DE102016208525A1

DE102016208525A1 - Abgasreinigungsvorrichtung für Verbrennungsmotor

Info

Publication number: DE102016208525A1
Application number: DE102016208525.5A
Authority: DE
Inventors: Yoshiaki Hatakeyama
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2015-05-25
Filing date: 2016-05-18
Publication date: 2016-12-01
Anticipated expiration: 2036-05-19
Also published as: JP2016217305A; US10138776B2; DE102016208525B4; CN106194348A; CN106194348B; US20160348552A1

Abstract

Eine Abgasreinigungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor enthält: einen Bienenwabenträger (11), der sich von einer einlassseitigen Endfläche zu einer auslassseitigen Endfläche erstreckt, um einen Abgasweg zu bilden; und ein rohrförmiges Gehäuseelement (12), das den Bienenwabenträger über ein Halteelement (13) aufnimmt, wobei der Bienenwabenträger ein abgeschrägtes Teil (121a) enthält, das an einem Außenumfangsteil an beiden Endflächen (110a, 110b) in dessen Mittelachsrichtung X in einer Richtung ausgebildet ist, in der die Länge in der Mittelachsrichtung X seines Außenumfangsrands abnimmt, und innerhalb des Gehäuseelements durch das abgeschrägte Teil gehalten ist, das mit einer Innenwand des Gehäuseelements über das Halteelement in Eingriff steht, und wobei das Gehäuseelement ein im Durchmesser reduziertes Teil (124) aufweist, das in zumindest einem Abschnitt davon vorgesehen ist, worin ein Innendurchmesser (d42) seines einlassseitigen Anschlussteils kleiner ist als zumindest eine Außendurchmesser (d41) des einlassseitigen Anschlussteils des Bienenwabenträgers (11).

Description

Diese Anmeldung beruht auf und beansprucht den Vorteil der Priorität aus der japanischen Patentanmeldung Nr. 2015-105325 , eingereicht am 25. Mai 2015, deren Inhalt hierin unter Bezugnahme aufgenommen wird.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Abgasreinigungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor.
Verwandte Technik
Herkömmlich ist eine Abgasreinigungsvorrichtung, die im Abgaskanal eines Verbrennungsmotors vorgesehen ist, so konfiguriert, dass sie einen Träger (Bienenwabenträger) hält, auf dem ein Abgasreinigungskatalysator getragen ist, sowie ein rohrförmiges Gehäuseelement, das diesen Träger aufnimmt. Zum Aufnehmen des Trägers innerhalb des Gehäuseelements ist es wichtig, den Träger innerhalb des Gehäuseelements zuverlässig zu halten.
Um den Träger innerhalb des Gehäuseelements zuverlässig zu halten, ist es bekannt geworden, eine Konfiguration anzuwenden, die ein als Matte bezeichnetes Halteelement zwischen der Innenumfangsfläche des Gehäuseelements und der Außenumfangsfläche des Trägers einfügt. Im Falle der Anwendung dieser Konfiguration kann das Halteelement Erosion verursachen, weil es dem Abgasfluss ausgesetzt ist, und es ist eine Technik zum Vermeiden solcher Erosion vorgeschlagen worden (s. zum Beispiel Patentdokument 1). Mit der im Patentdokument 1 offenbarten Technik soll es möglich sein, das Auftreten von Erosion zu vermeiden, indem das Gitter am Außenumfang des den Katalysator tragenden Trägers mit Verschlussmaterial verstopft wird, um hierdurch zu vermeiden, dass der auf das Halteelement auftreffende Abgasfluss weiter zur radialen Außenseite als der Träger strömt.
Patentdokument 1: Japanische ungeprüfte Patentanmeldung, Veröffentlichung Nr. 2015-54305
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Allgemein ist das Halteelement so angeordnet, dass es sich weitgehend von einer Position an der einlassseitigen Endfläche zu einer Position an der auslassseitigen Endfläche des Abgasflusses relativ zum Träger erstreckt; jedoch wird Erosion natürlich unterdrückt, so lange eine Anordnung angewendet wird, worin die Enden dieses Halteelements von den jeweiligen Positionen an der oben erwähnten einlassseitigen Endfläche und auslassseitigen Endfläche ausreichend rückgesetzt sind.
Um jedoch das Halten des Trägers durch das Halteelement zuverlässig zu machen, können die Enden des Halteelements nicht weit von den jeweiligen Positionen an der oben erwähnten einlassseitigen Endfläche und auslassseitigen Endfläche zurückgesetzt werden, und stattdessen fordert dies, dass sie ein wenig bis zu einem zulässigen Ausmaß vorstehen.
Mit der Technik vom Patentdokument 1 ist es erforderlich, einen Stopfen am Hauptabschnitt des Trägers vorzusehen, um das Auftreten von Erosion an dem Halteelement ausreichend zu vermeiden. Wenn jedoch der Anteil des verstopften Abschnitts des Trägers ansteigt, besteht, obwohl der Erosionsverhinderungseffekt ansteigt, ein Problem darin, dass der Verlust an effektivem Volumen des Trägers zunimmt.
Die vorliegende Erfindung hat oben erwähnte Situation berücksichtigt genommen, und hat zur Aufgabe, eine Abgasreinigungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor anzugeben, die das Halten des Trägers durch das Halteelement zuverlässig machen kann, während der Verlust im effektiven Volumen des Trägers minimiert wird.
Um das oben erwähnte Ziel zu erreichen, wird hierin die folgende Technik vorgeschlagen.
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält eine Abgasreinigungsvorrichtung (zum Beispiel die später beschriebene Abgasreinigungsvorrichtung 1), die in einem Abgaskanal eines Verbrennungsmotors vorgesehen ist und Abgas des Verbrennungsmotors reinigt, einen säulenförmigen Bienenwabenträger (zum Beispiel den später beschriebenen Bienenwabenträger 11), in dem eine Vielzahl von Zellen, die sich von einer einlassseitigen Endfläche zu einer auslassseitigen Endfläche des Abgases erstrecken, um Abgaswege zu bilden, durch poröse Trennwände unterteilt und gebildet sind; und ein rohrförmiges Gehäuseelement (zum Beispiel das später beschriebene Gehäuseelement 12), das den Bienenwabenträger über ein Halteelement (zum Beispiel das später beschriebene Halteelement 13) aufnimmt, wobei der Bienenwabenträger ein abgeschrägtes (zum Beispiel das später beschriebene abgeschrägte Teil 121a) oder ein gestuftes Teil enthält, das an einer Außenumfangsseite von beiden Endflächen (zum Beispiel den später beschriebenen beiden Endflächen 110a, 110b in Richtung der Mittelachse X) in dessen Mittelachsrichtung so ausgebildet ist, dass eine Querschnittsfläche orthogonal zur Mittelachsrichtung zu einer Seite seines Außenumfangsrands hin größer wird, und innerhalb des Gehäuseelements durch das abgeschrägte Teil oder das gestufte Teil gehalten ist, das mit einer Innenwand des Gehäuseelements über das Halteelement in Eingriff steht, und das Gehäuseelement ein im Durchmesser reduziertes Teil (zum Beispiel das später beschriebene im Durchmesser reduzierte Teil 124) aufweist, das an zumindest einem Teil von einem Ende an seiner Abgaseinlassseite und mit einem Innendurchmesser (zum Beispiel dem später beschriebenen Innendurchmesser d42) versehen ist, der kleiner als der Außendurchmesser (zum Beispiel der später beschriebene Außendurchmesser d41) des Mittelteils des Bienenwabenträgers ist, ausschließlich des abgeschrägten Teils oder des gestuften Teils in der einlassseitigen Endfläche.
Mit der Abgasreinigungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor des oben erwähnten ersten Aspekts sind ein säulenförmiger Bienenwabenträger, in dem eine Vielzahl von Zellen, die sich von einer einlassseitigen Endfläche zu einer auslassseitigen Endfläche für Abgase dieses Verbrennungsmotors erstrecken, um Abgaswege zu bilden, durch poröse Trennwände unterteilt und gebildet sind, und ist ein rohrförmiges Gehäuseelement, das diesen Bienenwabenträger über ein Halteelement aufnimmt, in dem Abgaskanal dieses Verbrennungsmotors vorgesehen. Hierin bildet der Bienenwabenträger ein abgeschrägtes Teil oder gestuftes Teil, das an einer Außenumfangsseite beider Endflächen in deren Mittelachsrichtung so ausgebildet ist, dass die Querschnittsfläche orthogonal zur Mittelachsrichtung zu seiner Außenumfangsrandseite hin zunimmt. In anderen Worten, das abgeschrägte Teil oder gestufte Teil ist in einer Richtung ausgebildet, in der die Länge in der Mittelachsrichtung vom Außenumfangsrand des Bienenwabenträgers abnimmt. Dann wird dieses abgeschrägte Teil oder gestufte Teil innerhalb des Gehäuseelements durch eine Konfiguration gehalten, in der Innenwand des Gehäuseelements über das Halteelement aufgefangen wird. Darüber hinaus hat das Gehäuseelement das im Durchmesser reduzierte Teil, das an zumindest einem Teil vom Ende an seiner Abgaseinlassseite vorgesehen ist, und mit einem Innendurchmesser, der kleiner ist als der Außendurchmesser vom Mittelteil, ausschließlich des abgeschrägten Teils oder des gestuften Teils in der einlassseitigen Endfläche dieses Bienenwabenträgers.
Da der Abgasfluss durch dieses im Durchmesser reduzierte Teil verengt ist, wird die Erosion des Halteelements unterdrückt. Darüber hinaus wird der Bienenwabenträger zuverlässig innerhalb des Gehäuseelements gehalten.
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung hat, in der Abgasreinigungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor, der im ersten Aspekt beschrieben ist, das im Durchmesser reduzierte Teil ein flaches Teil (zum Beispiel das später beschriebene flache Teil 127a), das im Wesentlichen parallel zu einer Endfläche (zum Beispiel der später beschriebenen einlassseitigen Endfläche 110a) am mittleren Teil des Bienenwabenträgers vorgesehen ist.
Mit der Abgasreinigungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor des oben erwähnten zweiten Aspekts, hat, insbesondere in der Abgasreinigungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor des oben erwähnten ersten Aspekts, das im Durchmesser reduzierte Teil des Gehäuseelements ein flaches Teil, das im Wesentlichen parallel zur Endfläche des Bienenwabenträgers ist. Aus diesem Grund wird der Abgasfluss noch zuverlässiger verengt, wodurch eine Erosion des Halteelements wirkungsvoll unterdrückt wird. Darüber hinaus wird der Bienenwabenträger noch zuverlässiger innerhalb des Gehäuseelements getragen.
Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält die Abgasreinigungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor, wie im ersten oder zweiten Aspekt beschrieben, ferner einen Abgasreinigungskatalysator, der auf den Bienenwabenträger geladen ist, wobei ein Innendurchmesser an einem anderen Teil als dem im Durchmesser reduzierten Teil am Ende der Abgaseinlassseite des Gehäuseelements eine Größe hat, die gleich oder größer als der Außendurchmesser vom Mittelteil des Bienenwabenträgers ist.
Mit der Abgasreinigungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor des oben erwähnten dritten Aspekts enthält die Abgasreinigungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor im oben erwähnten ersten oder zweiten Aspekt ferner einen Abgasreinigungskatalysator, der auf den Bienenwabenträger geladen ist, und weil der Innendurchmesser des Gehäuseelements an einem anderen Teil als dem im Durchmesser reduzierten Teil am Ende an der Abgaseinlassseite Größe hat, die gleich oder größer als der Außendurchmesser vom Mittelteil des Bienenwabenträgers ist, ist sichergestellt, dass das effektive Volumen des Bienenwabenträgers, d. h. der effektive Abschnitt des geladenen Katalysators, groß ist, und daher die Abgasreinigungsleistung verbessert wird.
Gemäß einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist, in der Abgasreinigungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor, wie in einem der ersten bis dritten Aspekte beschrieben, das Halteelement zwischen dem im Durchmesser reduzierten Teil des Gehäuseelements und dem Bienenwabenträger angeordnet ist, und das Halteelement partiell zwischen einem anderen Teil des Gehäuseelements als dem im Durchmesser reduzierten Teil und dem Bienenwabenträger angeordnet ist (zum Beispiel zur Bildung des rückgesetzten Teils 13g1, das von der einlassseitigen Endfläche 110a des Bienenwabenträgers 11 zurückgesetzt ist, wie später beschrieben).
