DE3827863A1 - Catalytic exhaust gas purification apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine katalytische Abgas reinigungsvorrichtung mit einem über eine elastische Lagerungsmatte in einem metallischen Außengehäuse gelagerten Monolithen.The invention relates to a catalytic exhaust gas Cleaning device with an elastic Storage mat in a metal outer housing stored monoliths.
Derartige Abgasreinigungsvorrichtungen sind üblicher weise so aufgebaut, daß das Außengehäuse zweischalig ausgebildet ist, damit zunächst unter Zwischenordnung der Matte der aus Metall oder Keramik bestehende Mono lith eingelegt wird. Nach dem Überschlagen der Matte wird die zweite Schale des Außengehäuses aufgelegt und längs der Stoßkanten verschweißt.Such emission control devices are more common as constructed so that the outer casing has two shells is trained so that initially with interim order the mat is made of metal or ceramic mono lith is inserted. After overturning the mat the second shell of the outer housing is put on and welded along the butt edges.
Diese Fertigung hat nicht nur den Nachteil, daß sie außerordentlich aufwendig und praktisch nicht automati sierbar ist. Sie ist vor allem auf ein zweischaliges Außengehäuse angewiesen, da infolge der hohen Dehnungs elastizität der als Lagermatte dienenden elastische Lagerungsmatte - dabei handelt es sich um speziell Metall-Silikatfasermatten - ein anderer Einbau, bei spielsweise ein einfaches Einschieben, nicht möglich war.This manufacturing has not only the disadvantage that it extraordinarily complex and practically not automatic is sizable. It is mainly based on a double-skin External housing instructed because of the high elongation elasticity of the elastic serving as a bearing mat Storage mat - this is special Metal silicate fiber mats - another installation, at for example a simple insertion, not possible was.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine katalytische Abgasreinigungsvorrichtung der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß eine vereinfachte Einschubmontage auch in ein geschlossenes Außengehäuse möglich ist.The invention is therefore based on the object Catalytic emission control device of the beginning mentioned type so that a simplified Slide-in installation also in a closed outer housing is possible.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgese hen, daß der Monolith und die ihn umgebende elastische Lagerungsmatte durch eine längs einer Mantellinie aufreißbare Hüllfolie zu einer Einschubbaueinheit mit zusammengedrückter elastische Lagerungsmatte zusammen gefaßt sind, die infolge eines bei geschlossener Hüll folie geringeren Außendurchmessers als der Innendurch messer des Außengehäuses, in das ungeteilte Außengehäuse einschiebbar ist.To achieve this object, the invention provides hen that the monolith and the elastic surrounding it Storage mat through a along a surface line tearable wrapping film to a slide-in unit with compressed elastic storage mat together are summarized as a result of a closed envelope film of smaller outer diameter than the inner diameter knife of the outer casing, into the undivided Outer housing can be inserted.
Durch die erfindungsgemäße Ausbildung, wobei die Hüll folie sowohl aus Papier, aus Kunststoff oder auch aus Metall bestehen kann, läßt sich zum einen eine automa tisierbare Fertigung der genannten Einschubbaueinhei ten und anschließend ein extrem einfaches Einschieben in das Außengehäuse bewerkstelligen, wobei die Vorteil haftigkeit der erfindungsgemäßen Einschubbaueinheit auch dann noch gegeben ist, wenn man diese nicht in ein geschlossenes Außengehäuse einschiebt, sondern in ein übliches zweischaliges Außengehäuse einlegt. Auch dann ist der Gesamtmontageaufwand wesentlich geringer als bei den bisherigen Konstruktionen, bei denen die zwei Schalen entgegen dem Druck der elastische Lage rungsmatte zusammengehalten werden mußten, ehe die Schweißnähte gesetzt waren.Through the inventive design, the envelope foil made of paper, plastic or even Metal can exist, on the one hand, an automa producible production of the above-mentioned slide-in unit and then extremely easy insertion accomplish in the outer case, the advantage liability of the plug-in unit according to the invention even if you don’t have them in pushes a closed outer housing, but in inserts a conventional double-shell outer housing. Also then the total assembly effort is significantly less than in previous constructions in which the two shells against the pressure of the elastic layer mat had to be held together before the Welds were set.
