DE102004018693B4 - Abgasanlage - Google Patents

Abstract

Abgasanlage mit von Heißgas durchströmbaren Abgasrohren, die eintrittsseitig mit einem Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine verbunden sind, und mit wenigstens einem an zumindest einem Abgasrohr angebrachten Katalysatorträgerkörper, dadurch gekennzeichnet, dass der Katalysatorträgerkörper (8, 9, 10, 21, 22, 39, 40) den weitgehend gleichen Querschnitt aufweist wie die an ihn axial sich anschließenden und mit ihm verbundenen Enden (13, 23, 24, 25, 26, 42) der Abgasrohre (2, 3, 4, 18, 19, 20, 43, 45) und ersatzweise zumindest einen Abschnitt eines Abgasrohres (2, 3, 4, 18, 19, 20, 43, 45) bildet und dass die Abgasanlage einen aus zumindest zwei Abgasrohren (2, 3, 4, 18, 19, 20, 43, 45) bestehenden Abgaskrümmer (1, 17) beinhaltet, deren zu Eingangsflanschen (7, 36), die am Zylinderkopf befestigt sind, weisende Rohrabschnitte (6) stutzenartig verkürzt sind, und dass als Verlängerung der Rohrabschnitte (6) jeweils ein Katalysatorträgerkörper (8, 9, 10) einerseits an den Rohrabschnitten (6) und andererseits an den Eingangsflanschen (7, 36) befestigt...

Description

• Die Erfindung betrifft eine Abgasanlage gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
• Eine gattungsgemäße Abgasanlage ist aus der DE 102 16 272 A1 bekannt. Die bekannte Abgasanlage weist ein mit Heiß- bzw. Abgas durchströmbares Abgasrohr auf, an dem endseitig ein ringbundartiger Flansch angeformt ist, mittels dessen das Abgasrohr unter Zwischenfügung einer Dichtung mit dem Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine verschraubt ist. Das Abgasrohr ist zur Abgasaustrittsöffnung des Zylinderkopfes hin zylindrisch erweitert. Die zylindrische Erweiterung nimmt einen Katalysatorträgerkörper gehäuseartig auf, wobei dieser gegenüber der Innenwandung der zylindrischen Erweiterung mittels Hülsen und Drahtgeflechtmanschetten elastisch abgestützt ist. Der Katalysatorträgerkörper ist rohrförmig ausgebildet und beinhaltet einen Katalysatormonolithen. Zwar ist durch die bekannte Abgasanlage aufgrund der Motornähe des Katalysators ein schnelleres Anspringen des Katalysators gewährleistet, jedoch ist zum einen seine Anordnung relativ aufwendig und damit kostenintensiv. Zum anderen erfordert die gehäuseartige, zylindrische Erweiterung des Abgasrohres für die Aufnahme des Katalysatorträgerkörpers einen vergrößerten Bauraum, der bei modernen Motoren nur selten zur Verfügung steht.
• Weiterhin zeigt die JP 2000-234 513 A ein luftspaltisoliertes Abgasrohr, welches kurze geradlinige heißgasführende Innenrohrstücke beinhaltet, die durch Katalysatorträgerkörper miteinander verbunden sind.
• Des Weiteren ist aus der DE 197 18 853 A1 ein gegossener Abgaskrümmer bekannt, bei dem im Anschluss an die Zusammenführung mehrerer Abgasrohre ein erweiterter Abschnitt ausgegossen ist, der als Gehäuse für einen Katalysator dient. Hierbei ist ein Abgaszutrittstrichter und ein Abgasaustrittstrichter an der gehäuseartigen Erweiterung mitausgebildet. Ein derartiger Abgaskrümmer ist nicht nur schwer, sondern erfordert ebenfalls einen vergrößerten Bauraum, um den Katalysator aufzunehmen. Des Weiteren ist die Anordnung des Katalysators in der erwähnten Erweiterung nur schwer zu realisieren, da die Erweiterung mit den Abgasrohren und den Trichtern einstückig ausgebildet ist, so dass der Katalysator, ohne die Erweiterung aufzutrennen, in den Gießvorgang mitintegriert werden muss. Aufgrund der beim Gießen auftretenden Temperaturen und Materialverzüge beim Erkalten des flüssigen Gussmaterials kann der Katalysator Schaden nehmen und dadurch seine Funktion verlieren.
