WO2003033886A1 - Verfahren zur herstellung eines katalysatormoduls, katalysatormodul und katalysatorsystem - Google Patents

Verfahren zur herstellung eines katalysatormoduls, katalysatormodul und katalysatorsystem Download PDF

Info

Publication number
WO2003033886A1
WO2003033886A1 PCT/DE2002/003791 DE0203791W WO03033886A1 WO 2003033886 A1 WO2003033886 A1 WO 2003033886A1 DE 0203791 W DE0203791 W DE 0203791W WO 03033886 A1 WO03033886 A1 WO 03033886A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
catalyst
housing
module
catalyst body
bearing
Prior art date
Application number
PCT/DE2002/003791
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Fadime TÜRKUCAR
Hubert Schedel
Original Assignee
Siemens Aktiengesellschaft
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens Aktiengesellschaft filed Critical Siemens Aktiengesellschaft
Publication of WO2003033886A1 publication Critical patent/WO2003033886A1/de

Links

Classifications

    • 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
    • F01N13/00—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
    • F01N13/009—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00 having two or more separate purifying devices arranged in series
    • F01N13/0097—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00 having two or more separate purifying devices arranged in series the purifying devices are arranged in a single 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
    • F01N13/00—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
    • F01N13/011—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00 having two or more purifying devices arranged in parallel
    • F01N13/017—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00 having two or more purifying devices arranged in parallel the purifying devices are arranged in a single 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
    • 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
    • F01N3/2882—Catalytic reactors combined or associated with other devices, e.g. exhaust silencers or other exhaust purification devices
    • F01N3/2885—Catalytic reactors combined or associated with other devices, e.g. exhaust silencers or other exhaust purification devices with exhaust silencers in a single 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
    • F01N2230/00—Combination of silencers and other devices
    • F01N2230/04—Catalytic converters
    • 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
    • F01N2260/00—Exhaust treating devices having provisions not otherwise provided for
    • F01N2260/10—Exhaust treating devices having provisions not otherwise provided for for avoiding stress caused by expansions or contractions due to temperature variations
    • 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
    • F01N2450/00—Methods or apparatus for fitting, inserting or repairing different elements
    • F01N2450/02—Fitting monolithic blocks into the housing