Ein ganz besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Aufbaus besteht darin, daß man auf diese Weise auch kleine Billig-Katalysatoren, beispielsweise für Moto ren unter 1,4 l Hubraum, realisieren kann, wobei dar über hinaus die Positionierung des Monolithen wesent lich vielseitiger möglich ist als bisher. So kann beispielsweise der Monolith im Auslaßkanal des Zylin derkopfes, im Krümmer oder im Hosenrohr vor dem Krüm mer zur Hauptleitung ebenso angeordnet sein, wie ir gendwo im Bereich des Schalldämpfers, da ja ein einfa ches Einschieben in ein geschlossenes Rohr problemlos stattfinden kann. Auch ein Startkatalysator vor dem normalen Katalysator, d. h. in einer Anordnung mög lichst nahe am Motor, damit der Katalysator sofort nach dem Start arbeitet, weil er gleich heiß wird, läßt sich mit Hilfe eines erfindungsgemäßen Aufbaus sehr leicht realisieren.A very special advantage of the invention Construction consists in that one too small cheap catalysts, for example for Moto ren less than 1.4 l displacement, can be realized beyond the positioning of the monolith is more versatile than before. So can for example the monolith in the outlet channel of the Zylin head, in the elbow or in the downpipe in front of the elbow be arranged to the main line as well as ir somewhere in the area of the silencer, since a simple easy insertion into a closed tube can take place. Also a starting catalytic converter in front of the normal catalyst, d. H. possible in an arrangement As close as possible to the engine, so that the catalytic converter immediately after the start because it gets hot right away can with the help of a structure according to the invention realizing very easily.
Das Aufreißen der Hüllfolie, das zu einem sofortigen Ausdehnen der zunächst zusammengepreßten elastische Lagerungsmatte dient, woraufhin in üblicher Weise der Monolith dann radial und axial sicher im Außengehäuse positioniert ist, läßt sich in unterschiedlicher Weise durchführen.Tearing open the wrapping film, which results in an immediate Expanding the initially compressed elastic Storage mat is used, whereupon the Monolith then radially and axially securely in the outer housing is positioned can be done in different ways carry out.
So ist es beispielsweise möglich, daß die Hüllfolie einen nach dem Einschieben in das Außengehäuse von außen betätigbaren Reißfaden enthält, wobei der Faden entsprechend lang gewählt ist, je nachdem, wie weit die Einbaustelle von der Einsatzposition des Gehäuses oder Rohrs, entfernt ist. Nach dem Einschieben in die gewünschte Stellung wird an dem Reißfaden gezogen, wo durch die Hüllfolie in ihrer Mantellinie aufgerissen wird, so daß dann die vorstehend beschriebene Verklem mung aufgrund der sich wieder ausdehnenden elastische Lagerungsmatte zustande kommt.For example, it is possible that the wrapping film one after inserting it into the outer casing of contains externally operable tear thread, the thread is chosen accordingly, depending on how far the installation location from the position of use of the housing or pipe is removed. After inserting it into the desired position is pulled on the tear line where torn through the wrapping foil in its generatrix is, so that then the Verklem tion due to the again expanding elastic Storage mat comes about.
In einer weiteren Ausgestaltungsform der Erfindung kann vorgesehen sein, daß die Hüllfolie längs eines Mantelstreifens überlappend ausgebildet und durch bei Erwärmung sich lösende Klebepunkte bzw. Lötpunkte zusammengehalten ist.In a further embodiment of the invention can be provided that the wrapping film along one Sheath stripe formed overlapping and by at Warming of gluing points or soldering points is held together.
Bei dieser Ausgestaltung mit Klebe- oder Lötpunkten kann das "Aufreißen" der Hüllfolie entweder in der Weise erfolgen, daß anschließend an das Einschieben die Gehäuse mit den noch lose darin liegenden Bauein heiten durch eine Wärmezone bewegt werden, wobei diese ggf. örtlich auf den Randbereich in Form einer Strah lenheizung begrenzt sein kann, unter der die Klebe- oder Lötpunkte angeordnet sind. Darüber hinaus ist es aber auch möglich, das Aufreißen erst bei der Inbe triebnahme einer erfindungsgemäßen Abgasreinigungsvor richtung durchzuführen, indem erst durch die Erwärmung aufgrund der heißen Abgase das Lösen der Klebepunkte und damit das Öffnen der Hüllfolie zur Freigabe der elastische Lagerungsmatte erfolgt. In diesem letzteren Fall hat es sich als besonders zweckmäßig erwiesen, die Hüllfolie mit im Flanschbereich bzw. äußeren An schlußbereich des Außengehäuses fixierbaren, die Posi tion der Einschubbaueinheit bis zur ersten Erwärmung sichernden Verlängerungsstegen zu versehen.In this configuration with glue or solder points can "tear open" the wrapping film either in the Way that afterwards on the insertion the housing with the components still loose in it units are moved through a heat zone, this if necessary, locally on the edge area in the form of a beam heating can be limited, under which the adhesive or solder points are arranged. Beyond that it is but also possible, the tearing open only at the Inbe drive of an exhaust gas purification according to the invention direction to be carried out by heating only due to the hot exhaust gases the loosening of the adhesive points and thus opening the envelope to release the elastic storage mat is done. In the latter Case it turned out to be particularly useful the wrapping film with in the flange area or outer to closing area of the outer housing fixable, the Posi tion of the withdrawable unit until it is heated for the first time to provide securing extension bars.
