-
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Halter für eine Komponente einer Abgasanlage eines Kraftfahrzeugs, mit dem die Komponente der Abgasanlage an dem Kraftfahrzeug befestigbar ist.
-
Abgasanlagen eines Kraftfahrzeugs weisen regelmäßig Komponenten wie Katalysatoren, (Ruß-)Partikelfilter und/oder Schalldampfer auf, mit denen Verbrennungsabgase eines Verbrennungsmotors des Kraftfahrzeugs behandelbar und/oder Schallemissionen des Verbrennungsmotors dämpfbar sind. Die Verbrennungsabgase werden den Komponenten der Abgasanlage regelmäßig über eine Rohrleitung von dem Verbrennungsmotor zugeführt und nach der Behandlung durch die Komponenten ins Freie geleitet. Die Komponenten der Abgasanlagen sind regelmäßig an einem Fahrzeugboden befestigt. Zur Befestigung der Komponenten an dem Kraftfahrzeugboden sind Halter bekannt, die die Komponenten an dem Fahrzeugboden halten bzw. mit denen die Komponenten an dem Fahrzeugboden befestigt werden. Diese Halter müssen in einer Wirkrichtung parallel steif beziehungsweise starr ausgebildet sein, um die Komponente zu halten, und in einer Querrichtung (senkrecht zur Wirkrichtung) weich beziehungsweise elastisch gestaltet sein, um die thermische Ausdehnung der Komponente während des Betriebs des Kraftfahrzeugs aufzunehmen und/oder kompensieren zu können. Die hier beschriebene Wirkrichtung ist hierbei üblicherweise parallel zu einer Antriebsachse einer Verbrennungskraftmaschine des Kraftfahrzeuges ausgerichtet. Weiterhin dienen die Halter der Dämpfung von Schwingungen der Komponenten, die durch den Verbrennungsmotor angeregt werden.
-
Aus der
JP 2003-293762 A ist ein Halter zum Halten eines Schalldämpfers bekannt, der sich in einer longitudinalen Richtung erstreckt.
-
Aus der
DE 10 2010 025 613 A1 ist eine Haltevorrichtung zum Festlegen eines Abgasrohrs an einem Trägerteil eines Kraftwagens bekannt, welche einen Halter für das Abgasrohr aufweist, welcher unter Zwischenschaltung eines elastischen Zwischenstücks gehalten ist.
-
Die
DE 10 2009 031 980 B3 betrifft ein Verfahren zur Befestigung eines Abgaskonvertermoduls mit einem Modulhalter an einem Verbrennungsmotor einem Motorhalter und einem dem Abgaskonvertermodul in Strömungsrichtung vorgelagerten Leitungsabschnitt, wobei das Abgaskonvertermodul während des Verfahrens zur Befestigung zunächst um eine Schwenkachse verschwenkbar ist und in eine Montageposition geschwenkt wird und dann der Modulhalter mit dem Motorhalter verbunden wird.
-
Aus der
DD 219 734 A1 ist eine elastische Schelle für Abgasanlagen von Kraftfahrzeugen bekannt, deren Rohre bzw. Rohrverbindungen klemmend gehalten und elastisch aufgehängt sind.
-
Die
DE 29 45 779 A1 betrifft eine Auspuff-Aufhängung für Kraftfahrzeuge mit einem ersten, mit dem Kraftfahrzeug verbundenen Arm und einem zweiten, mit einem Auspuffrohr verbundenen Arm sowie einem Dämpfungsglied, dass die Arme verbindet, wobei der erste Arm und der zweite Arm parallel zueinander angeordnet sind.
-
DE 10 2015 008 266 A1 betrifft eine Halteeinrichtung zum Halten wenigstens einer Abgaskomponente an einem Rahmen eines Nutzkraftwagens mit Haltelementen, die in Fahrzeuglängsrichtung biegeweicher sind, um Längenveränderungen der Abgaskomponente in Fahrzeuglängsrichtung zuzulassen.
