DE4243500A1 - Catalyst insert, esp. for cleaning engine exhaust gases - Google Patents
Catalyst insert, esp. for cleaning engine exhaust gasesInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Katalysator-Einsatz insbesondere für einen Katalysator zur Reinigung von Verbrennungsmotor-Abgasen nach dem Ober begriff des Patentanspruches 1. Weiterhin betrifft die Erfindung einen mit einem solchen Einsatz versehenen Katalysator sowie ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Katalysator-Einsatzes.The invention relates to a catalyst insert, in particular for a Catalyst for cleaning internal combustion engine exhaust gases after the upper Concept of claim 1. Furthermore, the invention relates to a such a catalyst and a process for Production of such a catalyst insert.
Die Verwendung von Drahtgestrick- oder -gewebelagen für katalytisch wir kende Einsätze von Katalysatoren, wie sie beispielsweise bei Fahrzeugen mit Otto-Motoren zur Reinigung der Abgase verwendet werden, ist aus EP 0 325 111 A2 bekannt. Die dort gezeigte Filter- und Nachverbrennungs einrichtung für Abgase insbesondere von Brennkraftmaschinen besteht aus einem spiraligen Wickelkörper, der durch Aufwickeln einer im wesentlichen flächigen Drahtgestricklage mit diese flankierenden Einfassungsmänteln in Form von Metallgestrickbändern und unter Einsatz von Abstandselementen gebildet ist. Sowohl die Einfassungsmäntel als auch die Drahtgestrickla gen können mit einer katalytischen Beschichtung versehen sein. Besondere Maßnahmen zur Kompaktierung und Fixierung des Wickelkörpers in sich sind dieser Druckschrift nicht entnehmbar.The use of wire mesh or fabric layers for catalytic us kending uses of catalysts, such as in vehicles used with gasoline engines to purify the exhaust is off EP 0 325 111 A2 known. The filter and post-combustion shown there Device for exhaust gases, in particular from internal combustion engines, consists of a spiral bobbin, which by winding a substantially flat wire mesh layer with these flanking edging jackets in Form of metal knitted ribbons and using spacers is formed. Both the edging coats and the wire knitla gene can be provided with a catalytic coating. Special Measures for compacting and fixing the winding body in itself cannot be found in this publication.
Aus der DE 39 08 581 A1 ist ein Katalysatorkörper aus mehrlagigen Me tallgeweben oder -gestricken bekannt, die zusammengesintert sind. Durch pulverförmige oder körnige Partikel, die auf die einzelnen Lagen oder deren Drähte aufgesintert werden, soll die Abscheidewirkung des Kataly satorkörpers erhöht werden.DE 39 08 581 A1 describes a catalyst body made of multilayer Me tall woven or knitted, which are sintered together. By powdery or granular particles that are on the individual layers or whose wires are sintered on, the separation effect of the Kataly be increased.
Aus der DE 41 09 227 A1 ist es ganz allgemein bekannt, einen Katalysa torkörper aus mehrlagigen Metallgeweben oder -gestricken zu bilden, wo bei ein derartiges Gewebe oder Gestrick verlötet ist. Nähere Angaben über den Verlötungsprozeß werden nicht gemacht.From DE 41 09 227 A1 it is very generally known to have a catalytic converter to form the gate body from multi-layer metal mesh or knitted fabric where is soldered to such a fabric or knitted fabric. Details on the soldering process is not done.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Katalysator-Einsatz der gattungsgemäßen Art so auszugestalten, daß er besonders einfach her stellbar, dabei mechanisch besonders stabil und effizient ist.The invention is based, to use a catalyst Generic type so that it is particularly simple adjustable, mechanically particularly stable and efficient.
In vorrichtungstechnischer Hinsicht wird diese Aufgabe durch die im Kennzeichnungsteil des Anspruches 1 angegeben Merkmale gelöst. Entspre chende Lösungsmerkmale in verfahrenstechnischer Hinsicht sind im Kenn zeichnungsteil des Anspruches 13 angegeben.In terms of device technology, this task is carried out by the Characteristic part of claim 1 specified features solved. Correspond Appropriate solution features in terms of process technology are in the Kenn Drawing part of claim 13 specified.
