DE19957692A1 - Exhaust gas purification device comprises housing and exhaust gas purification body with swelling mat that has been treated with ceramic hardener containing aluminum hydroxide - Google Patents

Exhaust gas purification device comprises housing and exhaust gas purification body with swelling mat that has been treated with ceramic hardener containing aluminum hydroxide

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    • F01N3/28—Construction of catalytic reactors
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    • F01N3/2853—Arrangements for mounting catalyst support in housing, e.g. with means for compensating thermal expansion or vibration using mats or gaskets between catalyst body and housing
    • F01N3/2857—Arrangements for mounting catalyst support in housing, e.g. with means for compensating thermal expansion or vibration using mats or gaskets between catalyst body and housing the mats or gaskets being at least partially made of intumescent material, e.g. unexpanded vermiculite

Abstract

An exhaust gas purification device comprises a housing and an exhaust gas purification body with a swelling mat. The mat is treated with a ceramic hardener to increase the erosion strength.. Before the mat is treated with the hardener, an amorphous metal hydroxide, especially aluminum hydroxide, is added to the mat and/or the hardener. An Independent claim is also included for the production of an exhaust gas purification device comprising treating a swelling mat with a ceramic hardener, packing the exhaust gas purification body into the mat, inserting the body into a housing, and closing the housing. Before the mat is treated with the hardener, an amorphous metal hydroxide, especially aluminum hydroxide, is added to the mat and/or the hardener.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Abgas­ reinigungsvorrichtung für ein verbrennungsmotorisch angetriebenes Kraftfahrzeug, umfassend ein Gehäuse und mindestens einen darin unter Zwischenschaltung einer Quellmatte gelagerten Abgasreinigungskörper, wobei die Quellmatte zur Steigerung Ihrer Erosionsfestigkeit zumindest bereichsweise mit einem keramischen Härter behandelt ist. Des weiteren betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Abgas­ reinigungsvorrichtung für ein verbrennungsmotorisch angetriebenes Kraftfahrzeug, die ein Gehäuse und mindestens einen darin unter Zwischenschaltung einer Quellmatte gelagerten Abgasreinigungskörper umfaßt, mit den folgenden Schritten:
The present invention relates to an exhaust gas cleaning device for a motor vehicle powered by an internal combustion engine, comprising a housing and at least one exhaust gas cleaning body mounted therein with the interposition of a source mat, the source mat being treated at least in regions with a ceramic hardener to increase its erosion resistance. Furthermore, the present invention relates to a method for producing an exhaust gas purification device for a motor vehicle powered by an internal combustion engine, which comprises a housing and at least one exhaust gas purification body mounted therein with the interposition of a source mat, with the following steps:

  • - zumindest bereichsweises Behandeln der Quellmatte mit einem keramischen Härter zur Steigerung ihrer Erosionsfestigkeit;- Treating the swelling mat at least in certain areas with a ceramic hardener to increase their Resistance to erosion;
  • - Einpacken des mindestens einen Abgasreinigungs­ körpers in die Quellmatte;- Packing the at least one exhaust gas cleaning device body into the swelling mat;
  • - Einsetzen des mindestens einen eingepackten Abgas­ reinigungskörpers in das geöffnete Gehäuse; und- insertion of the at least one packed exhaust gas cleaning body in the open housing; and
  • - Schließen des Gehäuses.- Close the case.

Im Abgas von Verbrennungsmotoren herrschen insbesondere im motornahen Bereich, d. h. vor Durchströmen eines Schalldämpfers heftige Pulsationen. Dies führt bei Abgasreinigungsvorrichtungen, seien es nun katalytische Abgasreinigungsvorrichtungen oder aber Rußfilter, bei denen der mindestens eine Abgasreinigungskörper über eine ungeschützte Quellmatte in dem Gehäuse gelagert ist, zu einer starken Erosion der Quellmatte, die letztere innerhalb kurzer Zeit zerstören kann.The exhaust gas from internal combustion engines is particularly prevalent in the area close to the engine, d. H. before flowing through a Muffler violent pulsations. This leads to Emission control devices, be they catalytic ones Exhaust gas cleaning devices or soot filters, at which the at least one exhaust gas purification body over an unprotected swelling mat is stored in the housing  is to severe erosion of the swelling mat can destroy the latter within a short time.