• Weiterhin ist aus der DE 199 18 301 C1 ein Teilsystem einer Abgasanlage für ein Kraftfahrzeug bekannt, das luftspaltisoliert ausgeführt ist und in sich einen Katalysatorkörper trägt. Für den Katalysator ist dabei ein Gehäuse vorgesehen, das zwischen zwei Abgasrohren angeordnet ist und aus einem Außenmantel und einem von diesem beabstandeten Innenmantel besteht. Der Innenmantel ist an einen Abgaseistrittstrichter und einen Abgasaustrittstrichter angeschlossen, die mit heißgasführenden Innenrohren der Abgasanlage verbunden sind. Im Bereich der genannten Trichter ist der Verlauf des Außenmantels an diese adaptiert. Auch die hier offenbarte Abgasanlage erfordert durch den Katalysator und sein Gehäuse einen gesteigerten Bauraumbedarf, so dass bei engen Motorräumen die Gestaltung einer derartigen Abgasanlage nicht zum Tragen kommen kann. Aufgrund der vielen Einzelteile, die zum Bau einer derartigen Abgasanlage, insbesondere bei der Ausbildung des luftspaltisolierten Katalysatorkörpers, notwendig ist, ist der Herstellungs- und Montageaufwand ganz erheblich.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Abgasanlage dahingehend weiterzubilden, dass die motornahe Verwendung eines Katalysatorträgerkörpers ohne Beeinflussung des Motorraumes hinsichtlich des Raumangebots in einfacher Weise ermöglicht wird.
• Die Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruches 1 und durch die Merkmale des Patentanspruches 3 gelöst.
• Die Erfindung basiert auf dem Grundgedanken, einen oder mehrere Katalysatorträgerkörper in den Formverlauf einer Abgasanlage zu integrieren, ohne diesen gestaltungstechnisch zu verändern. Hierzu weist erfindungsgemäß der Katalysatorträgerkörper einen weitgehend gleichen Querschnitt wie die Abgasrohre der Abgasanlage auf und bildet ersatzweise zumindest einen Abschnitt eines Abgasrohres. Aufgrund dessen, dass das Erscheinungsbild der erfindungsgemäßen Abgasanlage nicht zu unterscheiden ist von dem einer katalysatorträgerkörperfreien Abgasanlage, wird der umliegende Motorraum durch evtl. Einengungen, die normalerweise der Katalysatorträgerkörper mit sich bringt, nicht beeinflusst. Somit kann die erfindungsgemäße Abgasanlage auch bei engen Bauräumen mit einem Katalysatorträgerkörper, der motornah angeordnet ist, in einfacher Weise Verwendung finden. Die erfindungsgemäße Abgasanlage zeichnet sich durch ihre bauliche Einfachheit aus, da sie oh ne Zusatzteile auskommt. Durch das Fehlen von Eingangs- und Ausgangstrichtern am Katalysatorträgerkörper, die Turbulenzen in der Heißgasströmung des Abgases verursachen und dadurch zu einem hohen, für den Motor leistungsmindernden Strömungswiderstand führen, ist dieser hier sehr gering. Da bei der erfindungsgemäßen Abgasanlage keine Zusatzteile erforderlich sind und auch eine besondere Ausbildung eines den Katalysatorträgerkörper aufnehmenden Gehäuses entfällt, ist die Abgasanlage sehr kostengünstig. Infolge des einfachen Ersatzes von Abschnitten der Abgasrohre durch den Katalysatorträgerkörper kann dieser besonders motornah angeordnet werden, wodurch das Anspringverhalten des Katalysators verbessert wird.
