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  • 优先权
    • 专利摘要:

    公开号:WO1981000738A1
    申请号:PCT/EP1980/000088
    申请日:1980-09-01
    公开日:1981-03-19
    发明作者:E Santiago
    申请人:Zeuna Staerker Kg；E Santiago；
    IPC主号:F01N3-00
    专利说明:
    [0001] Vorrichtung zur katalytischen Reinigung der Auspuffgase von Brennkraftmaschinen
    [0002] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur katalytischen Reinigung der Auspuffgase von Brennkraftmaschinen, bei welcher ein monolithischer, quer zu seiner Umfangsflache gas- durchst
    mbarer Katalysatorkörper im Inneren eines metallenen Gehäuses mittels Einlagen aus einem in einer oder mehreren Lagen eng um den Katalysatorkörper gewickelten Maschenwerk aus Metalldraht gegen Innenflächen des Gehäuses und/ oder mit dies'em fest verbundenen Bauteilen elastisch abgestützt Ist und wobei der Ringraum zwischen Katalysatorkörper und Gehäuse mittels einer Ringdichtung aus unbrennbarem keramischem Fasermaterial gasdicht verschlossen ist.
    [0003] Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur
    [0004] Herstellung einer Wicklung aus Maschenwerk aus
    [0005] Metalldraht und Fasermaterial zum Zwecke der
    [0006] Abstützung und Abdichtung des Katalysatorkörpers gegenüber dem Gehäuse.
    [0007] Bei einer bekannten Vorrichtung der eingangs erwähnten Art (DE-OS 2 400 443) ist der Katalysatorkörper im Bereich seiner beiden stirnseitigen Enden jeweils mit einer sich über weniger als die halbe axiale Länge erstreckenden doppellagigen Welldraht- gestrickumwicklung versehen, die der stoßsicheren Lagerung des Katalysatorkörpers dient. Der Ringraum im Bereich .wischen diesen beiden Umwicklungen ist vollständig mit unbrennbarem keramischem Fasermaterial ausgefüllt, so daß der Ringraum dadurch gasdicht verschlossen ist und die Abgase zur Durchströmung des Katalysatorkörpers gezwungen sind. Die den Katalysatorkörper umgebende Hülle, besteht somit aus drei Teilen, was ihre Herstellung aufwendig macht; außerdem ist der axiale Halt der beiden Welldraht- gestrick-Umwicklungen nicht sichergestellt. Schließ licht ist es schwierig, die Verdichtung des Fasermaterials mit derjenigen der Welldrahtgestrick— Umwicklung abzustimmen, so daß eine für einen gasdichten Abschluß ausreichende Pressung des Faser- materials nach längerer Betriebszeit nicht sichergestellt ist. Da die Elastizität des Fasermaterials mit zunehmender Betriebszeit nachläßt, ist im übrigen ein Ausblasen der JRingdichtung unter der Wirkung der Abgaspulsation zu befürchten.
    [0008] Demgegenüber liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine der Lebensdauer der Vorrichtung entsprechende Ringdichtung zu schaffen, die auf besonders einfache Weise herstellbar ist.
    [0009] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß 'Bas Fasermaterial innerhalb der und zwischen den Wicklungen des Maschenwerks, wenigstens im Bereich einer oder mehrerer Axial abschnitte gasdicht zusammengepreßt vorgesehen ist derart, daß eine Umströmung des Katalysatorkörpers außerhalb seiner Umfangsflache unterbunden Ist. Dabei ist es im allgemeinen ausreichend, daß das Fasermaterial nur im Bereich eines schmalen mittleren Axialabschnitts des Maschenwerks vorgesehen ist.
    [0010] Maschenwerk und Fasermaterial bilden dabei eine sich eng durchdringende Verbindung, wobei das Fasermaterial zwischen den Drahtmaschen hoch verdichtet wird. Die Maschen wirken gleichzeitig als Armierung des Fasermaterials wodurch das Ausblasen der Fasern zuverlässig vermieden wird.