Vor diesem Hintergrund wurden bereits verschiedene Vorschläge gemacht, die Quellmatte, insbesondere deren stirnseitige Kanten gegen durch das pulsierende Abgas verursachte Erosion zu schützen. Die DE-OS 34 32 283 beschreibt in diesem Zusammenhang das Einfassen der Stirnkanten der Quellmatte mittels eines Dichtstreifens aus Metallfolie, Keramikfaserband, verwebter Keramik­ matte oder Glasfasermatte. Auch gemäß der deutschen Patentschrift 42 23 648 werden die Stirnkanten der Quell­ matte mittels einer Schutzlage eingefaßt. Des weiteren ist bereits verschiedentlich vorgeschlagen worden, die Quellmatte zu imprägnieren. In diesem Sinne soll gemäß der deutschen Patentschrift 35 14 150 den Fasern der Quellmatte ein Bindemittel aus Glas oder Kunststoff beigemischt werden, dessen Erweichungspunkt unter der Betriebstemperatur der Abgasreinigungsvorrichtung liegt, so daß beim Einsatz der Abgasreinigungsvor­ richtung bei Betriebstemperatur die zähklebrig hoch­ viskos erweichten Teilchen des Bindemittels die Fasern der Quellmatte zusammenhalten. Auch die Verwendung von Wasserglas zur Imprägnierung der Kanten der Quellmatte wurde beschrieben (Aufsatz "Ein Ziel und viele Wege", Automobil-Produktion, September 1988, S. 152-156). Schließlich befaßt sich auch die deutsche Offenlegungs­ schrift 196 08 302 mit einer dem Schutz der Quellmatte gegen Erosion dienenden Imprägnierung; hier wird vorge­ schlagen, die Quellmatte mit einer Trägerflüssigkeit und darin dispergierten oder kolloidal gelösten Binde­ mittelteilchen zu behandeln, wobei die Trägerflüssig­ keit Wasser ist, das als Additiv wenigstens eine Flüssigkeit mit einem niedrigeren Dampfdruck als Wasser enthält, oder aber selbst aus einem solchen Additiv besteht. Das zuletzt genannte Dokument beschreibt in seiner Würdigung des Standes der Technik im übrigen die Behandlung von Quellmatten mit einer wässrigen Dispersion oder kolloidalen Lösung von Silizium­ dioxidpartikeln dergestalt, daß bei Inbetriebnahme der Abgasreinigungsvorrichtung das in jener Lösung enthaltene Wasser verdampft und die Siliziumdioxidteil­ chen zu einem mehr oder weniger festen Netz- oder Haufenwerk agglomerieren und die Fasern der Quellmatte binden.Against this background, various Proposed the source mat, especially its front edges against by the pulsating exhaust gas protect erosion caused. DE-OS 34 32 283 describes in this context the bordering of the Front edges of the swelling mat using a sealing strip made of metal foil, ceramic fiber tape, woven ceramic mat or fiberglass mat. Also according to the German one Patent specification 42 23 648 the front edges of the source mat bordered with a protective layer. Furthermore has been proposed on various occasions Impregnate swelling mat. In this sense, according to German patent 35 14 150 the fibers of the Swelling mat is a binder made of glass or plastic are added, the softening point of which is below the Operating temperature of the exhaust gas purification device lies, so that when using the emission control device direction at operating temperature the sticky high Viscous particles of the binder soften the fibers hold the swelling mat together. Even the use of Water glass to impregnate the edges of the swelling mat was described (essay "One goal and many ways", Automobile production, September 1988, pp. 152-156). Finally, the German disclosure also deals Document 196 08 302 with a protection of the source mat impregnation against erosion; here is featured beat the swelling mat with a carrier liquid and a bandage dispersed or colloidally dissolved therein to treat medium particles, the carrier being liquid water is the additive at least one Liquid with a lower vapor pressure than water  contains, or even from such an additive consists. The latter document describes in his appreciation of the state of the art Treatment of swelling mats with an aqueous Dispersion or colloidal solution of silicon Dioxide particles such that when the Exhaust gas purifier that in that solution contained water evaporates and the silicon dioxide part chen to a more or less fixed network or Pile agglomerate and the fibers of the swelling mat tie.