Mit der Abgasreinigungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor des oben erwähnten vierten Aspekts, ist, insbesondere in der Abgasreinigungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor von einem der oben erwähnten ersten bis dritten Aspekte, das Halteelement zwischen dem im Durchmesser reduzierten Teil des Gehäuseelements und dem Bienenwabenträger vorgesehen, und ist das Halteelement partiell zwischen dem Bienenwabenträger und einem anderen Teil als dem im Durchmesser reduzierten Teil des Gehäuseelements angeordnet, weil dessen Ende rückgesetzt ist. Während das Halteelement den Bienenwabenträger an dem Teil entsprechend dem im Durchmesser reduzierten Teil des Gehäuseelements fest hält, kann aus diesem Grund eine Erosion des Halteelements durch Abgasfluss effektiv vermieden werden, wie eine Konfiguration, um das Halteelement partiell an Teilen entsprechend anderen als dem im Durchmesser reduzierten Teil des Gehäuseelements vorzusehen, in einer Form, so dass deren Enden zurückgesetzt sind.
Gemäß einem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung hat in der Abgasreinigungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor, wie in einem der ersten bis vierten Aspekte beschrieben, der Abgaskanal ein gekrümmtes Teil (zum Beispiel das später beschriebene gekrümmte Teil 51), das zur Verbindung mit einer stromaufwärtigen Seite des Gehäuseelements gekrümmt ist, und das Halteelement nicht an einem Teil entsprechend einer Verbindungsposition zwischen dem Gehäuseelement und einem längsten Außenumfangsteil (zum Beispiel dem später beschriebenen längsten Außenumfangsteil 51a) vorgesehen ist, an dem eine Länge in Richtung entlang einer Rohrleitung des gekrümmten Teils am längsten ist.
Mit der Abgasreinigungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor des oben erwähnten fünften Aspekts, hat, insbesondere in der Abgasreinigungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor von einem der oben erwähnten ersten bis vierten Aspekte, der Abgaskanal ein gekrümmtes Teil, der zur Verbindung mit einer stromaufwärtigen Seite des Gehäuseelements gekrümmt ist, und das Halteelement ist nicht an einem Teil entsprechend einer Verbindungsposition zwischen dem Gehäuseelement und einem längsten Außenumfangsteil vorgesehen, an dem die Länge in einer Richtung, die einer Rohrleitung dieses gekrümmten Teils folgt, am längsten ist. Aus diesem Grund wird an der Stelle, an der die Strömungsgeschwindigkeit des Abgasflusses relativ schnell ist, vermieden, dass das Halteelement dem Abgasfluss ausgesetzt wird, und wird das Auftreten von Erosion dieses Halteelements noch wirkungsvoller unterdrückt.
Gemäß einem sechsten Aspekt der vorliegenden Erfindung, enthält in der Abgasreinigungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor, wie in einem der ersten bis fünften Aspekte beschrieben, das Gehäuseelement: ein abgeschrägtes Gehäuseteil (zum Beispiel das später beschriebene abgeschrägte Gehäuseteil 62a, 62b), oder ein gestuftes Gehäuseteil, das so ausgebildet ist, dass es dem abgeschrägten oder gestuften Teil des Bienenwabenträgers folgt; und ein konvexes Teil (zum Beispiel das später beschriebene konvexe Teil 62c), das in der Nähe des abgeschrägten Gehäuseteils oder des gestuften Gehäuseteils ausgebildet ist, und an dem eine Innenseite zur Außenseite hin konvex ist.
Mit der Abgasreinigungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor des oben erwähnten sechsten Aspekts, insbesondere in der Abgasreinigungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor an einem der oben erwähnten ersten bis fünften Aspekte, wird mit dem abgeschrägten Teil oder dem gestuften Gehäuseteil, das in dem Gehäuse ausgebildet ist, eine Materialdrift durch das oben erwähnte konvexe Teil aufgenommen, wodurch es möglich wird, Falten etc. zu vermeiden, die an anderen Teilen als diesem konvexen Teil auftreten.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, eine Abgasreinigungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor zu realisieren, die ein Träger durch ein Halteelement zuverlässig erhalten kann, während der Verlust am effektiven Volumen eines Trägers minimiert wird.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Perspektivansicht einer Abgasreinigungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor gemäß einer ersten Ausführung der vorliegenden Erfindung;
2 ist eine Draufsicht bei Betrachtung aus einer Einströmungsrichtung vom Abgas in der Abgasreinigungsvorrichtung von 1;
3 ist eine axiale Querschnittsansicht im Schnitt entlang der Linie A-A der Abgasreinigungsvorrichtung von 2;
4 ist eine axiale Querschnittsansicht im Schnitt entlang der Linie B-B der Abgasreinigungsvorrichtung von 2;
5 ist eine axiale partielle Querschnittsansicht einer Abgasreinigungsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführung der vorliegenden Erfindung;
6 ist eine axiale partielle Querschnittsansicht einer Abgasreinigungsvorrichtung gemäß einer dritten Ausführung der vorliegenden Erfindung;
7 ist eine axiale partielle Querschnittsansicht einer Abgasreinigungsvorrichtung gemäß einer vierten Ausführung der vorliegenden Erfindung;
8 zeigt eine Abgasreinigungsvorrichtung gemäß einer fünften Ausführung der vorliegenden Erfindung, worin (a) eine Perspektivansicht ist, (b) eine Querschnittsansicht entlang Line C-C ist, und (c) die Querschnittsansicht entlang Linie D-D ist;
9 zeigt eine Abgasreinigungsvorrichtung gemäß einer sechsten Ausführung der vorliegenden Erfindung, worin (a) eine Perspektivansicht ist, (b) eine Querschnittsansicht entlang Linie C-C ist, und (c) die Querschnittsansicht entlang Linie D-D ist;
10 zeigt eine Abgasreinigungsvorrichtung gemäß einer siebten Ausführung der vorliegenden Erfindung, worin (a) eine Perspektivansicht ist, (b) eine Querschnittsansicht entlang Line C-C ist, und (c) die Querschnittsansicht entlang Linie D-D ist;
11 zeigt schematisch ein Verfahren zur Herstellung der Abgasreinigungsvorrichtungen der fünften bis siebten Ausführungen der vorliegenden Erfindung;
12 ist eine Perspektivansicht einer Abgasreinigungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor gemäß einer achten Ausführung der vorliegenden Erfindung;
13 ist eine axiale Querschnittsansicht der Abgasreinigungsvorrichtung gemäß der achten Ausführung der vorliegenden Erfindung;
14 ist eine Querschnittsansicht in einem Aspekt zur Bildung eines abgeschrägten Gehäuseteils der Abgasreinigungsvorrichtung gemäß der achten Ausführung der vorliegenden Erfindung durch Pressformung;
15 ist eine Querschnittsansicht des Aspekts zur Bildung eines abgeschrägten Gehäuseteils der Abgasreinigungsvorrichtung gemäß der achten Ausführung der vorliegenden Erfindung durch Runddrücken; und
16 ist eine Perspektivansicht einer Abgasreinigungsvorrichtung für ein Verbrennungsmotor gemäß einer neunten Ausführung der vorliegenden Erfindung.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung die Detailbeschreibung der Ausführung der vorliegenden Erfindung in Bezug auf die Zeichnungen klargestellt.
(Erste Ausführung)
1 ist eine Perspektivansicht einer Abgasreinigungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor gemäß der ersten Ausführung der vorliegenden Erfindung. Eine Abgasreinigungsvorrichtung 1 für einen Verbrennungsmotor gemäß der vorliegenden Ausführung ist ein Benzinpartikelfilter (nachfolgend als „GPF” bezeichnet), der im Auspuffrohr eines nicht dargestellten Verbrennungsmotors vorgesehen ist (nachfolgend als „Motor” bezeichnet), und sammelt Partikelmaterial (nachfolgend als „PM” bezeichnet) im Abgas, das durch das Auspuffrohr fließt.
Die Abgasreinigungsvorrichtung 1 ist in einer Ausführung unmittelbar unter einem nicht dargestellten Benzinmotor im Auspuffrohr vorgesehen, das sich entlang einer Querseite der Fahrzeugvorderseite des Benzinmotors nach unten erstreckt. In anderen Worten, die Abgasreinigungsvorrichtung 1 ist im Auspuffrohr in einem Zustand vorgesehen, in der die Strömungsrichtung vom Abgas nach unten weist.
Wie in 1 gezeigt, enthält die Abgasreinigungsvorrichtung 1 einen Bienenwabenträger 1 und ein Gehäuseelement 12.
Der Bienenwabenträger 11 hat eine Vielzahl von Zellen, die als Strömungsweg vom Abgas dienen und sich von einer einlassseitigen Endfläche 110a zu einer auslassseitigen Endfläche 110b für Abgas hindurch erstrecken, welche die jeweiligen einen und anderen Endflächen in der Mittelachsrichtung X sind (s. 3), sowie eine poröse Barrierewand, die diese Zellen unterteilt.
Der Bienenwabenträger 11 ist säulenförmig mit kreisförmigem Querschnitt. Jedoch ist es zum Beispiel auch akzeptabel, dass der radiale Querschnitt eine Ellipse oder eine Form mit mehreren Bögen sein kann, so lange der Bienenwabenträger säulenförmig ist.
Die Form jeder Zelle ist eine Rechtecksäulenform mit rechteckigen quadratischem Querschnitt; jedoch kann sie zum Beispiel auch eine polygonale Form sein.
Der Bienenwabenträger 11 ist aus einer porösen feuerbeständigen Keramik gebildet, die aus Cordierit besteht. Den Bienenwabenträger 11, der aus Cordierit besteht, erhält man durch einstückiges Extrusionsformen, gefolgt durch Brennen. Während des Brennens wird gleichzeitig eine Kruste gebildet. Weil daher der Bienenwabenträger 11 der vorliegenden Ausführung an seiner Außenumfangsseitenfläche mit einer Kruste abgedeckt ist, tritt der Katalysator nicht von der Außenumfangsseitenfläche im Katalysatorbeladungsprozess aus, und während des Gebrauchs wird das Abgas nicht von der Außenumfangsseitenfläche her austreten.
Die Poren(Mikroporen)-Größe und Porosität (Mikroporosität) des Bienenwabenträgers 11 sind innerhalb eines Bereichs geeignet eingestellt, indem dessen Barrierewand als Filtermedium fungiert, das PM im Abgas herausfiltert.
Eine Abgasreinigungsvorrichtung zum Reinigen des Abgases ist auf den Bienenwabenträger 11 geladen. Insbesondere ist ein Dreiwegekatalysator, der KW, CO und NOx im Abgas reinigt, auf den Bienenwabenträger 11 der vorliegenden Ausführung geladen. Als der Dreiwegekatalysator wird bevorzugt ein solcher verwendet, der zumindest ein Edelmetall unter Pt, Pd und Rh enthält.
Das Gehäuseelement 12 ist zylinderförmig mit einem torischen Querschnitt. Jedoch ist es auch akzeptabel, dass der radiale Querschnitt eine Ellipse oder eine Form mit mehreren Bögen ist, solange das Gehäuseelement 12 entsprechend der Form des Bienenwabenträgers 11 rohrförmig ist.
Dieses Gehäuseelement 12 ist aus Metall wie etwa zum Beispiel SUS aufgebaut.
Das Gehäuseelement 12 ist ein schalenartiges Gehäuseelement, das aus Gehäusehälften 12h1, 12h2 aufgebaut ist, die in der Umfangsrichtung entlang der Mittelachsrichtung X davon getrennt sind (vertikaler Richtung in 1). Wie in 1 gezeigt, wird das Gehäuseelement 12 einstückig ausgebildet, indem die Gehäusehälften 12h1, 12h2 aneinander gebracht werden, wo sie zweigeteilt waren, und an den vorstehenden Teilen 120, 120 verschweißt werden.
Es sollte angemerkt werden, dass die vorstehenden Teile 120, 120 gebildet werden, indem sie Seite an Seite gebracht werden, und flanschförmige Schweißteile gebildet werden, indem der Rand in der Umfangsrichtung jeder Gehäusehälfte nach außen gebogen wird.