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a catalyst module with at least two catalyst bodies arranged in a housing. It further relates to a catalyst module produced by the method and to a catalyst system with a number of such catalyst modules for motor vehicles, in particular for commercial vehicles.
  • the internal combustion engines of such vehicles require treatment and cleaning of the exhaust gases.
  • a large number of catalysts have been developed in the past, which have the task of cleaning the exhaust gases of an internal combustion engine, for example a diesel engine.
  • SCR selective catalytic reduction
  • the nitrogen oxides with suitable reducing agents are usually 'reduced with ammonia or urea, with a catalyst to environmentally neutral nitrogen and water.
  • a catalytic converter module comprising at least two catalytic converter bodies is often installed in a housing in the exhaust system of motor vehicles or commercial vehicles.
  • catalyst bodies in particular all-ceramic catalyst bodies, for example based on titanium dioxide, are usually used. Because of their particularly high efficiency and their low manufacturing outlay, these are in principle particularly suitable for use in the exhaust system of a motor vehicle.
  • a housing made of a heat and impact-resistant metal are usually used.
  • a so-called bearing mat In order to store the catalyst bodies in a particularly unbreakable manner, a so-called bearing mat can be provided, which on the one hand fixes the catalyst body in the housing, but on the other hand also functions as a cushion between the catalyst body and the housing.
  • the bearing mat should fill the gap between the respective catalyst body and the housing precisely.
  • the contour dimensions of the catalyst bodies to be inserted in each case can differ due to the manufacturing process, even with the same design and with the same area of application. Accordingly, the bearing mat is usually intended to compensate for the different contour dimensions of the respective catalyst body by means of its suitably selected thickness.
  • the catalyst bodies and the bearing mats are each sorted and stored according to classes characteristic of their respective diameters or their respective thicknesses, and their dimensions are suitably combined before being introduced into the housing.
  • This concept is consequently particularly unfavorable with regard to the logistical effort for the production of catalyst modules in large quantities and is therefore unsuitable.
  • the invention is therefore based on the object of specifying a method for producing a catalyst module of the type mentioned above, which enables particularly low expenditure even in the production of large quantities.
  • a catalyst module that is particularly suitable for this purpose is to be specified, which can be installed particularly easily and safely in a catalyst system suitable for simple installation, for example in a silencer.
  • this object is achieved according to the invention in that a diameter characteristic value is determined for each catalyst body, on the basis of which a corresponding inner diameter of the housing is set in each bearing area of the respective catalyst body.
  • the invention is based on the consideration that the method for producing a catalyst module should be designed in such a way that it only requires a relatively low effort. Therefore, complex manufacturing steps should be avoided consistently.
  • the mutual compensation of their dimensions or thicknesses which is necessary before being introduced into a given housing, can lead to a comparatively high logistical effort until the complementary classes of both components are brought together.
  • an reversal of the previous procedure provides for an adaptation of the housing section intended for storage with respect to its inner diameter to the catalyst body to be introduced there.
  • the contour dimensions of the lige catalyst body and based on a thus determined diameter characteristic, the housing which is preferably rotationally symmetrical, in its areas provided for the catalyst body storage correspondingly individually adjusted with respect to its inner diameter.
  • each catalyst body is advantageously covered by a bearing mat before being introduced into the housing.
  • their weight per unit area is expediently determined, whereupon the thickness value calculated therefrom is preferably also taken into account accordingly when adapting each inner diameter of the housing in the bearing area of the respective catalyst body.
  • a particularly high setting accuracy when adapting each inner diameter to the determined dimensioning of the respective catalyst body and the bearing mat with a low manufacturing effort is expediently achieved, in contrast to squeezing, by means of a measurement-controlled expansion or spreading of the affected areas of the housing. This is preferably done in accordance with the previously determined contour data of the catalyst bodies to be inserted and the basis weight of the respective bearing mats.
  • auxiliary devices are expediently used for economic and production-technical reasons.
  • medium used In order to precisely match the transition areas between such an aid and the housing, a shaped piece or funnel is advantageously used in each case, which is adapted to the standardized aid in its areas provided for connection to it.
  • These areas, in particular the connection areas, in the edge areas of the housing are expediently kept unchanged when each bearing area of the housing is adapted to the respective catalyst body and to the respective bearing mat, so that even after the central bearing areas have been widened, the outer diameter of the Housing in its peripheral areas to the externally specified standard remains ensured.
  • the stated object is achieved by adapting the outer diameter of the housing to an externally specified standard and the inner diameter of the housing in the bearing regions of the catalyst body, taking into account each one determined Diameter characteristic for the respective catalyst body are selected.
  • the housing is preferably designed to be rotationally symmetrical.
  • a suitable contouring of the housing is expediently chosen from one of the edge regions of the housing in order to facilitate the introduction or stuffing of the catalyst bodies with the bearing mats surrounding them.
  • the edge areas of the housing are preferably chosen to be larger in terms of their diameter dimensions than the inner diameters to be expected in the bearing areas.
  • its housing expediently has mounting surfaces for welding. These mounting surfaces for making weld seams are preferably provided at least in one of the edge regions of the housing and in a particularly advantageous embodiment for particularly reliable spatial fixation in the bearing regions of its catalyst bodies.
  • the mounting surface of the housing in the respective storage area of its catalyst bodies is expediently designed partially or completely as a circumferential bead.
  • the bead can also act as a thermal expansion joint, since it can flexibly compensate for thermal stresses in the longitudinal direction of the housing of the catalyst module.
  • the bead is preferably designed as a trapezoidal outer bead and thus advantageously forms a plateau which provides the mounting surface with a constant outer surface over a certain length of the housing in each storage area of the catalyst body. Outside diameter there, which allows a certain flexibility in the adjustment of an associated bracket.
  • the plateau of the trapezoidal outer bead has a minimum length of 5 mm in a particularly advantageous embodiment.
  • the outwardly directed bead provides a defined outer diameter not only in the edge regions of the housing, which are adapted to an externally specified standard, but also in each bearing region.
  • the catalytic converter module is particularly suitable for use in a catalytic converter system, in particular for motor vehicles and commercial vehicles, due to its catalytic converter body, which is particularly protected against mechanical and thermal loads.
  • the catalyst system preferably has a number of carrier plates in a gas flow space, in which one or more catalyst modules are arranged over their
  • the catalytic converter system can also be designed as a muffler, in particular for a commercial vehicle, so that a system achieves both an effective cleaning of the exhaust gases with a reduction in nitrogen oxide emissions and a reduction in the noise emissions that occur during operation of the internal combustion engine, in particular a diesel engine becomes.
  • the catalyst modules arranged therein are expediently sealed gas-tight at the gas inlet or outlet in the area of the fastening.
  • a number of receiving openings, preferably arranged in the carrier plate in the gas inlet or gas outlet area, for the catalyst modules assigned to them advantageously each comprises a flange.
  • Such circumferential flanging enables gas-tight attachment of the mounting surface of the housing of the respective catalyst module to the carrier plate in a particularly simple manner.