• Die Abgasanlage beinhaltet einen aus zumindest zwei Abgasrohren bestehenden Abgaskrümmer, deren zu Eingangsflanschen, die am Zylinderkopf befestigt sind, weisende Rohrabschnitte stutzenartig verkürzt sind. Zudem ist als Verlängerung der Rohrabschnitte jeweils ein Katalysatorträgerkörper einerseits an den Rohrabschnitten und andererseits an den Eingangsflanschen befestigt. Hierdurch wird der Katalysatorträgerkörper besonders motornah angeordnet, was zu einer noch weiteren Steigerung der Anspringgeschwindigkeit des Katalysators führt. Zudem ist die Anbringung der Katalysatorträgerkörper außerordentlich einfach, da sie jeweils das Ende der Abgasrohre bilden, so dass sie lediglich auf die Enden der Rohrabschnitte aufgesetzt und unter Bildung einer Rundnaht beispielsweise verschweißt, geklebt oder gelötet werden müssen. Denkbar wäre alternativ Punktschweißen oder auch ein Durchsetzfügeverfahren. Anderenends sind die Katalysatorträgerkörper nur noch mit dem Eingangsflansch jeweils zu befestigen. Durch die Anordnung mehrerer Katalysatorträgerkörper an den einzelnen Rohrabschnitten der Abgasrohre wird insgesamt ein sehr großes Katalysatorvolumen erzielt, was bei weitem das eines einzelnen aus dem Stand der Technik bekannten großen und zusätzli chen Bauraum erfordernden Katalysator übersteigt. Damit wird gleichermaßen die Abgasreinigung verbessert und effizienter. Die Abgasrohre können aufgrund der kurzen stutzenartigen Rohrabschnitte in günstiger Weise durch Innenhochdruckumformen hergestellt werden, da dieses Verfahren gerade für kurze Aushalsungslängen besonders prozesssicher und schnell erfolgen kann. Gleichzeitig werden extrem hohe Qualitäten der Anschlussflächen an den Katalysatorträgerkörper erzielt, so dass durch die erzielte Toleranzfreiheit dieser Anbindungsflächen sehr haltbare Befestigungsverbindungen mit dem Katalysatorträgerkörper erreicht werden können. Die Abgasrohre können durch Steckverbindungen über Schiebesitze oder auch einstückig miteinander verbunden sein.
• In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 2 ist der Abgaskrümmer luftspaltisoliert, wobei der Katalysatorträgerkörper, der die Verlängerung des jeweiligen verkürzten heißgasführenden innenliegenden Rohrabschnittes bildet, mit dem ihn mit Abstand umgebenden luftspaltisolierenden Außenmantel des Abgaskrümmers im Eingangsflanschbereich befestigt ist. Infolge der Luftspaltisolierung des Abgaskrümmers mittels des Außenmantels, der durch eine Schalenform oder einzelne Rohrabschnitte gebildet sein kann, wird die Anspringgeschwindigkeit des Katalysators weiter erhöht. Um die Gasdichtigkeit der Luftspaltisolierung zu optimieren, ist dazu der Katalysatorträgerkörper in der Bohrung des jeweiligen Eingangsflansches mit dem Außenmantel des Abgaskrümmers gasdicht verbunden. Aufgrund dessen, dass der Katalysatorträgerkörper eine Verlängerung eines innenliegenden Rohrabschnitts bildet, ist der Katalysatorträgerkörper und damit der Katalysator ebenfalls luftspaltisoliert, was seiner Wirkungsweise in hohem Maße zuträglich ist. Im Gegensatz zum diesbezüglichen Stand der Technik ( DE 199 18 301 C1 ) kann auf einen erhöhten Montageaufwand infolge der Unterbringung des Katalysatorträgerkörpers innerhalb des Außenmantels verzichtet werden.
• In der Variante der erfindungemäßen Abgasanlage nach Anspruch 3 sind die Abgasrohre gebogen und bilden zusammen einen gewundenen Verlauf der Abgasanlage aus, wobei die Abgasrohre durch den Katalysatorträgerkörper miteinander verbunden sind, der ersatzweise zumindest einen Abschnitt eines Abgasrohres und die geradlinigen Abschnitte der Abgasanlage zwischen den gebogenen Abgasrohren bildet. Der Katalysatorträgerkörper überbrückt dabei den axialen Abstand der Abgasrohre und weist den weitgehend gleichen Querschnitt auf wie die an ihn axial sich anschließenden und mit ihm verbundenen Enden der Abgasrohre. Diese Ausführung ist insbesondere dann besonders günstig, wenn die Rohrführung der Abgasanlage sehr komplex, d. h. vielfach gekrümmt ist, so dass mehrere Abgasrohre miteinander zu verbinden sind. Hierbei wird nach Verkürzung des einen oder beider zu verbindenden Abgasrohre in einfacher Weise der Katalysatorträgerkörper zwischen die beiden Abgasrohre eingefügt und mit diesen fest verbunden. Durch vielfältige Stückelung der Abgasrohrführung in viele einzelne Rohrabschnitte können dadurch eine sehr hohe Anzahl von Katalysatorträgerkörpern in die Abgasanlage integriert werden, wodurch man ein besonders großes Katalysatorvolumen erhält.