Nun wird die Abgasreinigungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor gemäß der ersten Ausführung der vorliegenden Erfindung in Bezug auf die 2 bis 4 zusammen mit 1 im näheren Detail beschrieben.
2 ist eine Draufsicht bei Betrachtung aus der Einströmungsrichtung für das Abgas in der Abgasreinigungsvorrichtung in 1.
Darüber hinaus ist 3 eine axiale Querschnittsansicht im Schnitt entlang der Linie A-A der Abgasreinigungsvorrichtung von 2.
Ferner ist 4 eine axiale Querschnittsansicht im Schnitt entlang der Linie B-B der Abgasreinigungsvorrichtung von 2.
In den jeweiligen Zeichnungen der 1 bis 4 sind entsprechenden Teilen gleiche Bezugszeichen hinzugefügt.
Wie dargestellt, ist der Bienenwabenträger 11, der im Profil angenähert säulenförmig ist, innerhalb des Gehäuseelements 12 über das Halteelement 13 aufgenommen. Im näheren Detail ist der Bienenwabenträger 11 innerhalb des Gehäuseelements 12 in einem Zustand aufgenommen, in dem das mattenartige Halteelement 13 um im Wesentlichen den gesamten Umfang der Außenumfangsseitenfläche, einschließlich seiner abgeschrägten Teile 112a, 112b, herumgewickelt ist.
Die abgeschrägten Teile 112a, 112b sind aus abgeschrägten flachen Flächen konfiguriert, die in einer Richtung geneigt sind, in der die Länge in der Mittelachsrichtung X eines Außenumfangsrands des Bienenwabenträgers 11 kleiner wird. In anderen Worten, die abgeschrägten Teile 112a, 112b sind, an beiden Enden in der Mittelachsrichtung X vom Außenumfangsteil P des Bienenwabenträgers 11, in einer Richtung geneigt ausgebildet, in der die Querschnittsfläche orthogonal zur Mittelachsrichtung X Annäherung zu seiner Außenumfangswandseite hin zunimmt. Daher ist der Bienenwabenträger 11 so ausgebildet, dass beide Enden in der Mittelachsrichtung X im Durchmesser zur Außenseite der Mittelachsrichtung X hin allmählich reduziert sind.
Darüber hinaus hat das Gehäuseelement 12 eine Form, die dem Profil des Bienenwabenträgers 11 folgt, und beide Endseiten in der Mittelachsrichtung X, d. h. die Einlassendseite und Auslassendseite in Bezug auf die Abgasströmung, werden jeweils zu den abgeschrägten Teilen 121a, 121b, die in Querschnittsansicht die Schräge bilden, so dass sie mit Annäherung zu den Endteilen hin allmählich reduziert sind. Obwohl in jeder Ausführung der vorliegenden Erfindung das abgeschrägte Teil 121a verschiedene Formen einnimmt und für jeden seiner jeweiligen Modi eine Charakteristik hat, wird dies später beschrieben.
Der Bienenwabenträger 11, der in diesem vorgenannten Gehäuseelement 12 aufgenommen ist, wird innerhalb des Gehäuseelements 12 gehalten, indem seine abgeschrägten Teile 112a, 112b an den Innenwänden der abgeschrägten Teile 121a, 121b des Gehäuseelements 12 über das Halteelement 13 gefangen werden.
Das Halteelement 13 ist zwischen der Außenumfangsseitenfläche des Bienenwabenträgers 11 und die Innenwand des Gehäuseelements 12 eingefügt und hält den Bienenwabenträger 11 innerhalb des Gehäuseelements 12. Als das Halteelement 13 wird ein Material verwendet, das Feuerbeständigkeit, Vibrationsbeständigkeit und Abdichtfähigkeit hat. Insbesondere kann, zusätzlich zu Aluminiumoxidfaser, Silikafaser und Aluminiumoxidsilikatfaser, eine Keramikfaser, wie etwa der Keramikglasfaser, ein Metallgitter oder dergleichen verwendet werden.
In der vorliegenden Ausführung ist, wie insbesondere in Bezug auf 2 und 4 leicht verständlich, in dem Gehäuseelement 12 an zumindest einem Abschnitt das im Durchmesser reduzierte Teil 124 vorgesehen, an dem der Innendurchmesser d42 eines Gehäuseanschlussteils, d. h. in diesem Fall dem Anschlussteil 123u an der Abgas-Einlassseite (nachfolgend auch als einlassseitiges Annschlussteil 123u abgekürzt) kleiner als der Außendurchmesser 241 der einlassseitigen Endfläche 110a des Bienenwabenträgers 11 ist.
In diesem Fall sind, wie in Bezug auf 4 leicht verständlich, die im Durchmesser reduzierten Teile 124 entlang bogenförmigen Bereichen um ca. 60 Grad um die Mitte vorgesehen, wobei sich der Umfangsrand um jeweils 180 Grad um die Achse X des Anschlussteils 123u jeder Hälfte 12h1 und 12h2 des Gehäuseelements 12 erstreckt.
Darüber hinaus hat in der vorliegenden Ausführung, wie in Bezug auf 2 und 3 leicht verständlich, in einem Abschnitt, der den Bereich ausschließt, indem das im Durchmesser reduzierte Teil 124 des Anschlussteils 123u jeder Hälfte 12h1 und 12h2 vorgesehen ist, der Innendurchmesser d32 des einlassseitigen Anschlussteils 123u des Gehäuseelements 12 zumindest die Größe des Außendurchmessers d31 der einlassseitigen Endfläche 110a des Bienenwabenträgers 11. Es sollte angemerkt werden, dass im Beispiel von 3 der oben erwähnte Innendurchmesser d32 vom Ausmaß etwas größer ist als der oben erwähnte Außendurchmesser d31.
Nun wird das abgeschrägte Teil 121a des Gehäuseelements 12 im weiteren Detail beschrieben.
Dieses abgeschrägte Teil 121a unterscheidet sich in der Form zwischen dem abgeschrägten Teil 121a in Bezug auf den zuvor beschriebenen Abschnitt von 3, und dem abgeschrägten Teil 121a in Bezug auf den Abschnitt von 4.
Das abgeschrägte Teil 121a in 3 enthält: ein abgeschrägtes Flächenteil 125a, das in der Mittelachsrichtung X zum Vorderende hin geneigt ausgebildet ist, um der Außenumfangsfläche des geneigten Teils 112a des Bienenwabenträgers 11 über das Halteelement 13 zu folgen, und ein paralleles Flächenteil 126a, das mit dem abgeschrägten Flächenteil 125a verbunden ist, und gekrümmt ist, um sich parallel zur Mittelachse X zu erstrecken. Der Innendurchmesser d32 dieses parallel Flächenteils 126a ist der Innendurchmesser d32 des zuvor beschriebenen einlassseitigen Anschlussteils 123u des Gehäuseelements 12, und dessen Abmessung ist etwas größer als der Außendurchmesser d31 der einlassseitigen Endfläche 110a des Bienenwabenträgers 11.
Andererseits enthält das abgeschrägte Teil 121a in 4 ein abgeschrägtes Flächenteil 125b, das durch Abschrägen in Mittelachsrichtung X zum Vorderende hin ausgebildet ist, um der Außenumfangsfläche des abgeschrägten Teils 112a des Bienenwabenträgers 11 über das Halteelement 13 zu folgen; ein flaches Teil 127a, das mit dem abgeschrägten Flächenteil 125b verbunden ist und in Richtung orthogonal zur Mittelachse X gekrümmt ist; und ein paralleles Flächenteil 126b, das mit dem flachen Teil 127a verbunden ist, gekrümmt ist und sich parallel zur Mittelachse X erstreckt. Diese parallelen Flächenteile 126 bilden das im Durchmesser reduzierte Teil 124s, das eine partielle Ausdehnung von 60 Grad, jeweils in Bogenform, bildet, wie zuvor beschrieben. Das flache Teil 127a ist wie oben erwähnt ausgebildet; daher ist es infolgedessen im Wesentlichen parallel zur einlassseitigen Endfläche 110a des Bienenwabenträgers 11. Darüber hinaus ist der Innendurchmesser d42 des parallelen Flächenteils 126b der Innendurchmesser d42 des einlassseitigen Anschlussteils 123u des Gehäuseelements 12, wie zuvor beschrieben, und in der vorliegenden Ausführung ist die Abmessung dieses Innendurchmessers d42 kleiner als der Außendurchmesser (im vorliegenden Beispiel d41 = d31) der einlassseitigen Endfläche 110a des Bienenwabenträgers 11.
Nun wird die Struktur des Bienenwabenträgers 11 im näheren Detail in Bezug auf 3 und 4 beschrieben.
In 3 und 4 bezeichnen die schwarzen Abschnitte jene, die mit Dichtmittel abgedichtet sind.
Wie in 3 und 4 gezeigt, hat der Bienenwabenträger 11 eine Charakteristik der Strukturen, wo sich das Außenumfangsteil und das Mittelteil in ihrer radialen Richtung unterscheiden (Links-Rechts-Richtung in 1, welche die Richtung orthogonal zur Mittelachsrichtung X ist).
Insbesondere hat der Bienenwabenträger 11 Außenumfangsdichtungsteile 111a, 111b, die durch Abdichten der Öffnungsteile der Vielzahl von Zellen auf eine vorbestimmte Tiefe in der Mittelachsrichtung in dem Außenumfangsteil (radialen Außenumfangsteil P) beider Endflächen 110a, 110b in deren Mittelachsrichtung X abgedichtet sind. Diese Außenumfangsdichtungsteile 111a, 111b sind über den gesamten Umfang hinweg ausgebildet.
Die Breite in der radialen Richtung (radiale Länge vom Radialen Außenumfangsteil P) dieser Außenumfangsdichtungsteile 111a, 111b beträgt bevorzugt nicht mehr als 10 mm. Wenn die Breite in der radialen Richtung der Außenumfangsdichtungsteile 111a, 111b nicht mehr als 10 mm beträgt, wird die Funktion als Filter des Bienenwabenträgers 11 nicht beeinträchtigt.
Die Außenumfangsdichtungsteile 111a, 111b und die benachbarten Öffnungen der Mehrzahl von Zellen abwechselnd abgedichtet. In anderen Worten, die Außenumfangsdichtungsteile 111a, 111b bilden eine Wandströmungsstruktur, in der eine Zelle, deren abgaseinlassseitiges Öffnungsteil abgedichtet ist, und eine Zelle, deren auslassseitiges Öffnungsteil abgedichtet ist, in einem schachbrettartigen Zustand abwechselnd benachbart sind.
Es sollte angemerkt werden, dass, als das Dichtungsmittel in den Außenumfangsdichtungsteilen 111a, 111b ein herkömmliches bekanntes Dichtungsmittel verwendet werden kann, das durch Mischen eines Cordieritpulvers mit einem Klebstoff oder dergleichen hergestellt ist.
Die Länge in der Mittelachsrichtung X der abgeschrägten Teile 112a, 112b, wie zuvor beschrieben, beträgt bevorzugt nicht mehr als 10 mm. Darüber hinaus beträgt die Breite in der radialen Richtung der abgeschrägten Teile 112a, 112b bevorzugt nicht mehr als 30% vom Durchmesser des Bienenwabenträgers 11. Darüber hinaus beträgt der Neigungswinkel der abgeschrägten Teile 112a, 112b bevorzugt 15 bis 80 Grad. Durch Erfüllung dieser Anforderungen werden die abgeschrägten Teile 112a, 112b zuverlässig in den Innenwänden der abgeschrägten Teile 121a, 121b des Gehäuseelements 12 über das Halteelement 13 gefangen, und infolgedessen wird der Bienenwabenträger 11 innerhalb des Gehäuseelements 12 zuverlässig gehalten.
Hierin ist die Tiefe der Abdichtung der Außenumfangsdichtungsteile 111a, 111b tiefer gemacht als die Tiefe der Abdichtung des radialen Mittelteils C. Es wird hierdurch einfach, die abgeschrägten Teile 112a, 112b innerhalb der Außenumfangsdichtungsteile 111a, 111b auszubilden.
Darüber hinaus sind, in dem Bienenwabenträger 11, die Öffnungsteile der Zellen an dem Mittelteil (radialen Mittelteil C) beider Innenflächen 110a, 110b in der Mittelachsrichtung X abwechselnd abgedichtet. In anderen Worten, der Bienenwabenträger 11 ist ein Filter mit einem Wandströmungsteil, worin Zellen, deren abgaseinlassseitiges Öffnungsteil abgedichtet ist, und Zellen, deren auslassseitiges Öffnungsteil abgedichtet ist, in einem schachbrettartigen Muster abwechselnd benachbart sind.