Anstelle der sich bei Erwärmung lösenden Klebe- oder Lötpunkte kann auch durch entsprechende Ausbildung des Materials der Aufreißhülle dafür gesorgt werden, daß sich bei Erwärmung diese Außenhülle insgesamt mög lichst rückstandsfrei und umweltfreundlich zersetzt, was sowohl bei Kunststoff-Folien, als auch bei Papier- Folien problemlos realisierbar ist.Instead of the adhesive or dissolving when heated Soldering points can also be provided by appropriate training of the Material of the tear-open cover are ensured that this outer shell is possible overall when heated decomposes as residue-free and environmentally friendly, what with both plastic films and paper Foils can be easily realized.
Schließlich liegt es auch noch im Rahmen der Erfin dung, der elastische Lagerungsmatte und der Aufreißhül le eingezogene Metallfolien-Halbschalen zum Schutze der Kanten der elastische Lagerungsmatte zwischenzuord nen.After all, it is also part of the Erfin dung, the elastic storage mat and the tear-open sleeve le retracted metal foil half-shells for protection Intermediate the edges of the elastic storage mat nen.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfin dung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einiger Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeich nung. Dabei zeigtOther advantages, features and details of the Erfin dung result from the following description some exemplary embodiments and based on the drawing nung. It shows
Fig. 1 einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Abgasreinigungsvorrichtung in der Montagestel lung bei noch nicht aufgerissener Hüllfolie, Fig. 1 shows a cross section through an inventive exhaust gas purifying apparatus in the mounting Stel lung at not yet torn casing film,
Fig. 2 einen der Fig. 1 entsprechenden Querschnitt nach dem Aufreißen der Hüllfolie,Corresponding to FIG. 2 a of Fig. 1 cross section after the rupture of the enveloping film,
Fig. 3 einen Teillängsschnitt durch eine erfindungsge mäße Abgasreinigungsvorrichtung, wobei die Hüllfolie mit Hilfe eines Aufreißfadens längs einer Mantellinie auftrennbar ist und in der unteren Hälfte des Teilschnitts eine zusätz liche der Hüllfolie und der elastische Lage rungsmatte zwischengeordnete Schutzanordnung aus zwei eingezogenen Metallfolien mit angedeu tet ist, beide Varianten jeweils im Montagezu stand vor dem Aufreißen der Hüllfolie, Fig. 3 shows a partial longitudinal section through an exhaust gas purification device according to the invention, the enveloping film being separable along a generatrice line with the aid of a tear thread and in the lower half of the partial section an additional protective mat of the enveloping film and the elastic layer of an interposed protective arrangement of two drawn-in metal foils is indicated , both variants were each in the assembly position before the wrapping film was torn open,
Fig. 4 eine weitere Ausführungsform einer erfindungsge mäßen Abgasreinigungsvorrichtung, bei der der Monolith mit der ihn umgebenden elastische Lagerungsmatte in einer überlappend ausgebilde ten und im Überlappungsbereich mit Klebepunkten gesicherten Hüllfolie zur Montagebaueinheit zusammengefaßt ist, Fig. 4 shows a further embodiment of a erfindungsge MAESSEN exhaust gas purification device, wherein the monolith with the elastic bearing mat surrounding it is combined in a overlapping having formed th and in the overlap region with adhesive dots casing film secured to mounting assembly,
Fig. 5 eine weitere Ausführungsform einer Abgasreini gungsvorrichtung mit einem erfindungsgemäß als Einschubbaueinheit ausgebildeten Monolithen mit thermischer Aufreißung der Hüllfolie und Fig. 6 einen Schnitt durch eine Ausführungsform mit Widerstandsschlaufe. Fig. 5 shows another embodiment of an exhaust gas cleaning apparatus including a supply according to the invention formed as a monolith with thermal Einschubbaueinheit Aufreißung the casing film and Fig. 6 is a section through an embodiment with a resistance loop.