  • a further support plate can be provided for mechanically fixing the catalyst module in the transverse direction to the gas flow.
  • This is usually arranged parallel to the first carrier plate at the other end of the catalyst module and holds a number of catalyst modules in the area of their respective gas outlet or inlet.
  • the further carrier plate is therefore expediently not offset at the other end of the catalytic converter module, but offset inwards, preferably in the storage area of the catalytic converter body, and connected to the trapezoidal outer bead.
  • receiving openings of the further Ren carrier plate preferably a sliding seat for the housing of the catalyst modules.
  • the advantages achieved by the invention are, in particular, that the subsequent specific dimensioning of the housing of the catalyst module in the storage areas of the catalyst bodies, depending on the components to be used, makes it possible to provide a process for the production of catalyst modules which is particularly suitable for large quantities , without the need for complex classification of the catalyst bodies and bearing mats to be inserted into the housing as components. All that is required is to determine the contour data or the basis weight of the components to be introduced, in order to give the housing the appropriate measure for storage of the respective catalyst body in accordance with requirements by means of a measurement-controlled expansion in the areas concerned. This means that even components with different dimensions can be accommodated in one and the same housing without sacrificing storage reliability.
  • the configuration of the mounting surfaces of the housing for welding in the storage areas of the catalyst body completely circumferentially as a stiffening bead, in particular as a trapezoidal bead with flattened inclined sides and a preferably at least 5 mm long plateau facilitates the manufacture of the catalyst module and can reduce thermal stresses in the longitudinal direction of the housing Compensate the catalyst module and allows a particularly reliable spatial fixation of the catalyst module in the exhaust system of a motor vehicle or commercial vehicle while avoiding undesirable resonance effects.
  • FIG. 1 shows the components provided for producing a catalyst module
  • Figure 2 is a plan view of a cut-open catalyst module
  • Figure 3 is a schematic representation of a catalyst system.
  • the three basic components for producing a catalyst module 1 are shown in FIG. 1.
  • each catalyst body 4 is designed for the highly effective treatment of exhaust gases from a diesel engine and, for this purpose, is designed as a ceramic full extrudate based on titanium dioxide.
  • Aluminum-silicate fibers for example, are used as the material for the bearing mats 6. That the catalyst body 4 padded in this way for a stable and safe installation in the exhaust system of the respective vehicle, the rotationally symmetrical housing 2 shown in cross section in FIG. 1 is made of a shock and heat-resistant metal, in particular of chromium-nickel steel.
  • FIG. 2 shows a top view of a cut-open catalyst module 1 in the assembled state for better illustration, two catalyst bodies 4 and two associated bearing mats 6 being provided in the exemplary embodiment. As can be seen from this illustration, these parts each have a particularly coordinated fit for a desired secure mounting of the respective catalyst body 4 with the bearing mat 6 surrounding it in the housing 2. When manufacturing the catalyst module 1, particular attention is paid to maintaining this fit.
  • the manufacturing process for the catalyst module 1 is therefore particularly geared towards avoiding such sorting and stocking while maintaining high manufacturing accuracy.
  • a diameter characteristic value of the respective catalyst body 4 is first determined, which is taken into account in a subsequent shaping process for the housing 2.
  • a characteristic value for the thickness of the respective bearing mat 6 is also determined, its basis weight being used in the exemplary embodiment.
  • an actual value for the overall diameter of the components to be inserted is determined on a module-specific basis, from which the target value for the inside diameter d of the housing 2 in each bearing area 8 assigned to the respective catalyst body 4 is required for a precisely fitting reception of the catalyst body 4 surrounded by the bearing mat 6 is determined.
  • the inside diameter d of the housing 2 is then specifically set in each bearing area 8 on the basis of the determined target value.
  • the housing 2 is expanded in a measurement-controlled manner in each of these areas in accordance with the respectively determined contour and basis weight data, so that the housing 2 in the bearing areas 8 of the catalyst body 4 is given the predetermined dimension, which is shown in FIG. 1 by those pointing outwards Arrows is indicated.
  • the edge areas 10 of the housing 2 are adapted to an externally specified standard and remain unaffected by the shaping process. They therefore retain their dimensions and thus allow the use of standardized aids which, for example, facilitate the introduction of the catalyst bodies 4 and the respective bearing mats 6 into the housing 2, which are required to produce the catalyst module 1.
  • a number of catalytic converter modules 1 produced in this way form a catalytic converter system 12, shown by way of example in FIG. 3, which is used in the exhaust gas system of the respective vehicle for the effective cleaning of the exhaust gases generated during operation of an internal combustion engine, in particular a diesel engine, from commercial vehicles. Only two of the catalyst modules 1 are shown in the exemplary embodiment.
  • each catalyst module 1 equipped with the catalyst bodies 4 and with the bearing mats 6 in the exhaust system of a motor vehicle its housing has 2 mounting surfaces 14, 16 for welding. At least one mounting surface 14 is provided in one of the edge regions 10 of the housing 2, which is adapted to an externally specified standard, and at least one further mounting surface 16 is provided for making a weld seam in the respective bearing regions 8 of its catalyst bodies 4.
  • the latter mounting surface 16 in particular is specifically designed for the particularly reliable and also particularly flexible fixing of the catalyst module 1 in the exhaust system. It can be partially or completely circumferential as a bead 18. It can have a stiffening effect. In the exemplary embodiment, the further mounting surface 16 is designed as a completely circumferential bead 18. This has the advantage that it can also act as a thermal expansion joint. Its design as an outwardly curved bead 18, with shapes such as hill-like or step-like structures also being conceivable, gives the housing 2 also in the bearing areas 8 assigned to the respective catalyst bodies 4 of the housing 2 has a defined outer diameter, which facilitates the assembly of the catalyst modules 1 in the exhaust system.
  • a very specific configuration is provided for the bead 18 as a trapezoidal outer bead 20 with a plateau 22, as shown in the cross section in FIG. 3.
  • This plateau 22 has a constant outer diameter over its entire length. This allows a corresponding adjustment margin over the length of the plateau when installing the catalyst module 1 in the exhaust system of the motor vehicle or commercial vehicle.
  • a minimum length of 5 mm is selected for its plateau 22 in the exemplary embodiment.
  • this choice of length for the plateau 22 ensures adequate adaptation to the dimensions and tolerances customary in the exhaust system.
  • a preferably particularly flattened configuration of the oblique sides of the trapezoidal shape of the outer bead 20 also facilitates damage-free insertion or stuffing of the bearing mat 6 surrounding the catalyst body 4 into the housing 2.
  • the two catalyst modules 1 shown in the exemplary embodiment are arranged in parallel in a gas flow space 24 of the catalyst system 12 and are held by two carrier plates 26, 28 via their housings 2.
  • the catalyst system 1 can also act as a silencer in order to reduce the noise emissions that occur during operation of the internal combustion engine, in particular a diesel engine.
  • one of the carrier plates 26, 28, in the exemplary embodiment the second carrier plate 28, can be configured with holes. This also avoids the formation of standing sound waves in the gas flow space 24.
  • the catalyst modules 1 arranged therein are sealed gas-tight in the exemplary embodiment at the gas inlet 30 in the area of the fastening.
  • receptacle openings 32 arranged in the gas inlet area for the catalyst modules 1 assigned to them each comprise a flange 34.
  • Each sliding seat 38 ensures a fastening to the carrier plate 28 which can be adapted to possible thermal changes in the length of the housing 2 of the catalyst module 1.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)

