DE4228863A1 - Katalytische Abgasreinigungsvorrichtung - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine kata­ lytische Abgasreinigungsvorrichtung umfassend ein Gehäuse, mindestens einen darin angeordne­ ten monolithischen Katalysatorkörper, eine der Wärmeisolierung und/oder der Lagerung des/der Katalysatorkörper(s) dienende Zwischenschicht und mindestens ein ringförmiges Abschirmblech zur Abschirmung der Zwischenschicht gegenüber dem Abgasstrom, wobei das mindestens eine Abschirmblech die Stirnkante(n) des/der benachbarten Katalysatorkörper(s) übergreift und an dessen/deren Umfangsfläche(n) anliegt.

Eine derartige Abgasreinigungsvorrichtung ist aus dem deutschen Gebrauchsmuster G 90 12 444.8 bekannt. Zur Schonung der Stirnkanten der Katalysatorkörper sind bei dem Abschirm­ blech der aus dieser Druckschrift bekannten Abgasreinigungsvorrichtung zwei in Umfangs­ richtung umlaufende, radial nach außen vor­ springende Sicken vorgesehen. Durch sie wird zwar eine Beschädigung der Katalysatorkörper an den besonders empfindlichen Stirnkanten sicher vermieden; jedoch ist nicht auszu­ schließen, daß die umlaufenden, nach außen vorspringenden Sicken eine Wärmedehnung des Abschirmbleches bei wechselnden Temperaturver­ hältnissen durch erhöhte Reibung an der Zwi­ schenschicht behindern. Dies gilt insbesondere dann, wenn auch im Bereich des Abschirmbleches zwischen diesem und dem Gehäuse eine Blähmatte angeordnet ist, die zur Lagerung der Katalysa­ torkörper verwendet wird und die eine beträchtliche radiale Kraft entwickelt. Bei der aus der genannten Druckschrift bekannten Abgasreinigungsvorrichtung muß das Abschirm­ blech daher aus einem relativ dickwandigen Material hergestellt sein, damit es trotz der Reibung an der Zwischenschicht Wärmedehnungen ausführt und nicht unerwünschten Verformungen unterliegt.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Abgasreinigungs­ vorrichtung zu schaffen, bei der trotz eines relativ dünnwandigen Aufbaus des Abschirm­ bleches dieses Wärmedehnungen ungehindert aus­ führt, wobei zugleich das Abschirmblech einen sicheren Schutz der Zwischenschicht gegen Aus­ blasen darstellen und die Stirnkanten der Katalysatorkörper vor Beschädigung schützen soll.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das Abschirmblech zumindest in seinem/seinen Überlappungs­ bereich(en) mit dem/den Katalysatorkörper(n) mit einer Wellung von geringer Amplitude wellenförmig profiliert ist. Indem das Abschirmblech in den Bereichen, in denen es an den Umfangsflächen der benachbarten Katalysa­ torkörper anliegt, gewellt ausgebildet ist - mit geringer Amplitude -, wird eine Beschädi­ gung der Katalysatorkörper durch das Abschirm­ blech zuverlässig verhindert. Denn letzteres paßt sich aufgrund der Wellung besonders gut dem Katalysatorkörper an, so daß die Flächen­ pressung zwischen dem Abschirmblech und den Katalysatorkörpern keine Extremwerte erreicht; der Anpreßdruck des Abschirmbleches an die Katalysatorkörper ist vielmehr über deren gesamten Umfang nahezu konstant. Auch gestat­ tet die Wellung des Abschirmbleches eine gewisse Nachgiebigkeit in Umfangsrichtung und somit eine Anpassung des Abschirmbleches an Fertigungstoleranzen der Katalysatorkörper. Indem somit eine Beschädigung der Stirnkanten der Katalysatorkörper durch die Wellung des Abschirmbleches sicher vermieden wird, können die beim Stand der Technik gemäß dem deutschen Gebrauchsmuster G 90 12 444 vorgesehenen in Umfangsrichtung umlaufenden, radial nach außen vorspringenden Sicken im Abschirmblech wegge­ lassen werden. Dies begünstigt wiederum den Längenausgleich des Abschirmbleches infolge Wärmedehnungen, der beim Stand der Technik durch die umlaufenden Sicken behindert wurde; somit kann das Abschirmblech mit seinen Über­ lappungsbereichen ungehindert auf den Umfangs­ flächen der zugeordneten Katalysatorkörper verschoben werden. Dieser ungehinderte Längen­ ausgleich des Abschirmbleches infolge Wärme­ dehnungen verhindert wiederum, daß sich im Abschirmblech Spannungen aufbauen können. Und dieses wiederum führt dazu, daß das Abschirm­ blech aus einem dünnwandigen, leichten Mate­ rial hergestellt werden kann.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Abgasreinigungsvorrichtung ist das Abschirmblech ganzflächig mit einer Wellung profiliert ausgebildet, wobei jedoch die Amplitude der Wellung in unterschiedlichen Bereichen des Abschirmbleches verschieden groß ist. In dem Überlappungsbereich des Abschirm­ bleches mit den Katalysatorkörpern, d. h. in denjenigen Bereichen mit denen das Abschirm­ blech an den Umfangsflächen der Katalysator­ körper anliegt, ist die Wellung relativ schwach, d. h. die Amplitude relativ gering. In dem übrigen Bereich ist die Wellung relativ stark, d. h. ihre Amplitude relativ groß. Hier­ durch wird auf der einen Seite erreicht, daß der Versteifungseffekt durch die Wellung des - relativ dünnwandigen - Abschirmbleches groß wird; dies ist von Bedeutung insbesondere in den Bereichen, die relativ weit von den Aufla­ geflächen des Abschirmbleches auf dem Kataly­ satorkörper entfernt sind. Und auf der anderen Seite wird die Auflage des Abschirmbleches auf den Katalysatorkörpern in den Überlappungs­ bereichen und die relative Dichtheit zwischen Abschirmblech und Katalysatorkörper in diesen Bereichen nicht nachteilig beeinflußt, so daß die Zwischenschicht sicher gegen Ausblasen geschützt ist.