Darüber hinaus ist in dem Bienenwabenträger 11 der vorgenannte Dreiwegekatalysator nur in dem radialen Mittelteil C geladen, und ist der Dreiwegekatalysator in dem radialen Außenumfangsteil P nicht geladen. In anderen Worten wird ein überflüssiger Gebrauch vom Katalysator vermieden, indem der Dreiwegekatalysator an dem radialen Außenumfangsteil P, durch das kaum Abgas fließt, nicht geladen wird, und indem der Dreiwegekatalysator nur in dem radialen Mittelteil C geladen wird, wodurch das meiste Abgas fließt.
In der Abgasreinigungsvorrichtung der ersten Ausführung der vorliegenden Erfindung mit der vorgenannten Konfiguration wird der Abgasfluss durch das im Durchmesser reduzierte Teil 124 eingeengt und trifft nicht leicht auf das Halteelement 13 auf; daher wird Erosion des Halteelements 13 durch den Abgasfluss vermieden. Darüber hinaus wird der Bienenwabenträger 11 innerhalb des Gehäuseelements 12 zuverlässig getragen.
Darüber hinaus ist an dem im Durchmesser reduzierten Teil 141 des Gehäuseelements 12 das flache Teil 127a, das im Wesentlichen parallel zur einlassseitigen Endfläche 110a des Bienenwabenträgers 11 ist, an dem abgeschrägten Teil 112a vorgesehen. Aus diesem Grund wird der Abgasfluss noch zuverlässiger verengt, und wird die Erosion des Halteelements 13 durch den Abgasfluss wirkungsvoll vermieden. Darüber hinaus wird der Bienenwabenträger 11 noch zuverlässiger in dem Gehäuseelement 12 gehalten.
Ferner hat in einem Abschnitt ausschließlich der im Durchmesser reduzierten Teile 124, welche partielle Ausdehnungen von 60 Grad bilden, jeweils in Bogenform, wie oben erwähnt (3), der Innendurchmesser d32 des Gehäuseanschlussteils eine Abmessung von zumindest dem Außendurchmesser d31 der einlassseitigen Endfläche 110a des Bienenwabenträgers 11; daher wird sichergestellt, dass das effektive Volumen des Bienenwabenträgers 11, d. h. der effektive Abschnitt des geladenen Katalysators, groß wird, und wird die Abgasreinigungsfähigkeit verbessert.
(Zweite Ausführung)
5 ist eine axiale partielle Querschnittsansicht einer Abgasreinigungsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführung der vorliegenden Erfindung.
In 5 sind entsprechenden Teilen der jeweiligen zuvor beschriebenen Zeichnungen von 1 bis 4 gleiche Bezugszeichen zugeordnet.
In der zweiten Ausführung von 5 ist das abgeschrägte Teil 121a des Gehäuseelements 12 wie folgt konfiguriert.
In anderen Worten, das abgeschrägte Teil 121a des Gehäuseelements 12 enthält das abgeschrägte Umfangsflächenteil 125c und ein rohrförmiges Teil 126c, das damit über den Gesamtumfang des einlassseitigen Anschlussteils 123u ausgebildet ist.
Im näheren Detail enthält das abgeschrägte Teil 121a des Gehäuseelements 12 das abgeschrägte Umfangsflächenteil 125c, das die kegelförmige Umfangsfläche ist, die in der Mittelachsrichtung X zum Vorderende geneigt ist, um der Außenumfangsfläche des abgeschägten Teils 112a des Bienenwabenträgers 11 über das Halteelement 13 zu folgen; und das rohrförmige Teil 126c, das mit dem abgeschrägten Umfangsflächenteil 125c verbunden ist und gekrümmt ist, um sich parallel zur Mittelachse X zu erstrecken.
Der Innendurchmesser d52 des rohrförmigen Teils 126c ist der Innendurchmesser des einlassseitigen Anschlussteils 123u des zuvor beschriebenen Gehäuseelements 12. Die Abmessung des Innendurchmessers d52 ist im Durchmesser reduziert, dass sie enger ist als der Außendurchmesser d51 der einlassseitigen Endfläche 110a des Bienenwabenträgers 11.
In anderen Punkten ist die zweite Ausführung von 5 der ersten Ausführung ähnlich, die zuvor in Bezug auf die 1 bis 4 beschrieben ist.
In der Abgasreinigungsvorrichtung der zweiten Ausführung der vorliegenden Erfindung mit der vorgenannten Konfiguration enthält das abgeschrägte Teil 121a des Gehäuseelements 12 das abgeschrägte Umfangsflächenteil 125c, und das damit verbundene rohrförmige Teil 126c ist über den Gesamtumfang des einlassseitigen Anschlussteils 123u ausgebildet, und der Innendurchmesser d52 des rohrförmigen Teils 126c ist enger gemacht als der Außendurchmesser d51 der einlassseitigen Endfläche 110a des Bienenwabenträgers 11. Aus diesem Grund ist der Abgasfluss verengt, und wird eine Erosion des Halteelements 13 vermieden.
(Dritte Ausführung)
6 ist eine axiale partielle Querschnittsansicht einer Abgasreinigungsvorrichtung gemäß einer dritten Ausführung der vorliegenden Erfindung.
In 6 sind entsprechenden Teilen der jeweiligen zuvor beschriebenen Zeichnungen von 1 bis 4 gleiche Bezugszeichen zugeordnet.
In der dritten Ausführung von 6 ist deren Gehäuseelement 12 wie folgt konfiguriert. In anderen Worten, ein abgeschrägtes Teil 121a des Gehäuseelements 12, das ein abgeschrägtes Umfangsflächenteil 125d des Gehäuseelements 12 enthält, ein flaches Teil 127d, das mit diesem abgeschrägten Umfangsflächenteil 125d verbunden ist, und ein rohrförmiges Teil 126a, das mit diesem flachen Teil 127d verbunden ist, sind über den Gesamtumfang des einlassseitigen Anschlussteils 123u ausgebildet.
Im näheren Detail enthält das abgeschrägte Teil 121a des Gehäuseelements 12 das abgeschrägte Umfangsflächenteil 125d enthält, das in der Mittelachsrichtung X zum Vorderende hin geneigt ist, um der Außenumfangsfläche des abgeschrägten Teils 112a des Bienenwabenträgers 11 über das Halteelement 13 zu folgen; das flache Teil 127d, das mit dem abgeschrägten Umfangsflächenteil 125d verbunden ist und in Richtung orthogonal zur Mittelachse X gekrümmt ist, sowie das rohrförmige Teil 126d, das mit dem flachen Teil 127d verbunden ist und gekrümmt ist, um sich parallel zur Mittelachse X zu erstrecken. Da das flache Teil 127d wie oben erwähnt ausgebildet ist, ist es infolgedessen im Wesentlichen parallel zur Endfläche der einlassseitigen Endfläche 110a des Bienenwabenträgers 11.
Der Innendurchmesser d62 des rohrförmigen Teils 126d ist der Innendurchmesser des einlassseitigen Anschlussteils 123u des zuvor beschriebenen Gehäuseelements 12. Die Abmessung des Innendurchmessers 162 ist enger gemacht als der Außendurchmesser d61 der einlassseitigen Endfläche 110a des Bienenwabenträgers 11.
In anderen Punkten ist die dritte Ausführung von 6 ähnlich der ersten Ausführung, die zuvor in Bezug auf die 1 bis 4 beschrieben ist.
Da mit der Abgasreinigungsvorrichtung der dritten Ausführung der vorliegenden Erfindung mit der vorgenannten Konfiguration der Fluss vom Einlassabgas und Auslassabgas in dem Bienenwabenträger 11, insbesondere durch die Wirkung des flachen Teils 127d, effektiv eingeengt ist, um das Auftreffen auf das Halteelement 13 zu vermeiden, wird sehr effizient verhindert, dass das Abgas das Halteelement 13 erodiert.
(Vierte Ausführung)
7 ist eine axiale partielle Querschnittsansicht einer Abgasreinigungsvorrichtung gemäß einer vierten Ausführung der vorliegenden Erfindung.
In 7 sind entsprechenden Teilen der jeweiligen zuvor beschriebenen Zeichnungen von 1 bis 4 gleiche Bezugszeichen zugeordnet.
In der vierten Ausführung von 7 ist das abgeschrägte Teil 121a des Gehäuseelements 12 wie folgt konfiguriert.
In anderen Worten, das abgeschrägte Teil 121a des Gehäuseelements 12 enthält ein abgeschrägtes Umfangsflächenteil 125e des Gehäuseelements 12, ein Verengungsteil 128, das mit diesem abgeschrägten Umfangsflächenteil 125e verbunden ist, und ein rohrförmiges Teil 126e, das mit diesem Verengungsteil 128 verbunden ist, und das abgeschrägte Teil 121a dieser Ausführung ist über den Gesamtumfang des einlassseitigen Anschlussteils 123u ausgebildet.
Im näheren Detail enthält das abgeschrägte Teil 121a des Gehäuseelements 12 das abgeschrägte Umfangsflächenteil 125e, das in der Mittelachsrichtung X zum Vorderende hin geneigt ist, um der Außenumfangsfläche des abgeschrägten Teils 112a des Bienenwabenträgers 11 über das Halteelement 13 zu folgen; das Verengungsteil 128, das im Winkel in einer Richtung (d. h. Rückkehrrichtung) zur einlassseitigen Endfläche 110a des Bienenwabenträgers 11 an der Verlängerung des abgeschrägten Umfangsflächenteils 125e gekrümmt ist; sowie das rohrförmige Teil 126e, das mit dem Verengungsteil 128 verbunden ist, und im Winkel in einer Richtung gekrümmt ist, das von der einlassseitigen Endfläche 110a wegführt, um sich parallel zur Mittelachse X zu erstrecken.
Der Innendurchmesser d72 des rohrförmigen Teils 126e ist der Innendurchmesser des einlassseitigen Anschlussteils 123u des zuvor beschriebenen Gehäuseelements 12. Die Abmessung dieses Innendurchmessers d72 ist enger gemacht als der Außendurchmesser d71 der einlassseitigen Endfläche 110a des Bienenwabenträgers 111.
In anderen Punkten ist die vierte Ausführung von 6 der ersten Ausführung ähnlich, die zuvor in Bezug auf die 1 bis 4 beschrieben ist.
Mit der Abgasreinigungsvorrichtung der vierten Ausführung der vorliegenden Erfindung mit der vorgenannten Konfiguration ist das abgeschrägte Teil 121a des Gehäuseelements 12, das das abgeschrägte Umfangsflächenteil 125e, das damit verbundene Verengungsteil 128 und das vorgenannte rohrförmige Teil 126e enthält, über den Gesamtumfang des einlassseitigen Anschlussteils 123u ausgebildet, und der Innendurchmesser des rohrförmigen Teils 126e ist enger gemacht als der Außendurchmesser d71 der einlassseitigen Endfläche 110a des Bienenwabenträgers 11.
Aus diesem Grund ist der Abgasfluss verengt und wird eine Erosion des Halteelements 13 vermieden.
Ferner wird die Erosion des Halteelements 13 durch den Abgasfluss durch das Verengungsteil 128 noch wirkungsvoller vermieden.
(fünfte Ausführung)
8 zeigt eine Abgasreinigungsvorrichtung gemäß einer fünften Ausführung der vorliegenden Erfindung, wobei (a) eine Perspektivansicht ist, (b) eine Querschnittsansicht entlang Linie C-C ist und (c) eine Querschnittsansicht entlang Linie D-D ist.
In 8 sind entsprechenden Teilen der jeweiligen zuvor beschriebenen Zeichnungen von 1 bis 4 gleiche Bezugszahlen zugeordnet.
In der Abgasreinigungsvorrichtung 5 gemäß der fünften Ausführung von 8 ist das Gehäuseelement 12 nicht schalenförmig durch Unterteilung in zwei Hälften ausgebildet, wie in der vorbeschriebenen ersten Ausführung, sondern ist stattdessen durch Einhülsen durch Schrumpfformung der Enden hergestellt, während der Bienenwabenträger 11 durch Ziehen aufgenommen wird. Aus diesem Grund ist kein Verlängerungsteil vorhanden, um die beiden Hälften zu verbinden, wie in den 1 und 2 gezeigt.