Abstract

Ein Verfahren zur Herstellung eines Katalysatormoduls (1) mit einem in einem Gehäuse (2) angeordneten Katalysatorkörper (4) soll auch bei der Herstellung grosser Stückzahlen einen besonders geringen Aufwand ermöglichen. Dazu wird ein Durchmesserkennwert für jeden Katalysatorkörper (4) ermittelt, anhand dessen erfindungsgemäss in jedem dem jeweiligen Katalysatorkörper (4) zugeordneten Lagerbereich (8) ein entsprechender Innendurchmesser (d) des Gehäuses (2) eingestellt wird.

Description

Beschreibung
Verfahren zur Herstellung eines Katalysatormoduls, Katalysatormodul und Katalysatorsystem
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines Katalysatormoduls mit zumindest zwei in einem Gehäuse angeordneten Katalysator örpern. Sie bezieht sich weiter auf ein nach dem Verfahren hergestelltes Katalysatormodul und auf ein Katalysatorsystem mit einer Anzahl von derartigen Katalysatormodulen für Kraftfahrzeuge, insbesondere für Nutzfahrzeuge .
Um den Schadstoffausstoß in die Umwelt zu begrenzen und zu reduzieren, ist für die Verbrennungsmotoren solcher Fahrzeuge eine Behandlung und Reinigung der Abgase erforderlich. Hierzu sind in der Vergangenheit eine Vielzahl von Katalysatoren entwickelt worden, die die Aufgabe haben, die Abgase eines Verbrennungsmotors, beispielsweise eines Dieselmotors, zu reinigen. Zur Verringerung der im Abgas eines solchen Verbrennungsmotors enthaltenen Stickoxide hat sich insbesondere das Verfahren der Selektiven Katalytischen Reduktion (selec- tive catalytic reduction, SCR) bewährt. Bei diesem Verfahren werden die Stickoxide mit geeigneten Reduktionsmitteln, meist' mit Ammoniak oder Harnstoff, an einem Katalysator zu umweltneutralem Stickstoff und zu Wasser reduziert.
Für den Einsatz des Katalysators wird häufig ein zumindest zwei Katalysatorkörper in einem Gehäuse umfassendes Katalysa- tormodul im Abgassystem von Kraftfahrzeugen oder Nutzfahrzeugen eingebaut. Meistens bilden mehrere solcher verbauter Katalysatormodule ein sogenanntes Katalysatorsystem im Fahrzeug. Dabei kommen üblicherweise Katalysatorkörper, insbesondere vollkeramische Katalysatorkörper, beispielsweise auf Titandioxid-Basis, zum Einsatz. Diese eignen sich aufgrund ihres be- sonders hohen Wirkungsgrades und ihres geringen Herstellungsaufwandes grundsätzlich besonders für die Verwendung im Abgassystem eines Kraftfahrzeuges. Zum Schutz der Katalysatorkörper vor negativen äußeren mechanischen oder thermischen Einflüssen sind diese üblicherweise von einem Gehäuse aus ei- nem hitze- und stoßbeständigen Metall umgeben.
Um die Katalysatorkörper darüber hinaus noch in besonderem Maße bruchsicher zu lagern, kann eine sogenannte Lagermatte vorgesehen sein, die einerseits den Katalysatorkörper im Ge- häuse fixiert, andererseits aber auch als Polster zwischen dem Katalysatorkörper und dem Gehäuse fungiert. Zu diesem Zweck sollte die Lagermatte den Zwischenraum zwischen dem jeweiligen Katalysatorkörper und dem Gehäuse passgenau ausfüllen. Die Konturmaße der jeweils einzufügenden Katalysatorkör- per können jedoch selbst bei gleicher Bauart und bei gleichem Anwendungsgebiet herstellungsbedingt differieren. Dementsprechend soll die Lagermatte üblicherweise die unterschiedlichen Konturmaße des jeweiligen Katalysatorkörpers durch ihre geeignet gewählte Dicke ausgleichen. Daher werden zur Herstel- lung derartiger Katalysatormodule die Katalysatorkörper und die Lagermatten jeweils nach für ihren jeweiligen Durchmesser bzw. ihre jeweilige Dicke charakteristischen Klassen sortiert und bevorratet sowie vor dem Einbringen in das Gehäuse hinsichtlich ihrer Dimensionierungen passend zueinander kombi- niert. Dieses Konzept ist folglich insbesondere im Hinblick auf den logistischen Aufwand für eine Herstellung von Katalysatormodulen in großen Stückzahlen ungünstig und somit schlecht geeignet. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines Katalysatormoduls der oben genannten Art anzugeben, das auch bei der Herstellung großer Stückzahlen einen besonders geringen Aufwand ermöglicht. Des Weiteren soll ein dazu besonders geeignetes Katalysatormodul angegeben werden, das besonders einfach und sicher in einem für eine einfache Montage geeigneten Katalysatorsystem, beispielsweise in einem Schalldämpfer, eingebaut werden kann.
Bezüglich des Verfahrens wird diese Aufgabe erfindungsgemäß gelöst, indem ein Durchmesserkennwert für jeden Katalysatorkörper ermittelt wird, anhand dessen in jedem Lagerbereich des jeweiligen Katalysatorkörpers ein entsprechender Innen- durchmesser des Gehäuses eingestellt wird.
Die Erfindung geht dabei von der Überlegung aus, dass das Verfahren zur Herstellung eines Katalysatormoduls derart ausgestaltet sein sollte, dass es nur eines verhältnismäßig ge- ring gehaltenen Aufwandes bedarf. Daher sollten aufwändige Herstellungsschritte konsequent vermieden werden. Bei der Verwendung unterschiedlich dimensionierter Katalysatorkörper und Lagermatten kann die vor dem Einbringen in ein vorgegebenes Gehäuse erforderliche gegenseitige Kompensation ihrer Ma- ße bzw. Dicken zu einem vergleichsweise hohen logistischen Aufwand führen, bis die sich ergänzenden Klassen beider Komponenten zusammengebracht sind. Um diesen Aufwand zu vermeiden, aber gleichzeitig verschieden dimensionierte Katalysatorkörper in einem Gehäuse einsetzen zu können, ist in der Umkehr der bisherigen Vorgehensweise eine Anpassung des für die Lagerung bestimmten Gehäuseabschnitts bezüglich seines Innendurchmessers jeweils an den dort einzubringenden Katalysatorkörper vorgesehen. Dazu werden die Konturmaße des jewei- ligen Katalysatorkörpers aufgenommen und anhand eines damit ermittelten Durchmesserkennwertes das Gehäuse, das vorzugsweise rotationssymmetrisch ausgeführt ist, in seinen für die Katalysatorkörper-Lagerung vorgesehenen Bereichen bezüglich seines Innendurchmessers entsprechend individuell eingestellt.
Bevorzugte Ausgestaltungen des Verfahrens zur Herstellung eines Katalysatormoduls sind in den Unteransprüchen angegeben.
Für einen besonderen Schutz und zur Fixierung des jeweiligen Katalysatorkörpers im Gehäuse wird jeder Katalysatorkörper vor dem Einbringen in das Gehäuse vorteilhafterweise von einer Lagermatte ummantelt. Als Maß für deren Dicke wird zweck- mäßigerweise ihr Flächengewicht bestimmt, woraufhin der daraus berechnete Dickenkennwert vorzugsweise ebenfalls bei der Anpassung jedes Innendurchmessers des Gehäuses im Lagerbereich des jeweiligen Katalysatorkörpers entsprechend berücksichtigt wird.
Eine besonders hohe Einstellgenauigkeit bei der Anpassung jedes Innendurchmessers an die ermittelte Dimensionierung des jeweiligen Katalysatorkörpers und der Lagermatte bei gleichzeitig geringem Herstellungsaufwand wird zweckmäßigerweise im Gegensatz zum Quetschen durch ein messgesteuertes Aufweiten oder Spreizen der betroffenen Bereiche des Gehäuses erreicht. Dies geschieht vorzugsweise nach Maßgabe der zuvor ermittelten Konturdaten der einzufügenden Katalysatorkörper und des Flächengewichts der jeweiligen Lagermatten.
