DE2213539C3 - Vorrichtung zur katalytischen Reinigung der Auspuffgase von Brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

Faserschicht ein oder mehrfach »J**<^- ""SKeXuSe Patentschrift 1476 515 und

_bis ⁵3 aS^AdSTdSdiSEiSU « dÄsc^Offemegungsschri,, 1476505 sind Ein-

Uen kanntgeworden. .

6 Vorrichtung nach Anspruchs, dadurch ge- Durch die erfindungsgemäße Kombination wird

7 Vorrichtung nach Anspruchs, dadurch ge- nachgiebigen gasdichten Schicht aus Mineralfasern kennzeS Jg die Ringe am Umfang von enthalten keine oder nur unwes=,nthche B,nde_m,«_; deinem engmaschigen Drahtnetz eingehüi,. sind. SSJSA^

der Lagerung eignet sich besonders gut für Motoren mit niedriger Motorfrequenz, also geringer Zylinder-

zahl. Die erfindungsgemäße Lösung ermöglicht ein

Abfangen von Stoßen aus allen Richtungen dadurch, 50 daß die Ringe den Katalysatorkörper auch stirnseitig

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur kataly- im Bereich seiner stirnseitigen Kanten einfassen, tischen Reinigung der Auspuffgase von Brennkraft- Dem den stoßempfindlichen Katalysatorkorper ummaschinen, bei welcher der gegebenenfalls an seinem gebenden Fassmantel aus einem oder mehreren Rm-Umfang von einem festen Schutzmantel umgebene gen kommt dabei die Funktion einer Lagerschale zu, Katalysatorkörper über einen oder mehrere am 55 welche den Katalysatorkorper zu seiner Abstutzung Außenumfang des Schutzmantels anliegende Ringe und Versteifung umgibt und welche auf den Katalyaus nachgiebigem, nicht brennbarem Werkstoff gas- satorkörper einwirkende Druckkräfte aufnimmt bzw. dicht in einem metallenen Gehäuse zwischen nach in- verteilt. .

nen gerichteten Flanschen des Gehäuses gelagert ist. Für die erfindungsgemaße Lehre ist wesentlich

Bei einer bekannten Vorrichtung dieser Art (deut- 60 daß der oder die Ringe zwischen Schutzman el und sehe Auslegeschrift 1 476 507) ist der Katalysator- Gehäuseinnenwand zusammengepreßt sind, also unkörper von einer porenschließenden Schicht aus ter Spannung stehen. Der Katalysatorkorper wird daeinem faserartigen Aluminiumsilikat, welches wie ein durch zusätzlich zu seiner formschlussigen Lagerung verhärtender Kitt wirkt, umgeben. Die Schicht soll auch noch reibschlüssig gehalten, die Außenfläche des Katalysatorkörpers abdichten 65, Für zahlreiche Anwendungsfälle, bei denen nicht und als Schutzüberzug dienen. Gelagert ist der be- mit extremen Erschütterungsfällen zu rechnen ist, gekannte Katalysatorkorper in einem Gehäuse, an des- nügt es, statt einem durchgehenden rohrförmig aussen Innenfläche er über ein federndes, gewelltes Teil gedehnten Ring mehrere Ringe mit Abstand vonem-

tnder anzuordnen. Damit die Ringe nicht verrutschen können, ist es vorteilhaft, sie teilweise in Rillen des Schutzmantels und/oder der Gehäusewand aufzunehmen.

Zur stirnseitigen Abstützung des Katalysatorkörpers schlägt die Erfindung vor, daß in den die stirnleitigen Kanten des Katalysaiorkörpers überdeckenden Ringbereichen die den Ring bildende Faserschicht ein oder mehrfach umgebogen ist. Im Bereich der stirnseitigen Umbiegung ist das Gehäuse derart verenc.t, daß der Ring auch in Durchströmungsrichlung des Katalysatorkörpers zusammengepreßt ist. Die stirnseitig an den Katalysatorkörper anschließenden verengten Gehäuseteile können entweder an den den Katalysatorkörper umfassenden Gehäusehälften einteilig angeformt sein oder dicht mit den Gehäusehälften verbundene Deckel bzw. Endkammerwände sein.