Durch die vorgesehene thermische und/oder mechanische Fixierung der Drähte und/oder Drahtgestrick- bzw. -gewebelagen im gewickelten Zustand wird die Struktur des Einsatzes so stabilisiert, daß sie für seine weitere Behandlung - also z. B. für das Aufbringen einer katalytisch wirksamen Oberflächenbeschichtung - oder Verwendung - z. B. für die weitere auto matische oder manuelle Handhabung in der Fertigung eines Abgas-Kataly sators - besonders geeignet ist. Dabei ist weiterhin grundsätzlich die Drahtstruktur des Einsatzes von Vorteil, da eine gezielte Verwirbelung des Abgasstromes und dadurch eine optimale Verweilzeit bzw. Konvertierungs rate für die Abgase bei niedrigem Abgasrückdruck erreicht werden. Darüber hinaus ist der vollständig aus metallischem Drahtmaterial gefer tigte Katalysator-Einsatz gemäß der Erfindung gegenüber Katalysator-Ein sätzen z. B. aus keramischem Material weit weniger empfindlich gegen Be schädigungen und besonders leicht rezyklierbar. Durch die Fixierung der Drähte und Lagen zueinander wird weiterhin vermieden, daß die Drähte aneinander scheuern und sich somit die katalytisch wirksame Beschichtung löst.Through the intended thermal and / or mechanical fixation of the Wires and / or wire mesh or fabric layers in the wound state the structure of the insert is stabilized so that it can be used for its further use Treatment - e.g. B. for the application of a catalytically active Surface coating - or use - e.g. B. for the further auto Matic or manual handling in the production of an exhaust gas catalyzer sators - is particularly suitable. Basically, the Wire structure of the use is advantageous because a targeted swirling of the Exhaust gas flow and thus an optimal dwell time or conversion rate for the exhaust gases at low exhaust gas back pressure. In addition, it is completely made of metallic wire material Tigt catalyst use according to the invention compared to catalyst on sentences z. B. made of ceramic material far less sensitive to Be damage and particularly easy to recycle. By fixing the Wires and layers to each other is further avoided that the wires rub against each other and thus the catalytically effective coating solves.
Durch die laut Anspruch 2 vorgesehenen Lötverbindungen zwischen den Berührungspunkten der Drähte innerhalb der einzelnen Lagen sowie zwi schen den Lagen wird der Einsatz auf thermischem Wege mechanisch sta bilisiert, so daß er als selbsttragendes Ganzes keinerlei weitere Halte rungsstrukturen benötigt. Der erfindungsgemäße Einsatz ist insofern auch besonders geeignet für den Einsatz in Kraftfahrzeugen, wo er besonders stark Erschütterungen, Vibrationen und dgl. ausgesetzt ist.By the provided according to claim 2 solder connections between the Contact points of the wires within the individual layers and between The layers are mechanically mechanically used bilized so that it as a self-supporting whole no further stops structures needed. In this respect, the use according to the invention is also particularly suitable for use in motor vehicles, where it is particularly is strongly exposed to shocks, vibrations and the like.
Anspruch 3 kennzeichnet eine Alternative für die thermische Fixierung der Drähte bzw. Drahtlagen in Form einer Verschweißung, z. B. einer Laser- oder Elektronenstrahlverschweißung. Diese Verschweißung kann z. B. wäh rend des Wickelns des Wickelkörpers vorgenommen werden.Claim 3 indicates an alternative for the thermal fixation of the Wires or wire layers in the form of a weld, e.g. B. a laser or electron beam welding. This welding can, for. B. select be made during the winding of the winding body.
Durch die nach Anspruch 4 vorgesehene sogenannte "wash-coat-Beschich tung" mit einer katalytisch wirkenden Oberflächenbeschichtung beispiels weise aus einer Platin-Rhodium-Legierung wird die katalytisch wirkende Oberfläche der Drähte erheblich vergrößert, wodurch der Katalysatoreffekt optimiert wird. "Wash-coat-Beschichtungen" sind grundsätzlich aus dem Stand der Technik bekannt und bedürfen daher keiner weiteren näheren Erläuterung. Es ist lediglich zu ergänzen, daß die wash-coat-Beschich tung aus Aluminiumoxiden und sogenannten Promotoren - also Zusatzstof fen, die die katalytische Wirkung der Edelmetalle verstärken - bestehen. In der wash-coat-Beschichtung sind die Edelmetalle - z. B. Platin, Rho dium und/oder Palladium - als eigentliche Katalysatorsubstanzen fixiert.By the so-called "wash-coat coating" provided according to claim 4 tung "with a catalytically active surface coating, for example a platinum-rhodium alloy becomes the catalytic one Surface area of the wires increased significantly, creating the catalyst effect is optimized. "Wash-coat coatings" are basically from the Known in the art and therefore do not require any further details Explanation. It is only necessary to add that the wash-coat coating tion from aluminum oxides and so-called promoters - i.e. additive fen, which increase the catalytic effect of the precious metals - exist. The precious metals - e.g. B. Platinum, Rho dium and / or palladium - fixed as the actual catalyst substances.