Für das Einbringen dieser Komponenten, das sogenannte Stopfen, in das Gehäuse werden aus ökonomischen und produktionstechnischen Gründen zweckmäßigerweise standardisierte Hilfs- mittel verwendet. Um die Übergangsbereiche zwischen einem solchen Hilfsmittel und dem Gehäuse genau aufeinander abzustimmen, wird vorteilhafterweise je ein Formstück oder Trichter verwendet, das in seinen für eine Verbindung mit dem standardisierten Hilfsmittel vorgesehenen Bereichen an dieses angepasst ist. Diese Bereiche, insbesondere die Verbindungsbereiche, in den Randbereichen des Gehäuses, werden zweckmäßigerweise bei der Anpassung jedes Lagerbereichs des Gehäuses an den jeweiligen Katalysatorkörper und an die jeweilige La- germatte unverändert beibehalten, so dass auch nach der Aufweitung der zentralen Lagerbereiche eine Anpassung des Außendurchmessers des Gehäuses in seinen Randbereichen an den extern vorgegebenen Standard sichergestellt bleibt.
Bezüglich des Katalysatormoduls mit zumindest zwei in einem Gehäuse angeordneten Katalysatorkörpern wird die genannte Aufgabe gelöst, indem das Gehäuse in seinen Randbereichen hinsichtlich des Außendurchmessers an einen extern vorgegebenen Standard angepasst ist und die Innendurchmesser des Ge- häuses in den Lagerbereichen der Katalysatorkörper unter Berücksichtigung eines jeweils ermittelten Durchmesserkennwerts für den jeweiligen Katalysatorkörper gewählt sind. Das Gehäuse ist dabei vorzugsweise rotationssymmetrisch ausgestaltet.
Zum erleichterten Einbringen oder Stopfen der Katalysatorkörper mit den sie jeweils umgebenden Lagermatten von einem der Randbereiche des Gehäuses aus in die mittleren Bereiche wird zweckmäßigerweise eine geeignete Konturierung des Gehäuses gewählt. Dazu werden die Randbereiche des Gehäuses bezüglich ihrer Durchmessermaße vorzugsweise größer gewählt als die zu erwartenden Innendurchmesser in den Lagerbereichen. Für eine vor äußeren negativen Einflüssen geschützte und stabile Lagerung im Gehäuse ist jeder Katalysatorkörper vorteilhafterweise von einer Lagermatte ummantelt, deren Dickenkennwert bei den gewählten Innendurchmessern des Gehäuses in den Lagerbereichen der Katalysatorkörper mitberücksichtigt ist.
Für einen vergleichsweise einfachen und dauerhaften Verbau des Katalysatormoduls mit mehreren im Gehäuse angeordneten Katalysatorkörpern im Abgassystem eines Kraftfahrzeuges weist sein Gehäuse zweckmäßigerweise Montageflächen zum Verschweißen auf. Diese Montageflächen zur Anbringung von Schweißnähten sind vorzugsweise zumindest in einem der Randbereiche des Gehäuses und in besonders vorteilhafter Ausgestaltung für ei- ne besonders zuverlässige räumliche Fixierung in den Lagerbereichen seiner Katalysatorkörper vorgesehen.
Zur Versteifung der Montageflächen und zur damit einhergehenden Begünstigung der Anbringung einer Schweißnaht in beson- ders zuverlässiger Weise ist die Montagefläche des Gehäuses im jeweiligen Lagerbereich seiner Katalysatorkörper zweckmäßigerweise partiell oder vollständig als umlaufende Sicke ausgebildet. In der vollständig umlaufenden Ausführungsform kann die Sicke auch als thermische Dehnungsfuge wirken, da sie flexibel thermische Spannungen in Längsrichtung des Gehäuses des Katalysatormoduls ausgleichen kann.
Für eine erleichterte Montage im Abgassystem eines Kraftfahrzeugs ist die Sicke vorzugsweise als trapezförmige Außensicke ausgestaltet und bildet damit vorteilhafterweise ein Plateau, das der Montagefläche über eine gewisse Länge des Gehäuses in jedem Lagerbereich der Katalysatorkörper einen konstanten Au- ßendurchmesser gibt, die eine gewisse Flexibilität bei der Justierung einer zugeordneten Halterung erlaubt.
Um zudem das Einschieben oder Stopfen der den Katalysatorkör- per umgebenden Lagermatte in das Gehäuse zu erleichtern, ist vorteilhafterweise eine hinreichend flache Ausgestaltung der Schrägseiten des Trapezes zum Plateau vorgesehen.
Zur Anpassung an die im Katalysatorsystem üblichen Dimensio- nierungen und Toleranzen weist das Plateau der trapezförmigen Außensicke in besonders vorteilhafter Ausgestaltung eine Mindestlänge von 5 mm auf.
Durch die nach außen gerichtete Sicke ist nicht nur in den an einen extern vorgegebenen Standard angepassten Randbereichen des Gehäuses, sondern auch in jedem Lagerbereich der Katalysatorkörper ein definierter Außendurchmesser gegeben.
Das Katalysatormodul ist aufgrund seiner besonders gegenüber mechanischen und thermischen Belastungen geschützt gelagerten Katalysatorkörper in ganz besonderem Maße für eine Verwendung in einem Katalysatorsystem, insbesondere für Kraft- und Nutzfahrzeuge, geeignet. Das Katalysatorsystem weist dazu in einem Gasstromraum vorzugsweise eine Anzahl von Trägerplatten auf, in denen ein oder mehrere Katalysatormodule über ihre
Gehäuse gehaltert sind. Das Katalysatorsystem kann dabei auch als Schalldämpfer insbesondere für ein Nutzfahrzeug ausgebildet sein, so dass mit einem System sowohl eine effektive Reinigung der Abgase unter Reduzierung der Stickoxid-Emission als auch eine Reduzierung der beim Betrieb des Verbrennungsmotors, insbesondere eines Dieselmotors, auftretenden Schall- Emission erreicht wird. Um eine gezielte und wirksame Führung des Gasstromes im Gasstromraum des Katalysatorsystems zu gewährleisten, sind die darin angeordneten Katalysatormodule zweckmäßigerweise am Gaseingang bzw. -ausgang im Bereich der Befestigung gasdicht ab- geschlossen. Dazu umfasst eine vorzugsweise in der Trägerplatte im Gaseingangs- bzw. Gasausgangsbereich angeordnete Anzahl von Aufnahmeöffnungen für die ihnen zugeordneten Katalysatormodule vorteilhafterweise jeweils eine Bördelung. Über eine solche umlaufende Bördelung ist eine gasdichte Befesti- gung der Montagefläche des Gehäuses des jeweiligen Katalysatormoduls an der Trägerplatte in besonders einfacher Weise ermöglicht .
Zur mechanischen Fixierung des Katalysatormoduls in Querrich- tung zum Gasstrom kann eine weitere Trägerplatte vorgesehen sein. Diese ist üblicherweise parallel zur ersten Trägerplatte am anderen Ende des Katalysatormoduls angeordnet und haltert eine Anzahl von Katalysatormodulen im Bereich ihres jeweiligen Gasausgangs bzw. -eingangs. Bei dieser herkömmlichen Anordnung kann es allerdings in Verbindung mit dem üblichen für den Verbrennungsmotor charakteristischen Schallspektrum zu unerwünschten Resonanzeffekten kommen. Aus diesen akustischen Gründen und des Weiteren aus Stabilitätsgründen ist die weitere Trägerplatte daher zweckmäßigerweise nicht am anderen Ende des Katalysatormoduls, sondern nach innen versetzt, vorzugsweise im Lagerbereich des Katalysatorkörpers, und mit der trapezförmigen Außensicke verbunden.