Während die Imprägnierung der Quellmatte gegenüber der Einfassung der Kanten mittels einer Schutzlage deutliche Vorteile im Hinblick auf die Herstellungs­ kosten der Abgasreinigungsvorrichtung aufweist, sind auch Nachteile feststellbar. Hierzu zählt insbesondere, daß Kondensat, das während der Startphase des Verbrennungsmotors im Abgas anfällt, in weit stärkerem Maße in die Quellmatte eindringen kann, als wenn um die Kanten der Quellmatte eine Schutzlage herumgelegt worden ist.During the impregnation of the swelling mat over the Edging the edges using a protective layer clear advantages in terms of manufacturing costs of the exhaust gas purification device are disadvantages can also be identified. This includes in particular that condensate, which during the start phase of the Combustion engine in the exhaust gas occurs in much stronger Dimensions can penetrate the swell mat as if around the Lay a protective layer around the edges of the swelling mat has been.

Vor diesem Hintergrund liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Abgasreinigungsvorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die sich durch einen verbesserten Schutz der Quellmatte gegen das Eindringen von bzw. die Schädigung durch Kondensat auszeichnet, ohne daß hiermit erhebliche Mehrkosten verbunden wären.The present invention lies against this background the task of an exhaust gas cleaning device of the type mentioned at the outset, which is characterized by improved protection of the swelling mat against that Penetration or damage from condensate distinguished without hereby significant additional costs would be connected.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß vor der Behandlung der Quellmatte mit dem keramischen Härter der Quellmatte und/oder dem keramischen Härter ein amphotes Metallhydroxid, insbesondere Aluminiumhydroxyd zugesetzt worden ist. In entsprechender Weise ist gemäß der vorliegenden Erfindung das eingangs angegebene Verfahren zur Herstellung einer Abgasreinigungsvorrichtung dadurch gekennzeichnet, daß vor der Behandlung der Quellmatte mit dem keramischen Härter der Quellmatte und/oder dem keramischen Härter ein amphotes Metallhydroxid, insbesondere Aluminiumhydroxyd zugesetzt wird. Die Zugabe von Aluminiumhydroxyd oder einem anderen amphoten Metallhydroxid zu dem keramischen Härter und/oder der Quellmatte wirkt sich dahingehend aus, daß sich bei den üblichen Betriebstemperaturen der Abgasreinigungsvorrichtung in den imprägnierten Bereichen der Quellmatte Zeolithe bilden. Diese sind in der Lage, das in der Startphase des Verbrennungsmotors anfallende Kondensat zu speichern, um es bei zunehmen­ der Erwärmung der Abgasanlage wieder abzugeben. Auf diese Weise wird die Quellmatte gegen das Eindringen von Feuchtigkeit geschützt; die Gefahr, daß die Quell­ matte durch Kondensat beschädigt wird, wird maßgeblich reduziert. Als weiterer vorteilhafter Effekt wird auch die Widerstandsfähigkeit der Quellmatte gegenüber den Abgaspulsationen, verglichen mit der Verwendung bekannter keramischer Härter, erhöht, und zwar ohne daß die Flexibilität der Matte nennenswert beeinträchtigt würde. Letzteres ist im Hinblick darauf von Bedeutung, daß die Quellmatte beim Einwickeln des Abgasreinigungs­ körpers dessen Kontur folgen, sich mit anderen Worten an die Außenfläche des Abgasreinigungskörpers anschmie­ gen muß.According to the present invention, this object solved in that before the treatment of the swelling mat with the ceramic hardener of the swelling mat and / or the  ceramic hardener an amphoteric metal hydroxide, in particular aluminum hydroxide has been added. In accordingly, according to the present Invention the method specified at the outset Manufacture of an exhaust gas purification device thereby characterized in that before the treatment of the swelling mat with the ceramic hardener of the swelling mat and / or the ceramic hardener an amphoteric metal hydroxide, in particular aluminum hydroxide is added. The Add aluminum hydroxide or another amphoteric metal hydroxide to the ceramic hardener and / or the swelling mat has the effect that at the usual operating temperatures Emission control device in the impregnated Form areas of the swelling mat zeolites. These are in able to do that in the starting phase of the internal combustion engine accumulate condensate to increase it to give up the heating of the exhaust system again. On this way the swelling mat will prevent intrusion protected from moisture; the danger that the source mat is damaged by condensate becomes decisive reduced. Another beneficial effect is also the resistance of the swelling mat to the Exhaust pulsations compared to use known ceramic hardener, increased, without the flexibility of the mat significantly affected would. The latter is important in terms of that the swelling mat when wrapping the exhaust gas cleaning body follow its contour, in other words Lubricate to the outside surface of the exhaust gas purifier body must.