Anspruch 5 kennzeichnet eine vorteilhafte Ausgestaltung der Wickellagen. Durch Kombination einer im flachgelegten Zustand ebenen mit einer in eine wellige Form geprägten Drahtgestrick- bzw. -gewebelage werden ohne zusätzliche Maßnahmen Strömungskanäle im Katalysator-Einsatz gebildet. Damit kann die Abgasführung durch den Katalysator-Einsatz gezielt im Sinne einer Optimierung dessen Effizienz beeinflußt werden. Darüber hinaus wird durch die wellige Prägung der einen Drahtgestrick- bzw. -gewebelage der Einsatz zusätzlich strukturell verstärkt. Durch die im Anspruch 5 angegebene Parallelrichtung der durch die Prägung erzeugten Wellenberge und -täler der geprägten Lage bleibt die zweilagige Wickel lage gut wickelbar, da die Richtung der Wellenberge und -täler parallel zur Wickelachse verläuft.Claim 5 characterizes an advantageous embodiment of the winding layers. By combining a flat lay with an in a wavy shape embossed wire mesh or fabric layer are without additional measures flow channels formed in the catalyst insert. This means that the exhaust gas routing through the catalyst insert can be Optimizing the efficiency of which can be influenced. About that In addition, the wavy embossing of a wire mesh or - Fabric layer additionally structurally reinforced. Through the im Claim 5 specified parallel direction of the generated by the embossing The wave peaks and valleys of the embossed location remain the two-layer winding was easy to wind because the direction of the wave crests and troughs is parallel runs to the winding axis.
Eine Alternative für die Anordnung der Wellenberge und -täler ist im An spruch 5 ebenfalls angegeben, wonach diese schräg zur Wickelachse des Einsatzes verlaufen können. Damit werden Abgas-Strömungskanäle in dem Katalysator-Einsatz gebildet, die diesen bezogen auf die Wickelachse schraubenlinienförmig durchsetzen und sich dabei zusätzlich durch die Aufwicklung der Lagen bezogen auf die Radialrichtung von der Wickel achse spiralförmig entfernen. Bezogen auf eine feste Axiallänge des Einsatzes werden dadurch die Strömungskanäle erheblich verlängert, wodurch die Effizienz des Einsatzes weiter erhöht wird. An alternative for the arrangement of the wave peaks and valleys is in the An Say 5 also specified, after which this obliquely to the winding axis of Can run. So that exhaust gas flow channels in the Catalyst insert formed, this related to the winding axis assert helically and additionally through the Winding up the layers in relation to the radial direction of the roll remove the axis in a spiral. Relative to a fixed axial length of the In this way, the flow channels are considerably extended which further increases the efficiency of the operation.
Die in den Ansprüchen 6 bis 9 angegebenen Maßnahmen dienen einer wei teren strukturellen Verstärkung und Stabilisierung des Katalysator-Ein satzes. Durch die beanspruchte Verpressung des Einsatzes kann dieser einerseits auf eine definierte Endform gebracht werden und andererseits die katalytisch wirksame Drahtoberfläche pro Volumeneinheit des Einsatzes erheblich erhöht werden. Darüber hinaus wird durch die im Anspruch 6 angegebene Aufwicklung der Drahtgestrick- bzw. -gewebelagen auf ein Trägerrohr in besonders einfacher Weise die Außenquerschnittsform des Einsatzes bestimmt. Diese entspricht nämlich der Querschnittsform des Trägerrohres und kann rund, ellyptisch, tropfenförmig, dreieckig, lang oval od. dgl. sein.The measures specified in claims 6 to 9 serve a white structural reinforcement and stabilization of the catalyst sentence. Due to the pressing of the insert, this can be brought to a defined final form on the one hand and on the other hand the catalytically effective wire surface per unit volume of the insert be significantly increased. In addition, by the in claim 6 specified winding of the wire mesh or fabric layers on a Carrier tube in a particularly simple manner, the outer cross-sectional shape of the Determined. This corresponds to the cross-sectional shape of the Carrier tube and can be round, elliptical, teardrop-shaped, triangular, long oval or the like.
Nach Anspruch 10 sind die für den Einsatz verwendeten Drähte als Flach draht ausgebildet. Dieser bietet bezogen auf sein Volumen eine besonders große Oberfläche, so daß die katalytische Wirkung des Einsatzes optimiert wird.According to claim 10, the wires used for use are flat wire trained. Based on its volume, it offers a special one large surface so that the catalytic effect of the insert is optimized becomes.
Anspruch 11 kennzeichnet einen Katalysator insbesondere zur Reinigung von Verbrennungsmotor-Abgasen, der ein Gehäuse mit Abgaszu- und -ab leitung sowie einen erfindungsgemäßen Einsatz darin aufweist.Claim 11 characterizes a catalyst, in particular for cleaning of internal combustion engine exhaust gases, which is a housing with exhaust gas supply and exhaust line and an insert according to the invention therein.