-
Nachteilig an den bekannten Halter ist jedoch, dass diese für eine effektive Dämpfung der Schwingungen und effektive Kompensation von thermischen Ausdehnungen aufwendig an unterschiedliche Verbrennungsmotortypen angepasst werden müssen.
-
Aufgabe der Erfindung ist es daher, die mit Bezug auf den Stand der Technik geschilderten Probleme zumindest teilweise zu lösen und einen Halter für eine Komponente einer Abgasanlage eines Kraftfahrzeugs anzugeben, dessen Dämpfungseigenschaften einfach und kostengünstig an unterschiedliche Verbrennungsmotortypen anpassbar sind. Außerdem soll ein Kraftfahrzeug mit einem derartigen Halter vorgestellt werden.
-
Diese Aufgabe wird gelöst mit einem Halter gemäß den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Halters sind in den abhängig formulierten Patentansprüchen angegeben. Es ist darauf hinzuweisen, dass die in den abhängig formulierten Patentansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale in beliebiger technologisch sinnvoller Weise miteinander kombiniert werden können und weitere Ausgestaltungen der Erfindung definieren. Darüber hinaus werden die in den Ansprüchen angegebenen Merkmale in der Beschreibung näher präzisiert und erläutert, wobei weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung dargestellt werden.
-
Der erfindungsgemäße Halter für eine Komponente einer Abgasanlage eines Kraftfahrzeugs weist einen ersten Schenkel zur Befestigung des Halters an dem Kraftfahrzeug und einen zweiten Schenkel zur Befestigung der Komponente an dem Halter auf, wobei der erste Schenkel und der zweite Schenkel derart miteinander verbunden sind, dass in einer Längsschnittfläche, welche den ersten Schenkel und den zweiten Schenkel des Halters schneidet, zwischen dem ersten Schenkel und dem zweiten Schenkel eine einzige Biegung mit einem Radius erkennbar ist.
-
Der hier vorgeschlagene Halter dient der Befestigung einer einer Abgasanlage an einem Kraftfahrzeug. Bei der Komponente kann es sich insbesondere um einen Katalysator, (Ruß-)Partikelfilter und/oder einen Schalldämpfer handeln.
-
Die Abgasanlage dient der Behandlung eines Verbrennungsabgases eines Verbrennungsmotors des Kraftfahrzeugs und/oder der Dämpfung von Schallemissionen des Verbrennungsmotors.
-
Die Abgasanlage ist derart an den Verbrennungsmotor angeschlossen, dass die Verbrennungsabgase von dem Verbrennungsmotor in die Abgasanlage gelangen können. Der Halter weist einen ersten Schenkel zur Befestigung des Halters an dem Kraftfahrzeug und einen zweiten Schenkel zur Befestigung der Komponente an dem Halter auf. Der erste Schenkel und der zweite Schenkel sind bevorzugt an einem Ende des ersten Schenkels und an einem Ende des zweiten Schenkels miteinander verbunden, sodass der erste Schenkel und der zweite Schenkel einen Winkel bilden und/oder der Halter im Wesentlichen V-förmig ausgebildet ist. Der erste Schenkel dient der Befestigung des Halters an dem Kraftfahrzeug. Hierzu ist der erste Schenkel insbesondere an einem Getriebeflansch zwischen dem Verbrennungsmotor und einem Getriebe des Kraftfahrzeugs befestigbar. Die Befestigung kann dabei beispielsweise mittels einer Schraubverbindung erfolgen. Der zweite Schenkel dient der Befestigung der Komponente der Abgasanlage an dem Halter. Die Befestigung der Komponente an dem Halter kann ebenfalls beispielsweise mittels einer Schraubverbindung erfolgen.
-
Zwischen dem ersten Schenkel und dem zweiten Schenkel existiert ein Verbindungsbereich, in dem der erste Schenkel und der zweite Schenkel miteinander verbunden sind.
