DE2222663A1 - METHOD OF MANUFACTURING A DEVICE FOR CATALYTIC CLEANING OF EXHAUST GASES FROM COMBUSTION ENGINE - Google Patents
METHOD OF MANUFACTURING A DEVICE FOR CATALYTIC CLEANING OF EXHAUST GASES FROM COMBUSTION ENGINEInfo
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Description
Verfahren zur Herstellung einer Vorrichtung zur katalyti schen Reinigung der Auspuffgase von Brennkraftmaschinen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Vorrichtung zur katalytischen Reinigung der Auspuffgase von Brennkraftmaschinen mit einem in einem Blechgehäuse angeordneten an seiner nichtdurchströmten Umfangsfläche von einem Schutzmantel umgebenen Katalysatorkörper.Process for the manufacture of a device for catalytic cleaning the exhaust gases of internal combustion engines The invention relates to a method for Manufacture of a device for the catalytic cleaning of the exhaust gases from internal combustion engines with one arranged in a sheet metal housing on its circumferential surface through which there is no flow catalyst body surrounded by a protective jacket.
Die Erfindung betrifft ferner einen Schutzmantel für einen solchen Katalysatorkörper.The invention also relates to a protective jacket for such Catalyst body.
Zum mechanischen Schutz eines Katalysatorkörpers ist es bekannt (DT-AS 1 476 507) diesen an seiner nichtdurchströmten Umfangs fläche mit einer kittartigen, faserige Bestandteile aus Aluminiumsilikat enthaltenden Schicht zu umgeben, Zur Abstützung des Katalysatorkörpers im Inneren des diesen aufnehmenden Metallgehäuses ist zwischen der genannten Schicht und der Gehäuseinnenwand ein federndes gewelltes Teil vorgesehen, welches sich zwischen der genannten Schicht und dem Gehäuse abstützt.It is known (DT-AS 1 476 507) cover this with a putty-like, to surround fibrous components of aluminum silicate-containing layer, Zur Support of the catalyst body in the interior of the metal housing accommodating it is a resilient corrugated between said layer and the inner wall of the housing Part provided which is supported between said layer and the housing.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Herstellung und Montage der bekannten Schutzschicht zu vereinfachen und einen verbesserten Schutzmantel der eingangs erwähnten Art zu schaffen, der auf einfache Weise am Katalysatorkörper befestigt werden kann und der gleichzeitig zum Abstützen des Katalysatorkörpers gegenüber dem Gehäuse geeignet ausgebildet ist.The invention is based on the object of manufacture and assembly to simplify the known protective layer and an improved protective sheath to create the type mentioned in a simple manner on the catalyst body can be attached and at the same time to support the catalyst body is suitably designed with respect to the housing.
Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, daß der Katalysatorkörper an der Umfangs fläche mit einer Bindemittelschicht aus einem aushärtendem, hitzebeständigem Bindemittel versehen wird, daß auf die noch weiche Bindemittelschicht der vorgefertigte Schutzmantel, ggf. unter Verdrängung überschüssigen Bindemittels, aufgebracht wird.The invention solves this problem in that the catalyst body on the circumferential surface with a binder layer made of a hardening, heat-resistant Binder is provided that on the still soft binder layer the prefabricated Protective coat, if necessary with displacement of excess binding agent, is applied.
Nachfolgend wird der mit Schutzmantel versehene Katalysatorkörper noch während oder nach dem Aushärten des Bindemittels in das Blechgehäuse eingebaut.The following is the catalyst body provided with a protective jacket built into the sheet metal housing during or after the hardening of the binder.