• Der Katalysatorträgerkörper ist zudem einerseits an einem der Abgasrohre befestigt und andererseits an dem anderen Abgasrohr im Schiebesitz geführt. Dies hat zur Voraussetzung, dass das Abgasrohr, das den Schiebesitz ausbildet, am anderen Ende ein Festlager, beispielsweise am Eingangsflansch oder auch am Ausgangsflansch, aufweist. Das Abgasrohr, an dem der Katalysatorträgerkörper befestigt ist, ist am anderen Ende ebenfalls sicher mit einem Flansch zu befestigen. Durch die Ausbildung eines Schiebesitzes können größere Wärmedehnungen während des Motorbetriebs, die sonst zur Rissbildung und einem Versagen der Abgasrohrverbindung führen würden, in einfacher Weise kompensiert werden. Weiterhin sind die Abgasrohre und der Katalysatorträgerkörper luftspaltisoliert, wobei der Außenmantel, der die heißgasführenden Abgasrohre mit Abstand umgibt, sich gleichzeitig über den Katalysatorträgerkörper hinweg erstreckt. Dies bedeutet eine besonders einfache Luftspaltisolierung der Abgasrohre mit möglichst geringem Montageaufwand. Da auch der Katalysatorträgerkörper luftspaltisoliert ist, wird eine Kältebrücke im Bereich der Lücke zwischen den Abgasrohren, die der Katalysatorträgerkörper überbrückt, vermieden. Obwohl die Katalysatorträgerkörper nicht unmittelbar im Flanschbereich angeordnet sind, erbringt die Luftspaltisolierung ein verbessertes Anspringverhalten des Katalysators.
• Der Außenmantel besteht aus einzelnen Außenrohren, die miteinander fest verbunden sind. Die Bildung des Außenmantels aus Außenrohren trägt engen Motorräumen Rechnung, da durch die Formanpassung mittels der Außenrohre an die innenliegenden heißgasführenden Rohre die Abgasanlage schlanker gestaltet werden kann. Hierbei in bauteilverringernder Weise ein einziges Außenrohr zumindest ein innenliegendes Rohr und den Katalysatorträgerkörper überdecken, so dass ein separates Außenrohr im Überbrückungsbereich der beiden zu verbindenden innenliegenden Abgasrohre entfallen kann.
• In einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der erfindungsgemäßen Abgasanlage nach Anspruch 4 sind die innenliegenden Abgasrohre mit ihrem dem Katalysatorträgerkörper abgewandten Ende an den dort gelegenen Enden der jeweils umgebenden Außenrohre befestigt. Obzwar an diesen Stellen eine Kältebrücke entstehen kann, werden dem innenliegenden Abgasrohr und damit auch dem Katalysatorträgerkörper ein fester Halt und eine definierte Lage innerhalb der Luftspaltisolierung gegeben.
• In einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungemäßen Abgasanlage nach Anspruch 5 beinhaltet die Anlage zumindest zwei hintereinander angeordnete Katalysatorträgerkörper, die über einen Schiebesitz ineinander greifen, wobei ein erster Katalysatorträgerkörper mit dem sich anschließenden Ende des einen Abgasrohres und ein zweiter Katalysatorträgerkörper mit dem sich anschließenden Ende eines anderen Abgasrohres fest verbunden ist. Durch diese Ausgestaltung werden auf einer geradlinigen längeren Strecke der Abgasanlage gleichzeitig zwei unmittelbar hintereinanderliegende Abgasrohrabschnitte, die die Innenrohre der luftspaltisolierten Abgasanlage bilden, gleichzeitig durch zwei Katalysatorträgerkörper ersetzt. Dabei wird auf engstem Raum ein besonders großes Katalysatorvolumen realisiert, ohne den umliegenden Bauraum der Abgasanlage zu beeinträchtigen. Aufgrund des Schiebesitzes können auf der längeren geraden Strecke der Abgasanlage Wärmedehnungen besser ausgeglichen werden und die Katalysatoren in einfacher Weise montiert werden, da im Gegensatz zu einem einstückigen geraden Innenrohr vor dem Zusammenbau zum Schiebesitz ein Zugriff zum Inneren jedes einzelnen Katalysatorträgerkörpers gewährleistet ist.
• In einer weiteren, besonders bevorzugten Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 6 ist zumindest einer der Katalysatorträgerkörper innerhalb eines hohlen Dehnkörpers gelegen, der Teil des Außenmantels der luftspaltisolierten Abgasanlage ist. Hierdurch ist es möglich, dass im Motorbetrieb sich einstellende Wärmedehnungen nicht nur von den Innenrohren, sondern auch von dem Außenmantel kompensiert werden können. Hierbei wird durch den Schiebesitz der innenliegenden Kataly satorträgerkörper eine Längenänderung des Dehnkörpers erst ermöglicht.
