Abgasreinigungsvorrichtung

Abstract

 Abgasreinigungsvorrichtung mit einem metallischen Außengehäuse (12) und mittels einer Federmatte (9) darin gelagerten Metall- oder Keramikmonolithen (2, 4, 6), sowie Abschirmtrichtern (1, 7) für die Abgaszu- und -abführstutzen des Außengehäuses und/oder zwischen benachbarten Monolithen angeordneten Abschirmringen (3, 5), wobei die Monolithen, Abschirmtrichter und ggf. Abschirmringe durch eine, vorzugsweise durchsichtige Schrumpffolienhülle (10), insbesondere einen Schrumpfschlauch, zu einem Innenpaket zusammengefaßt sind.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine Abgasreinigungsvorrich­tung mit einem metallischen Außengehäuse und mittels einer Federmatte darin gelagerten Metall- oder Keramikmonolithen, sowie Abschirmtrichtern für die Abgaszu- und -abführstutzen des Außengehäuses und/oder zwischen benachbarten Monolithen angeordneten Abschirmringen.

[0002] Üblicherweise erfolgt die Herstellung derartiger Abgasrei­nigungsvorrichtungen so, daß zunächst in eine Halbschale des geteilten Außengehäuses die Federmatte eingelegt und darauf die Innenteile wie Monolithen, Abschirmringe bzw. Abschirmtrichter eingelegt werden, woraufhin nach dem Über­schlagen der Matte die zweite Außengehäuseschale aufgelegt und mit der ersten verbunden, üblicherweise verschweißt wird. Dabei ergeben sich aber Schwierigkeiten dahin, daß eine exakte Positionierung gewährleistet ist, bei der die Abschirmtrichter bzw. Abschirmringe auch tatsächliche an den Monolithen anliegen und keine seitliche Versetzung auf­tritt. Noch komplizierter werden die Verhältnisse, wenn - noch dazu wenn zwei oder mehrere Monolithen hintereinander angeordnet sind - die Abschirmtrichter nicht an den Mono­lithen kalt anstehen sollen, sondern zumindest unterhalb der Betriebstemperatur einen Spalt zu den Monolithen ein­halten sollen, damit erst bei Erreichen der Betriebstempe­ratur durch die entsprechenden Längendehnungen der Innen­bauteile gegenüber dem Außengehäuse dieser Spalt sich wie­der schließt und somit die Federmatte nicht von den pulsie­renden Abgasen ausgeblasen werden kann. Diese Schwierigkei­ten verhindern nicht nur eine automatische Montage, sondern führen selbst bei einer Montage von Hand häufig zu nicht hinzunehmenden Toleranzen in der Positionierung der Bau­teile zueinander.

[0003] Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Abgas­reinigungsvorrichtung der eingangs genannten Art so auszu­gestalten, daß die Montage sehr viel einfacher, genauer und auch automatisierbar erfolgen kann.

[0004] Zür Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Monolithen, Abschirntrichter und ggf. Abschirmringe durch eine vorzugsweise durchsichtige Schrumpffolienhülle, insbesondere einen Schrumpfschlauch, zu einem Innenpaket zusammengefaßt sind.

[0005] Durch die erfindungsgemäße Zusammenfassung der genannten Bauteile durch eine Schrumpffolienhülle läßt sich zunächst eine sehr paßgenaue Positionierung dieser Bauteile mit Hilfe einer entsprechenden Lehre erzielen, in welche zunächst die Schrumpfhülle eingelegt und dann die Bauteile einfach eingeschoben werden. Sofort anschließend werden noch in der Lehre die durch diese Lehre paßgenau gegenein­ander gehaltene Bauteile durch Schrumpfen der Hülle fest zu einem Innenpaket zusammengefaßt, welches dann bei der an­schließenden Lagerung im Außengehäuse mit Hilfe der Feder­matte die gegenseitigen Positionen der Bauteile nicht mehr verändern kann, so daß die Handhabung äußerst einfach und wiederum automatisiert erfolgen kann. Das Innenpaket kann dabei auch zwischengelagert und später erst in das Gehäuse eingebaut werden. Durch Ausbildung der Schrumpffolienhülle aus durchsichtigem Werkstoff läßt sich dabei zusätzlich das fertiggeschruumpfte Innenpaket auf seine fehlerfreie Posi­tionierung kontrollieren. Sollten tatsächlich Verschiebe­fehler vorliegen, so wird einfach die Schrumpffolie aufge­trennt und die Bauteile werden nochmals in einer Schrumpf­folie mit Hilfe der Montagelehre zusammengefaßt und einge­schrumpft. Auf diese Weise ist verhindert, daß derartige

[0006] Baufehler noch in der fertigen, nicht mehr kontrollierbaren Abgasreinigungsvorrichtung auftreten und sich erst nach dem Erstbetrieb dadurch bemerkbar machen, daß nachkurzer Zeit die gesamte Abgasreinigungsvorrichtung unbrauchbar ist, weil beispielsweise durch unzulässige Spalte die Federmatte ausgeblasen wird oder aber durch zu geringe Abstände die Monolithen beschädigt werden.