Wie in Bezug auf 8 leicht verständlich, ist in zumindest einem Abschnitt das im Durchmesser reduzierte Teil 124f2 vorgesehen, an dem der Innendurchmesser d82 des einlassseitigen Anschlussteils 123u kleiner ist als der Außendurchmesser d821 der einlassseitigen Endfläche 110a des Bienenwabenträgers 11. Im vorliegenden Beispiel sind die im Durchmesser reduzierten Teile 124f2 über bogenförmige Bereiche mit einem Öffnungswinkel in der Größenordnung von 60 Grad vorgesehen, die jeweils die Linie D-D in der Mitte enthalten, um die Mittelachse des säulenförmigen Bienenwabenträgers 11, wie in den zuvor beschriebenen 1 und 2.
Andererseits ist an einem Abschnitt (Abschnitt einschließlich des vorgenannten Querschnitts entlang Linie C-C), ausschließlich des Bereichs, in dem das vorgenannte im Durchmesser reduzierte Teil 124f2 vorgesehen ist (Abschnitt einschließlich des vorgenannten Querschnitts entlang der Linie D-D), der Innendurchmesser d811 des einlassseitigen Anschlussteils 123u des Gehäuseelements 12a zumindest auf die Abmessung vom Außendurchmesser d821 der einlassseitigen Endfläche 11a des Bienenwabenträgers 11 gesetzt. Es sollte angemerkt werden, dass im Beispiel von 8 der oben erwähnte Innendurchmesser d811 etwas größer ist als der oben erwähnte Außendurchmesser d821.
Auch in der fünften Ausführung von 8 hat das Gehäuseelement 12a eine Form, die dem Profil des Bienenwabenträgers 11 folgt, und beide Enden in der Mittelachsrichtung des säulenförmigen Bienenwabenträgers 11, d. h. das einlassseitige Ende und das auslassseitige Ende jeweils in Bezug auf die Abgasströmungsrichtung, bilden die abgeschrägten Teile 121a, 121b, deren Durchmesser bei Annäherung an die Enden allmählich reduziert ist.
Das abgeschrägte Teil 121a in Bezug auf den Querschnitt entlang der Linie C-C von 8(b) enthält: das abgeschrägte Flächenteil 125f1, das in der Mittelachsrichtung des Bienenwabenträgers 11 zum Vorderende hin abgeschrägt ist, um der Außenumfangsfläche des abgeschrägten Teils 112a des Bienenwabenträgers 11 über das Halteelement 13 zu folgen; sowie ein paralleles Flächenteil 126f, das mit dem abgeschrägten Flächenteil 125f1 verbunden ist und gekrümmt ist, um sich parallel zu der oben erwähnten Mittelachse zu erstrecken. Der Innendurchmesser d811 dieses parallelen Flächenteils 126f1 ist der Innendurchmesser des einlassseitigen Anschlussteils 123u des zuvor beschriebenen Gehäuseelements 12, und dessen Abmessung ist etwas größer als der Außendurchmesser d821 der einlassseitigen Endfläche 110a des Bienenwabenträgers 11.
Andererseits enthält das abgeschrägte Teil 121a in Bezug auf den Querschnitt entlang der Linie D-D von 8(c): das abgeschrägte Flächenteil 125f2, das in der Mittelachsrichtung des Bienenwabenträgers 11 zum Vorderende hin abgeschrägt ist, um der Außenumfangsfläche des abgeschrägten Teils 112a des Bienenwabenträgers 11 über das Halteelement 13 zu folgen; ein flaches Teil 127f, das mit dem abgeschrägten Teil 125f2 verbunden ist und in Richtung orthogonal zur oben erwähnten Mittelachse gekrümmt ist; und ein flaches Flächenteil 126b, das mit dem flachen Teil 127f verbunden ist und gekrümmt ist, um sich parallel zur oben erwähnten Mittelachse zu erstrecken. Da das flache Teil 127a wie oben erwähnt ausgebildet ist, ist es infolgedessen im Wesentlichen parallel zur einlassseitigen Endfläche 110a des Bienenwabenträgers 11. Darüber hinaus ist der Innendurchmesser d822 der parallelen Endfläche 126f2 der Innendurchmesser des einlassseitigen Anschlussteils 123u des zuvor beschriebenen Gehäuseelements 12, und in der vorliegenden Ausführung ist die Abmessung dieses Innendurchmessers d822 kleiner als der Außendurchmesser d821 der einlassseitigen Endfläche 110a des Bienenwabenträgers 11.
In dieser fünften Ausführung von 8 ist das Halteelement 13, das zwischen dem Bienenwabenträger 11 und das Gehäuseelement 12 eingefügt ist, in einer solchen Form angeordnet, die an die einlasseitige Endfläche 110a des Bienenwabenträgers 11 im Wesentlichen angepasst ist, ohne dass die Endfläche seiner Abgaseinlassseite vorsteht oder von der einlasseitigen Endfläche 110 des Bienenwabenträgers 11 zurückgesetzt ist.
In der Abgasreinigungsvorrichtung der fünften Ausführung der vorliegenden Erfindung mit der vorgenannten Konfiguration ist der Abgasfluss durch das abgeschrägte Flächenteil 125f2 verengt, das das im Durchmesser reduzierte Teil 124f2 bildet, in 8(a) und (c), und wird erschwert, dass dieser auf das Halteelement 13 auftrifft; daher wird eine Erosion des Halteelements 12 vermieden. Darüber hinaus wird der Bienenwabenträger 11 zuverlässig in dem Gehäuseelement 12 gehalten.
Darüber hinaus ist das flache Teil 127f, das im Wesentlichen parallel zur einlasseitigen Endfläche 110a des Bienenwabenträgers 11 ist, an dem abgeschrägten Flächenteil 125f2 vorgesehen. Aus diesem Grund wird der Abgasfluss noch zuverlässiger verengt, und wird Erosion des Halteelements 13 wirkungsvoll vermieden. Darüber hinaus wird der Bienenwabenträger 11 noch zuverlässiger in dem Gehäuseelement 12 gehalten.
Ferner ist in einem Abschnitt ausschließlich des im Durchmesser reduzierten Teils 124, das eine partielle bogenförmige Ausdehnung von etwa 60 Grad bildet, wie oben in 8(a) erwähnt, der Innendurchmesser d811 des parallelen Flächenteils 126f1, der den Innendurchmesser dieses Gehäuseanschlussteils einnimmt, etwas größer als der Außendurchmesser d821 der einlassseitigen Endfläche 110a des Bienenwabenträgers 11. Aus diesem Grund wird sichergestellt, dass das effektive Volumen des Bienenwabenträgers 11, d. h. der effektive Abschnitt des geladenen Katalysators, groß ist, und daher die Abgasreinigungsfähigkeit verbessert wird.
(Sechste Ausführung)
9 zeigt eine Abgasreinigungsvorrichtung gemäß einer sechsten Ausführung der vorliegenden Erfindung, wobei (a) eine Perspektivansicht ist, (b) eine Querschnittsansicht entlang Linie C-C ist und (c) eine Querschnittsansicht entlang Linie D-D ist.
In 9 sind entsprechenden Teilen der zuvor beschriebenen 8 gleiche Bezugszeichen zugeordnet.
Auch ist in der Abgasreinigungsvorrichtung 6 gemäß der sechsten Ausführung von 9 das Gehäuseelement 12a durch Einhülsen durch Schrumpfformung der Enden hergestellt, während der Bienenwabenträger 11 durch Ziehen aufgenommen wird.
Wie durch Vergleich der Bezugszahlen von 9 mit 8 leicht verständlich, teilt sich die sechste Ausführung insgesamt die Konfigurationen mit der zuvor beschriebenen fünften Ausführung; jedoch besteht ein Unterschied in der Art der Installation des Halteelements 13, das zwischen dem Bienenwabenträger 11 und das Gehäuseelement 12a eingefügt ist.
In anderen Worten bildet in der sechsten Ausführung von 9 für einen Abschnitt einschließlich des Querschnitts entlang Linie C-C in 9(b), worin der Innendurchmesser d811 des einlassseitigen Anschlussteil 123u des Gehäuseelements 12a größer ist als der Außendurchmesser d821 der einlasseitigen Endfläche 110a des Bienenwabenträgers 11, das Halteelement 13 ein rückgesetztes Teil 13g1, worin die Endfläche seiner Abgaseinströmseite von der einlassseitigen Endfläche 110a des Bienenwabenträgers 11 rückgesetzt ist.
Andererseits bildet, für den Abschnitt einschließlich des Querschnitts entlang der Linie D-D von 9(c), worin der Innendurchmesser d822 des einlasseitigen Anschlussteils 123u des Gehäuseelements 12a kleiner ist als der Außendurchmesser d821 der einlasseitigen Endfläche 110a des Bienenwabenträgers 11, das Halteelement 13 ein vorstehendes Teil 13g2, an dem die Endfläche seiner Agaseinlassseite von der einlassseitigen Endfläche 110a des Bienenwabenträgers 11 vorsteht.
Mit der Abgasreinigungsvorrichtung der sechsten Ausführung der vorliegenden Erfindung mit der oben erwähnten Konfiguration, wird, zusätzlich zu den Funktionen und Wirkungen der Abgasreinigungsvorrichtung der zuvor beschriebenen fünften Ausführung, eine Erosion des Halteelements 13 durch den Abgasfluss in diesem Abschnitt noch wirkungsvoller unterdrückt, weil die vorgenannten rückgesetzten Teile 13g1 ausgebildet sind.
Da ferner für den Abschnitt in Bezug auf den Querschnitt entlang der Linie D-D des Halteelements 13 in 9(c) das vorgenannte vorstehende Teil 13g2 ausgebildet ist, wird der Bienenwabenträger 11 durch das Halteelement 13 an diesem Abschnitt besonders gut gehalten. Selbst wenn daher das rückgesetzte Teil 13g1 partiell ausgebildet wird, wird der Bienenwabenträger 11 an dem Halteelement 13 insgesamt vollständig gehalten.
(Siebte Ausführung)
10 zeigt eine Abgasreinigungsvorrichtung gemäß einer siebten Ausführung der vorliegenden Erfindung, wobei (a) eine Perspektivansicht ist, (b) eine Querschnittsansicht entlang Linie C-C ist, und (c) eine Querschnittsansicht entlang Linie D-D ist.
In 10 sind entsprechenden Teilen der zuvor beschriebenen 9 gleiche Bezugszahlen zugeordnet.
Bei der Abgasreinigungsvorrichtung 7 gemäß der siebten Ausführung von 10 ist das Auspuffrohr 50 mit dem einlassseitigen Anschlussteil 123u des Gehäuseelements 12a verbunden, und dieses Auspuffrohr 50 hat insbesondere ein gekrümmtes Teil 51, in dem ein nach außen gewölbter Abschnitt näher zur einen Seite hin (linken Seite im Darstellungsbeispiel) des Querschnitts entlang der Linie C-C des Gehäuseelements 12a hin ausgebildet ist. Die Außenumfangsseite des gekrümmten Teils 51 des Auspuffrohrs 50 bildet ein längstes Außenumfangsteil 51a, an dem die Länge in Richtung entlang der Rohrleitung am längsten ist.
Da das Auspuffrohr 50 ein solches gekrümmtes Teils 51 hat, erzeugt der Abgasfluss im Inneren zum einlassseitigen Anschlussteil 123u des Gehäuseelements 12a die schnelle Strömung SS der Pfeildarstellung, an dem die Strömungsrate an einem Abschnitt entlang dem vorgenannten längsten Außenumfangsteil 51a relativ schnell ist.
Wie aus dem Vergleich der Bezugszeichen von 10 und 9 leicht verständlich, teilt sich die siebte Ausführung insgesamt Konfigurationen mit der zuvor beschriebenen sechsten Ausführung; jedoch unterscheidet sie sich im Installationsmodus des Halteelements 13, das zwischen dem Bienenwabenträger 11 und dem Gehäuseelement 12a eingefügt ist.
Darüber hinaus hat das Gehäuseelement 12a eine Gestalt vom abgeschrägten Teil 121a an seinem einlassseitigen Anschlussteil 123u, die über den gesamten Umfang hinweg gleichmäßig ist, wie auch aus dem Vergleich von (b) und (c) von 10 ersichtlich.