Als vorteilhafte Ausgestaltung dieses Katalysators ist gemäß den An sprüchen 12 bzw. 13 vorgesehen, eine zusätzliche thermische bzw. mecha nische Fixierung des Einsatzes in Form einer Verlötung oder Ver schweißung mit dem Gehäuse bzw. durch ein zusätzliches Stützkreuz im Gehäuse vorzunehmen. Auch ist es möglich, den Einsatz in einer seiner Form entsprechenden Aufnahme im Gehäuse festzulegen. Damit ist der Einsatz also nicht nur in sich, sondern auch im Gehäuse zuverlässig fixiert.As an advantageous embodiment of this catalyst is according to the An say 12 or 13 provided an additional thermal or mecha African fixation of the insert in the form of soldering or ver welding with the housing or with an additional support cross in the Housing. It is also possible to use one of his Determine the shape of the corresponding receptacle in the housing. So that's the Reliable use not only in itself, but also in the housing fixed.
Anspruch 14 gibt ein besonders einfaches Herstellungsverfahren für den erfindungsgemäßen Katalysator-Einsatz an. Demnach werden die einzelnen Drahtgestrick- bzw. -gewebelagen aus entsprechenden runden oder geplät teten Drähten gestrickt bzw. gewebt, diese Lagen zu einem Wickelkörper gewickelt, anschließend die Drähte des Wickelkörpers thermisch und/oder mechanisch fixiert und eine katalytisch wirksame Beschichtung auf die Drähte aufgebracht. Claim 14 gives a particularly simple manufacturing process for the catalyst insert according to the invention. Accordingly, the individual Wire mesh or fabric layers made of corresponding round or flat knitted or woven wires, these layers into a winding body wound, then the wires of the winding body thermally and / or mechanically fixed and a catalytically effective coating on the Wires applied.
Anspruch 15 gibt ein besonders einfaches, dabei jedoch sehr wirksames thermisches Fixierungsverfahren für den erfindungsgemäßen Katalysa tor-Einsatz an. Demnach werden die mit einer Lötmittelschicht versehenen Drähte an ihren Berührungspunkten innerhalb der und zwischen den ein zelnen Lagen durch einen entsprechenden Hochtemperaturprozeß verlötet und danach eine katalytisch wirksame Beschichtung auf die Drähte aufge bracht. Alternativ kann dabei die Lötmittelschicht vor oder nach dem Verstricken bzw. Verweben der Drähte auf diese aufgebracht werden, wo bei aus beschichtungstechnologischen Gründen das vorherige Aufbringen zu bevorzugen ist. Nach dem Verstricken bzw. Verweben solcher beschichteter Drähte ist der Wickelkörper damit bereits vollständig für das Verlöten ausgerüstet, so daß hier ein Fertigungszwischenschritt bei der Herstellung des Katalysator-Einsatzes entfallen kann.Claim 15 is a particularly simple, but very effective thermal fixing method for the catalyst according to the invention gate insert. Accordingly, they are provided with a solder layer Wires at their points of contact within and between the one individual layers are soldered by a corresponding high-temperature process and then applied a catalytically active coating on the wires brings. Alternatively, the solder layer can be before or after Knit or interweave the wires to be applied where for prior application due to coating technology reasons prefer is. After knitting or weaving such coated The winding body is thus already complete for soldering equipped so that here an intermediate production step in the manufacture the catalyst insert can be omitted.
Eine weitere Alternative für eine thermische Fixierung der Drähte bzw. Drahtlagen ist in Anspruch 16 angegeben, wonach diese Teile miteinander verschweißt, also insbesondere mittels Laser- oder Elektronenstrahl verschweißt werden.Another alternative for thermal fixation of the wires or Wire layers is specified in claim 16, according to which these parts together welded, in particular using a laser or electron beam be welded.
Nach Anspruch 17 ist vorgesehen, daß eine Drahtgestrick- bzw. -gewebe lage in flachgelegtem Zustand in Wellenform geprägt und mit einer ebenen Drahtgestrick- bzw. -gewebelage simultan zu einem Wickelkörper mit zwei lagiger Wickellage aufgewickelt wird.According to claim 17 it is provided that a wire mesh or fabric lay in a flat state, shaped in a wave shape and with a flat surface Wire mesh or fabric layer simultaneously to a winding body with two layered winding layer is wound up.
Nach Anspruch 18 ist vorgesehen, daß der Wickelkörper vor oder nach dem Verlöten auf seine Endform verpreßt wird. Von diesen beiden Alterna tiven ist einer Verpressung vor dem Verlöten der Vorzug zu geben, da dadurch der Einsatz in seiner verpreßten Endform zusammengehalten wird und dieser aufgrund der gegenseitigen Verbindung der Drähte im verpreß ten Zustand keine Tendenz zeigt, sich entgegen der Preßdruckrichtung wieder aufzuweiten.According to claim 18 it is provided that the winding body before or after the soldering is pressed to its final shape. Of these two alterna It is preferable to use a crimp before soldering thereby holding the insert together in its compressed final shape and this due to the mutual connection of the wires in the pressing th state shows no tendency to move against the direction of the pressure expand again.