Zweckmäßigerweise ragt dabei die Wellung in dem Bereich des Abschirmbleches mit der größe­ ren Amplitude nicht weiter radial nach innen vor als in den Überlappungsbereichen, wo die Wellung eine geringere Amplitude besitzt. Dies bedeutet, daß die größere Amplitude der Wellung außerhalb der Überlappungsbereiche darauf zurückgeht, daß in diesem Bereich die Wellung weiter radial nach außen vorragt als in den Überlappungsbereichen. Hierdurch wird die Gefahr einer Beschädigung der Stirnkanten der Katalysatorkörper weiter verringert, denn die lichte Weite des Abschirmbleches ist in dem zwischen den Überlappungsbereichen liegen­ den Bereich nicht geringer als in den Überlap­ pungsbereichen selbst, so daß ein Zwängen der Stirnkanten der Katalysatorkörper vermieden wird.

Die Wellenlänge der Wellung kann in allen Bereichen des Abschirmbleches gleich groß sein. Und die Wellen können sich bei einer zweckmäßigen Ausgestaltung der erfindungsge­ mäßen Abgasreinigungsvorrichtung im wesentli­ chen in deren Längsrichtung erstrecken; d. h., das Abschirmblech ist in Umfangsrichtung gewellt.

Um die Lage des Abschirmbleches zu sichern, kann dieses radial nach innen gerichtete Ein­ prägungen als Anschläge aufweisen. Derartige Anschläge können insbesondere nasenförmig aus­ gebildet sein, wobei der Stirnfläche des zuge­ ordneten Katalysatorkörpers entsprechende Flächen der Einprägungen gegenüberstehen. Indem über den Umfang des Abschirmbleches ver­ teilt mehrere derartige Einprägungen vorgese­ hen sind, läßt sich die Gefahr einer Beschädi­ gung der Katalysatorkörper durch die Anschläge weitestgehend ausschließen.

Das Abschirmblech ist zweckmäßigerweise aus einem ebenen, gewellten Blechstreifen geformt. Dabei überlappen die aufeinanderzu gebogenen Kanten des Blechstreifens einander gering­ fügig, so daß sie in bekannter Weise leicht gegeneinander fixiert werden können, bei­ spielsweise durch Punktschweißung.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Aus­ schnitt einer bevorzugten Ausführungs­ form der erfindungsgemäßen Abgasreini­ gungsvorrichtung mit zwei Katalysator­ körpern und

Fig. 2 einen Querschnitt durch die Abgasrei­ nigungsvorrichtung gemäß Fig. 1 ent­ lang der Linie II-II.