In anderen Worten ist in der siebten Ausführung von 10 der Innendurchmesser d02 des einlassseitigen Anschlussteils 123u des Gehäuseelements 12a über den gesamten Umfang des einlassseitigen Anschlussteils 123u kleiner als der Außendurchmesser d01 der einlassseitigen Endflächen 10a des Bienenwabenträgers 11.
Andererseits bildet in dem Abschnitt des abgeschrägten Teils 121a, einschließlich des Querschnitts entlang der Linie C-C in 10(b), der Bereich, an dem ein Teil in der Nähe des gekrümmten Teils 51 mit dem Auspuffrohr verbunden ist und die schnelle Strömung SS der Pfeildarstellung des Abgasflusses hineinfließt, wie oben erwähnt, das Halteelement 13 in der Nähe dieses Bereichs ein rückgesetztes Teil 13g3, an dem die Endfläche an seiner Abgaseinlassseite von der einlassseitigen Endfläche 110a des Bienenwabenträgers 11 rückgesetzt ist.
Andererseits bildet in dem Abschnitt des abgeschrägten Teils 121a, einschließlich des Querschnitts entlang der Linie D-D in 10(c) und in dem Abschnitt des abgeschrägten Teils 121a, einschließlich des Querschnitts entlang der Linie C-C von 10(b) an dem Bereich, in dem die schnelle Strömung SS der Pfeildarstellung in dem Abgasfluss nicht dort hinein fließt, das Halteelement 13 in der Nähe dieses Bereichs ein vorstehendes Teil 13g4, an dem die Endfläche an seiner Abgaseinlassseite von der einlassseitigen Endfläche 110a des Bienenwabenträgers 11 vorsteht.
Bei der Abgasreinigungsvorrichtung der siebten Ausführung der vorliegenden Erfindung mit der oben erwähnten Konfiguration, bildet, an einem entsprechenden Teil des Gehäuseelements 12a, an dem das Verlängerungsteil von dem längsten Außenumfangsteil 51a, das sich an der Außenumfangsseite des gekrümmten Teils 51 befindet und an dem die Länge in einer der Rohrleitungen folgenden Richtung am längsten ist, angeschlossen ist, das Halteelement 13 ein rückgesetztes Teil 13g3, an dem die Endfläche an seiner Abgaseinlassseite von der einlassseitigen Endfläche 110a des Bienenwabenträgers 11 zurückgesetzt ist; aufgrund dieser Vertiefung ist somit das Halteelement 13 nicht innerhalb eines Zwischenraums vorgesehen.
Aus diesem Grund wird an der Stelle, an der die Strömungsgeschwindigkeit des Abgasflusses relativ schnell ist, d. h. an dem Bereich, in dem die schnelle Strömung SS der Pfeildarstellung hineinfließt, vermieden, dass das Halteelement der Abgasströmung ausgesetzt ist, und wird das Auftreten von Erosion dieses Halteelements noch wirkungsvoller unterdrückt.
Ferner bildet in einem Abschnitt des abgeschrägten Teils 121a, einschließlich des Querschnitts entlang der Linie D-D in 10(c), und einem Abschnitt des abgeschrägten Teils, einschließlich des Querschnitts entlang der Linie C-C in 10(b) an einem Bereich, in dem die schnelle Strömung SS des Abgasflusses dort nicht hineinfließt, das Halteelement 13 in der Nähe dieses Bereichs ein vorstehendes Teil 13g4, an dem die Endfläche an dessen Abgaseinlassseite von der einlassseitigen Endfläche 110a des Bienenwabenträgers 11 vorsteht; daher wird der Bienenwabenträger 11 von dem Halteelement 13, insbesondere an diesem Abschnitt außerordentlich fest gehalten. Selbst wenn daher das rückgesetzte Teil 13g3 partiell ausgebildet ist, wird der Bienenwabenträger 11 durch das Halteelement 13 insgesamt vollständig gehalten.
Obwohl die Abgasreinigungsvorrichtung der ersten Ausführung bis siebten Ausführung der vorliegenden Erfindung oben im Detail beschrieben worden ist, wird, als der Bienenwabenträger 11 in jeder dieser Ausführungen, ein solcher angewendet, in dem der Außenumfangsabschnitt durch ein Dichtmittel abgedichtet ist. Jedoch ist der Bienenwabenträger, der in der Erfindung angewendet wird, nicht auf einen solchen mit der Form beschränkt, die auf diese Weise abgedichtete Abschnitte aufweist. In anderen Worten, es kann auch ein Bienenwabenträger angewendet werden, der die vorgenannten abgedichteten Abschnitte nicht enthält.
11 zeigt ein Verfahren zur Herstellung der Abgasreinigungsvorrichtungen der fünften bis siebten Ausführung der vorliegenden Erfindung.
Wie in Teil (a) von 11 gezeigt, wird das Halteelement 13 um den Bienenwabenträger 11 über dessen gesamten Außenumfang herumgewickelt; dann wird, wie im Teil (b) von 11 gezeigt, der vom Halteelement 13 umwickelte Bienenwabenträger 11 an einem zwischenliegenden Teil in der Achsrichtung des rohrförmigen Körpers 12P aus Metall (zum Beispiel SS etc.), der die Basis des Gehäuseelements 12a ist, angeordnet.
Im Zustand von Teil (b) in 11 wird eine Einhülsung durchgeführt, in der ein Schrumpfprozess an Teilen des rohrförmigen Körpers 12P durchgeführt wird, die zur einlassseitigen Endfläche 110a und auslassseitigen Endfläche 110b des Bienenwabenträgers 11 weisen.
Infolgedessen wird der rohrförmige Körper 12P in das Gehäuseelement 12a eingeformt, wie zuvor erwähnt. Es wird möglich, den Bienenwabenträger 11 mit dem Halteelement 13 stabil und zuverlässig zu halten, das zwischen die Innenseiten der abgeschrägten Teile 121a, 121b des Gehäuseelements 12a, das auf diese Weise gebildet ist, und die abgeschrägten Teile 112a, 112b des Bienenwabenträgers 11 eingefügt ist.
(Achte Ausführung)
12 ist eine Perspektivansicht einer Abgasreinigungsvorrichtung 8 für einen Verbrennungsmotor gemäß einer achten Ausführung der vorliegenden Erfindung. 13 ist eine axiale Querschnittsansicht der Abgasreinigungsvorrichtung 8 gemäß der achten Ausführung der vorliegenden Erfindung.
Wie in 12 und 13 gezeigt, hat die Abgasreinigungsvorrichtung 8 gemäß der vorliegenden Ausführung die gleiche Konfiguration wie die erste Ausführung, außer in der Konfiguration des Gehäuseelements 82, die sich von der Abgasreinigungsvorrichtung 11 gemäß der ersten Ausführung unterscheidet.
Das Gehäuseelement 82 der vorliegenden Ausführung unterscheidet sich von dem schalenartigen Gehäuseelement 12 der ersten Ausführung, und ist ein Gehäuseelement in sogenannter Schrumpfbauweise, das durch Reduzieren vom Durchmesser an beiden Enden in der Mittelachsrichtung X des zylindrischen Gehäuseelements gebildet ist (abgaseinlassseitiges Ende und auslassseitiges Ende).
Dieses Gehäuseelement 82 enthält abgeschrägte Gehäuseteile 82a, 82b, die so geformt sind, dass sie den abgeschrägten Teil 112a, 112b des Bienenwabenträgers 11 folgen, ähnlich dem Gehäuseelement 12 der ersten Ausführung. In anderen Worten, die abgeschrägten Gehäuseteile 82a, 82b, worin die abgeschrägten Flächen in einer Richtung abgeschrägt sind, deren Durchmesser mit Annäherung zur Öffnungsseite des Gehäuseelements 82 allmählich reduziert ist (Abgaseinlassseite oder -auslassseite), sind an beiden Enden in der Mittelachsrichtung X des Gehäuseelements 82 vorgesehen.
Darüber hinaus enthält, wie in 12 und 13 gezeigt, das Gehäuseelement 82 die konvexen Teile 82c, 82c, die in der Nähe der abgeschrägten Gehäuseteile 82a, 82b ausgebildet sind und deren Innenfläche zur Außenseite hin konvex ist.
Diese konvexen Teile 82c, 82c sind jeweils entlang dem gesamten Umfang in der Umfangsrichtung in der Nähe einer von den abgeschrägten Gehäuseteilen 82a, 82b entgegengesetzten Seite als Öffnungsseite des Gehäuseelements 82 ausgebildet (d. h. der Innenseite in der Mittelachsrichtung X des Bienenwabenträgers 11). Darüber hinaus sind diese konvexen Teile 82c, 82c so ausgebildet, dass sie von der Außenseite des Gehäuseelements 82 nach außen vorstehen, so dass ihre Innenseiten zur Außenseite konvex sind.
Die Dicke der konvexen Teile 82c, 82c beträgt bevorzugt zumindest 3 mm. So lange die Dicke der konvexen Teile 82c, 82c innerhalb dieses Bereichs liegt, ist es möglich, das Material freizulassen, das beim Umformen der abgeschrägten Gehäuseteile 82a, 82b driftet, wie später beschrieben.
Darüber hinaus beträgt die Höhe der konvexen Teile 82c, 82c bevorzugt zumindest 3 mm und nicht mehr als 20 mm. So lange die Höhe der konvexen Teile 82c, 82c innerhalb dieses Bereichs liegt, ist es möglich, das Material für Drifts beim Umformen der abgeschrägten Gehäuseteile 82a, 82b freizulassen, wie später beschrieben.
Hierin wird das Gehäuseelement 82 mit den abgeschrägten Gehäuseteilen 82a, 82b zum Beispiel wie folgt hergestellt.
Zuerst wird in das zylindrische Gehäuseelement vor der Formung der abgeschrägten Gehäuseteile 82a, 82b der Bienenwabenträger 11 eingesetzt, um dessen gesamten Außenumfang das Halteelement 13 vollständig herumgewickelt ist. Dann werden die abgeschrägten Gehäuseteile 82a, 82b gebildet, indem durch Pressformung von dessen Außenseite her der Durchmesser beider Enden in der Mittelachsrichtung X des Gehäuseelements 82 reduziert wird. Hierdurch wird das Gehäuseelement 82 hergestellt, das die abgeschrägten Gehäuseteile 82a, 82b aufweist.
Da hierbei, mit der Pressformung der abgeschrägten Gehäuseteile das Gehäuseelement eine zylindrische Form hat, ist es nicht möglich, die Pressformung nur von der Außenseite her, d. h. nur von einer Seite her, gegen das Gehäuseelement zu drücken. Aus diesem Grund kann herkömmlich das Gehäuseelement der Formoberfläche der Pressform nicht ausreichend folgen, und insbesondere ist die Formung des rückwärtigen Teils etc. schwierig, und daher ließ sich im Falle der abgeschrägten Gehäuseteile keine hohe Formungspräzision erhalten.
Weil darüber hinaus das abgeschrägte Gehäuseteil keine Form hat, die der Form des abgeschrägten Teils des Bienenwabenträgers ausreichend folgt, könnte die Halterung des Bienenwabenträgers ungenügend werden. Darüber können, durch die Drift vom zum Umfang des abgeschrägten Gehäuseteils gedrückten Material (Materialverdichtung) an dem abgeschrägten Gehäuseteil Falten entstehen. Ferner kann in Folge der Faltenbildung auch in dem Halteelement am Umfang dieser abgeschrägten Teile, und weil der spezifische Druck des Halteelements auf den Bienenwabenträger zu hoch wird, der Bienenwabenträger beschädigt werden. Diese Falten treten auch in einer Zwischenposition zwischen der Abgasreinigungsvorrichtung an der stromaufwärtigen Seite (im ersten Bett) und der Abgasreinigungsvorrichtung an der stromabwärtigen Seite (im zweiten Bett) im Gehäuseelement vom sogenannten Zwei-Bett-Typ merklich auf.
Im Falle des schalenartigen Gehäuseelements 12 wie in der ersten Ausführung ist eine Pressformung vor dem Integrieren möglich, worin die Gehäusehälften 12a1, 12a2, die zweigeteilt waren, aneinandergelegt und verschweißt werden. Weil es aus diesem Grund möglich ist, eine Pressformung durchzuführen, indem von beiden Seiten der Außenseite und der Innenseite des Gehäuseelements 12 Druck ausgeübt wird, lässt sich eine hohe Form(Dimensions)-Präzision der abgeschrägten Gehäuseteile (121a, 121b) erhalten.