Weiterhin können in den Wickelkörper zur zusätzlichen Stabilisierung vor oder nach dem Verlöten Stabilisierungsstifte eingetrieben werden (Anspruch 19). Da diese radial zur Wickelachse, also senkrecht zur Strömungsrich tung der Abgase, durch den Einsatz verlaufen sollen, wird der Einsatz gegen den Staudruck und die Pulsationen des durchströmenden Abgases verfestigt. Furthermore, can be placed in the winding former for additional stabilization or stabilizing pins are driven in after soldering (claim 19). Since this is radial to the winding axis, i.e. perpendicular to the flow direction The use of exhaust gases through which the insert is to run is used against the dynamic pressure and the pulsations of the exhaust gas flowing through solidified.
Das im Anspruch 20 angegebene "wash-coat-Beschichtungsverfahren" ist - wie erläutert - an sich bekannt. Es stellt eine besonders günstige Maß nahme zur Oberflächenvergrößerung der Drähte des Einsatzes dar. In eine solche "wash-coat-Beschichtung" können besonders gut Edelmetall-Beschich tungen, z. B. auf der Basis einer Platin/Rhodium-Legierung eingebracht werden.The "wash-coat coating method" specified in claim 20 is - as explained - known per se. It represents a particularly affordable measure to increase the surface area of the wires of the insert Such "wash-coat coating" can coat noble metal particularly well tungen, z. B. introduced on the basis of a platinum / rhodium alloy become.
Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung sind der nach folgenden Beschreibung entnehmbar, in der Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläu tert wird. Es zeigenFurther features, details and advantages of the invention are according to following description can be seen in the embodiments of the Subject of the invention with reference to the accompanying drawings is tert. Show it
Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt durch einen Abgas-Katalysator mit einem erfindungsgemäßen Drahtgestrickeinsatz, Fig. 1 shows a schematic longitudinal section through an exhaust gas catalyst according to the invention with a wire mesh insert,
Fig. 2 einen Querschnitt durch den Katalysator gemäß Fig. 1, Fig. 2 is a cross sectional view of the catalyst according to Fig. 1,
Fig. 3 eine perspektivische Darstellung einer Wickellage für einen erfindungsgemäßen Drahtgestrickeinsatz in flachgelegtem bzw. teilweise aufgewickeltem Zustand mit axialparallel verlaufender Prägung, Fig. 3 is a perspective view of a winding layer of an inventive wire mesh used in the laid-flat or partially coiled state with axially parallel extending embossing,
Fig. 4 eine perspektivische Darstellung einer Wickellage für einen erfindungsgemaßen Drahtgestrickeinsatz in flachgelegtem bzw. teilweise aufgewickeltem Zustand mit zur Wickelachse schräg verlaufender Prägung, Fig. 4 is a perspective view of a winding location for an inventive wire mesh used in the laid-flat or partially coiled state with the winding axis of oblique embossing,
Fig. 5 eine Draufsicht auf eine flachgelegte Drahtgestricklage, Fig. 5 is a plan view of a flattened wire knit layer,
Fig. 6 eine Draufsicht auf eine flachgelegte Drahtgewebelage, Fig. 6 is a plan view of a flattened wire fabric layer,
Fig. 7 eine perspektivische, teilweise weggebrochene Teildarstellung eines mit Lot vorbeschichteten Drahtes vor dem Verstricken bzw. Verweben, Fig. 7 is a perspective, partially broken away, partial view of a pre-coated with solder wire before knitting or weaving,
Fig. 8 eine schematische Darstellung einer Lötverbindung zwischen zwei Drähten, Fig. 8 is a schematic representation of a braze joint between two wires,
Fig. 9 eine perspektivische, teilweise weggebrochene Teildarstellung eines Drahtes mit wash-coat-Beschichtung, Fig. 9 is a perspective, partially broken-away fragmentary view of a wire with a wash-coat coating,
Fig. 10A bis E schematische Querschnitte durch einen Einsatz mit Träger rohr und darauf gewickeltem Wickelkörper in unterschiedlichen Querschnittskonfigurationen und FIG. 10A-E are schematic cross sections through a pipe insert with support having thereon a wound bobbin in different cross-sectional configurations, and
Fig. 11 eine perspektivische, teilweise weggebrochene Teildarstellung eines Katalysators gemäß Fig. 1 mit zusätzlichem Stützkreuz gegen den Abgas-Strömungsdruck. Fig. 11 is a perspective, partially broken away, partial view of a catalytic converter according to FIG. 1, with additional cross-brace against the exhaust gas flow pressure.
