DE102007028326A1 - Abgasbehandlungseinrichtung - Google Patents
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Abstract
Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft eine Abgasbehandlungseinrichtung für eine Abgasanlage einer Brennkraftmaschine, die insbesondere in einem Kraftfahrzeug angeordnet ist.
- Abgasbehandlungseinrichtungen, wie zum Beispiel Katalysatoren und Partikelfilter, besitzen üblicherweise ein rohrförmiges Gehäuse, das grundsätzlich in Schalenbauweise ausgestaltet sein kann und gegebenenfalls zwei Halbschalen aufweist, die an zwei einander gegenüberliegenden Längsseiten jeweils entlang von nach außen abstehenden Flanschstegen aneinander befestigt sind, beispielsweise mittels einer Schweißnaht. Dieses Gehäuse dient zur Aufnahme wenigstens eines, von Abgas durchströmbaren Abgasbehandlungseinsatzes, bei dem es sich beispielsweise um einen keramischen Monolithen handeln kann. Ferner kann zur Lagefixierung des Abgasbehandlungseinsatzes im Gehäuse eine Lagermatte vorgesehen sein, die den jeweiligen Abgasbehandlungseinsatz koaxial umhüllt, die aus einem Lagermaterial besteht und die radial zwischen dem jeweiligen Abgasbehandlungseinsatz und dem Gehäuse verpresst ist.
- Beim Herstellen derartiger Abgasbehandlungseinrichtungen wird der jeweilige, mit der Lagermatte umwickelte Abgasbehandlungseinsatz in eine der Halbschalen eingelegt, dann wird die andere Halbschale aufgesetzt, um die beiden Halbschalen aneinander zu befestigen. Hierzu müssen die Halbschalen radial aufeinander zu gedrückt werden, um die radiale Verpressung der Lagermatte zu erzielen. Diese Art der Einbringung von Abgasbehandlungseinsätzen in einem Gehäuse kann als „Halbschalencanning" bezeichnet werden. Es hat sich gezeigt, dass beim Halbschalencanning insbesondere dann, wenn die Lagermatte zur Erzielung der gewünschten radialen Verpressung in ihrer Dickenrichtung ein Übermaß gegenüber dem zwischen dem Gehäuse und dem Abgasbehandlungseinsatz ausgebildeten Radialspalt besitzt, Lagermaterial zwischen den Flanschstegen eindringen kann, was zu Fehlern in der insbesondere automatisierten Produktion führen kann. Beispielsweise kann eine Schweißnaht zum Verbinden der Flanschstege nicht ordnungsgemäß durchgeführt werden. Beispielsweise kann ein Schweißroboter einen Fehler melden und stehen bleiben, wenn die miteinander zu verschweißenden Flanschstege durch das zwischenliegende Lagermaterial nicht aneinander anliegen. In diesem Fall muss dann das Lagermaterial manuell nachgestopft werden, bis es aus dem zwischen den Flanschstegen liegenden Bereich entfernt ist. Produktionsunterbrechungen sowie manuelle Nachbesserungen erhöhten die Kosten der Herstellung.
- Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für eine Abgasbehandlungseinrichtung der eingangs genannten Art eine verbesserte Ausführungsform anzugeben, die sich insbesondere dadurch auszeichnet, dass ihre Herstellung vergleichsweise preiswert realisierbar ist. Insbesondere soll beim Herstellen ein Eindringen von Lagermaterial in den Bereich zwischen einander an der gleichen Längsseite gegenüberliegenden Flanschstegen vermieden werden.
- Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
- Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, im Bereich der sich an der gleichen Längsseite gegenüberliegenden Flanschstege gehäuseseitig einen Ausweichraum bereitzustellen, in den die Lagermatte beim Verpressen der Halbschalen ausweichen kann. Dieser zusätzliche Raum wird dabei in einem die Flanschstege aufweisenden Flanschbereich vorgesehen. Durch diese Bauweise wird erreicht, dass beim Aufeinanderdrücken der Halbschalen das im Flanschbereich radial ausweichende Lagermaterial in diesem Flanschbereich genügend Raum zur Verfügung hat, in den es Eindringen kann, wodurch die Gefahr, dass Lagermaterial zwischen die Flanschstege gelangt, reduziert ist. Bei entsprechender Dimensionierung des zusätzlich geschaffenen Raums kann ein Eindringen und Verpressen des Lagermaterials zwischen den an der gleichen Längsseite einander gegenüberliegenden Flanschstegen weitgehend vermieden werden. Dementsprechend vereinfacht sich die automatische Produktion. Fehler beim Schweißen der Flanschstege lassen sich entsprechend reduzieren, wodurch die Her stellung der Abgasbehandlungseinrichtung preiswerter wird. Der jeweilige Ausweichraum wird erfindungsgemäß dadurch geschaffen, dass zumindest bei einer Halbschale an wenigstens einer Längsseite im jeweiligen Flanschbereich eine Aufweitung, also eine lokale Durchmesservergrößerung zur Aufnahme von Lagermaterial ausgebildet ist. Eine derartige Aufweitung lässt sich besonders einfach bei der Herstellung der jeweiligen Halbschale einbringen, wodurch kein zusätzlicher Herstellungsschritt erforderlich ist.
- Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform können an der jeweiligen Längsseite beide Halbschalen im jeweiligen Flanschbereich je eine solche Aufweitung aufweisen, die zusammen eine Aufnahmezone oder -tasche bilden. Die beiden Aufweitungen wirken somit zusammen, um gemeinsam den erforderlichen Ausweichraum zu schaffen. Gleichzeitig wird hierdurch eine symmetrische Anordnung des Ausweichraums im Flanschbereich realisiert, was vorteilhaft für die Aufnahme des Lagermaterials beim Verpressen der Halbschalen ist.
- Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
- Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
- Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile beziehen.
- Es zeigen, jeweils schematisch,
-
1 einen vereinfachten Querschnitt durch eine Abgasbehandlungseinrichtung, -
2 ein vergrößertes Detail II aus1 in einem Flanschbereich. - Entsprechend
1 umfasst eine Abgasbehandlungseinrichtung1 , bei der es sich beispielsweise um ein Partikelfilter oder um einen Katalysator handeln kann, ein Gehäuse2 , einen Abgasbehandlungseinsatz3 und eine Lagermatte4 . Die Abgasbehandlungseinrichtung1 dient zum Einbau in eine Abgasanlage einer Brennkraftmaschine, die insbesondere in einem Kraftfahrzeug angeordnet sein kann. - Das Gehäuse
2 ist rohrförmig ausgestaltet und ist in Halbschalenbauweise realisiert, so dass es zwei Halbschalen5 und6 aufweist. Die Halbschalen5 ,6 sind an zwei einander, insbesondere diametral, gegenüberliegenden Längsseiten, aneinander befestigt. Hierzu weist jede Halbschale5 ,6 im Bereich dieser Längsseiten jeweils einen Flanschsteg7 bezie hungsweise8 auf, der jeweils von der jeweiligen Halbschale5 ,6 nach außen absteht, und zwar vorzugsweise radial. Im Idealfall liegen die jeweiligen Längsseiten der beiden Flanschstege7 ,8 unmittelbar aneinander an. Die Befestigung der beiden Halbschalen5 ,6 aneinander erfolgt beispielsweise mittels durchgehender Schweißnähte, welche die aneinander anliegenden Flanschstege7 ,8 miteinander verbinden. Die Halbschalen5 ,6 können zweckmäßig als Gleichteile ausgestaltet sein. Die Halbschalen5 ,6 strecken sich dabei im Profil des Gehäuses2 jeweils um etwa 180°. - Der Abgasbehandlungseinsatz
3 ist vom Abgas durchströmbar und ist im Gehäuse2 angeordnet. Beim Abgasbehandlungseinsatz3 kann es sich um einen Katalysatoreinsatz oder um einen Partikelfiltereinsatz handeln. Es ist klar, dass im Gehäuse2 grundsätzlich auch mehr als ein Abgasbehandlungseinsatz3 angeordnet sein kann, wobei mehrere Abgasbehandlungseinsätze3 dann zweckmäßig in axialer Richtung hintereinander angeordnet sind. Der Abgasbehandlungseinsatz3 kann dabei insbesondere aus Keramik hergestellt sein. Ferner kann der Abgasbehandlungseinsatz3 als Monolith ausgestaltet sein. - Die Lagermatte
4 besteht aus einem geeignetere Lagermaterial. Bekannt sind beispielsweise Quellmatten und Fasermatten aus hitzebeständigen Materialien. Die Lagermatte4 umhüllt den jeweiligen Abgasbehandlungseinsatz3 in Umfangsrichtung, also koaxial und befindet sich im gezeigten eingebauten Zustand radial zwischen dem jeweiligen Abgasbehandlungseinsatz3 und dem Gehäuse2 . Um die gewünschte Lagefixierung, insbesondere auch in axialer Richtung, zwischen dem Abgasbehandlungseinsatz3 und dem Gehäuse2 zu erzielen, ist die Lagermatte4 im Einbauzustand radial verpresst. Diese radiale Verpressung muss beim Herstellen der Abgasbehandlungseinrichtung1 erzeugt werden und erfolgt beim Gegeneinanderdrücken der Halbschalen5 ,6 , um an den Längsseiten im jeweiligen, durch eine geschweifte Klammer gekennzeichneten Flanschbereich9 beziehungsweise10 die beiden Flanschstege7 ,8 unmittelbar aneinander zur Anlage zu bringen. - Entsprechend den