-
Der erste Schenkel und der zweite Schenkel sind in dem Verbindungsbereich derart miteinander verbunden, dass in einer Längsschnittfläche, welche den ersten Schenkel und den zweiten Schenkel des Halters schneidet, zwischen dem ersten Schenkel und dem zweiten Schenkel eine einzige Biegung mit einem Radius erkennbar ist. Die Biegung ist insbesondere in dem Bereich ausgeführt, in dem der erste Schenkel und der zweite Schenkel miteinander verbunden sind beziehungsweise in dem der erste Schenkel in den zweiten Schenkel (beziehungsweise umgekehrt) übergeht. Bei der Längsschnittfläche handelt es sich um eine Schnittfläche, die bei parallel zu einer Längsrichtung sowie parallel zu einer vertikalen Richtung bzw. senkrechten Richtung des jeweiligen Schenkels ausgerichtet ist. Bei der Längsrichtung handelt es sich insbesondere auch um die Richtung der längsten Ausdehnung des ersten Schenkels und des zweiten Schenkels des Halters. Bei der senkrechten Richtung des jeweiligen Schenkels handelt es sich insbesondere auch um eine Richtung, die mit der Längsrichtung des jeweiligen Schenkels einen 90° Winkel bildet. Der erste Schenkel und der zweite Schenkel liegen jeweils in einer Ebene, die von einer Querrichtung und der jeweiligen Längsrichtung aufgespannt wird. Entsprechend ist die senkrechte Richtung des jeweiligen Schenkels insbesondere orthogonal zur Ebene des jeweiligen Schenkels ausgerichtet. Die Querrichtung kann zudem die einzige Richtung sein, die für beide Schenkel identisch ist. Die vertikale bzw. senkrechte Richtung und die Längsrichtung sind für beide Schenkel unterschiedlich.
-
Der erste Schenkel und der zweite Schenkel sind in der Längsschnittfläche bevorzugt jeweils gerade, d. h. nicht gekrümmt oder gebogen. Damit, dass zwischen dem ersten Schenkel und dem zweiten Schenkel eine einzige Biegung existiert, ist insbesondere gemeint, dass ein einziger gebogener Abschnitt existiert, der den ersten Schenkel und den zweiten Schenkel miteinander verbindet, und nicht mehrere (beispielsweise zwei) voneinander getrennte Abschnitte, die durch gerade (d. h. nicht gekrümmte bzw. nicht gebogene) Abschnitte verbunden sind. Durch die Formulierung „einziger gebogener Abschnitt” wird hier insbesondere nicht ausgeschlossen, dass außerhalb eines Verbindungsabschnitts gekrümmte oder gebogene Bereiche des Halters existieren können, beispielsweise an weiteren Anbauteilen, die sich vom Halter weg erstrecken.
-
Die einzige Biegung ist bevorzugt umlaufend zu der beschriebenen Querrichtung ausgeführt und schließt sich an ein Ende des ersten Schenkels und an ein Ende des zweiten Schenkels an und verbindet die beiden Schenkel so miteinander. Die einzige Biegung ist insbesondere derart angeordnet, dass eine gemeinsame Längsschnittfläche durch den ersten Schenkel, den zweiten Schenkel und die einzige Biegung existiert in welcher die einzige Biegung, der erste Schenkel und der zweite Schenkel sichtbar sind. Dabei ist insbesondere auch der Radius der einzigen Biegung in der Längsschnittfläche erkennbar.
-
Es wurde festgestellt, dass die Dämpfungseigenschaften des Halters durch die Ausführung mit einer einzigen Biegung in dem Verbindungsbereich deutlich verbessert werden. Mit dem Begriff „Dämpfungseigenschaft” ist hier die Fähigkeit des Halters zur Dämpfung der durch den Verbrennungsmotor angeregten und auf die Komponenten der Abgasanlage wirkenden Schwingungen gemeint. Durch eine Anpassung des Radius der Biegung sind die Dämpfungseigenschaften zielgerichtet einstellbar. Das Design des Halters erlaubt somit eine Anpassung des Halters an unterschiedliche Verbrennungsmotortypen (zum Beispiel Dreizylinderbis Zwölfzylindermotoren) mit besonders geringem fertigungstechnischem Aufwand. Der Radius mit den für den jeweiligen Verbrennungsmotortyp am besten geeigneten Dämpfungseigenschaften kann beispielsweise durch entsprechende Versuche bestimmt werden.