Um in der Art einer flexiblen Lage-Anpassung auch bei mögli- cherweise auftretenden thermischen Längenänderungen des jeweiligen Gehäuses des betroffenen Katalysatormoduls daraus resultierende Verspannungen in axialer Richtung zuverlässig zu vermeiden, bilden zweckmäßigerweise Aufnahmeöffnungen der weite- ren Trägerplatte vorzugsweise einen Schiebesitz für die Gehäuse der Katalysatormodule.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbeson- dere darin, dass durch die nachträgliche spezifische Dimensionierung des Gehäuses des Katalysatormoduls in den Lagerbereichen der Katalysatorkörper abhängig von den einzusetzenden Komponenten ein in besonderem Maße für große Stückzahlen taugliches Verfahren zur Herstellung von Katalysatormodulen zur Verfügung gestellt werden kann, ohne dass eine aufwändige Klassifizierung der in das Gehäuse sich genau ergänzend einzufügenden Katalysatorkörper und Lagermatten als Komponenten erforderlich ist. So genügt allein die Ermittlung der Konturdaten bzw. des Flächengewichts der einzubringenden Komponen- ten, um dem Gehäuse durch ein messgesteuertes Aufweiten in den betreffenden Bereichen das für eine bedarfsgerechte Lagerung des jeweiligen Katalysatorkörpers geeignete Maß zu geben. Damit ist sogar die Aufnahme herstellungsbedingt verschieden dimensionierter Komponenten in ein und dem selben Gehäuse ohne Einbußen bei der Zuverlässigkeit der Lagerung möglich.
Gerade die Ausgestaltung der Montageflächen des Gehäuses zum Verschweißen in den Lagerbereichen der Katalysatorkörper vollständig umlaufend als versteifende Sicke, insbesondere als trapezförmige Außensicke mit abgeflachten Schrägseiten und einem vorzugsweise mindestens 5 mm langen Plateau, erleichtert die Herstellung des Katalysatormoduls, kann thermische Spannungen in Längsrichtung des Gehäuses des Katalysa- tormoduls kompensieren und erlaubt eine besonders zuverlässige räumliche Fixierung des Katalysatormoduls im Abgassystem eines Kraft- oder Nutzfahrzeuges unter Vermeidung unerwünschter Resonanzeffekte. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:
Figur 1 die zur Herstellung eines Katalysatormoduls vorgesehenen Bauteile,
Figur 2 eine Draufsicht eines aufgeschnittenen Katalysatormoduls, und
Figur 3 eine schematische Darstellung eines Katalysatorsystems.
Gleiche Teile sind in allen Figuren mit denselben Bezugszei- chen versehen.
Zur effektiven Reinigung der beim Betrieb eines Verbrennungsmotors, insbesondere eines Dieselmotors, von Kraftfahrzeugen oder Nutzfahrzeugen entstehenden Abgase ist im Abgassystem des jeweiligen Fahrzeuges eine Anzahl von Katalysatormodulen 1 mit jeweils zumindest zwei in einem Gehäuse 2 angeordneten Katalysatorkörpern 4 vorgesehen, die jeweils zum Schutz vor negativen äußeren mechanischen und thermischen Einflüssen von einer geeignet verformbaren Lagermatte 6 umgeben sind. Die drei Grundbauteile zur Herstellung eines Katalysatormoduls 1 sind in Figur 1 dargestellt.
Im Ausführungsbeispiel ist jeder Katalysatorkörper 4 zur hochwirksamen Behandlung von Abgasen eines Dieselmotors aus- gelegt und dazu als keramisches Vollextrudat auf Titandioxid- Basis ausgebildet. Als Material für die Lagermatten 6 sind beispielsweise Aluminium-Silikat-Fasern verwendet. Das den derart gepolsterten Katalysatorkörper 4 für einen stabilen und sicheren Verbau in das Abgassystem des jeweiligen Fahrzeuges umgebende, in Figur 1 im Querschnitt dargestellte rotationssymmetrische Gehäuse 2 ist aus einem stoß- und hitzebeständigen Metall, insbesondere aus Chrom-Nickel-Stahl, her- gestellt.
Figur 2 zeigt zur besseren Veranschaulichung eine Draufsicht eines aufgeschnittenen Katalysatormoduls 1 im montierten Zustand, wobei im Ausführungsbeispiel zwei Katalysatorkörper 4 und zwei dazugehörige Lagermatten 6 vorgesehen sind. Wie dieser Darstellung entnehmbar ist, weisen diese Teile für eine gewünschte sichere Lagerung des jeweiligen Katalysatorkörpers 4 mit der ihn umgebenden Lagermatte 6 im Gehäuse 2 eine jeweils in besonderem Maße aufeinander abgestimmte Passform auf. Bei der Herstellung des Katalysatormoduls 1 wird auf die Einhaltung dieser Passform in besonderem Maße geachtet.
Die Einhaltung dieser Vorgabe erfordert ein logistisch sehr aufwändiges Verfahren, wenn die Katalysatorkörper 4 und die Lagermatten 6 zunächst, um gemeinsam das vorgegebene Gehäuse 2 exakt ausfüllen zu können, nach charakteristischen Klassen bezüglich ihrer Dimensionierungen sortiert und bevorratet sowie vor dem Einbringen, dem sogenannten Stopfen, in das Gehäuse 2 geeignet kombiniert werden.
Das Herstellungsverfahren für das Katalysatormodul 1 ist daher in besonderem Maße auf eine Vermeidung einer derartigen Sortierung und Bevorratung unter Beibehaltung einer hohen Fertigungsgenauigkeit ausgerichtet .
Um diese aufwändige Klassifikation der Katalysatorkörper 4 und der Lagermatten 6 bei der Herstellung von Katalysatormodulen 1 zu vermeiden, wird daher unter Umkehrung der Vorge- hensweise das Gehäuse 2 an die jeweils zu verarbeitenden Katalysatorkörper 4 angepasst. Dazu wird zunächst ein Durchmesserkennwert des jeweiligen Katalysatorkörpers 4 ermittelt, der in einem nachfolgenden Formgebungsprozess für das Gehäuse 2 berücksichtigt wird. Zusätzlich wird bei der im Ausführungsbeispiel vorgesehenen Bauweise auch ein Kennwert für die Dicke der jeweiligen Lagermatte 6 ermittelt, wobei im Ausführungsbeispiel ihr Flächengewicht zugrunde gelegt wird. Anhand dieser Kennwerte wird modulspezifisch ein Istwert für den Ge- samtdurchmesser der einzufügenden Komponenten bestimmt, aus dem der für eine passgenaue Aufnahme des von der Lagermatte 6 umgebenen Katalysatorkörpers 4 erforderliche Sollwert für den Innendurchmesser d des Gehäuses 2 in jedem dem jeweiligen Katalysatorkörper 4 zugeordneten Lagerbereich 8 bestimmt wird. Anhand des ermittelten Sollwertes wird anschließend der Innendurchmesser d des Gehäuses 2 in jedem Lagerbereich 8 spezifisch eingestellt.
Zu diesem Zweck wird das Gehäuse 2 in jedem dieser Bereiche nach Maßgabe der jeweils ermittelten Kontur- und Flächengewichtsdaten messgesteuert aufgeweitet, so dass dem Gehäuse 2 in den Lagerbereichen 8 der Katalysatorkörper 4 das vorgegebene Maß gegeben wird, was in Figur 1 durch die nach außen zeigenden Pfeile angedeutet ist.
Im Gegensatz zu diesen Lagerbereichen 8 sind die Randbereiche 10 des Gehäuses 2 an einen extern vorgegebenen Standard angepasst und bleiben von dem Formgebungsprozess unberührt. Sie behalten also ihre Dimensionierung bei und erlauben somit den Einsatz standardisierter Hilfsmittel, die beispielsweise die zur Herstellung des Katalysatormoduls 1 erforderliche Einführung der Katalysatorkörper 4 und der jeweiligen Lagermatten 6 in das Gehäuse 2 erleichtern. Eine Anzahl derart hergestellter Katalysatormodule 1 bildet ein beispielhaft in Figur 3 dargestelltes Katalysatorsystem 12, das zur effektiven Reinigung der beim Betrieb eines Ver- brennungsmotors, insbesondere eines Dieselmotors, von Nutzfahrzeugen entstehenden Abgase im Abgassystem des jeweiligen Fahrzeuges eingesetzt wird. Von den Katalysatormodulen 1 sind im Ausführungsbeispiel lediglich zwei dargestellt.
Für einen vergleichsweise einfachen und dauerhaften Verbau eines jeden mit den Katalysatorkörpern 4 und mit den Lagermatten 6 bestückten Katalysatormoduls 1 im Abgassystem eines Kraftfahrzeuges weist sein Gehäuse 2 Montageflächen 14,16 zum Verschweißen auf. Dabei ist zumindest eine Montagefläche 14 in einem der an einen extern vorgegebenen Standard angepassten Randbereiche 10 des Gehäuses 2 und zumindest eine weitere Montagefläche 16 zur Anbringung einer Schweißnaht in den jeweiligen Lagerbereichen 8 seiner Katalysatorkörper 4 vorgesehen.