In dem Gehäuse 1 der Abgasreinigungsvorrich­ tung sind zwei Katalysatorkörper 2, 3 aufge­ nommen. Diese sind in dem Gehäuse 1 mittels der Quellmatte 4 gelagert. Die beiden Kataly­ satorkörper 2, 3 sind in dem Gehäuse 1 mit einem axialen Abstand bezüglich einander ange­ ordnet, so daß zwischen ihnen ein Raum ent­ steht, in welchem sich das Abgas, welches den vorderen Katalysatorkörper durchströmt hat, vor der Durchströmung des hinteren Katalysa­ torkörpers durchmischen kann. Ein ringförmiges Abschirmblech 5 umgibt diesen Mischungsraum und überragt mit seinen beiden äußeren Enden die Stirnkanten der Katalysatorkörper. In den so definierten Überlappungsbereichen 6, 7 liegt das Abschirmblech an den Umfangsflächen der Katalysatorkörper 2, 3 an. Das Abschirm­ blech besitzt in den Überlappungsbereichen eine Wellung mit geringer Amplitude (in der Zeichnung entspricht die Amplitude der Stärke des Abschirmbleches). In der oberen Hälfte von Fig. 1 ist die Wellung des Abschirmbleches den Katalysatorkörpern 2, 3 anliegend gezeigt; in der unteren Hälfte hingegen besitzt das Abschirmblech den durch die Wellung bedingten Abstand zu den Umfangsflächen der Katalysator­ körper (vgl. Fig. 2).

In dem zwischen den Überlappungsbereichen 6 und 7 liegenden Bereich 8 ist das Abschirm­ blech 5 ebenfalls gewellt. Die Amplitude ist hier jedoch größer als in den Überlappungs­ bereichen (in der Zeichnung entspricht die Amplitude in diesem Bereich dem 2 1/2-fachen Wert der Stärke des Abschirmbleches). In dem zwischen den Überlappungsbereichen 6 und 7 liegenden Bereich 8 ist jedoch nicht nur die Amplitude der Wellung größer als in den Über­ lappungsbereichen; auch ist die Mittellinie der Wellung in der Weise versetzt, daß die Wellung in diesem Bereich nicht weiter radial nach innen vordringt als in den Überlappungs­ bereichen (vgl. die obere Hälfte von Fig. 1 sowie Fig. 2).

In das Abschirmblech 5 sind jeweils drei jedem Katalysatorkörper 2, 3 zugeordnete nasenför­ mige Anschläge 9 eingeprägt. Diese ragen radial nach innen vor und sichern die Lage des Abschirmbleches 5 bezüglich der beiden Kataly­ satorkörper 2, 3.

Claims (7)

1. Katalytische Abgasreinigungsvorrichtung umfassend ein Gehäuse (1), mindestens einen darin angeordneten monolithischen Katalysa­ torkörper (2, 3), eine der Wärmeisolierung und/oder der Lagerung des/der Katalysator­ körper(s) dienende Zwischenschicht (4) und mindestens ein ringförmiges Abschirmblech (5) zur Abschirmung der Zwischenschicht gegenüber dem Abgasstrom, wobei das min­ destens eine Abschirmblech (5) die Stirn­ kante(n) des/der Kalysatorkörper(s) über­ greift und an dessen/deren Umfangsfläche(n) anliegt, dadurch gekennzeichnet, daß das Abschirmblech (5) zumindest in sei­ nem/seinen Überlappungsbereich(en) (6, 7) mit dem/den Katalysatorkörper(n) mit einer Wellung von geringer Amplitude wellenförmig profiliert ist.

2. Abgasreinigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Abschirmblech (5) im wesentlichen ganzflächig wellenförmig profiliert ist, wobei der/die Überlappungsbereich(e) (6, 7) des Abschirmbleches (5) mit dem/den Kataly­ satorkörper(n) eine Wellung von geringerer Amplitude aufweist/aufweisen als der übrige Bereich (8).

3. Abgasreinigungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Bereich (8) des Abschirmbleches (5) mit der größeren Amplitude der Wellung diese nicht weiter radial nach innen ragt als in dem/den Überlappungsbereich(en) (6, 7).

4. Abgasreinigungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellenlänge der Wellung in allen Bereichen des Abschirmbleches gleich ist.

5. Abgasreinigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Abschirmblech (5) in Umfangsrich­ tung gewellt ist, so daß sich die Wellen der Wellung im wesentlichen parallel zuei­ nander und in Längsrichtung der Abgas­ reinigungsvorrichtung erstrecken.

6. Abgasreinigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Abschirmblech (5) radial nach innen gerichtete Einprägungen (9) als Anschläge für den/die Katalysatorkörper (2, 3) auf­ weist.

7. Abgasreinigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das ringförmige Abschirmblech (5) durch Biegen eines ebenen gewellten Blech­ streifens geformt ist, wobei die aufeinan­ derzu gebogenen Kanten des Blechstreifens einander überlappen.