• Nachfolgend ist die Erfindung anhand mehrerer in den Zeichnungen dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert.
• Dabei zeigt:
• 1 in einer perspektivischen Ansicht eine erfindungsgemäße Abgasanlage mit einem Abgaskrümmer und mehreren sich an die Eingangsflansche anschließenden Katalysatorträgerkörper,
• 2 in einer perspektivischen Ansicht eine Längsschnittdarstellung einer erfindungemäßen luftspaltisolierten Abgasanlage mit den Abstand zwischen innenliegenden Abgasrohren überbrückenden Katalysatorträgerkörpern,
• 3 in einer Längsschnittdarstellung eine erfindungsgemäße Abgasanlage mit über Schiebesitz miteinander verbundenen Katalysatorträgerkörpern und mit einem einen der Katalysatorträgerkörper umgebenden Dehnkörper des Außenmantels der Abgasanlage.
• In 1 ist ein Abgaskrümmer 1 einer Abgasanlage dargestellt, welcher aus drei von Heißgas durchströmbaren Abgasrohren 2, 3 und 4 besteht. Während die Abgasrohre 2 und 3 als T-Stück ausgebildet sind, wird das Abgasrohr 4 durch einen Rohrbogen gebildet. Der Abgaskrümmer 1 ist luftspaltisoliert ausgeführt und beinhaltet dadurch einen Außenmantel 5, der hier in Schalenbauweise ausgebildet ist. Der Außenmantel 5 ist von den Abgasrohren 2, 3 und 4 unter Bildung eines Luftspaltes weitestgehend beabstandet, wobei die Abgasrohre 2 bis 4 die Innenrohre des Abgaskrümmers 1 bilden.
• Die Abgasrohre 2 bis 4 weisen Rohrabschnitte 6 auf, die fluchtend zu den Eingangsflanschen 7 ausgerichtet sind, mittels derer der Abgaskrümmer 1 an einen Zylinderkopf befestigt wird. Die Rohrabschnitte 6, die normalerweise unmittelbar an den Eingangsflanschen 7 befestigt sind, sind erfindungsgemäß stutzenartig verkürzt. Die Abgasrohre 2 bis 4 können Innenhochdruckumformteile sein, wobei die stutzenartig verkürzten Rohrabschnitte 6 der Abgasrohre 2 und 3 aus dem Innenhochdruckumformverfahren entstehende Aushalsungen sind. Dadurch, dass die Rohrabschnitte 6 verkürzt sind, ist die Anwendung zur Ausbildung der Abgasrohre 2 und 3 bzw. 4 durch das Innenhochdruckumformen besonders günstig, da bei derartig kurzen Aushalsungen praktisch keine Materialausdünnungen entstehen, so dass der Herstellungsprozess besonders prozesssicher verlaufen kann. Die fehlende Strecke zwischen den Rohrabschnitten 6 und den Eingangsflanschen 7 wird jeweils durch einen zylinderförmigen Katalysatorträgerkörper 8 bis 10 ersetzt, der an einem Ende 11 sowohl mit dem Außenmantel 5 des Abgaskrümmers 1 als auch mit den Eingangsflanschen 7 fest verbunden, vorzugsweise jedoch verschweißt, ist. Mit dem gegenüberliegenden Ende 12 ist der Katalysatorträgerkörper 8 bis 10 mit dem Ende 13 der Rohrabschnitte 6 unter Bildung einer umlaufenden Schweißnaht verschweißt.
• Hierbei kann der aus Blech bestehende Katalysatorträgerkörper 8 bis 10 einfach nur auf dem Ende 13 der Rohrabschnitte 6 vor dem Schweißen aufgesetzt sein, oder in dieses bis zu einer gewissen Tiefe eingesteckt sein. Der eingesteckte Abschnitt des Katalysatorträgerkörpers 8 bis 10 wirkt dabei als Leitelement für das einströmende Abgas, was in gewissen Grenzen rückstaubildende Verwirbelungen im Abgas verhindert. Der Katalysatorträgerkörper 8 bis 10 muss mit dem Ende 13 der Rohrabschnitte 6 nicht zwangsweise verschweißt sein, sondern kann auch mit diesen durch Löten oder Durchsetzfügen verbunden sein. Obwohl der Außenmantel 5 hier durch eine Schalenform gebildet ist, die alle Abgasrohre 2 bis 4 gesamtheitlich umgibt, kann dieser auch aus einzelnen, miteinander fest verbundenen Außenrohren bestehen, die aus einer Platine durch Tiefziehen und anschließendes Wickeln oder Klappen hergestellt werden können.