Zur Lagerung des Monolithen 1 im metallischen Außenge häuse 2 ist der Monolith 1 mit der ihn umgebenden elastische Lagerungsmatte 3, insbesondere eines spezi ellen Aufbaus, der sich bei Erwärmung sehr stark auf bläht und somit eine besonders feste Lagerung bewirkt, durch eine umgebende Hüllfolie 4 aus Papier, Kunst stoff oder Metall derart zu einer Baueinheit zusammen gefaßt, daß die elastische Lagerungsmatte 3 relativ stark zusammengepreßt ist und somit die gesamte Bauein heit einen kleineren Außendurchmesser aufweist als der Innendurchmesser des Außengehäuses 2. Dies ermöglicht ein einfaches Einschieben dieser Baueinheit an die gewünschte Stelle des ungeteilten Außengehäuses. An schließend wird die Hüllfolie 4 aufgerissen (verschiedene Varianten werden weiter unten näher erläutert), so daß sich die elastische Lagerungsmatte wegen der fehlenden Verspannung in der Hüllfolie nach außen ausdehnt und damit den Monolithen 1 radial und axial sicher im Außengehäuse 2 lagert. Bei 5 ist der durch das Aufreißen entstandene Spalt der für die eigentliche Lagerung, d. h. im eigentlichen Betrieb gar nicht mehr benötigten Hüllfolie 4, angedeutet. Die Querschnittsform des Außengehäuses ist dabei relativ unkritisch, wobei bevorzugt runde oder elliptische Querschnitte sich für die erfindungsgemäßen Einschub baueinheiten eignen. Diese Formen stellen aber auch die hauptsächlichen Querschnittsformen für derartige Abgasreinigungsvorrichtungen dar.For the storage of the monolith 1 in the metallic outer casing 2 , the monolith 1 with the surrounding elastic mounting mat 3 , in particular a special structure, which swells very strongly when heated and thus causes a particularly solid storage, through a surrounding wrapping film 4 Paper, plastic or metal summarized in such a way that the elastic storage mat 3 is relatively strongly compressed and thus the entire Bauein unit has a smaller outer diameter than the inner diameter of the outer housing 2nd This enables a simple insertion of this assembly into the desired location of the undivided outer housing. At closing, the wrapping film 4 is torn open (various variants are explained in more detail below), so that the elastic mounting mat expands outwards due to the lack of tension in the wrapping film and thus the monolith 1 is radially and axially securely stored in the outer housing 2 . At 5 , the gap created by the tearing is indicated by the wrapping film 4 that is no longer required for the actual storage, ie, no longer required in actual operation. The cross-sectional shape of the outer housing is relatively uncritical, preferably round or elliptical cross sections being suitable for the plug-in units according to the invention. However, these shapes also represent the main cross-sectional shapes for such exhaust gas purification devices.
In Fig. 3 erkennt man - links ist lediglich das Außen gehäuse abgetrennt und rechts ein Längsschnitt durch die Anordnung durchgeführt - im oberen Bereich den Aufbau der Abgasreinigungsvorrichtung nach den Fig. 1 und 2 mit dem Außengehäuse 2, der elastische Lagerungs matte 3, dem Monolithen 1 und der elastische Lagerungs matte 3 und Monolith 1 umgebenden und die elastische Lagerungsmatte 3 dabei zusammenpressenden Hüllfolie 4. Bei 6 erkennt man einen eingelegten Aufreißfaden, der nach links verlängert ist, so daß er nach dem Einschie ben der Einschubbaueinheit von Hand durch Ziehen aufge rissen werden kann, so daß die Hüllfolie 4 längs des eingebetteten Aufreißfadens 6 aufgetrennt wird. Damit expandiert die elastische Lagerungsmatte, so daß der Übergang von dem Montagezustand gemäß Fig. 1 zum Endla gerzustand entsprechend Fig. 2 stattfindet. In Fig. 3 it can be seen - only the outer housing is separated on the left and a longitudinal section is carried out on the right through the arrangement - in the upper area the structure of the exhaust gas purification device according to FIGS . 1 and 2 with the outer housing 2 , the elastic mounting mat 3 , the monolith 1 and the elastic storage mat 3 and monolith 1 surrounding and compressing the elastic storage mat 3 thereby enveloping film 4th At 6 you can see an inserted tear, which is extended to the left, so that it can be torn up after inserting the plug-in unit by pulling it up so that the wrapping film 4 is separated along the embedded tear 6 . This expands the elastic storage mat, so that the transition from the assembly state according to FIG. 1 to the final position according to FIG. 2 takes place.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 4 ist anstelle eines Aufreißfadens vorgesehen, daß die einander überlappen den Randzonen 7 der Hüllfolie 4 durch Klebepunkte 8 aus einem Kleber fixiert sind, der bei Erwärmung auf geht und damit eine Trennung der Ränder und das ange strebte Sichausdehnen der elastische Lagerungsmatte bewirkt. Das Erwärmen der Klebepunkte zur Erzielung der endgültigen Lagerstellung kann dabei sowohl wäh rend der Montage, d. h. nach dem Einschieben der Ein schubbaueinheit erfolgen, als auch beim erstmaligen Motorbetrieb.In the embodiment of Fig. 4 is provided instead of a tear that the overlap each other, the edge zones 7 of the wrapping film 4 are fixed by glue dots 8 made of an adhesive that goes on when heated and thus a separation of the edges and the desired expansion of the elastic Storage mat causes. The heating of the adhesive dots to achieve the final bearing position can be done both during assembly, ie after inserting the slide-in unit, and during the first engine operation.