[0007] Die Schrumpffolie besteht dabei erfindungsgemäß aus einem Material, beispielsweise Polyäthylen, das unterhalb der Be­triebstemperatur rückstandsfrei verbrennt bzw. sich zer­setzt. Bei Polyäthylen beispielsweise "sickert" über 100 bis 150° die Folie zunächst in die Federmatte ein, wobei es sich bei der Federmatte bevorzugt um eine sog. Quellmatte handeln kann, d.h. eine Metallsilikatfasermatte mit Vermi­culitkörnchen, die sich bei Erwärmung ausdehnt, so daß eine besonders feste Lagerung im Innengehäuse erzielt wird. Oberhalb 250° verbrennt dann die eingesickerte Folie mit dem Binder der Quellmatte völlig rückstandsfrei.

[0008] Mit besonderem Vorteil kann in weiterer Ausbildung der Er­findung vorgesehen sein, daß das genannte Innenpaket und die es umhüllende Federmatte durch eine zweite Schrumpffo­lienhülle zu einer Baueinheit mit verringertem Außendurch­messer vereinigt ist.

[0009] Diese Zusammenfassung des zunächst eingeschrumpften Innen­pakets mit der Federmatte zu einer nochmals einge­schrumpften Baueinheit hat zunächst den Vorteil, daß auch die Einlagerung in ein zweiteiliges Außengehäuse sehr viel einfacher ist und auf diese Weise das Zusammenlegen der Schalen des Außengehäuses und ihre Verschweißung erfolgen kann, ohne daß die Gefahr besteht, daß sich die Federmatte zwischen die Schalen einklemmt. Darüber hinaus ergibt sich aber dadurch auch die Möglichkeit, diese Baueinheit in ein ungeteiltes Außengehäuse einzuschieben, derart, daß erst nach einer Erwärmung, insbesondere dem Erstbetrieb, die endgültige Lagefixierung durch Zersetzung der die Feder­matte komprimierenden äußeren Schrumpffolienhüllte erfolgt. Erst mit der Zersetzung der äußeren Schrumpffolienhülle wird die beim Schrumpfvorgang der äußeren Schrumpffolien­hülle komprimierte Federmatte wieder frei und kann sich ausdehen und somit für den Lagerpreßdruck zwischen dem In­nenpaket und dem Außengehäuse sorgen.

[0010] Dabei liegt es schließlich auch noch im Rahmen der Erfin­dung, mehrere parallel zueinander in einem gemeinsamen Außengehäuse angeordnete Reinigungsstränge aus Monolithen, Abschirmtrichtern und/oder Abschirmringen durch eine Schrumpffolienhülle zusammenzufassen.

[0011] Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Aus­führungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Dabei zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines zweisträngi­gen Innenpakets einer erfindungsgemnäßem Abgas­reinigungsvorrichtung,

Fig. 2 einen axialen Schnitt durch einen Strang des Innenpakets, und

Fig. 3 einen axialen Längsschnitt durch die Abgasrei­nigungsvorrichtung mit Außengehäuse und Lager­matte, wobei im Bereich der Abgaszu- und -abführ­stutzen der Schnitt sowohl zwischen den Strängen als auch jeweils axial durch einen der Stränge gelegt ist.

[0012] Im zweischaligen metallischen Außengehäuse 12 sind die bei­den parallel zueinander angeordneten Reinigungsstränge an­geordnet, die jeweils aus einem eingangsseitigen Abschirm­trichter 1, einem im kalten Zustand in einem dem Tempera­turspiel bis zur Betriebstemperatur entsprechenden Abstand angeordneten ersten Monolithen 2, einem Abschirmring 3 und einem zweiten Monolithen 4, einem nochmaligen gestuften Ab­schirmring 5, einem dritten Monolithen 6 und schließlich einem Abschirmtrichter 7 besteht, der die Abschirmung des Abgasabführstutzens des Außengehäuses übernehmen soll. Auch dieser ausgangsseitige Abschirmtrichter 7 ist in Abstand unter Bildung eines Spalts 8 zum Monolithen 6 angeordnet, der sich erst bei Erreichen der Betriebstemperatur durch die unterschiedliche Ausdehnung der Innenbauteile gegenüber dem nicht so heiß werdenden Außengehäuse schließt. Die Ab­schirmringe 3 und 5 bestehen im Gegensatz zu den im darge­stellten Ausführungsbeispiel aus hochtemperaturfestem Me­tall bestehenden Abschirmtrichtern 1 und 7 bevorauszugt aus Keramik.