• Der Katalysatorträgerkörper 8 bis 10, der die Verlängerung der Rohrabschnitte 6 bis zu den Eingangsflanschen 7 bildet und dabei einen Abschnitt der Abgasrohre 2 bis 4 ersetzt, weist weitgehend den gleichen Querschnitt wie die Abgasrohre 2 bis 4 auf. Der aus einem Blechzylinder bestehende Katalysatorträgerkörper 8 bis 10 trägt in sich einen an ihm befestigten Katalysator, der aus Metall oder einem Keramikmonolithen bestehen kann. Um eine sichere Befestigung des Katalysatorträgerkörpers 8 bis 10 an den Eingangsflanschen 7 und an den Rohrabschnitten 6 zu gewährleisten sowie um zu verhindern, dass der Katalysator bei dem Befestigungsvorgang beschädigt wird, ist dieser so im Katalysatorträgerkörper 8 bis 10 untergebracht, dass er vom Ende 11 und 12 des Katalysatorträgerkörpers 8 bis 10 axial ausreichend beabstandet ist. Die innenliegenden Abgasrohre 2 bis 4 sind im Übrigen mit zumindest jeweils einem Katalysatorträgerkörper abgewandten Ende 15 und 16 in einen Schiebesitz ineinander gesteckt, so dass axial sich auswirkende Wärmedehnungen kompensiert werden können.
• In 2 ist ebenfalls ein Abgaskrümmer 17 einer Abgasanlage dargestellt, der jedoch gegenüber dem vorangegangenen Ausführungsbeispiel nicht so kompakt ausgeführt ist, sondern einen langgestreckten und gewundenen Verlauf, also eine größere Komplexität, aufweist. In weiterer Abweichung vom vorigen Ausführungsbeispiel sind bei dem luftspaltisolierten Abgaskrümmer 17 die innenliegenden heißgasführenden Abgasrohre 18 bis 20 miteinander durch jeweils einen Katalysatorträgerkörper 21 und 22 verbunden. Die Abgasrohre 18 bis 20, die gegenüber üblichen Abgasrohren, die im Schiebesitz zusammengesteckt sind, hinsichtlich ihrer Länge erheblich verkürzt sind, sind bzgl. ihren einander zugewandten Enden 23 und 24 bzw. 25 und 26 beabstandet. Dieser axiale Abstand 27 wird durch die Katalysatorträgerkörper 21 und 22 überbrückt.
• Der Katalysatorträgerkörper 21, der den weitgehend gleichen Querschnitt aufweist wie die Abgasrohre 18-20, ist dabei mit einem Abschnitt in das Ende 23 des Abgasrohres 18 eingesteckt und mit diesem, das die Eintrittsseite des Abgases für den Katalysatorträgerkörper 21 bildet, verschweißt. Auf der gegenüberliegenden Abgasaustrittsseite ist der Katalysatorträgerkörper 21 mit Schiebesitz 49 in dem Ende 24 des Abgasrohres 19 aufgenommen um Wärmedehnungen auszugleichen. Analog ist der Katalysatorträgerkörper 22 in das Ende 25 des Abgasrohres 19 eingesteckt und mit diesem dort verschweißt, während er an der gegenüberliegenden Abgasaustrittsseite im Ende 26 des Abgasrohres 20 mit Schiebesitz 49 aufgenommen ist, um ebenfalls Wärmedehnungen zu kompensieren. Falls die Temperaturbedingungen derart sind, dass die maximale Wärmedehnung nur von geringem Ausmaß ist, kann der Katalysatorträgerkörper 21 und 22 statt des Schiebesitzes 49 auch mit den Enden 24 bzw. 26 verschweißt sein.