Weitere Merkmale der Erfindung sind den Unteransprüchen 5 bis 7 zu entnehmen. Verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im folgenden in Hand der Zeichnung beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 einen Schnitt durch die Gesamtvorrichtung in einer zur Durchströmungsrichtung parallelen Ebene,

Fig. 2 einen Teilschnitt quer zur Strömungsrichtung als Schnitt II-II der F i g. 1,

F i g. 3 bis 5 je einen Teilschnitt in Strömungsridilung durch verschiedene gegenüber F i g. 1 abgewandelte Ausführungsformen.

Das zylindrische Gehäuse 1 besteht bevorzugt aus eine"! Nickel-Chrom-legierten Stahl mit austeniiischem Gefüge, der bis zu 115O⁰C hitze- und zunderbeständig ist. Es wird in Richtung des Pfeils P von den Motorabgasen mit den luftverunreinigenden Bestandteilen, wie Kohlenwasserstoff oder Kohlenmonoxyd. gegebenenfalls nach vorheriger Zumischung von Luft mit hoher Geschwindigkeit durchströmt.

Das Abgas sucht sich dabei den Weg durch die im Katalysatorkörper 2 vorhandenen feinen Strömungskanäle 3, die jeweils eine große Oberfläche aufweisen. Für den Katalysatorkörper kommen unterschiedliche Werkstoffe in Frage, je nachdem, ob es sich um einen Oxydations- oder einen Reduktionskatalysator handelt. Der Katalysatorträger besteht aus einem feuerfesten keramischen Werkstoff, beispielsweise aus Magnesiumsilikat, Aluminiumoxyd, Zirkon od. dgl. Er bildet eine poröse, zusammenhängende, die Strömungskanäle enthaltende, skelettartige Struktur. Auf der Struktur ist, beispielsweise durch Aufdampfen, eine dünne Auflage aus dem Material mit der katalytischen Wirkung aufgebracht. Um den sehr stoßempfindlichen Katalysatorkörper aus porösen, spröden keramischen Werkstoffen stoßsicher zu lagern, ist dieser mit einem Schutzmantel 4 umgeben.

Als Werkstoff für den Schutzmantel ist ein hitzebeständiger Zement oder eine Kittmasse geeignet. Für das Drahtgestrick des Schutzmantels wird bevorzugt ein Draht verwendet, welcher als Legierungsbestandteile Chrom, Aluminium und/oder Kobalt ent hält. Dieser Schutzmantel 4 versteift den Katalysatorkörper und schützt ihn vor örtlicher Druckeinwirkung. Der Schutzmantel 4 ist an seinem Umfang von einer weichen Mineralfaserschicht in Form von Ringen eingehüllt, welche zwischen der Wand 6 des Gehäuses 1 und dem Schutzmantel 4 zusammengepreßt sind. Die Ringe bestehen vorzugsweise aus flaumigen, chemisch stabilen unbrennbaren Mineralfasern, im wesentlichen aus Aluminiumoxyd und Siliciumdioxyd.

ίο Gemäß Fig. 1 ist die den Ring5 bildende weiche Faserschicht bei 7 und 8 stimseitig so vorgezogen, daß sie Erschütterungen, die zu Stoßkräften etwa in Rich'ung des Pfeils P führen, dämpfen bzw. schlukken, vom empfindlichen Katalysatorkörper also fern-

t5 halten werden.

Diese Umbiegungen Stützen sich einerseits auf dem Schutzmantel 4 und andererseits an der im Kantenbereich des Katalysatorkörpers eingezogenen Gehäusewand ab.

ao Aus F i g. 2 ist erkennbar, daß das Gehäuse 1 zweigeteilt ist, nämlich in ei:ie obere Schale 9 und eine untere Schale 10. An den Flanschen 11 und 12 sind die Schalen z. B. durch Punktschweißen dicht miteinander verbunden. Der Außenumfang des Katalysa-

a5 toi körpers 2 mit dem Schutzmantel 4 ist, bezogen au^f der. Innenumtang des Gehäuses 1 mit den Gehäuseschalen 9 und 10, so bemessen, daß beim Verbinden der Gehäuseschalen der Ring S unter Verdichtung zusammengepreßt wird.

F i g. 3 zeigt in einem Teiischnitt gemäß F i g. 1 eine abgewandelte Ausführungsform. Hier weist das Gehäuse 1 nach innen vorspringende Vertiefungen oder Rillen 13 auf. Der Ring 5 ist stimseitig zunächst nach innen umgebogen und dann wieder nach außen zurückgebogen. Die Faserschicht wird auch stimseitig eng von der Gehäusewand 6 umfaßt, so daß es im Bereich der stirnseitigen Umbiegung der den Ring 5 bildenden Faserschicht zu deren Verdichtung in der Durchströmungsrichtung des Katalysatorkörpers

+ο kommt. Der verengte Bereich 14 der Gehäusewand 6 ist gemäß Fig. 3 einteilig mit dem Gehäuse 1 verbunden.