[0013] Um nicht die sieben Bauteile jedes Reinigungsstrangs, also insgesamt die vierzehn Bauteile der gezeigten Anordnung, lose in die Unterschale des Außengehäuses, in die zunächst die Federmatte 9 eingelegt worden ist, einlegen zu müssen und dabei sicherzustellen, daß auch noch die genannten Spaltabstände zwischen den Abschirmtrichtern 1 und 7 sowie ihren benachbarten Monolithen 2 und 6 eingehalten werden, was in der Praxis fast nicht möglich ist wenn man nicht spezielle Abstandhalter verwendet, werden die Bauteile zunächst in einer Montagelehre in einen Schrumpfschlauch eingelegt, wobei die Montagelehre die genannten Abstände problemlos garantiert. Sofort anschließend erfolgt eine La­gefixierung der Bauteile durch Einschrumpfen der Schrumpf­ folienhülle zu dem in Fig. 1 gezeigten Innenpaket, bei dem sich die einzelnen Bauteile 1 bis 7 jedes Reinigungsstrangs und auch die Bauteile der beiden Stränge gegeneinander nicht mehr verschieben können, so daß anschließend ein völ­lig problemloses Einlegen in die mit der Federmatte ausge­legte Unterschale des Außengehäuses möglich ist. An­schließend wird die Federmatte oben umgeschlagen und die zweite Schale des Außengehäuses aufgelegt und mit der Un­terschale verschweißt.

[0014] Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungs­beispiel beschränkt. Neben Abgasreinigungsvorrichtungen mit nur einem Reinigungsstrang oder auch mehr als zwei Reini­gungssträngen wäre es beispielsweise auch möglich, das durch die Schrumpffolie 10 zusammengefaßte Innenpaket zu­sammen mit der darumgelegten Federmatte 9 durch eine zweite äußere Schrumpffolienhülle 11 wiederum zu einer Baueinheit zusammenzufassen, die dann einfach in die Unterschale des Außengehäuses eingelegt wird, woraufhin dann ohne weiteres sofort die Oberschale aufgelegt und verschweißt werden kann, ohne daß darauf zu achten ist, ob die Federmatte richtig umgeschlagen ist oder sich zwischen die Kanten der Schalen einzwickt od.dgl. Vor allen Dingen ist auf diese Weise auch verhindert, daß etwa Vermiculit oder ähnliche Faserteilchen aus der Federmatte in das Gehäuse fallen und von dort aus möglicherweise auch in den Motor gelangen könnten. Diese Gefahr ist nicht mehr gegeben, wenn beim Erstbetrieb die äußere Schrumpffolienhülle sich zersetzt und damit die zunächst komprimierte Federmatte freigibt, so daß sie sich - noch dazu unterstützt durch die Eigendeh­nung, falls es sich um eine Quellmatte handelt - sehr fest zwischen das Innenpaket und das metallische Außengehäuse legt und damit die Lagefixierung übernimmt. Darüber hinaus könnte auch durch diese Einschrumpfung des Innenpakets und der Federmatte in eine äußere Schrumpffolienhülle ein axia­les Einschieben dieser Baueinheit in ein ungeteiltes Außen­gehäuse vorgenommen werden.

Ansprüche

1. Abgasreinigungsvorrichtung mit einem metallischen Außengehäuse und mittels einer Federmatte darin gelagerten Metall- oder Keramikmonolithen, sowie Abschirmtrichtern für die Abgaszu- und -abführstutzen des Außengehäuses und/oder zwischen benachbarten Monolithen angeordneten Abschirmringen, dadurch gekennzeichnet, daß die Monolithen (2, 4, 6), Abschirmtrichter (1, 7) und ggf. Abschirmringe (3, 5) durch eine, vorzugsweise durchsichtige Schrumpffolienhülle (10), insbesondere einen Schrumpfschlauch, zu einem Innenpaket zusammengefaßt sind.

2. Abgasreinigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schrumpffolie (10) aus einem Material, beispielsweise Polyäthylen, besteht, das unterhalb der Betriebstemperatur rückstandsfrei verbrennt bzw. sich zersetzt.

3. Abgasreinigungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Innenpaket und die es umhüllende Federmatte (9) durch eine zweite Schrumpffolienhülle (11) zu einer Baueinheit mit verringertem Außendurchmesser vereinigt sind.

4. Abgasreinigungsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Baueinheit in ein ungeteiltes Außengehäuse eingeschoben ist, derart, daß erst nach einer Erwärmung, insbesondere beim Erstbetrieb, die endgültige Lagefixierung durch Zersetzung der die Federmatte (9) komprimierenden äußeren Schrumpffolienhülle (11) erfolgt.

5. Abgasreinigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere parallel zueinander in einem gemeinsamen Außengehäuse (12) angeordnete Reinigungsstränge jeweils aus Monolithen (2, 4, 6), Abschirmtrichtern (1, 7) und/oder Abschirmringen (3, 5) durch eine Schrumpffolienhülle (10) zusammengefaßt sind.

6. Verfahren zur Herstellung einer Abgasreinigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Teile (1 bis 7) des Innenpakets in einer die gewünschte gegenseitige Positionierung sichernden Montagelehre in die Schrumpffolienhülle (10) eingelegt und durch Erwärmung lagefixiert werden.

Zeichnung