Um eine möglichst gleichmäßig verteilte und große Auflagefläche zwischen Bindemittelschicht und Schutzmantel zu erzielen schlägt die Erfindung weiter vor, daß das Bindemittel zunächst mit zu großer Schichtdicke auf die Umfangsfläche aufgetragen wird und dann die Schichtdicke auf ein den Innenabmessungen des Schutzmantels entsprechendes Toleranzmaß reduziert wird. Dieses Reduzieren wird vorteilhaft gleichzeitig mit der Aufbringung, d.h. durch die Art und Weise der Aufbringung des Schutzmantels erzielt.In order to have a large, evenly distributed contact surface between To achieve a binder layer and protective coating, the invention further proposes that the binder is initially applied to the circumferential surface with too great a layer thickness and then the layer thickness to a corresponding to the internal dimensions of the protective jacket Tolerance dimension is reduced. This reduction is beneficial concurrently with the application, i.e. by the way in which the protective jacket is applied achieved.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist die Ausbildung des Schutzmantels selbst. Hierzu schlägt die Erfindung vor, daß der Schutzmantel rohrförmig und mindestens längs einer Mantellinie geteilt ausgebildet ist. Ein solcher Schutzmantel eignet sich für in einer Richtung stirnseitig durchströmte Katalysatoren, wobei der Schutzmantel neben seinen eigentlichen Aufgaben auch noch die Funktion übernimmt, den Katalysatorkörper an seiner Umfangsfläche porendicht zu schließen.Another object of the invention is the formation of the protective jacket itself. To this end, the invention proposes that the protective jacket is tubular and at least is formed divided along a surface line. Such a protective sheath is suitable for catalytic converters with flow through the face in one direction, the protective jacket In addition to its actual tasks, it also takes on the function of the catalyst body to close pore-tight on its peripheral surface.
Die Anbringung des Schutzmantels auf dem Katalysatorkörper wird zweckmäßig noch dadurch erleichtert, daß der Schutzmantel längs einer weiteren Mantellinie scharnierartig ausgebildet ist. Zum Einbringen des Katalysatorkörpers in das Innere des Schutzmantels kann letzterer also in Art zweier Muschelschalen geöffnet und nach dem Einbringen des Katalysatorkörpers wieder geschlossen werden.It is expedient to attach the protective jacket to the catalyst body made even easier by the fact that the protective jacket is along a further surface line is designed like a hinge. For introducing the catalyst body into the interior of the protective jacket, the latter can therefore be opened in the manner of two mussel shells and be closed again after the catalyst body has been introduced.
Die genannte scharnierartige Ausbildung kann durch längs einer Mantellinie angeordnete Schwachstellen oder Gelenke erzeugt sein.Said hinge-like design can be carried out along a surface line arranged weak points or joints be generated.
Der Schutzmantel kann nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung auch aus mehreren, jeweils eine Teilumfangsrläche abdeckenden, voneinander unabhängigen Teilen bestehen, die längs ihrer aneinanderzufügenden Rändern entweder stumpfe oder sich überlappende oder verzahnte Stoßflächen aufweisen können.The protective sheath can according to a further proposal of the invention also from several, each covering a partial circumferential area, independent of one another There are parts that are either blunt or along their edges to be joined may have overlapping or toothed abutment surfaces.
Eine andere Aus führungs form des erfindungsgemäßen Schutzmantels ist dadurch gegeben, daß er aus Blech besteht und an seinem Umfang angeordnete, aufgeschweißte oder ausgestauchte federnde Laschen aufweist. Um den Katalysatorkörper besser fassen zu können ist es vorteilhaft, daß der Schutzmantel an seinen Enden jeweils zur Stirnfläche des Katalysatorkörpers hin umgebogen ist.Another embodiment of the protective jacket according to the invention is given by the fact that it is made of sheet metal and arranged on its circumference, Has welded or swaged resilient tabs. Around the catalyst body To be able to grasp it better, it is advantageous that the protective sheath is bent at its ends towards the end face of the catalyst body.
Bei Ausbildung des Schutzmantels aus Blech - bevorzugt wird man ein geeignetes, hitzebeständiges Stahlblech verwenden - ist es zweckmäßig, an den Enden und/oder an anderen Stellen des Umfangs des Schutzmantels umlaufende Vertiefungen zur Aufnahme von Dichtungs- oder Stützbändern vorzusehen.If the protective jacket is made of sheet metal - one is preferred Use suitable, heat-resistant sheet steel - it is advisable to use at the ends and / or encircling depressions at other points on the circumference of the protective jacket to be provided to accommodate sealing or support bands.
