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Diese Anmeldung basiert auf und beansprucht die Priorität der am 16. Januar 2012 eingereichten
japanischen Patentanmeldung Nr. 2012-006019 .
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Tragestruktur eines Wabenträgers gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Im Detail betrifft die vorliegende Erfindung eine Tragestruktur eines Wabenträgers, welcher beim Sammeln von Feinstaub, welcher in dem Abgas eines Verbrennungsmotors enthalten ist, und beim Reinigen gefährlicher Komponenten, wie etwa CO, HC und NOx, verwendet wird.
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Stand der Technik
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Eine herkömmliche Technologie ist in Patentdokument 1 als eine einen Wabenträger tragende Tragestruktur offenbart worden.
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Mit der im Patentdokument 1 offenbarten Technologie werden das Innere eines rohrförmigen Behälters, welcher am Umfang in zwei Teile geteilt ist, und ein Katalysatorträger in Eingriff gebracht, während ein Rückhaltematerial, welches entlang dem Außenumfang des Katalysatorträgers angeordnet ist, dazwischen angeordnet wird. Aus diesem Grund ist ein konkaver Eingriffsteil entlang der Umfangsrichtung an dem Innenumfang des rohrförmigen Behälters gebildet und ein konvexer Eingriffsteil ist entlang der Umfangsrichtung an dem Außenumfang des Katalysatorträgers gebildet und der konvexe Eingriffsteil steht mit dem konkaven Eingriffsteil in Eingriff, während das Rückhaltematerial dazwischen angeordnet ist.
- Patentdokument 1: Ungeprüfte japanische Gebrauchsmusteranmeldung, Veröffentlichungsnummer S63-113711 .
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Eine Tragestruktur mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 ist aus der Druckschrift
DE 102 55 216 A1 bekannt.
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INHALT DER ERFINDUNG
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Mit der vorangehend genannten, im Patentdokument 1 offenbarten Technologie neigt, da der Katalysatorträger einen konvexen Eingriffsteil aufweist, der konvexe Eingriffsteil, welcher sich am Halbkreisscheitelpunkt der Gehäusehälften befindet, in welche der rohrförmige Behälter in zwei Teile geteilt wird, dazu, während des Zusammenbauens beschädigt zu werden.
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Die Ursache dafür besteht darin, dass, wenn die Behälterhälften zusammengebracht werden, die folgenden drei speziellen Drücke auf den konvexen Eingriffsteil wirken, welcher sich am Halbkreisscheitelpunkt der Behälterhälften befindet, und der spezielle Druck an diesem Abschnitt nimmt lokal zu. Dadurch wird eine Beschädigung dieses konvexen Eingriffsteils herbeigeführt.
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Die drei speziellen Drücke sind hierbei:
- (a) ein spezieller Druck, welcher durch das Rückhaltematerial verursacht wird, welches in Mittenrichtung des Katalysatorträgers gedrückt wird;
- (b) ein spezieller Druck, welcher durch das Rückhaltematerial verursacht wird, welches in axialer Richtung des Katalysatorträgers gezogen wird; und
- (c) ein spezieller Druck, welcher durch das Rückhaltematerial verursacht wird, welches in Umfangsrichtung des Katalysatorträgers gezogen wird. All diese speziellen Drücke treten aufgrund der Kraft auf, welche von den Behälterhälften auf das Rückhaltematerial ausgeübt wird, wenn der Katalysatorträger mit den Behälterhälften abgedeckt wird.
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Zudem neigt das Rückhaltematerial dazu, sich an den Fügeteilen des rohrförmigen Behälters einzuklemmen, an welchen sich die Behälterhälften, in welche der rohrförmige Behälter in zwei Teile geteilt wird, begegnen.
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Das Problem besteht darin, dass mit dem Ziehen des Rückhaltematerials in Umfangsrichtung des Katalysatorträgers, wenn die Behälterhälften zusammengebracht werden, das Rückhaltematerial von dem Halbkreisscheitelpunkt der Behälterhälften zum Fügeteil gezogen wird und das hierdurch gezogene Rückhaltematerial sich an einer Seite des rohrförmigen Behälters an dem Fügeteil auswölbt. Ein Einklemmen des Rückhaltematerials an dem Fügeteil wird dadurch herbeigeführt,
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Beschädigung eines ringförmigen konvexen Teils, welcher an dem Außenumfang des Wabenträgers vorsteht, an der Position des Halbkreisscheitelpunkts von Gehäusehälften zu verhindern, ebenso wie ein Einklemmen an dem Fügeteil eines den ringförmigen konvexen Teil umgebenden Rückhalteelements zu unterdrücken.
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Diese Aufgabe wird durch eine Tragestruktur eines Wabenträgers mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung gemäß Anspruch 1 umfasst eine Tragestruktur eines Wabenträgers: einen Wabenträger (z. B. den später beschriebenen Wabenträger 2), welcher einen ringförmigen konvexen Teil (z. B. den später beschriebenen ringförmigen konvexen Teil 21) aufweist, welcher einen Außenumfang umgibt und nach radial außen vorsteht; ein Rückhalteelement (z. B. die später beschriebene Dichtungsmatte 3), welches den ringförmigen konvexen Teil umgibt; und ein Gehäuse (z. B. das später beschriebene Gehäuse 4), welches an einem Umfang in zwei Teile geteilt werden kann, wobei das Gehäuse den Wabenträger abdeckt und einen ringförmigen konkaven Teil (z. B. den später beschriebenen ringförmigen konkaven Teil 43) aufweist, welcher nach radial außen eingedrückt ist, welcher den ringförmigen konvexen Teil aufnimmt, wobei die Struktur den ringförmigen konvexen Teil an dem ringförmigen konkaven Teil durch Zwischenanordnen des Rückhalteelements trägt, und wobei Lücken zwischen dem ringförmigen konvexen Teil und dem ringförmigen konkaven Teil, welche sich an einem Fügeteil (z. B. dem später beschriebenen Fügeteil 46), an welchem Gehäusehälften (z. B. die später beschriebenen Gehäusehälften 41 und 42), in welche das Gehäuse in zwei Teile geteilt wird, zusammengebracht werden, bzw. an einem Halbkreisscheitelpunkt (z. B. dem später beschriebenen Halbkreisscheitelpunkt 45) der Gehäusehälften befinden, größer als an anderen Abschnitten gebildet sind.