• Aufgrund der Luftspaltisolierung sind die Abgasrohre 18 bis 20 und die Katalysatorträgerkörper 21 und 22 mit einem Außenmantel 28 umgeben, der sich sowohl über die Abgasrohre als auch gleichzeitig über den Katalysatorträgerkörper 21 und 22 hinweg erstreckt und aus einzelnen Außenrohren 29 bis 31 besteht, die miteinander fest verbunden, vorzugsweise verschweißt, sind und in Verschweißungslage ineinander gesteckt sind, so dass beim Verschweißen umlaufende Kehlnähte entstehen. Die innenliegenden Abgasrohre 18 und 20 sind mit ihrem dem Katalysatorträgerkörper 21 und 22 abgewandten Ende 32 und 33 an den dort gelegenen Enden 34 und 35 der jeweils umgebenden Außenrohre 29 und 31, insbesondere im Flanschbereich des an das Außenrohr 29 angrenzenden Eingangsflansches 36 befestigt, vorzugsweise verschweißt.
• Zwischen dem Eingangsflansch 36, der den Abgaskrümmer 17 mit einem Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine verbindet, und einem Ausgangsflansch 37, der den Abgaskrümmer 17 mit dem zum Auspuff führenden Teil der Abgasanlage verbindet, ist ein Dehnkörper 38 angeordnet, der das Außenrohr 31 mit dem Ausgangsflansch 37 verbindet und der zur Hauptkompensation von Wärmedehnungen dient. Bezüglich der Anordnung der Katalysatorträgerkörper mit ihren enthaltenen Katalysatoren aus Metall oder einem Keramikmonolith darf hier angemerkt werden, dass diese sich nicht auf einen Abgaskrümmer beschränkt, sondern an jeder Stelle der Außenrohre einer luftspaltisolierten Abgasanlage denkbar ist. Gleichfalls ist es auch denkbar, dass der gezeigte Abgaskrümmer 17 ohne Luftspaltisolierung ausgeführt ist, was natürlich nur in Bereichen von Motorräumen zum Tragen kommen kann, wo die Wärmebelastung keine Rolle spielt und nicht zu irgendwelchen Schäden führt.
• Eine weitere Variante der erfindungsgemäßen Abgasanlage zeigt die 3. Hierbei weist die Anlage eine längere geradlinige Rohrstrecke auf, die luftspaltisoliert ist und zwei direkt hintereinander angeordnete Katalysatorträgerkörper 39 und 40 beinhaltet. Die Rohrstrecke kann auch Teil eines Abgaskrümmers der Anlage sein. Die beiden jeweils einen Katalysatoren aus Metall oder einem Keramikmonolith enthaltenden Katalysatorträgerkörper 39 und 40, die jeweils aus einem Blechzylinder ausgebildet sind, greifen über einen Schiebesitz 41 ineinander über. Der erste Katalysatorträgerkörper 39 ist dabei mit einem sich an ihn anschließenden Ende 42 eines innenliegenden luftspaltisolierten Abgasrohres 43 und der zweite Katalysatorträgerkörper 40 mit dem sich an ihn anschließenden Ende 44 eines anderen, ebenfalls luftspaltisolierten Abgasrohres 45 fest verbunden, vorzugsweise verschweißt. Hierzu sind die Enden 42 bzw. 44 der Abgasrohre 43 bzw. 45 jeweils mit einem umlaufenden Abschnitt in dem aus Blech bestehenden hohlzylindrischen Katalysatorträgerkörper 39 bzw. 40 eingesteckt und anschließend unter Ausbildung einer umlaufenden Kehlnaht 46 verschweißt. Die Katalysatorträgerkörper 39 bzw. 40 weisen einen weitgehend gleichen Querschnitt wie die Abgasrohre 43 und 45 auf. Der zweite Katalysatorträgerkörper 40 liegt dabei innerhalb eines hohlen, als metallischer Faltenbalg ausgebildeten Dehnkörpers 47, der Wärmedehnungen der Abgasanlage kompensiert und der Teil des Außenmantels 48 der luftspaltisolierten Abgasanlage ist. Der Außenmantel 48 besteht aus einzelnen Außenrohren 50 und 51, die miteinander verschweißt sind, sowie wie gesagt, dem Dehnkörper 47, der eine axiale Lücke zwischen zwei Außenrohren 50 und 51 überspannt und zu beiden Seiten mit diesen fest verbunden ist. Es sei an dieser Stelle darauf hingewiesen, dass die Katalysatorträgerkörper 39 und 40 sowohl herkömmliche heißgasführende Abgasrohre in der Luftspaltisolierung vollständig ersetzen können oder alternativ Abschnitte von diesen bilden können.