    [0011] Entscheidend für den Dichtungseffekt Ist dabei die innige und vollständige gegenseitige Durchdringung von Maschendraht und Fasermaterial; eine bekannte Ausführungsform verwendet zusätzlich zum Drahtgestrick Faserringe, welche zwischen Katalysator- körper und Drahtgestrick oder zwischen Drahtgestrick und Gehäuse eingepreßt sind. Eine vollständige Gasabdichtung wird dadurch nicht erreicht.
    [0012] Dadurch, daß das über den gesamten Umfang des Katalysatorkörpers ringförmig verteilte Fasermaterial lediglich im Bereich schmaler Axialabschnitte vorhanden ist, ergibt sich innerhalb dieser Abschnitte eine besonders hohe Verdich tung der durch das Fasermaterial verdickten Wicklung des Maschenwerks. Neben einer beständigen Dichtwirkung hat diese Anordnung auch noch den Vorteil, daß der mit Fasermaterial gefüllte Axial abschnitt mit Abstand von dem stirn seitigen Ende des Katalysatorkörpers angeordnet werden kann, so daß der Gasstrom am Ort der Ringdi'chtung nur noch eine das Fasermaterial schonende geringe Strömungsgeschwindigkeit besitzt.
    [0013] Ein besonders vorteilhaftes Verfahren zur Herstellun einer derartigen Ringdichtung aus Fasermaterial und einer Wicklung aus Maschenwerk aus Metalldraht besteht darin, daß das Maschenwerk zusammen mit einer Auflage aus Fasermaterial Lage um Lage gewickelt wird. Bei der Umwicklung von Katalysator- kδrpern kommen dabei im allgemeinen zwei bis fünf Lagen in Frage. Fasermaterial und Maschenwerk werden auf diese Weise durch einen einzigen Wickelvorgang verarbeitet, wobei sich Metalldraht und Fasern Innig durchdringen, so daß eine dem Angriff der Gase und deren Durchtritt widerstehende Ringdichtung gebildet wird.
    [0014] Eine besonders kostengünstige Ausgestaltung des erfIndungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß das Maschenwerk in Form eines Bandes mit einer etwa der axialen Länge des Katalysatorkörpers ent sprechenden Breite, welches eine oder mehrere Auflagen aus schmalen Streifen aus Fasermaterial aufweist, gewickelt wird. E-in derartiges Band kann die beiden Stirnkanten des Katalysatorkδrpers übergreifen und somit gleichzeitig eine axiale elastische Abstützung des Katalysatorkörpers bidlen; gleichzeitig ergibt sich dabei ein fester axialer Halt des gewickelten Bandes.
    [0015] Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigt
    [0016] Figur 1 einen axialen Längsschnitt durch eine Katalysätorvorrichtung,
    [0017] Figur 2 einen Abschnitt einer Wickellage und
    [0018] Figur 3 und 4 jeweils einen Querschnitt durch eine Wickellage. Gemäß Flg. 1 ist ein in Richtung des Pfeils P axial durchströmter monolithischer Katalysator- kδrper 1, dessen Struktur feinste axiale Strömungs— kanäle bildet, im Inneren eines Stahlgehäuses 2 mittels einer Einlage 3 aus einem Maschenwerk aus hitzefestem Metalldraht elastisch abgestützt. Das Maschenwerk Ist In mehreren Lagen gewickelt und in einem mittleren Bereich 4 mit einem aus Keramik— fasern, beispielsweise auf Aluminiumoxid- oder Alumin silikatbasis bestehenden Fasermaterial durchs-fczt. Dieses bildet eine Ringdichtung gegen den Durchtritt der Abgase im Ringraum zwischen der Umfangs- flache des Katalysatorkörpers 1 und dem Gehäuse 2. Das Maschenwerk 3 ist mit den Rändern jeweils um die stirnseitigen Kanten des Katalysatorkörper 1 herumgebogen, so daß es die Stirnseiten 5 des Kat -lysatorkörpers mittels der Umbiegungen 6 axial stützt.