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Gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung nimmt die Kraft, welche auf das Rückhalteelement von den Gehäusehälften ausgeübt wird, wenn der Wabenträger mit den Gehäusehälften abgedeckt wird, dadurch ab, dass die Lücke zwischen dem ringförmigen konvexen Teil und dem ringförmigen konkaven Teil, welche sich am Halbkreisscheitelpunkt der Gehäusehälften befindet, größer als an anderen Abschnitten gebildet ist. Somit können unterschiedliche spezielle Drücke, welche von dem Rückhalteelement auf den ringförmigen konvexen Teil, welcher sich am Halbkreisscheitelpunkt der Gehäusehälften befindet, einwirkt, verringert werden, wenn die Gehäusehälften zusammengebracht werden. Daher ist es möglich, eine Beschädigung des ringförmigen konvexen Teils an der Position des Halbkreisscheitelpunkts der Gehäusehälften zu verhindern.
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Zudem kann, indem die Lücke zwischen dem ringförmigen konkaven Teil und dem ringförmigen konvexen Teil, welche sich an dem Fügeteil befindet, größer als an anderen Abschnitten gebildet wird, das Rückhalteelement, welches von dem Halbkreisscheitelpunkt der Gehäusehälften zu dem Fügeteil gezogen wird, beim Ziehen des Rückhalteelements in Umfangsrichtung des Wabenträgers, wenn die Gehäusehälften zusammengebracht werden, in dieser Lücke aufgenommen werden. Daher kann ein Auswölben des auf diese Weise gezogenen Rückhalteelements an der Gehäuseseite an dem Fügeteil unterdrückt werden. Daher kann ein Einklemmen des Rückhalteelements, welches den ringförmigen konvexen Teil umgibt, an dem Fügeteil verhindert werden.
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Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein erster flacher Bereich (z. B. der später beschriebene erste flache Bereich 22), an welchem ein Vorsprungsbetrag nach radial außen kleiner als an anderen Abschnitten gebildet ist, in der Tragestruktur eines Wabenträgers gemäß dem ersten Aspekt in dem ringförmigen konvexen Teil bereitgestellt, welcher sich am Halbkreisscheitelpunkt der Gehäusehälften befindet, und ein zweiter flacher Bereich (z. B. der später beschriebene zweite flache Bereich 44), an welchem ein Eindrückbetrag nach radial außen geringer gebildet ist als an anderen Abschnitten, wird in dem ringförmigen konkaven Teil bereitgestellt, welcher den ringförmigen konvexen Teil, in welchem der erste flache Bereich bereitgestellt ist, aufnimmt.
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Gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann eine Richtungsmarkierung gebildet werden, wenn der erste flache Bereich und der zweite flache Bereich beim Zusammenbringen der Gehäusehälften zusammengebracht werden, wodurch eine Ausrichtung zwischen dem Gehäuse und dem Wabenträger vereinfacht werden kann.
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Zudem wird der Wabenträger bewegt, so dass sich der erste flache Bereich der zweite flache Bereich begegnen, wenn die Gehäusehälften zusammengebracht werden, wodurch eine Ausrichtung zwischen dem Gehäuse und dem Wabenträger präzise ausgeführt werden kann, selbst wenn die Ausrichtung zwischen dem Gehäuse und dem Wabenträger sich beispielsweise etwas verschieben sollte.
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Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird in der Tragestruktur eines Wabenträgers nach dem ersten oder zweiten Aspekt ein dritter flacher Bereich (z. B. der später beschriebene dritte flache Bereich 23), an welchem ein Vorsprungsbetrag nach radial außen kleiner als an anderen Abschnitten gebildet ist, in dem ringförmigen konvexen Teil bereitgestellt, welcher sich an dem Fügeteil befindet.
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Gemäß dem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird das Rückhalteelement an dem dritten flachen Bereich geführt, wenn die Gehäusehälften zusammengebracht werden, und bewegt sich in die gleiche Richtung wie die Fügerichtung der Gehäusehälften. Es ist dadurch möglich, eine plötzliche Zunahme der Montagelast, unmittelbar bevor sich die Gehäusehälften begegnen, zu unterdrücken.
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Zudem kann das Rückhalteelement, welches von dem Halbkreisscheitelpunkt der Gehäusehälften zu dem Fügeteil gezogen wird, wenn die Gehäusehälften zusammengebracht werden, in der durch den dritten flachen Bereich groß gebildeten Lücke aufgenommen werden. Somit kann ein Auswölben des auf diese Weise gezogenen Rückhalteelements an der Gehäuseseite an dem Fügeteil unterdrückt werden. Daher kann verhindert werden, dass sich das den ringförmigen konvexen Teil umgebende Rückhalteelement an dem Fügeteil einklemmt.
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Gemäß einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung weist das Rückhalteelement in der Tragestruktur eines Wabenträgers gemäß dem zweiten Aspekt eine Anlageverbindung auf (z. B. die später beschriebene Anlageverbindung 31), wobei die Anlageverbindung zwischen dem ersten flachen Bereich und dem zweiten flachen Bereich angeordnet ist.
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Gemäß dem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die Anlageverbindung an dem flachen Abschnitt zwischen dem ersten flachen Bereich und dem zweiten flachen Bereich gehalten, wodurch es möglich wird, zu verhindern, dass sich die Anlageverbindung mehr öffnet als in einem Fall, in welchem sie sich an anderen Abschnitten, wie etwa an gekrümmten Oberflächenabschnitten, befindet. Aus diesem Grund kann das Rückhalteelement eine hoch dichtende Funktionalität aufweisen.