Der in Fig. 1 und 2 gezeigte Abgas-Katalysator weist ein zylindrisches Gehäuse 1 mit einer Abgaszuleitung 2 und einer Abgasableitung 3 auf.The exhaust gas catalytic converter shown in FIGS. 1 and 2 has a cylindrical housing 1 with an exhaust gas supply line 2 and an exhaust gas discharge line 3 .
Im Gehäuse 1 ist konzentrisch ein Drahtgestrick-Einsatz 4 angeordnet, wo bei vor den stirnseitigen Enden 5 dieses Einsatzes 4 ein Einlaß- 6 bzw. Auslaßraum 7 frei bleibt.A wire mesh insert 4 is arranged concentrically in the housing 1 , where an inlet space 6 or outlet space 7 remains free in front of the front ends 5 of this insert 4 .
Der Drahtgestrick-Einsatz 4 ist als Wickelkörper ausgeführt, der aus einer zweilagigen Wickellage 8 gewickelt ist. Diese Wickellage 8 besteht aus einer im flachgelegten Zustand ebenen Drahtgestricklage 9 und einer da rauf positionierten, in eine Wellenform geprägten Drahtgestricklage 10, wie aus Fig. 3 deutlich wird. Diese zweilagige Wickellage 8 ist spiral förmig auf ein Trägerrohr 11 gewickelt, dessen Länge im wesentlichen der Breite der ebenen bzw. geprägten Drahtgestricklagen 9, 10 entspricht. Entgegen der Strömungsrichtung (Pfeile 12) der Abgase durch den Kataly sator ist dieses Trägerrohr 11 verschlossen und konisch angespitzt. Weiterhin endet am radial äußeren Ende der Wickellage 8 die geprägte Drahtgestricklage 10 vor der ebenen Drahtgestricklage 9, die zur mög lichst vollflächigen Ausfüllung des Gehäusequerschnittes über einen be stimmten Umfangswinkel weitergeführt ist (Fig. 2).The wire mesh insert 4 is designed as a winding body which is wound from a two-layer winding layer 8 . This winding layer 8 consists of a flat lay flat wire mesh layer 9 and an up there positioned, embossed in a waveform of wire mesh layer 10, as is clear from FIG. 3. This two-layer winding layer 8 is spirally wound on a support tube 11 , the length of which corresponds essentially to the width of the flat or embossed wire mesh layers 9 , 10 . Contrary to the direction of flow (arrows 12 ) of the exhaust gases through the catalyst, this support tube 11 is closed and tapered. Furthermore, the embossed wire mesh layer 10 ends at the radially outer end of the winding layer 8 in front of the flat wire mesh layer 9 , which is continued to fill the housing cross-section as far as possible over a certain circumferential angle ( FIG. 2).
Der Durchmesser des Drahtgestrick-Einsatzes 4 entspricht im wesentlichen dem Innendurchmesser des Gehäuses 1, so daß dessen Querschnitt im we sentlichen vollständig ausgefüllt ist. Mit seiner Außenfläche ist der Drahtgestrick-Einsatz 4 dabei mit dem Gehäuse 1 verlötet. The diameter of the wire mesh insert 4 corresponds essentially to the inside diameter of the housing 1 , so that its cross section is essentially completely filled. The wire mesh insert 4 is soldered to the housing 1 with its outer surface.
Bei der in Fig. 3 dargestellten Wickellage 8 aus den beiden Drahtge stricklagen 9, 10 verlaufen die Prägung der Wickellage 10 und damit die Wellenberge 15 und -täler 16 parallel zur Wickelachse 17 des Wickelkör pers.In the winding layer 8 shown in FIG. 3 from the two wire knitting layers 9 , 10 , the embossing of the winding layer 10 and thus the wave crests 15 and valleys 16 run parallel to the winding axis 17 of the winding body pers.
Bei dem in Fig. 4 dargestellten Beispiel verlaufen die Prägungen und da mit die Wellenberge 15 und -täler 16 der geprägten Drahtgestricklage 10 schräg zur Wickelachse 17, so daß sich die von den Prägungen gebildeten Strömungskanäle schraubenlinienförmig bezüglich der Axialrichtung und sich bezüglich der Radialrichtung des Wickelkörpers spiralförmig von der Wickelachse entfernend erstrecken.In the example shown in FIG. 4, the embossments extend and there with the crests 15 and valleys 16 of the embossed wire mesh layer 10 obliquely to the winding axis 17 so that the flow channels formed by the embossed helically with respect to the axial direction and with respect to the radial direction of the bobbin Extend spirally from the winding axis.