Weitere Einzelheiten und Merkmale sind der folgenden Beschreibung und den Ansprüchen zu entnehmen. Die Figuren der Zeichnung zeigen insgesamt 5 Ausführungsbeispiele in einem Längs- und in einem Querschnitt. Im einzelnen zeigt: Fig. 1 und 2 einen Längsschnitt und einen Querschnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel, Fig. 3 und 4 einen Längsschnitt und einen Querschnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel, Fig. 5 und 6 einen Längsschnitt und einen Querschnitt durch ein drittes Ausführungsbeispiel, Fig. 7 und 8 einen Längsschnitt und einen Querschnitt durch ein viertes Ausführungsbeispiel, Fig. 9 und 10 einen Längsschnitt und einen Querschnitt durch ein fünftes Ausführungsbeispiel.Further details and features are the following description and to be taken from the claims. The figures of the drawing show a total of 5 exemplary embodiments in a longitudinal and in a cross section. In detail: FIGS. 1 and 2 show one Longitudinal section and a cross section through a first exemplary embodiment, FIG. 3 and FIG. 4 shows a longitudinal section and a cross section through a second exemplary embodiment. FIGS. 5 and 6 show a longitudinal section and a cross section through a third exemplary embodiment, 7 and 8 a longitudinal section and a cross section through a fourth embodiment, 9 and 10 show a longitudinal section and a cross section through a fifth embodiment.
Fig. 1 zeigt einen Axialschnitt durch das Katalysatorgehäuse 1, in dessen innerem der eigentliche Katalysatorkörper 2 angeordnet ist. Der Katalysatorkörper 2 ist umgeben von einer Bindemittelschicht 3, welche den Katalysatorkörper 2 mit dem Schutzmantel 4 verbindet.Fig. 1 shows an axial section through the catalyst housing 1, in the inside of which the actual catalyst body 2 is arranged. The catalyst body 2 is surrounded by a binder layer 3, which the catalyst body 2 with the protective jacket 4 connects.
Der Katalysatorkörper wird in Richtung des Pfeils P von den Abgasen der ,Brennkraftmaschine durchströmt; der Ringraum zwischen dem Katalysatorkörper 2 und dem Blechgehäuse 1 wird abgedichtet durch die an den beiden Stirnseiten des Katalysatorkörpers angeordneten ringförmigen Dichtungsbänder 5 und 6. Die Dichtungsbänder sind, bevorzugt unter Spannung, eingefaßt zwischen den Stirnflächen des Schutzmantels, der Bindemittelschicht und teilweise des Katalysatorkörpers selbst sowie Teilen des Blechgehäuses 1. Mit ihrer Umfangs fläche liegen die Dichtungsbänder an der Innenseite des Gehäusemantels 7 und an einem radial nach innen gerichteten Flansch 8 der Stirnwand 9 des Blech gehäuses an.The catalyst body is in the direction of arrow P from the exhaust gases the internal combustion engine flows through; the annular space between the catalyst body 2 and the sheet metal housing 1 is sealed by the on the two end faces of the Catalyst body arranged annular sealing strips 5 and 6. The sealing strips are, preferably under tension, enclosed between the end faces of the protective jacket, the binder layer and partly the catalyst body itself and parts of the sheet metal housing 1. With their circumferential surface, the sealing strips are on the Inside of the housing jacket 7 and on a flange directed radially inward 8 of the end wall 9 of the sheet metal housing.
Die Fig. 2 zeigt einen Schnitt gem. II-II"der Fig. 1.FIG. 2 shows a section according to II-II "of FIG. 1.
In Fig. 2 ist erkennbar, daß der Schutzmantel 4 aus zwei Halbschalen mit den Trennfugen lo und 1 besteht.In Fig. 2 it can be seen that the protective jacket 4 consists of two half-shells with the parting lines lo and 1.
Auch der Mantel 7 des Blechgehäuses ist längs der Trennfugen 12 und 13 geteilt ausgebildet. In der Teilebene sind die beiden Halbschalen des Blechmantels 7 miteinander verschweiAt.The jacket 7 of the sheet metal housing is along the parting lines 12 and 13 formed divided. The two half-shells of the sheet metal jacket are in the partial level 7 welded together.
