładkę osłony (1) obudowy spawa się w całości za pomocą wzdłużnego szwu (8).