Im in Fig.4 gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Gehäusewand 6 im Bereich der Stirnseilen 15,16 des Katalysatorkörpers 2 nicht radial eingezogen, sondern setzt sich bei 17 und 18 geradlinig fort. Die axiale Halterung des Katalysatorkörpers 2 bzw. des Schutzmantels 4 wird durch die Flansche 19, 20 bewirkt, die gasdicht mit der Gehäusewand 6 verbunden sind. Es sind mehrere Ringe 21, 22, 23 vorgesehen, die in entsprechende Vertiefungen bzw. Erhöhungen des Schutzmantels bzw. der Gehäusewand 6 f'ngreifen, um sie axial zu fixieren. Die beiden randnahen Ringe 21 und 23 bilden mit ihren stimseitig umgebogenen Teilen einen beidseitigen gasdichten Verschluß des Ringspalts 25.

F i g. 5 zeigt einen Katalysatorkörper 2, der gegenüber dem Gehäuse 1 lediglich über zwei Ringe 26 um die beiden Endkanten des zylindrischen Katalysatorkörpers abgestützt ist. Im Schutzmantel 4 ist eine Metallarmierung 27, z. B. in Form eines Drahtnetzes, eingebettet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

aus Maschendraht an seinem gesamten Umfang abgestützt ist; in Durchströmungsrichtung ist er durch Patentansprüche: ringförmige Gehäuseflansche, welche jeweils stimsei- ^. · ■ A~r ri„ Im Bereich der Umlaufkanten düsKatalysatorkör-

1. Vorrichtung zur katalytischen Reinigung der Og^._ _halten. _Insgesamt ist die Art der La-Auspuffgase von Brennkraftmaschinen, bei wei- a ζ* ^ _bekannten KatalysatorköφeΓs ziemlich eher der gegebenenfalls an seinem Umfang von g« s ^ _{beamdeKm Maß} hinsichtlich in einem festen Schutzmantel umgebene Katalysa- ""^ ^^«richtung verlaufender Stöße. Diese torkörper über einen oder mehrere am Außenum- £ _{An der} Lagerung ist für die Anwendung in fang des ,Schutzmantels anliegende Ringe aus ^,^^ _{n oder} überall dort, wo starke gasnachgiebigem, nicht brennbarem Werkstoff JJ- » £*Jg^ ^f _{durch äußere Einwirkung verur}. dicht in einem metallenen Gehäuse »JJ^ SteStoBe auftreten, ungeeignet. Sie kann eine ranach innen gerichteten manschen des Gehäuses ^^g _des J_1n allgemeinen aus sehr sprögelagert ist, dadurch geke.nin ζ e ι c Iiη ei, ^ brüchigen Werkstoffen bestehenden Katadaß jeder Ring (S; 21 22, 23; 26) aus gasdght Jj™^^ _verhindern. Außerdem läßt sich im Ringspalt zwischen Schutzmantel(4)unoGe- ι₅ 2°?_εΑ^_βη Vorschlag eine wirksame Ab-

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ren Ringe (21, 23; 26) die stirnseitigen Ksn en *gj-*£*£™g^₆ Aufgabe zugrunde, den des Katalysatorkorpers (2) übergreifen ^ ^^^^ _{so zu lagern}, daß Stöße quer zur

(Fig. 1,2,3 bzw.4; DJ. , Diirchströmuncsrichtung weicher als mit dem be-

2. Vorrichtung nach Anspruch 1 nut mehreren »mu « g ^ ^ ^ ^^

Ringen, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringe kannten mas

(21 22 23 b 26) mit Abstand voneinander JJJg^&J^

Ringen, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringe kannten mas _{werd SQ daß der em}

(21, 22, 23 bzw. 26) mit Abstand voneinander JJJg^&J^&pe, eine durch StoPeinwirangeordnet sind. begrenzte Lebensdauer erhält, und ferner,

3. Vorrichtung nach Anspruch 2 dadurch ^ge .5 *^un&™^{cnt g} _{AMichtung des} Ringraums zwischen kennzeichnet, daß die Ringe (21, 22, 23, 26) teil 5°?.*Γ™5οπ»γ und Gehäusewand zu erzielen.