In den Figuren 3 und 4 ist eine Ausführungsform dargestellt, welche mit derjenigen gem. den Fig. 1 und 2 weitgehend übereinstimmt. Gleiche Teile sind mit denf selben Bezugszeichen versehen.In Figures 3 and 4, an embodiment is shown which largely coincides with that according to FIGS. Same parts are provided with the same reference numerals.
Bei der Ausfü.hrungsform gem. den Figuren 3 und 4 ist der Schutzmantel 4 dreigeteilt und zwar längs der Trennfugen 14, 15 und 16. Die stirnseitigen Kanten der Bindemittelschicht 3 weisen Schutzringe 17 und 18 auf.In the embodiment according to Figures 3 and 4, the protective sheath is 4 divided into three parts along the parting lines 14, 15 and 16. The front edges the binder layer 3 have protective rings 17 and 18.
Fig. 4 ist ein Schnitt gem. IV-IV der Fig. 3.FIG. 4 is a section according to IV-IV of FIG.
Eine weitere, gegenüber den bisher beschriebenen Ausführungsformen abgewandelte Ausführungsform ist in den Figuren 5 und 6 dargestellt, wobei Fig. 6 eine Schnittdarstellung gem. VI-VI der Fig. 5 ist.Another, compared to the previously described embodiments modified embodiment is shown in Figures 5 and 6, FIG. 6 is a sectional view according to VI-VI of FIG.
Gemäß den Figuren 5 und 6 weist der Schutzmantel 19 in seinem Inneren eine umlaufende Armierung 20 aus einem Drahtgeflecht auf. Zwischen der Außenfläche des Schutzmantels 19 und der inneren Oberfläche des Mantels 21 des Gehäuses i ist eine freier Ringraum 22 vorhanden.According to FIGS. 5 and 6, the protective sheath 19 has in its interior a circumferential reinforcement 20 made of a wire mesh. Between the outer surface of the protective jacket 19 and the inner surface of the jacket 21 of the housing i a free annular space 22 is present.
Der Schutzmantel 19 ist gegenüber dem Gehäusemantel 21 in radialer Richtung mittels der beiden ringförmigen Stützbänder 23 und 24 abgestützt. Aus Fig. 6 geht hervor, daß der Schutzmantel 19 zweitgeteilt, mit den Teilfugen 25 und 26, ausgebildet ist. Entsprechend diesen rseilfugen isv auf die Armierung 20 unterbrochen.The protective jacket 19 is in relation to the housing jacket 21 in a radial direction Direction by means of the two annular support bands 23 and 24 supported. From Fig. 6 shows that the protective jacket 19 is divided into two, with the butt joints 25 and 26, is trained. Corresponding to these rseilfugen isv interrupted on the reinforcement 20.
Mit den orhergehenden Figuren vergleichbare Teile sind in den Figuren 5 und 6 mit den gleichen Bezugszeichen versehen.Parts that are comparable to the preceding figures are shown in the figures 5 and 6 are provided with the same reference numerals.
Als Werkstoff für die Draht-Armierung 20 kommt bevorzugt ein Draht aus einer unter dem Namen Kanthal bekannten Legierung in Frage, welche Legierungsbestandteile aus Chrom, Aluminium und/oder Kobalt enthält.A wire is preferably used as the material for the wire reinforcement 20 made of an alloy known under the name of Kanthal, which alloy components made of chrome, aluminum and / or cobalt.
Der Schutzmantel selbst kann aus einem hitzebeständigen Zement, oder auch aus einer Kittmasse auf Fiberfrax-Basis bestehen. Ein unter dem Namen Cerafelt oder ein unter dem Namen Blakite bekannter Werkstoff, ggf. mit einem hitzbeständigen Bindemittel vermischt, kommt ebenfalls in Frage.The protective sheath itself can be made of a heat-resistant cement, or also consist of a putty based on Fiberfrax. One under the name Cerafelt or a material known under the name Blakite, possibly with a heat-resistant one Mixed binders can also be used.