1 und2 ist erfindungsgemäß zumindest bei einer der Halbschalen5 ,6 an wenigstens einer Längsseite des Gehäuses2 im jeweiligen Flanschbereich9 ,10 eine Aufweitung11 ausgebildet, die zur Aufnahme von Lagermaterial dient. Grundsätzlich kann die jeweilige Halbschale5 ,6 an beiden Längsseiten jeweils eine solche Aufweitung11 aufweisen. Des weiteren können an der jeweiligen Längsseite beide Halbschalen5 ,6 jeweils mit einer solchen Aufweitung11 ausgestattet sein. In dem in1 gezeigten, bevorzugten Ausführungsbeispiel weisen beide Halbschalen5 ,6 an beiden Längsseiten jeweils eine solche Aufweitung11 auf. - Entsprechend
2 sind innerhalb des jeweiligen Flanschbereichs9 beziehungsweise10 die an beiden Halbschalen5 ,6 ausgebildeten Aufweitungen11 so ausgestaltet, dass sie an der jeweiligen Längsseite beziehungsweise im jeweiligen Flanschbereich9 ,10 so zusammenwirken, dass sie zusammen eine Aufnahmezone12 bilden, die auch als Aufnahmetasche12 oder kurz Tasche12 bezeichnet werden kann. - Bevorzugt wird hierbei eine symmetrische Bauweise, so dass die beiden Aufweitungen
11 der jeweiligen Tasche12 im Profil bezüglich einer Ebene13 spiegelsymmetrisch gestaltet sind. In dieser Ebene13 liegen die Flanschstege7 ,8 des jeweiligen Flanschbereichs9 ,10 aneinander an. Diese Ebene13 kann insbesondere die Trennebene der Halbschalen5 ,6 bilden. - Entsprechend
2 charakterisieren sich die Aufweitungen11 dadurch, dass ein radialer Abstand14 zwischen dem Gehäuse2 und dem Abgasbehandlungseinsatz3 innerhalb der Aufweitung11 größer ist als in Umfangsrichtung neben der Aufweitung11 . - Die jeweilige Aufweitung
11 ist zweckmäßig so geformt, dass sie in Umfangsrichtung in den jeweiligen Flanschsteg7 ,8 übergeht. Dieser Übergang kann dabei im Profil mit einem Kreisbogensegment15 erfolgen. Ferner kann die jeweilige Aufweitung11 im Profil entfernt vom jeweiligen Flanschsteg7 ,8 vorzugsweise stufenlos in die daran anschließende übliche Kontur der jeweiligen Halbschale5 ,6 übergehen. Zwischen dem Übergang zur Kontur der übrigen Halbschale5 ,6 und dem Übergang zum jeweiligen Flanschsteg7 ,8 kann die jeweiligen Aufweitung11 einen im Profil geradlinigen Abschnitt aufweisen, der beispielsweise tangential orientiert sein kann. - Die jeweilige Aufweitung
11 ist in radialer Richtung und/oder in Umfangsrichtung so dimensioniert, dass ausreichend Ausweichraum für das Lagermaterial geschaffen wird, so dass die Gefahr einer Verpressung von Lagermaterial zwischen den Flanschstegen7 ,8 reduziert ist. Diese Gefahr besteht während der Herstellung dann, wenn der jeweilige Abgasbehandlungseinsatz3 mit der ihn umhüllenden Lagermatte4 in die eine Halbschale6 eingesetzt ist und die andere Halbschale5 aufgepresst werden muss, um die Flanschstege7 ,8 in den Flanschbereichen9 ,10 aneinander zur Anlage zu bringen. Da die Lagermatte4 zur Erzielung ihrer Fixierungswirkung radial verpresst werden muss, erfolgt diese Verpressung insbesondere auch beim Anpressen der Halbschalen5 ,6 aneinander. Dabei zeigt sich eine Neigung der Lagermatte4 , im Flanschbereich in radialer Richtung auszuweichen beziehungsweise radial herauszuquellen oder sich radial aufzustauen. Mit Hilfe der Aufweitungen11 beziehungsweise der Taschen12 wird nun hinreichend Ausweichraum geschaffen, der das Ausweichen, Quellen und Stauen des Lagermaterials ermöglicht, ohne dass dabei das Lagermaterial bis zwischen die Flanschstege7 ,8 gelangt. Der Herstellungsprozess wird dadurch sicherer und leichter beherrschbar, wodurch die Produktion der Abgasbehandlungseinrichtungen1 preiswerter wird.