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Zudem ist es möglich, da die Anlageverbindung zwischen dem ersten flachen Bereich und dem zweiten flachen Bereich angeordnet ist, eine Beschädigung besser zu verhindern, als in einem Fall, in welchem die Anlageverbindung an dem Fügeteil angeordnet ist, an welchem ein Einklemmen usw. auftreten kann.
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Gemäß einem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung ist der Wabenträger in der Tragestruktur eines Wabenträgers gemäß einem vom zweiten bis vierten Aspekt durch Verbinden einer Mehrzahl von Segmenten (z. B. der später beschriebenen Segmente 6) konfiguriert und der erste flache Bereich oder der dritte flache Bereich ist unter Verwendung einer Außenwandfläche der auf diese Weise verbundenen Segmente (z. B. des später beschriebenen Blocks 8) konfiguriert.
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Gemäß dem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es möglich, den Wabenträger mit einer Anzahl von Segmenten zu konfigurieren, welche ohne Verschwendung gering ist. Es ist dadurch möglich, die Herstellungskosten des Wabenträgers zu verringern.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, eine Beschädigung an der Position des Halbkreisscheitelpunkts der Gehäusehälften des ringförmigen konvexen Teils, welcher an dem Außenumfang des Wabenträgers vorsteht, zu verhindern und auch ein Einklemmen des Rückhalteelements, welches den ringförmigen konvexen Teil umgibt, an dem Fügeteil zu verhindern.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist eine longitudinale Schnittansicht, welche einen DPF gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
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2 ist eine transversale Schnittansicht, welche den DPF gemäß der Ausführungsform zeigt;
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3 ist eine Perspektivansicht, welche eine Abrisskonfiguration des DPF gemäß der Ausführungsform zeigt;
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4 ist eine Perspektivansicht, welche eine Abrisskonfiguration eines Gehäuses gemäß der Ausführungsform zeigt;
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5 ist eine Zeichnung, welche ein Verfahren zum Herstellen des DPF gemäß der Ausführungsform zeigt;
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6 ist eine transversale Schnittansicht, welche einen DPF gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, und
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7 ist eine transversale Schnittansicht, welche einen DPF gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend durch Bezugnahme auf die Figuren erklärt werden.
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DPF-Konfiguration
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1 ist eine longitudinale Schnittansicht, welche einen DPF 1 zeigt, welcher die Tragestruktur eines Wabenträgers gemäß der vorliegenden Ausführungsform verwendet. 2 ist eine transversale Schnittansicht, welche den DPF 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform zeigt. 3 ist eine Perspektivansicht, welche eine Abrisskonfiguration des DPF 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform zeigt.
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Der DPF 1 ist in dem Abgaspfad eines Verbrennungsmotors angeordnet und sammelt Feinstaub (PM) in dem von dem Verbrennungsmotor ausgestoßenen Abgas.
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Der DPF 1 umfasst einen Wabenträger 2, eine Dichtungsmatte 3 als Rückhalteelement und ein Gehäuse 4.
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Der Wabenträger 2 ist von der Wanddurchgangsart für eine Feinstaubsammlung, weist eine zylindrische Form auf und ist mit Siliziumkarbid als Material gebildet.
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Der Wabenträger 2 weist mehrere Zellen auf, welche durch in Abgasströmungsrichtung angeordnete Barrierewände geteilt sind, und für beide Endflächen von Zellen ist eine Endfläche und die andere Endfläche alternierend für benachbarte Zellen abgedichtet. In dem Wabenträger 2 strömen Abgase aus zylindrisch geformten Zellen, welche an einer stromaufwärtigen Seite geöffnet sind, wird Feinstaub beim Durchgang der Abgase durch die Barrierewand zwischen benachbarten Zellen gesammelt und werden die durch die Barrierewände hindurchgegangenen Abgase, aus welchen Feinstaub entfernt worden sind, aus den zylindrisch geformten, an einer stromabwärtigen Seite in Abgasströmungsrichtung geöffneten Zellen abgelassen.
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Ein ringförmiger konvexer Teil 21, welcher am Außenumfang durchgehend bereitgestellt ist und welcher nach radial außen vorsteht, ist in diesem Wabenträger 2 im Wesentlichen in der Mitte in axialer Richtung an der Außenumfangsseite der zylindrischen Form bereitgestellt. Der ringförmige konvexe Teil 21 ist bereitgestellt, damit der Wabenträger 2 an dem Gehäuse 4 ohne Verschiebung befestigt wird.
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Zwei von je einem ersten flachen Bereich 22 und einem dritten flachen Bereich 23 sind in dem ringförmigen konvexen Teil 21 um 90° beabstandet gebildet.
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Der erste flache Bereich 22 und der dritte flache Bereich 23 werden bereitgestellt, indem der Vorsprungsbetrag nach radial außen kleiner als an anderen Abschnitten des ringförmigen konvexen Teils 21 gebildet wird.
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Die Dichtungsmatte 3 ist, ähnlich dem ringförmigen konvexen Teil 21, durchgehend am Außenumfang bereitgestellt, um den ringförmigen konvexen Teil 21 des Wabenträgers 2 zu umgeben. Die Dichtungsmatte 3 weist eine Größe auf, welche größer als die Breite des ringförmigen konvexen Teils 21 ist, und deckt den gesamten ringförmigen konvexen Teil 21 ab.
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Keramikfasern, wie etwa Aluminiumoxidfasern, Siliziumoxidfasern, Aluminiumsilikatfasern oder Glasfasern, welche hitzebeständig sind, vibrationsbeständig sind, eine Dichtungsfunktionalität entfalten und dazu fähig sind, Vibrationen zu absorbieren, werden in der Dichtungsmatte 3 verwendet.