Die in den Fig. 7 bis 9 einzeln dargestellten Drähte der Drahtgestrick lagen 9, 10 sind Drähte 18, die wie dargestellt im Querschnitt rund oder auch flach sein können und die mit einer Lötmittelschicht 19 versehen sind. Bei einer flachen Ausgestaltung ergibt sich bei vorgegebener Draht menge und -dimensionierung eine maximale Drahtoberfläche. Wie aus Fig. 8 deutlich wird, werden die einzelnen Drähte 18 mittels der Lötmit telschicht 19 an ihren Berührungspunkten 20 untereinander und zwischen den einzelnen Drahtgestricklagen 9, 10 durch Lötverbindungen 21 aneinan der fixiert. Wie aus Fig. 9 deutlich wird, sind die Drähte 18 mit einer sogenannten "wash-coat-Beschichtung" 22 versehen, die wiederum kataly tisch wirksame Teilchen einer Platin-Rhodium-Legierung trägt. Zur zusätz lichen Stabilisierung sind radial angeordnete Stabilisierungsstifte 13 vorgesehen, die den Ringraum zwischen dem Trägerrohr 11 und der Innen fläche 14 des Gehäuses überbrücken. Diese Stabilisierungsstifte 13 sind durch die Wand des Gehäuses 1 gesteckt und daran sowie am Trägerrohr 11 festgelegt (Fig. 2).The wires of the knitted wire fabric 9 , 10 shown individually in FIGS. 7 to 9 are wires 18 which, as shown, can be round or flat in cross section and which are provided with a solder layer 19 . In the case of a flat design, a maximum wire surface is obtained with a given wire quantity and dimension. As is clear from Fig. 8, the individual wires 18 are fixed by means of the Lötmit telschicht 19 at their contact points 20 with each other and between the individual wire mesh layers 9 , 10 by solder connections 21 to each other. As is clear from Fig. 9, the wires 18 are provided with a so-called "wash-coat coating" 22 , which in turn carries catalytically active particles of a platinum-rhodium alloy. For additional union stabilization radially arranged stabilizing pins 13 are provided which bridge the annular space between the support tube 11 and the inner surface 14 of the housing. These stabilizing pins 13 are inserted through the wall of the housing 1 and fixed thereon and on the support tube 11 ( FIG. 2).
In Fig. 5 ist die Drahtgestricklage 9 als ebene, flachgelegte Bahn darge stellt. Die Drahtgestricklage 9 setzt sich aus entsprechend verstrickten Maschen 23 von Drähten 18 zusammen.In Fig. 5 the wire mesh layer 9 is a flat, flat web Darge provides. The wire mesh layer 9 is composed of appropriately entangled meshes 23 of wires 18 .
Die in Fig. 3 und 4 dargestellten Lagen können auch aus einer Drahtge webelage 24 gefertigt sein, wie sie in Fig. 6 dargestellt ist. Das Draht gewebe besteht dabei aus Kettdrähten 25 und senkrecht dazu verlaufenden Schußdrähten 26, die in üblicher Weise verwebt sind. The layers shown in FIGS . 3 and 4 can also be made from a wire mesh layer 24 , as shown in FIG. 6. The wire fabric consists of warp wires 25 and weft wires 26 running perpendicular thereto, which are woven in the usual way.
Wie aus Fig. 10 deutlich wird, kann der Drahtgestrick-Einsatz 4 unter schiedlichste Außenquerschnittsformen aufweisen, die durch die Quer schnittsform des zentralen Trägerrohres 11 bestimmt sind. So ist der in Fig. 10A gezeigte Einsatz kreisrund und der in Fig. 10B gezeigte Einsatz oval. Auch eine Tropfenform (Fig. 10C), eine langlochartige Form (Fig. 10D) bzw. eine Dreiecksform mit abgerundeten Ecken (Fig. 10E) sind denkbar. Der aus den Drahtgestricklagen 9, 10 gefertigte Wickelkörper 27 ist in Fig. 10A bis 10E dabei im übrigen durch eine Kreuzschraffur ange deutet.As is clear from Fig. 10, the wire mesh insert 4 can have various external cross-sectional shapes, which are determined by the cross-sectional shape of the central support tube 11 . Thus, the insert shown in FIG. 10A is circular and the insert shown in FIG. 10B is oval. A teardrop shape ( FIG. 10C), a slot-like shape ( FIG. 10D) or a triangular shape with rounded corners ( FIG. 10E) are also conceivable. The winding body 27 made from the wire mesh layers 9 , 10 is indicated in FIGS. 10A to 10E by cross hatching.