Claims (10)
- Abgasbehandlungseinrichtung für eine Abgasanlage einer Brennkraftmaschine, insbesondere in einem Kraftfahrzeug, – mit einem rohrseitigen Gehäuse (
2 ), das zwei Halbschalen (5 ,6 ) aufweist, die an zwei einander gegenüberliegenden Längsseiten jeweils entlang von nach außen abstehenden Flanschstegen (7 ,8 ) aneinander befestigt sind, – mit zumindest einem von Abgas durchströmbaren Abgasbehandlungseinsatz (3 ), der im Gehäuse (2 ) angeordnet ist, – mit einer den jeweiligen Abgasbehandlungseinsatz (3 ) koaxial umhüllenden, aus einem Lagermaterial bestehenden Lagermatte (4 ), die radial zwischen dem jeweiligen Abgasbehandlungseinsatz (3 ) und dem Gehäuse (2 ) verpresst ist, – wobei zumindest bei einer Halbschale (5 ,6 ) an wenigstens einer Längsseite in einem den jeweiligen Flanschsteg (7 ,8 ) aufweisenden Flanschbereich (9 ,10 ) eine Aufweitung (11 ) zur Aufnahme von Lagermaterial ausgebildet ist. - Abgasbehandlungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich die jeweilige Aufweitung (
11 ) dadurch charakterisiert, dass ein radialer Abstand (14 ) zwischen dem Gehäuse (2 ) und dem jeweiligen Abgasbehandlungseinsatz (3 ) in der Aufweitung (11 ) größer ist als in Umfangsrichtung neben der Aufweitung (11 ). - Abgasbehandlungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige Aufweitung (
11 ) in Umfangsrichtung in den jeweiligen Flanschsteg (7 ,8 ) übergeht. - Abgasbehandlungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige Aufweitung (
11 ) im Profil mit einem Kreisbogensegment (15 ) in den jeweiligen Flanschsteg (7 ,8 ) übergeht. - Abgasbehandlungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige Aufweitung (
11 ) im Profil in einem vom jeweiligen Flanschsteg (7 ,8 ) entfernten Abschnitt stufenlos in die daran in Umfangsrichtung anschließende Kontur der jeweiligen Halbschale (5 ,6 ) übergeht. - Abgasbehandlungsseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige Halbschale (
5 ,6 ) an beiden Längsseiten je eine solche Aufweitung (11 ) aufweist. - Abgasbehandlungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass an der jeweiligen Längsseite beide Halbschalen (
5 ,6 ) im jeweiligen Flanschbereich (9 ,10 ) je eine solche Aufweitung (11 ) aufweisen, die zusammen eine Aufnahmezone (12 ) oder Tasche (12 ) bilden. - Abgasbehandlungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass beide Halbschalen (
5 ,6 ) an beiden Längsseiten je eine solche Aufweitung (11 ) aufweisen, die an jeder Längsseite zusammen je eine Aufnahmezone (12 ) oder Tasche (12 ) bilden. - Abgasbehandlungseinrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Aufweitungen (
11 ) der Tasche (12 ) im Profil bezüglich einer Ebene (13 ), in der die Flanschstege (7 ,8 ) aneinander anliegen, spiegelsymmetrisch gestaltet sind. - Abgasbehandlungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweilige Abgasbehandlungseinsatz (
3 ) ein Katalysatoreinsatz oder ein Partikelfiltereinsatz ist, der insbesondere aus Keramik hergestellt sein kann und/oder der vorzugsweise als Monolith ausgestaltet sein kann.
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