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Eine Anlageverbindung 31 ist in der Dichtungsmatte 3 bereitgestellt, und beide ineinander passenden, die Anlageverbindung bildenden Enden 32 und 33 sind mit einer L-Form gebildet (siehe 5(i)). Ein Ende der L-Form ist ein Ende, in welchem sich die Endmitte in zwei Teile verzweigt, wobei eine Hälfte vorsteht und die andere Hälfte ausgenommen ist.
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Das Gehäuse 4 deckt den Wabenträger 2 ab, während es die Dichtungsmatte 3 dazwischen aufnimmt. Das Gehäuse 4 ist vom Typ eines sogenannten Greifers, welcher am Umfang in zwei Teile geteilt werden kann, und ist durch Zusammenbringen und Zusammenschweißen von Gehäusehälften 41 und 42 gebildet, in welche das Gehäuse in zwei Teile geteilt ist.
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Flanschteile 41a, 41b, 42a und 42b zum Befestigen durch Schweißen sind an Fügeabschnitten der Gehäusehälften 41 und 42 gebildet.
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4 ist eine Perspektivansicht, welche eine Abrisskonfiguration des Gehäuses gemäß der vorliegenden Ausführungsform zeigt.
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Wie in 4 gezeigt, ist im Wesentlichen in der Mitte in axialer Richtung des Außenumfangs in diesem Gehäuse 4 ein ringförmiger konkaver Teil 43 bereitgestellt, welcher sich durchgehend an dem Außenumfang erstreckt und nach radial außen eingedrückt ist, um den ringförmigen konvexen Teil 21 des Wabenträgers 2 aufzunehmen.
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Der ringförmige konkave Teil 43 ist bereitgestellt, um den ringförmigen konvexen Teil 21 des Wabenträgers 2 aufzunehmen und damit der Wabenträger 2 an dem Gehäuse 4 ohne eine relative Verschiebung des Wabenträgers 2 relativ zu dem Gehäuse 4 in der axialen Richtung befestigt wird.
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Durch Zwischenanordnen der Dichtungsmatte 3 beim Aufnehmen des ringförmigen konvexen Teils 21 des Wabenträgers 2 durch den ringförmigen konkaven Teil 43 weist die Dichtungsmatte 3 zudem eine Dichtungsfunktionalität auf und ist dazu in der Lage, Vibrationen zu absorbieren.
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Zwei zweite flache Bereiche 44 sind in dem ringförmigen konkaven Teil 43 um 180° beabstandet gebildet. Anders gesagt, ist jeder der zweiten flachen Bereiche 44 an Positionen an Halbkreisscheitelpunkten 45 der Gehäusehälften 41 und 42 gebildet, in welche das Gehäuse 4 in zwei Teile geteilt ist.
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Die zweiten flachen Bereiche 44 werden bereitgestellt, indem der Eindrückbetrag nach radial außen kleiner als an anderen Abschnitten des ringförmigen konkaven Teils 43 gebildet ist. Die zweiten flachen Bereiche 44 entsprechen den ersten flachen Bereichen 22, welche in dem ringförmigen konvexen Teil 21 des Wabenträgers 2 gebildet sind, und die Größe der zweiten flachen Bereiche 44 ist im Wesentlichen gleich der der ersten flachen Bereiche 22, welche zu den zweiten flachen Bereichen 44 weisen.
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Das Gehäuse 4 weist hier eine derartige Größe auf, dass, relativ zu dem Wabenträger 2, die Lücke zwischen dem ringförmigen konvexen Teil 21 und dem ringförmigen konkaven Teil 43, welche sich am Halbkreisscheitelpunkt 45 der Gehäusehälften 41 und 42 befindet, an welchem der erste flache Bereich 22 und der zweite flache Bereich 44 zueinander weisen, größer als an anderen Abschnitten ist.
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Wenn sich der dritte flache Bereich des Wabenträgers an einem Fügeteil 46 befindet, an welchem sich beide Gehäusehälften 41 und 42 begegnen, wird gleichzeitig die Position des Fügeteils 46 des Gehäuses 4 nach außen relativ zu dem Wabenträger 2 vorstehen, so dass eine Lücke zwischen dem ringförmigen konvexen Teil 21 und dem ringförmigen konkaven Teil 43, welche sich an dem Fügeteil 46 befindet, größer als an anderen Abschnitten sein wird.
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Anders gesagt sind die Lücke zwischen dem ringförmigen konvexen Teil 21 und dem ringförmigen konkaven Teil 43, welche sich am Halbkreisscheitelpunkt 45 der Gehäusehälften 41 und 42 befindet, an welchem der erste flache Bereich 22 und der zweite flache Bereich 44 zueinander weisen, und die Lücke zwischen dem ringförmigen konvexen Teil 21 und dem ringförmigen konkaven Teil 43, welche sich an dem Fügeteil 46 befindet, an welchem der dritte flache Bereich angeordnet ist, größer als an anderen Abschnitten.
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Anschließend wird der DPF 1 durch Wickeln der Dichtungsmatte 3 um den Wabenträger 2 gebildet, dann werden die Gehäusehälften 41 und 42 zusammengebracht, um diesen Wabenträger 2 von Endseiten her abzudecken, und die beiden Gehäusehälften 41 und 42 werden durch Schweißen verbunden.
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Wie in 2 gezeigt, werden zu diesem Zeitpunkt die Positionen der zweiten flachen Bereiche 44 der Gehäusehälften 41 und 42 und die ersten flachen Bereiche 22 des Wabenträgers 2 dazu gebracht, zusammenzupassen, und die Lücke zwischen dem ringförmigen konvexen Teil 21 und dem ringförmigen konkaven Teil 43, welche sich am Halbkreisscheitelpunkt 45 der Gehäusehälften 41 und 42 befindet, an welchem der erste flache Bereich 22 und der zweite flache Bereich 44 zueinander weisen, wird größer als an anderen Abschnitten.