-
Ebenfalls vorteilhaft ist es, wenn der Radius 5 mm [Millimeter] bis 30 mm beträgt. Bevorzugt beträgt der Radius 5 mm bis 10 mm oder besonders bevorzugt 8 mm. In diesen Bereichen haben sich besonders gute Dämpfungseigenschaften des Halters herausgestellt.
-
Weiterhin ist die Längsschnittfläche V-förmig ausgebildet. Hiermit ist insbesondere gemeint, dass der erste Schenkel und der zweite Schenkel eine V-Form bilden. Dies bezieht sich insbesondere auf eine Längsschnittfläche in welcher die V-förmige Gestaltung des Halters erkennbar ist.
-
Zudem ist es vorteilhaft, wenn der erste Schenkel und der zweite Schenkel (insbesondere in der Längsschnittfläche) einen Winkel von 10° bis 80° aufspannen. Bevorzugt spannen der erste Schenkel und der zweite Schenkel einen Winkel von 20° bis 50°, besonders bevorzugt 30° bis 40° auf. Die Längsrichtungen und die vertikalen bzw. senkrechten Richtungen der beiden Schenkel sind um den Winkel zueinander verdreht.
-
Des Weiteren weist der erste Schenkel einen Festbereich zur Befestigung des ersten Schenkels an dem Kraftfahrzeug und einen Dehnbereich zur Kompensation einer thermischen Ausdehnung der Komponente auf. Bei dem Festbereich handelt es sich um einen Bereich des ersten Schenkels, in dem der erste Schenkel an dem Kraftfahrzeug befestigbar ist. Mit anderen Worten, berührt der Festbereich des ersten Schenkels im montierten Zustand des Halters das Kraftfahrzeug zumindest teilweise. Im Bereich des Festbereichs kann der Halter beispielsweise an dem Verbrennungsmotor und/oder einem Getriebe des Kraftfahrzeugs beziehungsweise an einem Flansch des Verbrennungsmotors und des Getriebes befestigbar sein. Hierzu kann der Festbereich beispielsweise Bohrungen für eine Schraubverbindung aufweisen. Der Dehnbereich definiert eine Steifigkeit beziehungsweise Weichheit des Halters, die insbesondere auch durch den Radius der Biegung bestimmt wird. Die Auslegung des Dehnbereichs erfolgt je nach Ausdehnung beziehungsweise thermischer Belastung der Komponente, die mit dem Halter verbunden ist. Ein großer Radius der Biegung führt dabei zu einem weichen Dehnbereich und ein kleiner Radius der Biegung zu einem steifen Dehnbereich. Der Dehnbereich kontaktiert im verbauten Zustand des Halters das Kraftfahrzeug bevorzugt nicht. Der Dehnbereich ist bevorzugt ein Teil des Verbindungsbereichs. Der Dehnbereich kann in Ausführungsvarianten des Halters auch zwischen dem Festbereich und dem Verbindungsbereich angeordnet sein.
-
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn der erste Schenkel in einer senkrecht zur Längsschnittfläche ausgerichteten Querschnittsebene sichelförmig ausgebildet ist und dazu eingerichtet ist, einen Getriebeflansch einer Verbrennungskraftmaschine zu umgreifen. Dies bedeutet insbesondere, dass der erste Schenkel in einer Querrichtung des Halters (insbesondere orthogonal zu der Längsrichtung des Halters) eine Krümmung aufweist. Diese Krümmung ist insbesondere an eine Formgebung des Flanschs angepasst, über den der Verbrennungsmotor mit dem Getriebe verbunden ist.