Die Figuren 7 bis 10 zeigen Ausführungsformen, bei denen jeweils ein Schutzmantel aus Stahlblech Verwendung findet.Figures 7 to 10 show embodiments in which each one Protective sheath made of sheet steel is used.
Bei der Ausführungsform gem. den Figuren 7 und 8, wobei Fig. 8 einen Schnitt gem. VIII-VIII der Fig. 7 darstellt, besitzt der Schutzmantel 27 an seiner Umfangs fläche verteilt angeordnete aufgepunktete federnde Laschen 28, welche den von der Bindemittelschicht 3 und dem Schutzmantel 27 eingehüllten Katalysatorkörper 2 gegenüber dem Gehäuse 1 abstützen.In the embodiment according to FIGS Section according to VIII-VIII of Fig. 7, has the protective jacket 27 on its Circumferential surface distributed arranged dotted resilient tabs 28, which the by the binder layer 3 and the protective jacket 27 encased catalyst body 2 support against the housing 1.
Der Schutzmantel 27 ist beidseitig über die Stirnenden des Katalysatorkörpers hinaus unter Bildung je eines kragenartigen Ansatzes 29 bzw. 30 verlängert. In den Ansätzen 29, 3o sind ringförmige Dichtungs- und Stützbänder 31, 32 aufgenommen. Diese Stützbänder dienen zùr dämpfenden Aufnahme des Katalysatorkörpers im Inneren des Gehäuses 1 und außerdem der Abdichtung des Ringspalts 22 zwischen dem Schutzmantel 27 und dem Gehäuse 1. Die Dichtungs- und Stützbänder 31, 32 sind in entsprechenden rillenartigen Erweiterungen 33, 311 des Gehäuses 1 unter radialer Spannung aufgenommen. In Fig. 8 ist angedeutet, daß der Schutzmantel längs der Mantellinien bei 38 und 39 geteilt ausgebildet ist.The protective jacket 27 is on both sides over the ends of the catalyst body extended to form a collar-like approach 29 and 30 respectively. In the Approaches 29, 3o are annular sealing and support bands 31, 32 added. These support straps serve to absorb the inside of the catalyst body of the housing 1 and also the sealing of the annular gap 22 between the protective jacket 27 and the housing 1. The sealing and support bands 31, 32 are in corresponding Groove-like extensions 33, 311 of the housing 1 added under radial tension. In Fig. 8 it is indicated that the protective jacket along the surface lines at 38 and 39 is formed divided.
Die Ausführungsformy gem. den Figuren 9 und 10 -Fig. 10 ist ein Schnitt gem. X-X der Fig. 9 - weist übereinstimmend mit der Ausführungsform gem. den Figuren 7 und 8 einen Schutzmantel 34 aus Stahlblech auf. Ausgestauchte Laschen 35 dieses Schutzmantels dienen zur Abstützung des Katalysatorkörpers gegenüber dem Gehäuse 1. Ringförmige Dichtungs- und Stützbänder 36 und 37 sind im Bereich zwischen den Stirnflächen des Katalysatorkörpers zwischen dem Schutzmantel 34 und dem Gehäuse 1 unter Spannung eingebaut. Der Schutzmantel 34 ist an beiden Stirnseiten zum Katalysatorkörper hin, die Bindemittelschicht 3 stirnseitig einhüllend, abgebogen.The embodiment according to FIGS. 10 is a section according to X-X of Fig. 9 - corresponds to the embodiment according to the figures 7 and 8 a protective jacket 34 made of sheet steel. Compressed tabs 35 this Protective sheaths serve to support the catalyst body against the housing 1. Annular sealing and support bands 36 and 37 are in the area between the End faces of the catalyst body between the protective jacket 34 and the housing 1 installed under tension. The protective jacket 34 is on both ends of the catalyst body down, enveloping the binder layer 3 on the front side, bent.