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Wie in 2 gezeigt, befindet sich darüber hinaus der dritte flache Bereich 23 des Wabenträgers 2 an dem Fügeteil 46, an welchem sich beide Gehäusehälften 41 und 42 begegnen, und beide Gehäusehälften 41 und 42 stehen nach außen vor; die Lücke zwischen dem ringförmigen konvexen Teil 21 und dem ringförmigen konkaven Teil 43, welche sich an dem Fügeteil 46 befindet, wird daher größer als an anderen Abschnitten.
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Wie in 2 gezeigt, befindet sich darüber hinaus die Anlageverbindung 31 der Dichtungsmatte 3 zwischen dem ersten flachen Bereich 22 und dem zweiten flachen Bereich 44.
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Verfahren zur Herstellung eines DPF
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Der mit der vorangehend genannten Konfiguration bereitgestellte DPF 1 wird wie folgt hergestellt. 5 ist eine Ansicht, welche ein Verfahren zum Herstellen des DPF 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform zeigt.
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Zuerst wird, wie in 5(a) gezeigt, ein Segment 6 vorbereitet. Das Segment 6 ist ein Element, welches einen Teil des Wabenträgers bildet, welcher mehrere durch Barrierewände geteilte Zellen aufweist und wobei an beiden Endflächen der Zellen eine Endfläche und die andere Endfläche alternierend für benachbarte Zellen abgedichtet sind. Das Segment 6 weist eine viereckige Säulenform auf mit einer Länge in axialer Richtung, welche gleich der des Wabenträgers 2 ist. Eine Mehrzahl von Segmenten 6, aus welchen der Wabenträger 2 gebildet werden kann, wird vorbereitet.
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Wie in 5(b) gezeigt, werden die Segmente 6 als nächstes mit einem Verbindungsmaterial 7 beschichtet.
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Anschließend werden die Segmente 6, welche mit dem Verbindungsmaterial 7 beschichtet worden sind, wie in 5(c) gezeigt, zusammengebaut.
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Wie in 5(d) gezeigt, werden die mit dem Verbindungsmaterial 7 beschichteten Segmente 6 zusammengebaut, wodurch ein Block 8, d. h. verbundene Segmente, mit einer Größe, aus welcher der Wabenträger 2 konfiguriert werden kann, gebildet wird.
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Als nächstes wird der Block 8, wie in 5(e) gezeigt, geschnitten. In 5(e) wird an der Position an dem Block 8, an welcher der ringförmige konvexe Teil 21 des Wabenträgers 2 als eine Grenze zu bilden ist, eine zylindrische Form durch Schneiden an einer Seite der Grenze gebildet.
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Als nächstes wird der Block 8, wie in 5(f) gezeigt, geschnitten. In 5(f) wird an der Position an dem Block 8, an welcher der ringförmige konvexe Teil 21 des Wabenträgers 2 als eine Grenze zu bilden ist, eine zylindrische Form durch Schneiden an der gegenüberliegenden Seite der Seite in 5(e) gebildet.
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Der erste flache Bereich 22 und der dritte flache Bereich 23 des ringförmigen konvexen Teils 21 des Wabenträgers 2 werden hierbei unter Verwendung von Außenwandflächen des Blocks 8, d. h. der verbundenen Segmente, gebildet.
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Anders gesagt werden der erste flache Bereich 22 und der dritte flache Bereich 23 des ringförmigen konvexen Teils 21 des Wabenträgers 2 unter Verwendung der Außenwandflächen des Blocks 8 dort, wo es möglich ist, gebildet, so dass ein Schneiden, wo es möglich ist, nicht notwendig ist.
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Als nächstes wird eine Höhenanpassung des ringförmigen konvexen Teils 21 des Wabenträgers 2 an dem Block 8, wie in 5(g) gezeigt, durchgeführt. In 5(g) werden von dem ersten flachen Bereich 22 und dem dritten flachen Bereich 23 des ringförmigen konvexen Teils 21 des Wabenträgers 2 verschiedene andere Abschnitte des Blocks 8, welche gekrümmte Flächen sein sollen, derart gebildet, dass der Vorsprungsbetrag (Durchmesser) größer als der des ersten flachen Bereichs 22 und des dritten flachen Bereichs 23 ist.
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Anders gesagt wird eine von dem ersten flachen Bereich 22 und dem dritten flachen Bereich 23 des ringförmigen konvexen Teils 21 des Wabenträgers 2 verschiedene Ecke 81, welche einem anderen Teil des Blocks 8 entspricht, welche eine gekrümmte Fläche sein soll, derart ausgeschnitten, dass der erste flache Bereich 22 und der dritte flache Bereich 23 verbleiben.
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Der Wabenträger 2 ist dadurch fertiggestellt.
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Als nächstes wird, wie in 5(h) dargestellt, ein Beschichten mit einem Dichtungsmaterial 9 des Wabenträgers 2 durchgeführt. In 5(h) wird der gesamte Außenumfang des Wabenträgers 2 mit dem Dichtungsmaterial 9 beschichtet.
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Als nächstes wird die Dichtungsmatte 3 um den Wabenträger 2, wie in 5(i) gezeigt, gewickelt. In 5(i) umgibt die Dichtungsmatte 3 den ringförmigen konvexen Teil 21 des Wabenträgers 2.
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Daraufhin werden beide L-förmigen Enden 32 und 33 der Dichtungsmatte 3, welche eine Anlageverbindung 31 darstellen, miteinander verbunden, indem der Abschnitt, an welchem die Hälfte eines Endes 32 vorsteht, mit dem Abschnitt, an welchem die Hälfte des anderen Endes 33 ausgenommen ist, an der Position an dem ersten flachen Bereich 22 des ringförmigen konvexen Teils 21 des Wabenträgers 2 zusammengebracht werden, und in ähnlicher Weise, indem der Abschnitt, an welchem die Hälfte des anderen Endes 33 vorsteht, mit dem Abschnitt, an welchem die Hälfte des einen Endes 32 ausgenommen ist, zusammengebracht werden. Die Anlageverbindung 31 der Dichtungsmatte 3 wird dadurch an dem ersten flachen Bereich 22 des ringförmigen konvexen Teils 21 des Wabenträgers 2 angeordnet.