Claims (6)

1. Abgasanlage mit von Heißgas durchströmbaren Abgasrohren, die eintrittsseitig mit einem Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine verbunden sind, und mit wenigstens einem an zumindest einem Abgasrohr angebrachten Katalysatorträgerkörper, dadurch gekennzeichnet, dass der Katalysatorträgerkörper (8, 9, 10, 21, 22, 39, 40) den weitgehend gleichen Querschnitt aufweist wie die an ihn axial sich anschließenden und mit ihm verbundenen Enden (13, 23, 24, 25, 26, 42) der Abgasrohre (2, 3, 4, 18, 19, 20, 43, 45) und ersatzweise zumindest einen Abschnitt eines Abgasrohres (2, 3, 4, 18, 19, 20, 43, 45) bildet und dass die Abgasanlage einen aus zumindest zwei Abgasrohren (2, 3, 4, 18, 19, 20, 43, 45) bestehenden Abgaskrümmer (1, 17) beinhaltet, deren zu Eingangsflanschen (7, 36), die am Zylinderkopf befestigt sind, weisende Rohrabschnitte (6) stutzenartig verkürzt sind, und dass als Verlängerung der Rohrabschnitte (6) jeweils ein Katalysatorträgerkörper (8, 9, 10) einerseits an den Rohrabschnitten (6) und andererseits an den Eingangsflanschen (7, 36) befestigt sind.
2. Abgasanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Abgaskrümmer (1, 17) luftspaltisoliert ist, wobei der Katalysatorträgerkörper (8, 9, 10), der die Verlängerung des jeweiligen verkürzten heißgasführenden, innenliegenden Rohrabschnitts (6) bildet, an dem ihn mit Abstand umgebenden luftspaltisolierenden Außenmantel (5, 28, 48) des Abgaskrümmers (1, 17) im Eingangsflanschbereich befestigt ist.
3. Abgasanlage nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1, dadurch gekennzeichnet, – dass die Abgasrohre (18, 19, 20, 43, 45) gebogen sind und zusammen einen gewundenen Verlauf der Abgasanlage ausbilden, – dass die Abgasrohre (18, 19, 20, 43, 45) miteinander durch den Katalysatorträgerkörper (21, 22, 39, 40) verbunden sind, der ersatzweise zumindest einen Abschnitt eines Abgasrohres (18, 19, 20, 43, 45) bildet und die geradlinigen Abschnitte der Abgasanlage zwischen den gebogenen Abgasrohren (18, 19, 20, 43, 45) bildet, wobei er den axialen Abstand (27) der Abgasrohre (18, 19, 20, 43, 45) überbrückt und den weitgehend gleichen Querschnitt aufweist wie die an ihn axial sich anschließenden und mit ihm verbundenen Enden (13, 23, 24, 25, 26, 42) der Abgasrohre (18, 19, 20, 43, 45), – dass der Katalysatorträgerkörper (21, 22) einerseits an einem der Abgasrohre (18, 19) befestigt und andererseits an dem anderen Abgasrohr (19, 20) im Schiebesitz (49) geführt ist, – dass die Abgasrohre (18, 19, 20, 43, 45) und der Katalysatorträgerkörper (21, 22, 39, 40) luftspaltisoliert sind, wobei der Außenmantel (28, 48), der die heißgasführenden Abgasrohre (18, 19, 20, 43, 45) mit Abstand umgibt, sich gleichzeitig über den Katalysatorträgerkörper (21, 22, 39, 40) hinweg erstreckt, und – dass der Außenmantel (28, 48) aus einzelnen Außenrohren (29, 30, 31, 50, 51) besteht, die miteinander fest verbunden sind.
4. Abgasanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die innenliegenden Abgasrohre (18, 20, 43, 45) mit ihrem dem Katalysatorträgerkörper (21, 22, 39, 40) abgewandten Ende (32, 33) an den dort gelegenen Enden (34, 35) der jeweils umgebenden Außenrohre (29, 31) befestigt sind.
5. Abgasanlage nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlage zumindest zwei hintereinander angeordnete Katalysatorträgerkörper (39, 40) beinhaltet, die über einen Schiebesitz (41) ineinander greifen, wobei ein erster Katalysatorträgerkörper (39) mit dem sich anschließenden Ende (42) des einen Abgasrohres (43) und ein zweiter Katalysatorträgerkörper (40) mit dem sich anschließenden Ende (44) eines anderen Abgasrohres (45) fest verbunden ist.
6. Abgasanlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einer der Katalysatorträgerkörper (39, 40) innerhalb eines hohlen Dehnkörpers (47) liegt, der Teil des Außenmantels (48) der luftspaltisolierten Abgasanlage ist.