Prüfung von Katalysator-Lagermatten

Lagermatten in Katalysatorgehäusen müssen unter hohen thermischen Belastungen die Keramik-Einsätze zuverlässig schützen und Abgas-Nebenströme sicher abdichten. Zur Bestimmung der Steifigkeit und der Reibungskoeffizienten des Materials unter Temperatur- und Druckeinfluss hat Zwick eine Prüfmaschine für Einsatztemperaturen bis zu 1.050°C entwickelt.

(firmenpresse) - Das Innenleben der Mehrzahl der Katalysatoren und Rußpartikelfilter besteht aus einem Keramik-Einsatz. Diesen empfindlichen Keramik-Monolithen gilt es vor mechanischen Belastungen zu schützen und zudem die unterschiedlichen Wärmeausdehnungen des metallischen Auspuffgehäuses und des Keramik-Einsatzes auszugleichen. Dazu werden sogenannte Lagermatten aus Hochtemperaturwollen, also aus künstlichen Mineralfasern bestehende Glas- oder Steinwollen eingesetzt, die den Keramik-Monolith vor Stößen schützen und gleichzeitig gegen das Außenblech abdichten.

Das Lagermatten-Material muss also eine hohe Beständigkeit unter den bis zu 1000 °C hohen Abgastemperaturen haben und gleichzeitig bestimmte mechanische und thermische Eigenschaften aufweisen. Zu deren Charakterisierung wird die Steifigkeit und der Reibungskoeffizienten des Materials unter Temperatur- und Druckeinfluss ermittelt. Hierfür hat Zwick eine Material-Prüfmaschine mit einer zusätzlichen, horizontalen Prüfachse entwickelt.

Die Prüfmaschine ist mit zwei bis zu 1.050 °C beheizbaren 10kN-Druckplatten ausgestattet, mit denen die vertikale Kraft zur Steifigkeitsbestimmung aufgebracht wird. Um bei diesen hohen Temperaturen den Abstand der heißen Druckplatten messen zu können, muss ein berührungslos arbeitender Längenänderungsaufnehmer eingesetzt werden. Zur gleichzeitigen Bestimmung des Reibungskoeffizienten werden zwischen die beiden Druckplatten zwei Schichten des zu prüfenden Materials eingebracht, die in der Mitte durch ein Metallblech getrennt sind, an dem eine horizontale Kraft zur Erzeugung von Reibkräften angreifen kann.

Haben die Druckplatten die Prüftemperatur erreicht, wird das Lagermattenmaterial geregelt zusammengedrückt. Dabei wird der Druckplattenabstand mittels eines Laser-Extensometer mit einer Genauigkeit von ± 5 μm geregelt verringert und die dabei entstandene Druckkraft mit einem im Laststrang befindlichen Kraftaufnehmer gemessen. Die zweite horizontale Prüfachse besteht aus einem elektromechanischen 5kN-Aktor, der das Metallblech horizontal zwischen den beiden Materialschichten verfährt. Die dafür benötigte Kraft wird mit einem separaten Kraftaufnehmer erfasst und dann zum temperaturspezifischen Reibungskoeffizienten umgerechnet. Dieser Aktor kann unabhängig von der Vertikalachse oder mit ihr synchronisiert betrieben werden.



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http://www.zwick.de/en/news/news-detail/article/testing-support-mats-for-catalytic-convertersdiesel-particle-filters.html
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Datum: 23.04.2012 - 11:33 Uhr
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