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Als nächstes decken die Gehäusehälften 41 und 42, in welche das Gehäuse 4 in zwei Teile geteilt ist, den durch die Dichtungsmatte 3 umwickelten Wabenträger 2 ab, und beide Gehäusehälften 41 und 42 werden, wie in 5(j) gezeigt, zusammengebracht. In 5(j) werden die Gehäusehälften 41 und 42 zusammengebracht, indem die zweiten flachen Bereiche 44, welche sich an den jeweiligen Halbkreisscheitelpunkten 45 der Gehäusehälften 41 und 42 befinden, an dem ersten flachen Bereich 22 des ringförmigen konvexen Teils 21 des Wabenträgers 2 ausgerichtet werden. Anders gesagt, wird eine Ausrichtungsmarkierung dadurch hergestellt, dass der erste flache Bereich 22 und der zweite flache Bereich 44 zusammengebracht werden.
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Zu diesem Zeitpunkt wird darüber hinaus, selbst wenn sich die Ausrichtung zwischen dem Gehäuse 4 und dem Wabenträger 2 etwas verschoben haben sollte, der Wabenträger 2 derart bewegt, dass der erste flache Bereich 22 mit dem zweiten flachen Bereich 44 übereinstimmt, wenn die Gehäusehälften 41 und 42 zusammengebracht werden, wodurch das Gehäuse 4 und der Wabenträger 2 präzise ausgerichtet werden.
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Zu diesem Zeitpunkt nimmt die Kraft, welche von den Gehäusehälften 41 und 42 auf die Dichtungsmatte 3 ausgeübt wird, auf ein Abdecken des Wabenträgers 2 mit den Gehäusehälften 41 und 42 hin ab, indem die Lücke zwischen dem ringförmigen konvexen Teil 21 und dem ringförmigen konkaven Teil 43, welche sich am Halbkreisscheitelpunkt 45 der Gehäusehälften 41 und 42 befindet, größer als an anderen Abschnitten gebildet wird. Daher können die folgenden drei speziellen Drücke (a), (b) und (c), welche auf den ringförmigen konvexen Teil 21 wirken, welche am Halbkreisscheitelpunkt 45 der Gehäusehälften 41 und 42 durch die Dichtungsmatte 3 wirken, verringert werden, wenn die Gehäusehälften zusammengebracht werden.
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Hierbei sind die drei speziellen Drücke:
- (a) ein spezieller Druck, welcher durch die Dichtungsmatte 3 verursacht wird, welche in die Mittenrichtung des Wabenträgers 2 gedrückt wird;
- (b) ein spezieller Druck, welcher durch die Dichtungsmatte 3 verursacht wird, welche in die axiale Richtung des Wabenträgers 2 gezogen wird; und
- (c) ein spezieller Druck, welcher durch die Dichtungsmatte 3 verursacht wird, welche in die Umfangsrichtung des Wabenträgers 2 gezogen wird. All diese speziellen Drücke treten aufgrund der von den Gehäusehälften 41 und 42 auf die Dichtungsmatte 3 ausgeübten Kraft auf, wenn der Wabenträger 2 mit den Gehäusehälften 41 und 42 abgedeckt wird.
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Daher ist es möglich, eine Beschädigung des ringförmigen konvexen Teils an der Position des Halbkreisscheitelpunkts der Gehäusehälften zu verhindern.
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Die Dichtungsmatte 3 wird dann an dem dritten flachen Bereich 23 geführt, wenn die Gehäusehälften 41 und 42 zusammengebracht werden, und bewegt sich in die gleiche Richtung wie die Fügerichtung der Gehäusehälften 41 und 42. Die Bewegung der Dichtungsmatte 3 wird dadurch vergleichmäßigt, wenn die Gehäusehälften 41 und 42 zusammengebracht werden, und es wird verhindert, dass die Montagelast, welche durch eine Behinderung der Bewegung der Dichtungsmatte 3, unmittelbar bevor sich die Gehäusehälften 41 und 42 begegnen, verursacht wird, plötzlich ansteigt.
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Zudem wird, indem die Lücke zwischen dem ringförmigen konvexen Teil 21 und dem ringförmigen konkaven Teil 43, welche sich an dem Fügeteil 46 befindet, größer als an anderen Abschnitten gebildet wird, die Dichtungsmatte 3, welche von dem Halbkreisscheitelpunkt 45 der Gehäusehälften 41 und 42 zu dem Fügeteil 46 zieht, wenn die Gehäusehälften 41 und 42 zusammengebracht werden, beim Ziehen der Dichtungsmatte 3 in Umfangsrichtung des Wabenträgers 2, wenn die Gehäusehälften 41 und 42 zusammengebracht werden, in der Lücke des Fügeteils 46 aufgenommen, welche größer durch den dritten flachen Bereich 23 gebildet ist. Daher wird ein Auswölben der gezogenen Dichtungsmatte 3 an einer Seite des Gehäuses 4 an dem Fügeteil 46 verhindert. Daher wird ein Einklemmen der Dichtungsmatte 3, welche den ringförmigen konvexen Teil 21 umgibt, an dem Fügeteil 46 verhindert.