Die vorliegende Erfindung läßt sich auf verschiedene Weise realisieren. In Betracht kommt insbesondere, daß dem keramischen Härter vor seiner Verwendung Aluminium­ hydroxyd oder ein anderes amphotes Metallhydroxid beigemischt und in der Schwebe gehalten wird. Die Quellmatte wird anschließend mit dem mit Aluminium­ hydroxyd bzw. dem sonstigen amphoten Metallhydroxid versetzten keramischen Härter - vollständig oder Bereichsweise - imprägniert. Vorteil dieser Vorgehensweise ist, daß sich eine handelsübliche Quellmatte einsetzen läßt.The present invention can be divided into several Realize wisely. In particular, that  the ceramic hardener before using aluminum hydroxide or another amphoteric metal hydroxide admixed and kept in suspension. The Then swell mat with aluminum hydroxide or the other amphoteric metal hydroxide offset ceramic hardener - completely or In some areas - impregnated. Advantage of this The procedure is that there is a commercial one Can insert swell mat.

Alternativ hierzu werden bei der Herstellung der Quellmatte zwischen das Fasermaterial Aluminium­ hydroxydpartikel bzw. Partikel eines anderen amphoten Metallhydroxids eingebracht. Auch dies kann wiederum durchgehend oder bereichsweise erfolgen. Die Quellmatte wird, insbesondere unmittelbar vor ihrer Weiterver­ arbeitung, mit einem handelsüblichen keramischen Härter getränkt. Vorteil dieser Vorgehensweise ist, daß eine vorzeitige Reaktion des Aluminiumhydroxyds bzw. des sonstigen amphoten Metallhydroxids mit dem keramischen Härter ausgeschlossen ist.Alternatively, in the manufacture of the Swelling mat between the fiber material aluminum hydroxide particles or particles of another amphote Introduced metal hydroxide. Again, this can also be carried out continuously or in certain areas. The source mat is, especially immediately before further processing work, with a commercially available ceramic hardener soaked. The advantage of this procedure is that a premature reaction of the aluminum hydroxide or other amphoteric metal hydroxide with the ceramic Harder is excluded.

Die der vorstehend erläuterten Erfindung zugrunde­ liegenden Erkenntnisse lassen sich mit denselben Vorteilen übertragen auf Isolationsmatten, wie sie ebenfalls in Abgasreinigungsvorrichtungen zum Einsatz kommen. Diese Isolationsmatten, die insbesondere bei doppelwandig aufgebauten Bauteilen in den Hohlraum zwischen der Innenwand und der Außenwand eingebracht sind (vgl. z. B. DE-OS 34 32 283, DE-PS 42 23 648, EP 0493705 A1 und DE 92 02 554 U1), bestehen in aller Regel ebenfalls aus einem Fasermaterial. Sie sind in gleicher Weise, wie dies für zur Lagerung der Abgas­ reinigungskörper eingesetzte Quellmatten zutrifft, erosionsgefährdet, so daß auch sie gegenüber dem pulsierenden Abgas geschützt werden müssen. In entsprechender Weise, wie dies für Quellmatten zutrifft, sollte darüber hinaus Kondensat von den Isolationsmatten ferngehalten werden, nicht zuletzt, um deren Isolationswirkung nicht zu beeinträchtigen.The basis of the invention explained above lying knowledge can be used with the same Advantages transferred to insulation mats like them also used in emission control devices come. These insulation mats, which in particular double-walled components in the cavity introduced between the inner wall and the outer wall are (see e.g. DE-OS 34 32 283, DE-PS 42 23 648, EP 0493705 A1 and DE 92 02 554 U1) exist in all Usually also made of a fiber material. They are in same way as this for storing the exhaust gas swelling mats used  at risk of erosion, so that they also face the pulsating exhaust gas must be protected. In correspondingly, like this for swelling mats applies, should condensate from the Insulation mats are kept away, not least in order not to impair their insulating effect.

Vor dem vorstehend dargelegten Hintergrund ist gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung vorge­ sehen, daß die in einer Abgasreinigungsvorrichtung für ein verbrennungsmotorisch angetriebenes Kraftfahrzeug vorgesehene Isolationsmatte zur Steigerung ihrer Erosionsfähigkeit zumindest bereichsweise mit einem keramischen Härter behandelt ist, wobei vor der Behand­ lung der Isolationsmatte mit dem keramischen Härter der Isolationsmatte und/oder dem keramischen Härter Aluminiumhydroxyd oder ein anderes amphotes Metallhydroxid zugesetzt worden ist.Against the background set out above, according to another aspect of the present invention see that in an emission control device for a motor vehicle powered by an internal combustion engine provided insulation mat to increase their Erosion ability at least in areas with one ceramic hardener is treated, before treatment insulation mat with the ceramic hardener Insulation mat and / or the ceramic hardener Aluminum hydroxide or other amphotes Metal hydroxide has been added.