-
Darüber hinaus ist es vorteilhaft, wenn der erste Schenkel und der zweite Schenkel zumindest teilweise aus einem Flachmetall ausgebildet sind. Der erste Schenkel und der zweite Schenkel sind dabei insbesondere vollständig aus dem Flachmetall ausgebildet. Das Flachmetall weist insbesondere eine Dicke von 1 mm [Millimeter] bis 5 mm, bevorzugt 2,5 mm bis 3 mm auf. Der weiter oben beschriebene Radius der Biegung ist teilweise abhängig von der hier genannten Dicke des Blech. Allgemein gilt, dass der Radius mindestens der doppelten Dicke, bevorzugt mindestens der dreifachen Dicke des Blechs entspricht.
-
Ebenfalls vorteilhaft ist es, wenn der zweite Schenkel eine Versteifungsplatte aufweist. Die Versteifungsplatte kann beispielsweise stoffschlüssig oder formschlüssig mit dem zweiten Schenkel verbunden sein und erhöht eine Biegesteifigkeit des zweiten Schenkels. Bevorzugt ist an der Versteifungsplatte die Komponente der Abgasanlage befestigt.
-
Zudem ist es auch vorteilhaft, wenn der erste Schenkel und der zweite Schenkel einstückig ausgebildet sind. Dies bedeutet insbesondere, dass der erste Schenkel und der zweite Schenkel zumindest teilweise aus einem Stück gefertigt sind.
-
Einem weiteren Aspekt der Erfindung folgend wird auch ein Kraftfahrzeug angegeben, das einen Verbrennungsmotor und eine Abgasanlage mit zumindest einer Komponente aufweist, wobei die zumindest eine Komponente der Abgasanlage mit einem erfindungsgemäßem Halter an einem Getriebeflansch des Verbrennungsmotors befestigt ist. Bezüglich der einzelnen Merkmale des Kraftfahrzeugs wird auf die Beschreibung des erfindungsgemäßen Halters verwiesen.
-
Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Figuren eine besonders bevorzugte Variante der Erfindung zeigen, diese jedoch nicht darauf beschränkt ist. Es zeigen bespielhaft und schematisch:
-
1: einen ersten Halter aus dem Stand der Technik in einer perspektivischen Darstellung;
-
2: einen erfindungsgemäßen zweiten Halter in einem Längsschnitt; und
-
3: ein Kraftfahrzeug mit einer Abgasanlage.
-
Die 1 zeigt einen aus dem Stand der Technik bekannten Halter 1 für eine Komponente 2, bei der es sich hier um einen Katalysator handelt und die eine Längsachse in einer Längsrichtung 16 aufweist. Der Halter 1 weist einen ersten Schenkel 3 mit Öffnungen 15 auf, mit denen der Halter 1 an einem hier nicht gezeigten Kraftfahrzeug befestigbar ist. Weiterhin weist der Halter 1 einen zweiten Schenkel 4 auf, an der die Komponente 2 an dem Halter 1 befestigt ist. Weiterhin ist zu erkennen, dass hier ein erster Schenkel 3 und ein zweiter Schenkel 4 des Halters 1 in einem Verbindungsbereich mit zwei Biegungen 6 und einem geraden Abschnitt 19 ausgeführt ist. Zu erkennen ist, dass bei der Ausführungsvariante gemäß Stand der Technik, die Biegungen 6 nicht umlaufend zu einer Querrichtung 18 ausgeführt sind, sondern jeweils umlaufend zu den einzelnen Längsrichtungen 16 der beiden Schenkel 3, 4. Die Biegungen 6 sind damit insbesondere auch nicht in einer gemeinsamen hier nicht dargestellten Längsschnittfläche in der beide Schenkel 3, 4 mit ihrem Biegeradius erkennbar.