Jedoch ist in diesem Fall die Positionsjustierung des Bienenwabenträgers 11 oder des Halteelements 13 schwierig. Darüber hinaus kommt es tendenziell zu einer Klemmung des Halteelements 13 beim Zusammensetzen und Verschweißen der Gehäusehälften 12h1, 12h2, wodurch der Bienenwabenträger 11 beschädigt werden könnte, weil der spezifische Druck des Halteelements 13 auf den Bienenwabenträger 11 aufgrund der Klemmung zu hoch wird.
Im Gegensatz hierzu wird in der vorliegenden Ausführung durch das Formen der konvexen Teile 82c, 82c in der Nähe der abgeschrägten Gehäuseteile 82a, 82b die Materialdrift bei der Pressformung absichtlich in das konvexe Teil eingeleitet. Indem die konvexen Teile 82c, 82c, die die Haltefunktion des Bienenwabenträgers 11 nicht beeinflussen, in der Nähe der abgeschrägten Gehäuseteile 82a, 82b ausgebildet werden, lässt sich vermeiden, dass Falten etc. an den abgeschrägten Gehäuseteilen 82a, 82b auftreten, und man erhält eine hohe Formungs-(Dimensions)-Präzision der abgeschrägten Gehäuseteile 82a, 82b, wodurch sich die oben erwähnten Nachteile vermeiden lassen.
Nun wird ein erstes Herstellungsverfahren der Abgasreinigungsvorrichtung 8 gemäß der vorliegenden Ausführung erläutert.
In einem Aufnahmeschritt der vorliegenden Ausführung wird zuerst der Bienenwabenträger 11, um dessen gesamte Außenumfangsseite das Halteelement 13 herumgewickelt ist, in das zylindrische Gehäuseelement eingesetzt, bevor die abgeschrägten Gehäuseteile 82a, 82b gebildet werden. Dann werden die abgeschrägten Gehäuseteile 82a, 82b gebildet, indem der Durchmesser beider Enden in der Mittelachsrichtung X des Gehäuseelements 82 durch Pressformung von der Außenseiten her mittels Pressformung reduziert wird. Hierdurch wird das Gehäuseelement 82 hergestellt, das die abgeschrägten Gehäuseteile 82a, 82b aufweist.
Der Aufnahmeschritt des ersten Herstellungsverfahrens wird im näheren Detail in Bezug auf 14 erläutert. Hierin ist 14 eine Querschnittsansicht, die einen Aspekt der Bildung der abgeschrägten Gehäuseteile 82a, 82b in der Abgasreinigungsvorrichtung 8 gemäß der vorliegenden Ausführung durch Pressformung zeigt. In 14 ist nur das abgeschrägte Gehäuseteil 82a gezeigt; jedoch ist das abgeschrägte Gehäuseteil 82b ähnlich.
In dem ersten Herstellungsverfahren von 14 wird eine Form 70 verwendet, in der ein abgeschrägtes Formteil 710, deren Gestalt dem abgeschrägten Teil 112a des Bienenwabenträgers 11 folgt, und ein konkaves Teil 720, das sich in der Umfangsrichtung erstreckt, auf einer Seite der Formfläche 70a beider Enden in der Mittelachsrichtung X des Bienenwabenträgers 11 bei der Pressformung des Gehäuseelements 82 ausgebildet.
Insbesondere werden zuerst eine Mehrzahl der oben erwähnten Formen 70 so angeordnet, dass sie das zylindrische Gehäuseelement umgeben. In anderen Worten, die Form 70 ist eine in der Umfangsrichtung geteilte Form. Dann werden diese mehreren Formen 70 gleichzeitig radial einwärts des Bienenwabenträgers 11 bewegt, um hierdurch das Gehäuseelement von der Außenseite her zu pressen. Wenn dies gemacht ist, wird das konvexe Teil 82c gleichzeitig mit dem abgeschrägten Gehäuseteil 82a ausgebildet. Hierbei fließt das Material, das bei der Formung des abgeschrägten Gehäuseteils 82a driftet, in das konvexe Teil 82c. Hierdurch lässt sich vermeiden, dass Falten etc. in den abgeschrägten Gehäuseteilen 82a, 82b gebildet werden, indem das bei der Pressformung driftende Material absichtlich in das konvexe Teil eingeleitet wird, indem das konvexe Teil 82c in der Nähe des abgeschrägten Gehäuseteils 82a ausgebildet wird, und sich eine hohe Formungs-(Dimensions)-Präzision der abgeschrägten Gehäuseteile 82a, 82b erhalten lässt.
Nun wird ein zweites Herstellungsverfahren für die Abgasreinigungsvorrichtung 8 gemäß der vorliegenden Erfindung erläutert.
Das zweite Herstellungsverfahren der Abgasreinigungsvorrichtung 8 gemäß der vorliegenden Ausführung unterscheidet sich von dem ersten Herstellungsverfahren darin, dass Runddrücken angewendet wird.
In dem zweiten Herstellungsverfahren wird zuerst, ähnlich dem ersten Herstellungsverfahren, der Bienenwabenträger 11, um dessen gesamten Außenumfangsseite das Halteelement gewickelt ist, in das zylindrische Gehäuseelement eingesetzt, bevor die abgeschrägten Gehäuseteile 82a, 82b ausgebildet werden. Dann werden die abgeschrägten Gehäuseteile 82a, 82b und die konvexen Teile 82c, 82c umgeformt, indem der Durchmesser beider Enden in der Mittelachsrichtung X des Gehäuseelements 82 von dessen Außenseiten her reduziert wird, indem von deren Außenseite her mittels Runddrücken anstatt Pressformung gepresst wird. Hierdurch wird das Gehäuseelement hergestellt, das die abgeschrägten Gehäuseteile 82a, 82b und die konvexen Teile 82c, 82c aufweist.
Der Aufnahmeschritt des zweiten Herstellungsverfahrens wird im näheren Detail in Bezug auf 15 erläutert. Hierin ist 15 eine Querschnittsansicht, die einen Aspekt der Formung der abgeschrägten Gehäuseteile 82a, 82b und der konvexen Teile 82c, 82c der Abgasreinigungsvorrichtung 8 gemäß der achten Ausführung der vorliegenden Erfindung durch Runddrücken zeigt.
In dem in 15 gezeigten zweiten Herstellungsverfahren wird eine Runddrückmaschine verwendet, die einen Drehmechanismus (nicht dargestellt) enthält, der das zylindrische Gehäuseelement, das im Inneren den Bienenwabenträger hält, in Drehung versetzt, mit seiner Mittelachse X als Drehachse, und eine Mehrzahl von Rollen 75, die gegen die Außenseite des Gehäuseelements drücken, damit diese beim Runddrücken des Gehäuseelements 82 plastisch verformt werden. Obwohl übrigens in der Runddrückmaschine der vorliegenden Ausführung die Rollen 75 verwendet werden, können anstelle der Rollen 75 auch Paddel oder dergleichen verwendet werden.
Insbesondere wird zuerst das zylindrische Gehäuseelement, das im Inneren den Bienenwabenträger 11 hält, mittels eines nicht dargestellten Drehmechanismus in Drehung versetzt, mit der Mittelachse X als der Drehachse. Hierbei ist es, wegen der einfacheren Formung, bevorzugt, wenn der Durchmesser vom offenen Ende 820 des Gehäuseelements vorab um ein gewisses Maß reduziert wird.
Dann werden im rotierenden Zustand des oben erwähnten Gehäuseelements die mehreren (zum Beispiel drei) Rollen 75, welche dieses offene Ende 820 umgeben, zur radialen Innenseite gegen die Außenseite um das offene Ende 820 des Gehäuseelements herum gedrückt.
Dann werden in einem Zustand, in dem die Rollen 75 mit konstanter Druckkraft drücken, die mehreren Rollen 75 gleichzeitig zur Innenseite in der Mittelachsrichtung X bewegt (entgegen der Richtung vom offenen Ende 820). In anderen Worten, die Rollen 75 werden von dem im Durchmesser reduzierten offenen Ende 820 zur Außenumfangsseite des Gehäuseelements mit größerem Durchmesser bewegt, wie mit dem Pfeil in 15 gezeigt. Hierbei wird das von den Rollen 75 gepresste Gehäuseelement elastisch verformt, so dass es im abgeschrägten Teil 122a des Bienenwabenträgers 11 folgt, wodurch das abgeschrägte Gehäuseteil 82a gebildet wird. Gleichzeitig werden große Falten, die aus überschüssiger Dicke aus dem das Gehäuse darstellenden Material erzeugt werden, Beim Formen des abgeschrägten Gehäuseteils 82a ausgezogen, und wird schließlich das konvexe Teil 82c durch diese Falten gebildet.
Durch die obige Konfiguration ist es möglich, die Bildung der Falten etc. in den abgeschrägten Gehäuseteilen 82a, 82b zu vermeiden, indem die konvexen Teile 82c, 82c, die die Haltefunktion des Bienenwabenträgers 11 nicht beeinflussen, absichtlich in der Nähe der abgeschrägten Gehäuseteile 82a, 82b ausgebildet werden, wodurch sich eine hohe Formungs-(Dimensions)-Präzision der abgeschrägten Gehäuseteile 82a, 82b erhalten lässt.
(Neunte Ausführung)
Einer Abgasreinigungsvorrichtung 9 gemäß einer neunten Ausführung der vorliegenden Erfindung hat die gleiche Konfiguration wie die achte Ausführung, außer in der Konfiguration eines konvexen Teils 92c des Gehäuseelements 92, das sich von der Abgasreinigungsvorrichtung 8 gemäß der achten Ausführung unterscheidet. Nachfolgend wird die Konfiguration des konvexen Teils 92c des Gehäuseelements 92 in Bezug auf 16 erläutert. Hierin ist 16 eine Perspektivansicht der Abgasreinigungsvorrichtung 9 für einen Verbrennungsmotor gemäß der vorliegenden Ausführung.
Wie in 16 gezeigt, unterscheidet sich das konvexe Teil 92c des Gehäuseelements 92 gemäß der vorliegenden Ausführung von dem konvexen Teil 82c der achten Ausführung, die sich in der Umfangsrichtung erstreckt, und der Punkt der Formung unterscheidet sich von der achten Ausführung in der Erstreckung in der Mittelachsrichtung X.
Es sollte angemerkt werden, dass in der vorliegenden Ausführung nur ein konvexes Teil 92c ausgebildet wird; jedoch kann auch eine Mehrzahl davon in der Umfangsrichtung voneinander getrennt ausgebildet werden.
Wie in 16 gezeigt, erstreckt sich das konvexe Teil 92c vom einen abgeschrägten Gehäuseteil 92a zum anderen abgeschrägten Gehäuseteil 92b, und ist bis in die Nähe der abgeschrägten Gehäuseteile 92a, 92b des Gehäuseelements 92 hin ausgebildet. Darüber hinaus steht das konvexe Teil 92c von der Außenseite des Gehäuseelements 92 zur Außenseite vor, so dass seine Innenseite zur Außenseite hin konvex ist, ähnlich dem konvexen Teil 82c der achten Ausführung.
Nun wird ein erstes Herstellungsverfahren der Abgasreinigungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführung erläutert.
Das erste Herstellungsverfahren der Abgasreinigungsvorrichtung 9 gemäß der vorliegenden Ausführung ist identisch mit dem ersten Herstellungsverfahren der achten Ausführung, außer dass die Konfiguration der angewendeten Form unterschiedlich ist.
Insbesondere hat die Form, die beim Einhausungsschritt des ersten Herstellungsverfahrens gemäß der vorliegenden Ausführung verwendet wird, ein abgeschrägtes Formteil, das an der Formflächenseite an beiden Enden in der Mittelachsrichtung X ausgebildet ist und eine Gestalt hat, die dem abgeschrägten Teil 112a des Bienenwabenträgers 11 folgt, und ein konkaves Teil, das in der Formflächenseite ausgebildet ist, um die abgeschrägten Formteile an beiden Enden zu überspannen, und erstreckt sich in der Mittelachsrichtung X, und verwendet eine geteilte Form, die in der Umfangsrichtung in mehrere Teile unterteilt ist. Das konvexe Teil 92c, das sich in der Mittelachsrichtung X erstreckt, wird hierdurch ausgebildet, und man erhält die gleichen Effekte wie in der achten Ausführung.