Claims (3)

1. Abgasreinigungsvorrichtung für ein verbrennungs­ motorisch angetriebenes Kraftfahrzeug, umfassend ein Gehäuse und mindestens einen darin unter Zwischenschaltung einer Quellmatte gelagerten Abgasreinigungskörper, wobei die Quellmatte zur Steigerung ihrer Erosionsfestigkeit zumindest bereichsweise mit einem keramischen Härter behandelt ist, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Behandlung der Quellmatte mit dem keramischen Härter der Quellmatte und/oder dem keramischen Härter ein amphoteres Metallhydroxid, insbesondere Aluminiumhydroxyd zugesetzt worden ist.1. exhaust gas cleaning device for a motor vehicle powered by an internal combustion engine, comprising a housing and at least one exhaust gas cleaning body mounted therein with the interposition of a source mat, the source mat being treated at least in regions with a ceramic hardener to increase its erosion resistance, characterized in that before the source mat is treated with an amphoteric metal hydroxide, in particular aluminum hydroxide, has been added to the ceramic hardener of the swelling mat and / or to the ceramic hardener. 2. Verfahren zur Herstellung einer Abgasreinigungs­ vorrichtung für ein verbrennungsmotorisch angetrie­ benes Kraftfahrzeug, die ein Gehäuse und mindestens einen darin unter Zwischenschaltung einer Quell­ matte gelagerten Abgasreinigungskörper umfaßt, mit den folgenden Schritten:
  • - Zumindest bereichsweises Behandeln der Quell­ matte mit einem keramischen Härter zur Steigerung ihrer Erosionsfestigkeit;
  • - Einpacken des mindestens einen Abgasreinigungs­ körpers in die Quellmatte;
  • - Einsetzen des mindestens einen eingepackten Abgasreinigungskörpers in das geöffnete Gehäuse; und
  • - Schließen des Gehäuses,
dadurch gekennzeichnet, daß vor der Behandlung der Quellmatte mit dem keramischen Härter der Quellmatte und/oder dem keramischen Härter ein amphoteres Metallhydroxid, insbesondere Aluminiumhydroxyd zugesetzt wird.2. Method for producing an exhaust gas cleaning device for a motor vehicle powered by an internal combustion engine, which comprises a housing and at least one exhaust gas cleaning body mounted therein with the interposition of a source mat, with the following steps:
  • - At least partially treating the swelling mat with a ceramic hardener to increase its erosion resistance;
  • - Packing the at least one exhaust gas cleaning body in the source mat;
  • - Inserting the at least one packed exhaust gas cleaning body into the open housing; and
  • - closing the housing,
characterized in that before the treatment of the swelling mat with the ceramic hardener, the swelling mat and / or the ceramic hardener, an amphoteric metal hydroxide, in particular aluminum hydroxide, is added. 3. Abgasreinigungsvorrichtung für ein verbrennungs­ motorisch angetriebenes Kraftfahrzeug, umfassend ein Gehäuse und mindestens einen darin gelagerten Abgasreinigungskörper, wobei zur Schall- und/oder Wärmedämmung eine faserige Isolationsmatte vorge­ sehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolationsmatte zur Steigerung ihrer Erosionsfestigkeit zumindest bereichsweise mit einem keramischen Härter behandelt ist, wobei vor der Behandlung der Isolationsmatte mit dem keramischen Härter der Isolationsmatte und/oder dem keramischen Härter ein amphoteres Metallhydroxid, insbesondere Aluminiumhydroxyd zugesetzt worden ist.3. Emission control device for a combustion motor-driven motor vehicle, comprising a housing and at least one stored therein Emission control body, whereby for sound and / or Thermal insulation featured a fibrous insulation mat see is characterized, that the insulation mat to increase their Resistance to erosion, at least in some areas is treated with a ceramic hardener, whereby before the treatment of the insulation mat with the ceramic hardener of the insulation mat and / or the ceramic hardener an amphoteric metal hydroxide, especially aluminum hydroxide has been added is.
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