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Die Anlageverbindung 31 der Dichtungsmatte 3 wird dadurch zwischen dem ersten flachen Bereich 22 des ringförmigen konvexen Teils 21 des Wabenträgers 2 und dem zweiten flachen Bereich 44, welcher sich am Halbkreisscheitelpunkt 45 der Gehäusehälften 41 und 42 befindet, angeordnet. Aus diesem Grund wird die Anlageverbindung 31 an dem flachen Abschnitt zwischen dem ersten flachen Bereich 22 und dem zweiten flachen Bereich 44 unten gehalten und es wird verhindert, dass sich die Anlageverbindung 31 stärker öffnet als an anderen Abschnitten, wie etwa an gekrümmten Flächenabschnitten.
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Zudem wird, da die Anlageverbindung 31 zwischen dem ersten flachen Bereich 22 und dem zweiten flachen Bereich 44 angeordnet ist, eine Beschädigung stärker unterdrückt als in einem Fall, in dem die Anlageverbindung 31 an dem Fügeteil 46, an welchem ein Einklemmen usw. auftreten kann, angeordnet worden ist.
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Als nächstes werden die auf diese Weise zusammengebrachten Gehäusehälften 41 und 42, wie in 5(k) gezeigt, integriert. In 5(k) werden die Gehäusehälften 41 und 42 durch Verschweißen an dem Fügeteil 46 festgelegt, um diese integral auszubilden, wodurch das Gehäuse 4 gebildet wird. Der DPF 1 wird dadurch fertiggestellt.
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Die folgenden Effekte werden durch den DPF 1 gemäß der vorangehenden vorliegenden Ausführungsform erzielt.
- (1) Indem die Lücke zwischen dem ringförmigen konvexen Teil 21 und dem ringförmigen konkaven Teil 43, welche sich am Halbkreisscheitelpunkt 45 der Gehäusehälften 41 und 42 befindet, größer als an anderen Abschnitten gebildet wird, nimmt die Kraft, welche auf die Dichtungsmatte 3 von den Gehäusehälften 41 und 42 ausgeübt wird, wenn der Wabenträger 2 mit den Gehäusehälften 41 und 42 abgedeckt wird, ab. Daher können unterschiedliche spezielle Drücke, welche auf den ringförmigen konvexen Teil 21, welcher sich am Halbkreisscheitelpunkt 45 der Gehäusehälften 41 und 42 befindet, von der Dichtungsmatte 3 ausgeübt werden, verringert werden, wenn die Gehäusehälften 41 und 42 zusammengebracht werden. Daher ist es möglich zu verhindern, dass der ringförmige konvexe Teil 21 an der Position des Halbkreisscheitelpunkts 45 der Gehäusehälften 41 und 42 beschädigt wird.
Zudem kann, indem die Lücke zwischen dem ringförmigen konkaven Teil 43 und dem ringförmigen konvexen Teil 21, welche sich an dem Fügeteil 46 befindet, größer als an anderen Abschnitten gebildet wird, die Dichtungsmatte 3, welche von dem Halbkreisscheitelpunkt 45 der Gehäusehälften 41 und 42 zu dem Fügeteil 46 zieht beim Ziehen der Dichtungsmatte 3 in Umfangsrichtung des Wabenträgers 2, wenn die Gehäusehälften 41 und 42 zusammengebracht werden, in dieser Lücke aufgenommen werden. Daher kann verhindert werden, dass sich die auf diese Weise gezogene Dichtungsmatte 3 an der Seite des Gehäuses 4 an dem Fügeteil 46 auswölbt. Daher kann verhindert werden, dass sich die Dichtungsmatte 3, welche den ringförmigen konvexen Teil 21 umgibt, an dem Fügeteil 46 einklemmt.
- (2) Indem der erste flache Bereich 22 und der zweite flache Bereich 44 zusammengebracht werden, wenn die Gehäusehälften 41 und 42 zusammengebracht werden, kann eine Ausrichtungsmarkierung gebildet werden, wodurch eine Ausrichtung zwischen dem Gehäuse und dem Wabenträger 2 erleichtert werden kann.
Zudem wird, selbst wenn sich die Ausrichtung zwischen dem Gehäuse 4 und dem Wabenträger 2 etwas verschieben sollte, beispielsweise der Wabenträger 2 derart bewegt, dass der erste flache Bereich 22 dem zweiten flachen Bereich 44 begegnet, wenn die Gehäusehälften 41 und 42 zusammengebracht werden, wodurch eine Ausrichtung zwischen dem Gehäuse 4 und dem Wabenträger 2 präzise durchgeführt wird.
- (3) Die Dichtungsmatte 3 wird an dem dritten flachen Bereich 23 geführt, wenn die Gehäusehälften 41 und 42 zusammengebracht werden, und bewegt sich in die gleiche Richtung wie die Fügerichtung der Gehäusehälften 41 und 42. Es ist dadurch möglich zu verhindern, dass die Montagelast, unmittelbar bevor sich die Gehäusehälften 41 und 42 begegnen, plötzlich zunimmt.
Zudem kann die Dichtungsmatte 3, welche von dem Halbkreisscheitelpunkt 45 der Gehäusehälften 41 und 42 zu dem Fügeteil 46 gezogen wird, wenn die Gehäusehälften 41 und 42 zusammengebracht werden, in der Lücke aufgenommen werden, welche durch den dritten flachen Bereich 23 groß gebildet ist. Daher kann verhindert werden, dass sich die auf diese Weise gezogene Dichtungsmatte 3 an der Seite des Gehäuses 4 an dem Fügeteil 46 auswölbt. Daher kann verhindert werden, dass sich die den ringförmigen konvexen Teil 21 umgebende Dichtungsmatte 3 an dem Fügeteil 46 einklemmt.
- (4) Die Anlageverbindung 31 wird an dem flachen Abschnitt zwischen dem ersten flachen Bereich 22 und dem zweiten flachen Bereich 44 gehalten, wodurch es ermöglicht wird zu verhindern, dass sich die Anlageverbindung 31 mehr öffnet als im Falle, dass sie sich an anderen Abschnitten, wie etwa an gekrümmten Flächenabschnitten, befindet. Aus diesem Grund kann die Dichtungsmatte 3 eine hoch dichtende Funktion entfalten.