Gerade letztere Montagefläche 16 ist zur besonders zuverlässigen und zudem besonders flexiblen Fixierung des Katalysatormoduls 1 im Abgassystem spezifisch ausgestaltet. Sie kann partiell oder vollständig umlaufend als Sicke 18 ausgebildet sein. Damit kann sie eine versteifende Wirkung erzielen. Im Ausführungsbeispiel ist die weitere Montagefläche 16 als vollständig umlaufende Sicke 18 ausgestaltet. Dies hat den Vorteil, dass sie auch als thermische Dehnungsfuge fungieren kann. Ihre Ausgestaltung als nach außen gewölbte Sicke 18, wobei auch Formen wie hügelartige oder stufenartige Gebilde denkbar sind, gibt dem Gehäuse 2 auch in den den jeweiligen Katalysatorkörpern 4 zugeordneten Lagerbereichen 8 des Gehäuses 2 einen definierten Außendurchmesser, was die Montage der Katalysatormodule 1 im Abgassystem erleichtert.
Im Ausführungsbeispiel ist für die Sicke 18 eine ganz spezi- fische Ausgestaltung als trapezförmige Außensicke 20 mit einem Plateau 22 vorgesehen, gemäß der Darstellung im Querschnitt in Figur 3. Dieses Plateau 22 weist einen konstanten Außendurchmesser über seine gesamte Länge hinweg auf. Dadurch ist über die Länge des Plateaus ein entsprechender Justie- rungsspielraum beim Verbau des Katalysatormoduls 1 im Abgassystem des Kraft- oder Nutzfahrzeugs ermöglicht. In besonders vorteilhafter Ausgestaltung der trapezförmige Außensicke 20 ist im Ausführungsbeispiel für ihr Plateau 22 eine Mindestlänge von 5 mm gewählt. Diese Längenwahl für das Plateau 22 gewährleistet im Ausführungsbeispiel eine ausreichende Anpassung an die im Abgassystem üblichen Dimensionierungen und Toleranzen. Eine vorzugsweise besonders abgeflachte Ausgestaltung der Schrägseiten der Trapezform der Außensicke 20 erleichtert zudem ein beschädigungsfreies Einschieben oder Stopfen der den Katalysatorkörper 4 umgebenden Lagermatte 6 in das Gehäuse 2.
Die im Ausführungsbeispiel dargestellten zwei Katalysatormodule 1 sind in einem Gasstromraum 24 des Katalysatorsystems 12 parallel zueinander angeordnet und über ihre Gehäuse 2 von zwei Trägerplatten 26,28 gehalten. Das Katalysatorsystem 1 kann dabei auch als Schalldämpfer fungieren, um die beim Betrieb des Verbrennungsmotors, insbesondere eines Dieselmotors, auftretenden Schall-Emissionen zu reduzieren. Dazu kann eine der Trägerplatten 26,28, im Ausführungsbeispiel die zweite Trägerplatte 28, gelöchert ausgestaltet sein. Dadurch wird auch die Ausbildung stehender Schallwellen im Gasstromraum 24 vermieden. Um eine gezielte und wirksame Führung des Gasstromes im Gasstromraum 24 des Katalysatorsystems 12 zu gewährleisten, sind die darin angeordneten Katalysatormodule 1 im Ausführungsbeispiel am Gaseingang 30 im Bereich der Befestigung gasdicht abgeschlossen. Dazu umfassen in der ersten Trägerplatte 26 im Gaseingangsbereich angeordnete Aufnahmeöffnungen 32 für die ihnen zugeordneten Katalysatormodule 1 jeweils eine Bördelung 34.
Die im Ausführungsbeispiel parallel zur ersten Trägerplatte 26 aus akustischen Gründen und aus Stabilitätsgründen gerade nicht am anderen Ende der Katalysatormodule 1, sondern nach im Lagerbereich 8 des Katalysatorkörpers 4 angeordnete wei- tere Trägerplatte 28, kann an ihren Aufnahmeöffnungen 36 für die Katalysatormodule 1 jeweils einen Schiebesitz 38 aufweisen. Jeder Schiebesitz 38 gewährleistet eine an mögliche thermische Längenänderungen des Gehäuses 2 des Katalysatormoduls 1 anpassbare Befestigung an der Trägerplatte 28.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung eines Katalysatormoduls (1) mit zumindest zwei in einem Gehäuse (2) angeordneten Katalysatorkörpern (4), bei dem ein Durchmesserkennwert für jeden Katalysatorkörper (4) ermittelt wird, anhand dessen in jedem dem jeweiligen Katalysatorkörper (4) zugeordneten Lagerbereich (8) ein entsprechender Innendurchmesser (d) des Gehäuses (2) eingestellt wird.
2. Verfahren zur Herstellung eines Katalysatormoduls (1) nach Anspruch 1, bei dem die Katalysatorkörper (4) vor dem Einbringen in das Gehäuse (2) von je einer Lagermatte (6) ummantelt werden, deren ermittelter Dickenkennwert bei der Ein- Stellung jedes spezifischen Innendurchmessers (d) des Gehäuses (2) im Lagerbereich (8) des jeweiligen Katalysatorkörpers (4) berücksichtigt wird.
3. Verfahren zur Herstellung eines Katalysatormoduls (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem in den Randbereichen (10) des Gehäuses (2) dessen Außendurchmesser an einen extern vorgegebenen Standard angepasst ist.
4. Katalysatormodul (1) mit zumindest zwei in einem Gehäuse (2) angeordneten Katalysatorkörpern (4), wobei das Gehäuse
(2) in seinen Randbereichen (10) bezüglich des Außendurchmessers an einen extern vorgegebenen Standard angepasst ist, und wobei der Innendurchmesser (d) des Gehäuses (2) im Lagerbereich (8) des jeweiligen Katalysatorkörpers (4) unter Berück- sichtigung eines jeweils ermittelten Durchmesserskennwerts für den jeweiligen Katalysatorkörper (4) gewählt ist.
5. Katalysatormodul (1) nach Anspruch 4, bei dem jeder Katalysatorkörper (4) von einer Lagermatte (6) ummantelt ist, wobei der Innendurchmesser (d) des Gehäuses (2) im Lagerbereich (8) des jeweiligen Katalysatorkörpers (4) unter zusätzlicher Berücksichtigung eines jeweils ermittelten Dickenkennwerts für die Lagermatte (6) gewählt ist.
6. Katalysatormodul (1) nach Anspruch 4 oder 5, bei dem das Gehäuse (2) zumindest in einem seiner Randbereiche (10) zur Anbringung einer Schweißnaht eine Montagefläche (14) aufweist.
7. Katalysatormodul (1) nach einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei das Gehäuse (2) in jedem dem jeweiligen Katalysatorkörper (4) zugeordneten Lagerbereich (8) zumindest eine weitere Montagefläche (16) zur Anbringung einer Schweißnaht aufweist.
8. Katalysatormodul (1) nach Anspruch 7, bei dem die im Lagerbereich (8) des jeweiligen Katalysatorkörpers (4) angeordnete weitere Montagefläche (16) partiell oder vollständig umlaufend als Sicke (18) ausgebildet ist.
9. Katalysatormodul (1) nach Anspruch 8, bei dem die Sicke (18) als trapezförmige Außensicke (20) ausgestaltet ist.
10. Katalysatormodul (1) nach Anspruch 9, bei dem die trapezförmige Außensicke (20) ein Plateau (22) mit einer Mindestlänge von 5 mm bildet.
11. Katalysatorsystem (12) mit einer Anzahl von in einem Gasstromraum (24) angeordneten Katalysatormodulen (12) nach einem der Ansprüche 4 bis 10, die über ihre Gehäuse (2) in einer Anzahl von Trägerplatten (26,28) gehaltert sind.
12. Katalysatorsystem (12) nach Anspruch 11, bei dem eine in der ersten Trägerplatte (26) angeordnete Anzahl von Aufnahmeöffnungen (32) für die ihnen zugeordneten Katalysatormodule (1) jeweils eine Bördelung (34) umfasst.
13. Katalysatorsystem (12) nach Anspruch 11 oder 12, bei dem eine in der weiteren Trägerplatte (28) angeordnete Anzahl von Aufnahmeöffnungen (36) für die ihnen zugeordneten Katalysator- module (1) jeweils einen Schiebesitz (38) bildet.
PCT/DE2002/003791 2001-10-08 2002-10-08 Verfahren zur herstellung eines katalysatormoduls, katalysatormodul und katalysatorsystem WO2003033886A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10149535.8 2001-10-08
DE10149535 2001-10-08