-
Die 2 zeigt einen erfindungsgemäßen Halter 1 mit einem ersten Schenkel 3 und einem zweiten Schenkel 4 in einem Längsschnitt, der orthogonal zu einer Querrichtung 18 des ersten Schenkels 3 und des zweiten Schenkels 4 ausgerichtet ist und in welchem eine Längsschnittfläche 5 des Halters 1 erkennbar ist. Der erste Schenkel 3 und der zweite Schenkel 4 sind in einem Verbindungsbereich 25 derart miteinander verbunden, dass eine Längsschnittfläche 5 des Halters 1 zwischen dem ersten Schenkel 3 und dem zweiten Schenkel 4 eine einzige Biegung 6 mit einem Radius 7 aufweist. Diese Biegung 6 ist in verschiedenen Ebenen, die orthogonal zur Querrichtung 18 ausgerichtet sind, unterschiedlich. In der Querrichtung 18 weiter vorne oder weiter hinten angeordnete Längsschnittflächen 5 durch denselben Halter 1 haben unterschiedliche Radien, wenn in dem Verbindungsbereich 25 nur eine einzige Biegung existiert. Die Längsschnittsfläche 5 verläuft hier parallel zur Zeichnungsebene und wird durch zur jeweiligen Längsrichtung 16 vertikale Richtungen 17 des ersten Schenkels 3 und des zweiten Schenkels 4 und parallel zu dem ersten Schenkel 3 und dem zweiten Schenkel 4 ausgerichtete Längsrichtungen 16 aufgespannt. Der erste Schenkel 3 und der zweite Schenkel 4 spannen zudem einen Winkel 8 auf, sodass die Längsschnittfläche 5 V-förmig ausgebildet ist. Der Winkel 8 beträgt bei der hier gezeigten Ausführungsvariante circa 35°. Eine Biegeachse der Biegung 6 verläuft dabei ebenfalls orthogonal zur Längsschnittsfläche 5 beziehungsweise orthogonal zur Zeichnungsebene. Der erste Schenkel 3 weist einen Festbereich 9 zur Befestigung des ersten Schenkels 3 an dem hier nicht gezeigten Kraftfahrzeug und einen Dehnbereich 10 zur Kompensation einer thermischen Ausdehnung der in der 2 nicht gezeigten Komponente 2 auf. Weiterhin ist der erste Schenkel 3 in einer Querschnittsebene 20 sichelförmig ausgebildet. Der erste Schenkel 3 und der zweite Schenkel 4 sind einstückig aus einem Flachmetall 11 ausgebildet, das eine Dicke 13 aufweist. Weiterhin ist der zweite Schenkel 4 mit einer Versteifungsplatte 12 verstärkt und weist eine Bohrung 14 auf, über die die hier nicht gezeigte Komponente 2 an dem zweiten Schenkel 4 des Halters 1 befestigbar ist.
-
Die 3 zeigt ein Kraftfahrzeug 21 mit einem Verbrennungsmotor 22. Der Verbrennungsmotor 22 weist einen Getriebeflansch 24 auf, an dem ein Getriebe 26 des Kraftfahrzeugs 21 angeschlossen ist. Weiterhin weist das Kraftfahrzeug 21 eine Abgasanlage 23 mit einer Komponenten 2 auf. Die Komponente 2 der Abgasanlage 23 ist mit einem in der 2 gezeigtem Halter 1 an dem Getriebeflansch 24 des Verbrennungsmotors 22 befestigt.
-
Die vorliegende Erfindung zeichnet sich insbesondere durch eine besonders leichte und kostengünstige Anpassbarkeit der Dämpfungseigenschaften des Halters an unterschiedliche Verbrennungsmotortypen aus.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Halter
- 2
- Komponente
- 3
- erster Schenkel
- 4
- zweiter Schenkel
- 5
- Längsschnittfläche
- 6
- Biegung
- 7
- Radius
- 8
- Winkel
- 9
- Festbereich
- 10
- Dehnbereich
- 11
- Flachmetall
- 12
- Versteifungsplatte
- 13
- Dicke
- 14
- Bohrung
- 15
- Öffnung
- 16
- Längsrichtung
- 17
- vertikale Richtung
- 18
- Querrichtung
- 19
- gerader Abschnitt
- 20
- Querschnittsebene
- 21
- Kraftfahrzeug
- 22
- Verbrennungsmotor
- 23
- Abgasanlage
- 24
- Getriebeflansch
- 25
- Verbindungsbereich
- 26
- Getriebe