Zudem ist es möglich, da die Anlageverbindung 31 zwischen dem ersten flachen Bereich 22 und dem zweiten flachen Bereich 44 angeordnet ist, eine Beschädigung stärker zu verhindern als in einem Fall, in dem die Anlageverbindung 31 an dem Fügeteil 46, an welchem ein Einklemmen usw. auftreten kann, angeordnet worden ist.
- (5) Es ist möglich, den Wabenträger 2 mit einer geringen Anzahl von Segmenten ohne Abfall zu bilden. Es ist dadurch möglich, die Herstellungskosten des Wabenträgers 2 zu verringern.
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Es sollte angemerkt werden, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die vorangehende Ausführungsform beschränkt ist und dass, selbst wenn Abwandlungen, Verbesserungen usw. innerhalb eines die Aufgabe der vorliegenden Erfindung lösenden Umfangs ausgeführt werden, diese in dem Umfang der vorliegenden Erfindung enthalten sind.
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Obwohl die zweiten flachen Bereiche an Positionen des Halbkreisscheitelpunkts der Gehäusehälften in der vorangehenden Ausführungsform bereitgestellt sind, können sie in der vorliegenden Erfindung auch nicht bereitgestellt sein.
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6 und 7 sind transversale Schnittansichten, welche DPFs 1a und 1b gemäß anderen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zeigen.
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In dem in 6 gezeigten DPF 1a weisen die transversalen Querschnitte des Wabenträgers 2 und des Gehäuses 4 elliptische Formen auf und die zweiten flachen Bereiche 44 sind nicht an den Positionen der Halbkreisscheitelpunkte 45 der Gehäusehälften 41 und 42 bereitgestellt.
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In dem in 7 gezeigten DPF 1b weisen die transversalen Querschnitte des Wabenträgers 2 und des Gehäuses 4 eine perfekte Kreisform auf und die zweiten flachen Bereiche 44 sind nicht an Positionen der Halbkreisscheitelpunkte 45 der Gehäusehälften 41 und 42 bereitgestellt.
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Es genügt, wie in diesen Fällen, wenn eine Lücke zwischen dem ringförmigen konkaven Teil 43 und dem ringförmigen konvexen Teil 21 bereitgestellt ist, welche sich am Halbkreisscheitelpunkt 45 der Gehäusehälften befindet, welche größer als an anderen Abschnitten ist.
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Zudem kann, wie in diesen Fällen, der transversale Querschnitt des DPF eine vollkommene kreisförmige Form oder eine elliptische Form aufweisen.
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Obwohl der Wabenträger von der Wanddurchgangsart ist, welcher für eine Feinstaubsammlung in der vorangehenden Ausführungsform angewendet wird, kann er von der Strömungsdurchgangsart sein, welche zur Abgasreinigung angewendet wird, um gefährliche Komponenten, wie etwa CO, HC und NOx, zu reinigen.
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Das Material des Wabenträgers ist Siliziumkarbid in der vorangehenden Ausführungsform; jedoch kann es Cordierit, Mullit oder Aluminiumtitanat sein.
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Obwohl das Rückhalteelement aus Keramikfasern, wie etwa Aluminiumoxidfasern, Siliziumoxidfasern, Aluminiumsilikatfasern und Glasfasern in der vorangehenden Ausführungsform zusammengesetzt ist, kann es auch aus einem Drahtgitter zusammengesetzt sein. Im Falle, dass ein Drahtgitter in dem Rückhalteelement verwendet wird, ist es jedoch wünschenswert, Gaslecks durch Bereitstellen eines getrennten Dichtungselements zwischen dem Wabenträger und dem Gehäuse zu verhindern.
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Die Enden der als Rückhalteelement dienenden Dichtungsmatte sind L-förmige Enden in der vorangehenden Ausführungsform; jedoch kann ein Ende eine konvexe Form aufweisen, und das andere Ende kann eine konkave Form aufweisen, welche an dieses eine Ende mit konvexer Form passt. Zudem sind beide Enden der Dichtungsmatte nicht auf diese beschränkt, solange sie zusammenpassen, um in der Lage zu sein, eine Anlageverbindung zu bilden.
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Die Bedeutung des ersten flachen Bereichs und des dritten flachen Bereichs des ringförmigen konvexen Teils des Wabenträgers, welcher unter Verwendung der Außenwandfläche des Blocks, d. h. der verbundenen Segmente, konfiguriert ist, bedeutet nicht ein Verwenden der Außenwandfläche selbst, sondern, dass die Außenwandfläche auch geringfügig geschnitten werden kann. Mit anderen Worten ist es zulässig, wenn es möglich ist, dass die Außenwandfläche der verbundenen Segmente gebildet wird, um dem ersten flachen Bereich und dem dritten flachen Bereich zu entsprechen.
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Beschädigung eines ringförmigen konvexen Teils, welcher von dem Außenumfang eines Wabenträgers vorsteht, an einer Position eines Halbkreisscheitelpunkts von Gehäusehälften zu verhindern und darin, ein Einklemmen eines den ringförmigen konvexen Teil umgebenden Rückhalteelements an einem Fügeteil zu verhindern. Eine Tragestruktur eines Wabenträgers hält den ringförmigen konvexen Teil 21 an dem ringförmigen konkaven Teil 43 durch Zwischenanordnen der Dichtungsmatte 3 und Lücken zwischen dem ringförmigen konvexen Teil 21 und dem ringförmigen konkaven Teil 43, welche sich an einem Fügeteil 46, an welchem Gehäusehälften 41, 42, in welche das Gehäuse 4 in zwei Teile geteilt wird, zusammengebracht werden, bzw. an einem Halbkreisscheitelpunkt 45 der Gehäusehälften 41, 42 befinden, größer als an anderen Abschnitten gebildet sind.