Wie aus Fig. 11 deutlich wird, kann der Drahtgestrick-Einsatz 4 im Ge häuse 1 durch ein in dessen Auslaßraum 7 angeordnetes Stützkreuz 28 zu sätzlich entgegen der Strömungsrichtung 12 der Abgase abgestützt werden.As is clear from Fig. 11, the wire mesh insert 4 in Ge housing 1 can be additionally supported against the flow direction 12 of the exhaust gases by a support cross 28 arranged in its outlet space 7 .
Die Herstellung des Drahtgestrick-Einsatzes 4 stellt sich zusammenfassend beispielhaft nochmals wie folgt dar:The manufacture of the wire mesh insert 4 is summarized again as an example as follows:
Es werden zuerst zwei ebene Drahtgestricklagen 9, 10 aus Drähten 18 ge strickt, die mit einer Lötmittelschicht 19 versehen sind. Eine der Lagen wird anschließend in die in Fig. 3 gezeigte wellige Form geprägt und auf die ebene Drahtgestricklage 9 aufgelegt. Anschließend wird die aus den beiden Drahtgestricklagen 9, 10 gebildete Wickellage 8 auf das Trägerrohr 11 aufgewickelt. Der somit gebildete Wickelkörper wird durch Einwirken einer entsprechend hohen Temperatur stabilisiert, indem die Drähte der Drahtgestricklagen 9, 10 an ihren Berührungspunkten 20 innerhalb der einzelnen Lagen 9 bzw. 10 und zwischen diesen Lagen 9, 10 verlötet wer den. Anschließend wird die wash-coat-Beschichtung 22 mit einer kataly tischen Oberflächenbeschichtung in üblicher und bekannter Weise aufge bracht. Der Drahtgestrick-Einsatz 4 wird in das Gehäuse 1 eingesetzt und anschließend mit den Stabilisierungsstiften 13 und/oder durch das Stützkreuz 28 und/oder durch Schweißen darin fixiert.There are first two flat wire mesh layers 9 , 10 knitted from wires 18 , which are provided with a solder layer 19 . One of the layers is then embossed into the wavy shape shown in FIG. 3 and placed on the flat wire mesh layer 9 . The winding layer 8 formed from the two wire mesh layers 9 , 10 is then wound onto the carrier tube 11 . The wound body thus formed is stabilized by the action of a correspondingly high temperature by the wires of the wire mesh layers 9, 10 are soldered at their contact points 20 within the individual layers 9 and 10 and between these sheets 9, 10 who the. Then the wash-coat coating 22 is brought up with a catalytic surface coating in the usual and known manner. The wire mesh insert 4 is inserted into the housing 1 and then fixed therein with the stabilizing pins 13 and / or by the support cross 28 and / or by welding.
Claims (20)
- - Stricken oder Weben der einzelnen Lagen (Drahtgestricklagen 9, 10, 24),
- - Wickeln der Lagen (Drahtgestricklagen 9, 10, 24) zu einem Wickelkörper (27),
- - thermisches und/oder mechanisches Fixieren der Drähte (18) des Wickel körpers (27) und
- - Aufbringen einer katalytisch wirksamen Beschichtung (wash-coat-Be schichtung 22) auf die Drähte (18).
- - knitting or weaving of the individual layers (wire mesh layers 9 , 10 , 24 ),
- - winding the layers (wire mesh layers 9 , 10 , 24 ) into a winding body ( 27 ),
- - Thermal and / or mechanical fixing of the wires ( 18 ) of the winding body ( 27 ) and
- - Applying a catalytically active coating (wash-coat coating 22 ) on the wires ( 18 ).
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4243500A DE4243500A1 (en) | 1992-12-22 | 1992-12-22 | Catalyst insert, esp. for cleaning engine exhaust gases |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4243500A DE4243500A1 (en) | 1992-12-22 | 1992-12-22 | Catalyst insert, esp. for cleaning engine exhaust gases |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE4243500A1 true DE4243500A1 (en) | 1994-06-23 |
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ID=6476132
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE4243500A Withdrawn DE4243500A1 (en) | 1992-12-22 | 1992-12-22 | Catalyst insert, esp. for cleaning engine exhaust gases |
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| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE4243500A1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10139046A1 (en) * | 2001-08-08 | 2003-02-27 | Ballard Power Systems | Device for selectively oxidizing components of a material stream used in vehicle fuel cells, comprises a catalyst in a plate arrangement in which media chambers are arranged between plates |
| WO2007134735A1 (en) * | 2006-05-23 | 2007-11-29 | Emcon Technologies Germany (Augsburg) Gmbh | Turbulizer for exhaust gas system |
| DE10219853B4 (en) * | 2002-05-03 | 2009-08-20 | Christian Bibo | Process for strengthening wire knit fabric and wire mesh knit fabricated by the process |
-
1992
- 1992-12-22 DE DE4243500A patent/DE4243500A1/en not_active Withdrawn
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