Nun wird ein zweites Herstellungsverfahren der Abgasreinigungsvorrichtung 9 gemäß der vorliegenden Ausführung erläutert.
Das zweite Herstellungsverfahren der Abgasreinigungsvorrichtung 9 gemäß der vorliegenden Ausführung ist identisch mit dem vorgenannten ersten Herstellungsverfahren gemäß der vorliegenden Ausführung, außer darin, dass die Konfiguration der angewendeten Form unterschiedlich ist.
Insbesondere ist die Form, die beim Einhausungsschritt des zweiten Herstellungsverfahrens gemäß der vorliegenden Ausführung verwendet wird, eine geteilte Form, in der in der Formfläche kein konkaves Teil ausgebildet ist, und eine Mehrzahl dieser Formen so angeordnet wird, dass bei der ringförmigen Anordnung zur Ausrichtung in der Umfangsrichtung eine ziemlich große Lücke an einem Teil in der Umfangsrichtung gebildet wird. Das Material, das während der Pressformung driftet, fließt hierdurch in diese Lücken, wodurch es möglich wird, das konvexe Teil 92c auszubilden.
Daher ist es gemäß der vorliegenden Ausführung, durch Formung des konvexen Teils 92c in der Nähe der abgeschrägten Gehäuseteile 92a, 92b ähnlich der achten Ausführung, möglich, das Material, das bei der Pressformung driftet, absichtlich in das konvexe Teil 92c zu leiten. Hierdurch lässt sich vermeiden, dass Falten etc. In den abgeschrägten Gehäuseteilen 92a, 92b gebildet werden, indem das konvexe Teil 92c, das die Haltefunktion des Bienenwabenträgers 11 nicht beeinflusst, hierdurch in der Nähe der abgeschrägten Gehäuseteile 92a, 92b ausgebildet wird, und man hierdurch eine hohe Formungs-(Dimensions)-Präszision der abgeschrägten Gehäuseteile 92a, 92b erhält.
Es sollte angemerkt werden, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die oben erwähnten Ausführungen beschränkt ist, und dass Modifikationen und Verbesserungen innerhalb eines Umfangs, der die Aufgabe der vorliegenden Erfindung lösen kann, durch die vorliegende Erfindung mit umfasst sind.
Obwohl in jeder der oben erwähnten Ausführungen die vorliegende Erfindung auf einen im Auspuffrohr eines Benzinmotors angeordneten Filter (GPF) angewendet wird, der PM im Abgas sammelt, ist sie darauf nicht beschränkt. Zum Beispiel kann die vorliegende Erfindung auch auf einen im Auspuffrohr eines Dieselmotors angeordneten Filter (DPF) angewendet werden, der das PM im Abgas sammelt. Da in diesem Fall die Abgastemperatur des Dieselmotors im Vergleich zum Benzinmotor niedrig ist, ist er, anstelle des Dreiwegekatalysators, zum Tragen eines PM-Verbrennungskatalysators geeignet, der eine PM-Beseitigung durch Verbrennung an dem DPF begünstigt. Als der PM-Verbrennungskatalysator wird bevorzugt ein PM-Verbrennungskatalysator auf Ag-Basis verwendet, der bei niedrigsten Temperaturen PM durch Verbrennung beseitigen kann.
Darüber hinaus kann in jeder der oben erwähnten Ausführungen, zusätzlich zu einem aus Cordierit (Cd) bestehenden Bienenwabenträger, zum Beispiel auch ein Bienenwabenträger angewendet werden, der aus SiC, Siliziumoxid, Aluminiumtitanat, etc. besteht.
Obwohl darüber hinaus in jeder der oben erwähnten Ausführungen in dem Außenumfangsabdichtungsteil das abgeschrägte Teil vorgesehen ist, das die abgeschrägte flache Fläche hat, die in einer Richtung geneigt ist, in der die Länge in der Mittelachsrichtung von seinem Außenumfangsrand abnimmt, ist es darauf nicht beschränkt. Zum Beispiel kann es auch als ein abgeschrägtes Teil mit einer gekrümmten Schrägfläche konfiguriert sein, die in einer Richtung geneigt ist, in der die Länge der Mittelachsrichtung seines Außenumfangsrands kleiner wird, und kann auch als gestuftes Teil in einer Richtung konfiguriert sein, in der die Länge in der Mittelachsrichtung seines Außenumfangsrands kleiner wird.
Obwohl darüber hinaus in jeder der obigen Ausführungen die Abdichtungstiefen der Außenumfangsdichtungsteile alle auf vorbestimmte Tiefen gesetzt sind, ist sie darauf nicht beschränkt. Zum Beispiel können auch Zellen, die durch Dichtmittel von der Abgaseinlassseite zur Auslassseite hin verschlossen sind, in einer Ringform innerhalb des Außenumfangsdichtungsteils vorgesehen werden. Da hierdurch die Beladung des Abgasreinigungskatalysators nur auf das radiale Mittelteil in dem Katalysatorbeladungsschritt erleichtert wird, wird noch zuverlässiger verhindert, dass der Katalysator von der Außenumfangsseitenfläche austritt, oder im Gebrauch Abgas von der Außenumfangsseitenfläche her austritt.
Auch kann das konvexe Teil des Gehäuseelements in der oben erwähnten achten Ausführung und neunten Ausführung auf jede der Ausführungen angewendet werden. Obwohl in der oben erwähnten achten Ausführung ein konvexes Teil über den Gesamtumfang in der Nähe des abgeschrägten Gehäuseteils ausgebildet ist, ist sie darauf nicht beschränkt. Zum Beispiel kann auch eine Mehrzahl davon in der Umfangsrichtung in der Nähe des abgeschrägten Gehäuseteils ausgebildet werden.
Obwohl in der neunten Ausführung nur ein konvexes Teil so ausgebildet ist, dass es sich in der Mittelachsrichtung erstreckt, ist sie darauf nicht beschränkt. Zum Beispiel können mehrere der konvexen Teile, die sich in der Mittelachsrichtung erstrecken, so ausgebildet werden, dass sie in der Umfangsrichtung voneinander getrennt sind.
Darüber hinaus können sowohl ein konvexes Teil, das sich in der Umfangsrichtung erstreckt, als auch ein konvexes Teil, das sich in der Mittelachsrichtung erstreckt, ausgebildet werden.
Obwohl darüber hinaus in jeder der oben erwähnten Ausführungen eine solgenannte 1-Bett-Abgasreinigungsvorrichtung angewendet wird, welche nur einen Bienenwabenträger aufnimmt, ist sie darauf nicht beschränkt. Zum Beispiel kann auch eine sogenannte 2-Bett-Abgasreinigungsvorrichtung angewendet werden, die zwei Bienenwabenträger aufnimmt, die in der Abgasströmungsrichtung in Serie angeordnet sind. Da insbesondere die herkömmlichen Falten tendenziell in dem Zwischenabschnitt zwischen dem ersten Bett und dem zweiten Bett ausgebildet werden, kann dies durch die oben erwähnte achte Ausführung und neunte Ausführung vermieden werden.
Eine Abgasreinigungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor enthält: einen Bienenwabenträger (11), der sich von einer einlassseitigen Endfläche zu einer auslassseitigen Endfläche erstreckt, um einen Abgasweg zu bilden; und ein rohrförmiges Gehäuseelement (12), das den Bienenwabenträger über ein Halteelement (13) aufnimmt, wobei der Bienenwabenträger ein abgeschrägtes Teil (121a) enthält, das an einem Außenumfangsteil an beiden Endflächen (110a, 110b) in dessen Mittelachsrichtung X in einer Richtung ausgebildet ist, in der die Länge in der Mittelachsrichtung X seines Außenumfangsrands abnimmt, und innerhalb des Gehäuseelements durch das abgeschrägte Teil gehalten ist, das mit einer Innenwand des Gehäuseelements über das Halteelement in Eingriff steht, und wobei das Gehäuseelement ein im Durchmesser reduziertes Teil (124) aufweist, das in zumindest einem Abschnitt davon vorgesehen ist, worin ein Innendurchmesser (d42) seines einlassseitigen Anschlussteils kleiner ist als zumindest eine Außendurchmesser (d41) des einlassseitigen Anschlussteils des Bienenwabenträgers (11).
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2015-105325 [0001]
JP 2015-54305 [0004]

Claims

Abgasreinigungsvorrichtung, die in einem Abgaskanal eines Verbrennungsmotors vorgesehen ist und den Abgas des Verbrennungsmotors reinigt, wobei die Abgasreinigungsvorrichtung aufweist: einen säulenförmigen Bienenwabenträger (11), in dem eine Vielzahl von Zellen, die sich von einer einlassseitigen Endfläche zu einer auslassseitigen Endfläche des Abgases erstrecken, um Abgaswege zu bilden, durch poröse Trennwände unterteilt und gebildet sind; und ein rohrförmiges Gehäuseelement (12), das den Bienenwabenträger (11) über ein Halteelement (13) aufnimmt, wobei der Bienenwabenträger (11) ein abgeschrägtes (121a) oder ein gestuftes Teil enthält, das an einer Außenumfangsseite von beiden Endflächen (110a, 110b) in dessen Mittelachsrichtung (X) so ausgebildet ist, dass eine Querschnittsfläche orthogonal zur Mittelachsrichtung (X) zu einer Seite seines Außenumfangsrands hin größer wird, und innerhalb des Gehäuseelements (12) durch das abgeschrägte Teil (121a) oder das gestufte Teil gehalten ist, das mit einer Innenwand des Gehäuseelements (12) über das Halteelement (13) in Eingriff steht, und wobei das Gehäuseelement (12) ein im Durchmesser reduziertes Teil (124) aufweist, das an zumindest einem Teil von einem Ende an seiner Abgaseinlassseite und mit einem Innendurchmesser (d42) versehen ist, der kleiner als der Außendurchmesser (d41) vom Mittelteil des Bienenwabenträgers (11) ist, ausschließlich des abgeschrägten Teils (121a) oder des gestuften Teils in der einlassseitigen Endfläche.
Die Abgasreinigungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor nach Anspruch 1, wobei das im Durchmesser reduzierte Teil (124) ein flaches Teil (127a) aufweist, das im Wesentlichen parallel zu einer Endfläche (110a) am Mittelteil des Bienenwabenträgers (11) vorgesehen ist.
Die Abgasreinigungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor nach Anspruch 1 oder 2, die ferner einen auf den Bienenwabenträger (11) geladenen Abgasreinigungskatalysator aufweist, wobei ein Innendurchmesser an einem anderen Teil als dem im Durchmesser reduzierten Teil (124) an einem Ende an der Abgaseinlassseite des Gehäuseelements (12) eine Größe hat, die gleich oder größer als der Außendurchmesser vom Mittelteil des Bienenwabenträgers (11) ist.
Die Abgasreinigungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Halteelement (13) zwischen dem im Durchmesser reduzierten Teil (124) des Gehäuseelements (12) und dem Bienenwabenträger (11) angeordnet ist, und wobei das Halteelement (13) teilweise zwischen einem anderen Teil des Gehäuseelements (12) als dem im Durchmesser reduzierte Teil (124) und dem Bienenwabenträger (11) angeordnet ist.
Die Abgasreinigungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Abgaskanal ein gekrümmtes Teil (51) aufweist, das zur Verbindung mit einer stromaufwärtigen Seite eines Gehäuseelements (12) gekrümmt ist, und das Halteelement (13) nicht an einem Teil vorgesehen ist, das einer Verbindungsposition zwischen dem Gehäuseelement (12) und einem längsten Außenumfangsteil (51a) entspricht, an dem eine Länge in Richtung entlang einer Rohrleitung des gekrümmten Teils am längsten ist.
Die Abgasreinigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Gehäuseelement (12) enthält: ein abgeschrägtes Gehäuseteil (62a, 62b) oder ein gestuftes Gehäuseteil, das so ausgebildet ist, dass es dem abgeschrägten Teil oder gestuften Teil des Bienenwabenträgers (11) folgt; und ein konvexes Teil (62c), das in der Nähe des abgeschrägten Gehäuseteils (62a, 62b) oder des abgestuften Gehäuseteils ausgebildet ist und dessen Innenseite zur Außenseite hin konvex ist.