Bei dieser letzteren Variante, bei der die Hüllfolie erst dann "aufgerissen" wird, wenn der erste Einsatz der Abgasreinigungsvorrichtung stattfindet, ist es besonders zweckmäßig, wenn zunächst eine Fixierung des ja mehr oder weniger lose oder nur mit ganz geringem Preßdruck im Außengehäuse 2 sitzenden Einschubbauein heit auf dem Monolithen 1, der elastischen Lagerungsmat te 3 und der Hüllfolie 4 vorgesehen sind. In Fig. 5 ist eine derartige Fixierung angedeutet, die aus an der metallischen Hüllfolie 4 angeformten Stegen 9 besteht, welche am Rand umgebördelt im Bereich des dort gezeigten Flansches 10 fixiert sind. Diese Art der Fixierung mit Hilfe von Verlängerungsstegen ist ersichtlich in der Praxis praktisch nur bei Metall- Hüllfolien geeignet, da nur dort die ausreichende Steifigkeit für eine axiale Lagefixierung bis zum ersten Betrieb und damit dem Erweichen der Klebepunkte 8 gewährleistet ist.In this latter variant, in which the wrapping film is only "torn open" when the first use of the exhaust gas cleaning device takes place, it is particularly expedient if first a fixation of the more or less loose or only with very little pressing pressure in the outer housing 2 is inserted unit on the monolith 1 , the elastic Lagerungsmat te 3 and the envelope 4 are provided. Such a fixation is indicated in FIG. 5, which consists of webs 9 formed on the metallic enveloping film 4 , which are flanged at the edge in the region of the flange 10 shown there. In practice, this type of fixation with the aid of extension webs is practically only suitable for metal enveloping films, since only there is sufficient rigidity for an axial position fixation until the first operation and thus softening of the adhesive points 8 guaranteed.
In Fig. 3 ist schließlich in der unteren Hälfte noch eine weitere Variante dargestellt, indem der Hüllfolie 4 und der elastische Lagerungsmatte 3 eingezogene Metallfolien-Halbschalen 11 zwischengeordnet sind, die durch das Einziehen einen Schutz der Kanten der elasti sche Lagerungsmatte 3 bewirken. Dieser Schutz bezieht sich dabei vornehmlich darauf, daß die heißen pulsie renden Abgase nicht direkt an den Kanten der elasti schen Lagerungsmatten angreifen können, da in diesem Bereich die elastischen Lagerungsmatten besonders aus blasempfindlich sind und ansonsten sehr leicht die Gefahr einer Zerstörung der elastische Lagerungsmatten bestünde.In Fig. 3, finally, another variant is shown in the lower half by the wrapping film 4 and the elastic storage mat 3 interposed metal foil half-shells 11 , which cause a protection of the edges of the elastic storage mat 3 by retraction. This protection relates primarily to the fact that the hot pulsating exhaust gases cannot attack directly on the edges of the elastic storage mats, since in this area the elastic storage mats are particularly sensitive to blows and otherwise there would be a very slight risk of destruction of the elastic storage mats.
Als weitere Ausgestaltung der Erfindung sollte ein thermisches Öffnen der Hüllfolie mit einem feinen Widerstandsdraht 12 hinzugefügt werden. Dieser Draht kann als offene Schlaufe zwischen elastischer Lage rungsmatte und Hüllfolie liegen, sich beim Anlegen einer Spannung (Batterie 13 o. ä.) erhitzen und damit die Hüllfolie öffnen. Er kann ebenfalls wie die Reiß leine durch Zug entfernt werden.As a further embodiment of the invention, a thermal opening of the enveloping film with a fine resistance wire 12 should be added. This wire can lie as an open loop between the elastic mat and the wrapping film, heat up when a voltage is applied (battery 13 or similar) and thus open the wrapping film. Like the pull cord, it can also be removed by train.
Claims (6)
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