Für den Durchtritt der gem. Pfeil P zuströmenden Abgase steht somit die zwischen den Enden des Stützmantels gebildete kreisförmige Querschnittsfläche zur Verfügung.For the passage of the exhaust gases flowing in according to arrow P. the circular cross-sectional area formed between the ends of the support jacket to disposal.
Der Schutzmantel ist bei 40 und 41 geteilt ausgebildet, und zwar längs der Teilfuge 41 als Scharnier.The protective sheath is divided at 40 and 41, namely longitudinally the parting line 41 as a hinge.
Als Werkstoff für das Gehäuse kommt für alle Ausführungsformen bevorzugt ein sogenannter Thermax-Stahl in Frage, also ein Nickel-Chrom-legierter Stahl mit austenitischem Gefüge, der bis zu 115000 hitze- und zunderbeständig ist.The preferred material for the housing is for all embodiments a so-called Thermax steel in question, i.e. a nickel-chromium alloy steel with austenitic structure that is heat and scaling resistant up to 115,000.
Die Dichtungs- und Stützbänder bestehen vorteilhaft aus chemisch stabilen, unbrennbaren Mineralfasern, im wesentlichen aus Aluminiumoxyd und Siliziumoxyd.The sealing and support tapes are advantageously made of chemically stable, incombustible mineral fibers, mainly made of aluminum oxide and silicon oxide.
Geeignete Werkstoffe sind unter den Namen Fiberfrax oder Cera-Pak bekannt geworden. Die Bänder können gepreßt und/oder geflochten sein; sie können von einem Drahtnetz umgeben sein.Suitable materials are available under the names Fiberfrax or Cera-Pak known. The bands can be pressed and / or braided; you can be surrounded by a wire mesh.
Als Bindemittel ist ein an der Luft härtender oder unter Temperatureinwirkung aushärtbarer hitzebeständiger Werkstoff geeignet. Der Werkstoff muß beim AuSbringen des Schutzmantels plastisch verformbar sein, damit er sich dem Raum zwischen Katalysatorkörper und Schutzmantel anpassen kann. Ein geeigneter Werkstoff ist unter dem Namen Fibrous Adhesive oder Super-Blakite bekannt geworden.The binding agent is one that hardens in air or under the action of temperature Hardenable, heat-resistant material suitable. The material must be used when applying the protective jacket must be plastically deformable so that it is the space between the catalyst body and protective sheath can customize. A suitable material is called Fibrous Adhesive or Super-Blakite became known.
Für den Katalysatorkörper selbst kommen unterschiedliche Werkstoff in Frage, jenachdem, ob es sich um einen Ogydations- oder einen Reduktionskatalysator handelt.Different materials are used for the catalyst body itself in question, depending on whether it is an oxidation or a reduction catalyst acts.
Sein die feinen Durchströmungskanäle enthaltendes Skelett besteht aus einem feuerfesten keramischen Werkstoff, beispielsweise aus Magnesium-Silikat, Aluminiumaxya, Zirkon od. dgl. Dieses Skelett dient als Träger für eine dünne Auflage aus dem Material mit der katalytischen Wirkung.Its skeleton, which contains the fine flow channels, is made made of a refractory ceramic material, for example magnesium silicate, Aluminum axya, zirconium or the like. This skeleton serves as a support for a thin layer from the material with the catalytic effect.
-Patentansprüche--Patent claims-
Claims (11)
Priority Applications (2)
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|---|---|---|---|
| DE19722222663 DE2222663C3 (en) | 1972-05-09 | 1972-05-09 | Process for the production of a device for cleaning the exhaust gases of internal combustion engines |
| US05/831,045 US4344922A (en) | 1972-03-21 | 1977-09-06 | Catalyzer for detoxifying exhaust gases from internal combustion |
Applications Claiming Priority (1)
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| DE2222663B2 DE2222663B2 (en) | 1974-07-11 |
| DE2222663C3 DE2222663C3 (en) | 1975-03-06 |
Family
ID=5844470
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| DE19722222663 Expired DE2222663C3 (en) | 1972-03-21 | 1972-05-09 | Process for the production of a device for cleaning the exhaust gases of internal combustion engines |
Country Status (1)
| Country | Link |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
| E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 |