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2003033886A1 true WO2003033886A1 (de) 2003-04-24

Family

ID=7701762

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/DE2002/003791 WO2003033886A1 (de) 2001-10-08 2002-10-08 Verfahren zur herstellung eines katalysatormoduls, katalysatormodul und katalysatorsystem

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2003033886A1 (de)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006132692A1 (en) * 2005-06-03 2006-12-14 Emcon Technologies Llc Method for assembling a catalytic converter
WO2006136214A1 (de) * 2005-06-23 2006-12-28 Emcon Technologies Germany (Augsburg) Gmbh Verfahren zum herstellen von abgasführenden vorrichtungen, insbesondere abgasreinigungsvorrichtungen
WO2007101468A1 (de) * 2006-03-08 2007-09-13 Emcon Technologies Germany (Augsburg) Gmbh Verfahren zum herstellen von abgastührenden vorrichtung sowie vorrichtung zum herstellen von abgasführenden vorrichtungen
DE102007026810A1 (de) * 2007-06-06 2008-12-11 J. Eberspächer GmbH & Co. KG Herstellungsverfahren für Abgasbehandlungseinrichtungen, wie z.B. Abgaskatalysatoren und Partikelfilter

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4433974C1 (de) * 1994-09-23 1996-03-28 Eberspaecher J Verfahren zur Herstellung von Katalysatoren
US5611198A (en) * 1994-08-16 1997-03-18 Caterpillar Inc. Series combination catalytic converter
EP0982480A2 (de) * 1998-08-27 2000-03-01 Delphi Technologies, Inc. Bestimmung der Grösse eines Konvertergehäuses anhand der Grösse des Trägerkörpers

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5611198A (en) * 1994-08-16 1997-03-18 Caterpillar Inc. Series combination catalytic converter
DE4433974C1 (de) * 1994-09-23 1996-03-28 Eberspaecher J Verfahren zur Herstellung von Katalysatoren
EP0982480A2 (de) * 1998-08-27 2000-03-01 Delphi Technologies, Inc. Bestimmung der Grösse eines Konvertergehäuses anhand der Grösse des Trägerkörpers

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006132692A1 (en) * 2005-06-03 2006-12-14 Emcon Technologies Llc Method for assembling a catalytic converter
US7377038B2 (en) 2005-06-03 2008-05-27 Emcon Technologies, Llc Method for assembling a catalyic converter
WO2006136214A1 (de) * 2005-06-23 2006-12-28 Emcon Technologies Germany (Augsburg) Gmbh Verfahren zum herstellen von abgasführenden vorrichtungen, insbesondere abgasreinigungsvorrichtungen
WO2007101468A1 (de) * 2006-03-08 2007-09-13 Emcon Technologies Germany (Augsburg) Gmbh Verfahren zum herstellen von abgastührenden vorrichtung sowie vorrichtung zum herstellen von abgasführenden vorrichtungen
DE102007026810A1 (de) * 2007-06-06 2008-12-11 J. Eberspächer GmbH & Co. KG Herstellungsverfahren für Abgasbehandlungseinrichtungen, wie z.B. Abgaskatalysatoren und Partikelfilter
EP2000642A3 (de) * 2007-06-06 2009-11-04 J. Eberspächer GmbH & Co. KG Herstellungsverfahren für Abgasbehandlungseinrichtungen, wie z.B. Abgaskatalysatoren und Partikelfilter
US8146252B2 (en) 2007-06-06 2012-04-03 J. Eberspächer GmbH & Co. KG Process for manufacturing exhaust gas treatment device, e.g., exhaust gas catalytic converters and particle filters

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2535535B1 (de) Statischer Mischer
EP1490621B1 (de) Verfahren zum herstellen eines wabenkörpers mit einem flanschstück für einen messfühler und entsprechender wabenkörper
EP1627997B1 (de) Schalldämpfer sowie zugehöriges Herstellungsverfahren
WO2001011209A1 (de) Abgaskrümmer
EP1715155A2 (de) Abgasanlage und zugehörige Abgasbehandlungsvorrichtung
EP0985086B1 (de) Schalldämpfergehäuse und zugehöriger katalysator-trägerkörper mit halteelement sowie verfahren zu dessen herstellung
DE60118421T2 (de) Abgaskatalysator, Verfahren zu seiner Herstellung und Halte-und Dichtungsmaterial für Katalysatoren
EP3128145A1 (de) Justierbare halterung für eine abgasanlage und verfahren zur befestigung einer halterung für eine abgasanlage
WO2003033886A1 (de) Verfahren zur herstellung eines katalysatormoduls, katalysatormodul und katalysatorsystem
DE102018107766A1 (de) Abgasanlage und Mischerbaugruppe für eine Abgasanlage
WO1998053187A1 (de) Wabenkörper mit einem system zur vermeidung mechanischer schwingungen
EP1012455B1 (de) Katalytischer konverter für einen kleinmotor
EP2913495B1 (de) Verfahren zum Herstellen einer Abgasnachbehandlungseinrichtung und entsprechende Abgasnachbehandlungseinrichtung
EP1767752A1 (de) Abgasbehandlungseinrichtung
DE102004023585B4 (de) Katalysatorbefestigung, Befestigung am Flansch Katalysatorausgang, ohne Schweißverbindung
WO2012035163A1 (de) Abgasbehandlungseinheit für eine abgasrückführleitung
DE10190162B4 (de) Katalysator-Trägerkörper mit einer Dehnungen erlaubenden Manschette mit Mikrostrukturen
DE102011016170A1 (de) Abgas führende Vorrichtung und Verfahren zu ihrer Herstellung
DE10357055A1 (de) Ein Verfahren zur Befestigung eines inneren Hitzeschilds im Katalysator eines Fahrzeugs
DE202020100885U1 (de) Aufbau einer Schalldämpfereinheit
DE1476636A1 (de) Katalysator-Umwandler fuer Schalldaempfer
DE2921938A1 (de) Auspuffschalldaempfer und verfahren zur befestigung eines rohrstutzens an einem schalldaempfertopf
DE19962311A1 (de) Katalytische Abgasreinigungsvorrichtung
EP1691050B1 (de) Schalldämpfer
EP1828557B1 (de) Gehäuse für ein bauteil einer abgasanlage

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): JP

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FR GB GR IE IT LU MC NL PT SE SK TR

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
122 Ep: pct application non-entry in european phase
NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: JP

WWW Wipo information: withdrawn in national office

Country of ref document: JP