    [0019] Zur Erzeugung einer derartigen Halterung und gleichzeitigen Abdichtung im Bereich des Ringraums zwischen Katalysatorkörpers 1.und Gehäuse 2 dient ein einziges Bauteil, nämlich ein in Fig. 2 dargestelltes Band 7 aus Maschenwerk aus Meta -draht, welches als Auflage einen schmalen Streifen 8 aus Fasermaterial aufweist. Obwohl die Auflage sich auch über die ganze Breite des Bandes 7 erstrecken kann, genügt im allgemeinen ein verhältnismäßig schmaler Streifen, welcher bevorzugt so angeordnet ist, daß er einen mittleren Axialabschnitt des Katalysatorkörpers abdeckt. Die senkrecht zur Ebene des Bands 7 gemessene Dicke des Streifens beträgt, etwa 1 mm oder weniger. Fig. 3 zeigt in schematischer Darstellung einen Querschnitt durch das Band 7, wobei das Maschenwerk lediglich an den Rändern umgebogen ist, damit eine geschlossene besonders starke zusammenge- preßte Endkante im Bereich der Umbiegungen 6 der Wicklung entsteht. Der Streifen 8 ist in der Mitte auf das Maschenwerk aufgelegt und. bewirkt in diesem Bereich eine entsprechend höhere Verdichtung der Einlage zwischen .Katalysatorkörper 1 und Metall— gehäuse 2.
    [0020] Flg. 4 zeigt einen Querschnitt durch ein Band 7 mit nahezu bis zur Mitte hin umgeschlagenen Randabschnitten des Maschenwerks, wobei im Mittelbereich zwei Streifen 8 aus Fasermaterial aufgelegt sind, einer unterhalb und einer oberhalb der beiden Enden 9 des Maschenwerks. Das Band 7 wird in mehresn Lagen eng um den Katalysatorkörper 1 gewickelt und dann zusammen mit diesem in das Metall- gehäuse eingeschoben, bzw. bei einem geteilten Gehäuse, zwischen den beiden Gehäusehalbschalen angeordnet unter entsprechender Verdichtung des Maschenwerks, besonders im Bereich der stirnseitigen Ränder des Katalyεatorkörpers und der Streifen aus Faser- material.
    权利要求:
    Claims Patentansprüche
    1. Vorrichtung zur katalytischen Reinigung der
    Auspuffgase von Brennkraftmaschinen, bei welcher ein monolithischer, quer zu seiner Umfagsflache gasdurchströmbarer Katalysatorkörper im Inneren eines metallenen Gehäuses mittels Einlagen aus einem in einer oder mehreren Lagen eng um den Katalysatorkörper gewickelten Maschenwerk aus Metall draht gegen Innenflächen des Gehäuses und/oder mit diesem fest verbundenen Bauteilen elastisch abgestützt ist und wobei der Ringraum zwischen Katalysatorkörper und Gehäuse mittels einer Ringdichtung aus unbrennbarem keramischen Fasermaterial gasdicht verschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß -das Fasermaterial innerhalb der und zwischen den Wicklungen des Maschenwerks, wenigstens im Bereich einer oder mehrerer Axialabschnitte gas— dicht zusammengepreßt vorgesehen ist, derart, daß eine Umströmung des Katalysatorkörpers außerhalb seiner Umfanαsflache unterbunden ist.
    2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Fasermaterial nur im Bereich eines schmalen mittleren Axialabschnitts des Maschen werks vorgesehen ist.
    3. Verfahren zur Herstellung einer Wicklung aus Maschenwerk aus Metalldraht und Fasermaterial nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Maschenwerk zusammen mit einer Auflage aus Fasermaterial Lage um Lage gewickelt wird.
    4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Maschenwerk in Form eines Bandes (7)mit einer etwa der axialen Länge des Katalysatorkδrpers (1) entsprechenden Breite, welches eine oder mehrere Auflagen aus schmalen Streifen (8) aus Faser- material aufweist, gewickelt wird.
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    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
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