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Hintergrund der Erfindung
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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Abgasreinigungsvorrichtung für Verbrennungsmotoren.
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Verwandte Technik
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Herkömmlicherweise ist eine Abgasreinigungsvorrichtung für Verbrennungsmotoren bekannt, welche dazu eingerichtet, einen eine Filterfunktion aufweisenden Wabenträger, an welchem ein Abgasreinigungskatalysator angebracht ist, und ein röhrenförmiges Gehäuseelement zu umfassen, welches diesen Wabenträger über ein Rückhalteelement aufnimmt. Ein sogenannter Wandströmungstyp-Wabenträger wird als Wabenträger verwendet, in welchem die einflussseitige Öffnung und auslassseitige Öffnung von benachbarten Zellen abwechselnd abgedichtet sind. Bei der Aufnahme dieses Wabenträgers in das Gehäuseelement ist es wichtig, den Wabenträger innerhalb des Gehäuseelements zuverlässig zurückzuhalten.
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Als Technologie zum Zurückhalten des Wabenträgers in dem Gehäuseelement ist eine Technologie gebräuchlich, welche einen Maschenring oder dergleichen verwendet. Trotzdem ist es in dem Fall einer Verwendung eines Maschenrings oder dergleichen nicht möglich, die Gesamtheit des Filters effizient zu verwenden, und ein Problem besteht darin, dass das aktive Volumen des Filters und die Abgasreinigungsfähigkeit abnehmen. Zur Adressierung dieses Problems ist eine Technologie bekannt, welche konvexe Teile bereitstellt, welche in der radialen Richtung zumindest eines Abschnitts der äußeren Umfangsseitenfläche des Wabenträgers nach außen hervorstehen (siehe beispielsweise
JP5 053 224 B2 ,
JP2013-144954 A und
JP2014-64 978 A .
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In Bezug auf diese Technologie, bei welcher die konvexen Teile als Sicherungsteile wirken, ist es möglich, den Wabenträger in dem Gehäuseelement ohne eine Verwendung einer Komponente, wie zum Beispiel einem Maschenring, zuverlässig zurückzuhalten, und ist es möglich, hinreichend aktives Volumen des Filters und eine hinreichende Abgasreinigungsfähigkeit zu gewährleisten.
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Die
JP 2015-143 521 A zeigt eine Abgasreinigungsvorrichtung, welche in einem Abgaspfad eines Verbrennungsmotors bereitgestellt ist und Abgas des Verbrennungsmotors reinigt, wobei die Abgasreinigungsvorrichtung umfasst:
- einen Wabenträger einer säulenartigen Gestalt, in welchem eine Mehrzahl von Zellen, welche Abgasströmungsbahnen ausbilden, die sich von einer einlassseitigen Endfläche des Abgases zu einer auslassseitigen Endfläche erstrecken, geteilt sind und durch poröse Sperrwände ausgebildet sind;
- einen Abgasreinigungskatalysator, mit welchem der Wabenträger beladen ist; und ein rohrförmiges Gehäuseelement, welches den Wabenträger aufnimmt,
- wobei der Wabenträger einen äußeren Umfangsabschnitt, welcher einen an einer äußeren Umfangsseite beider Endflächen in einer Zentralachsen - Richtung davon ausgebildeten abgeschrägten Abschnitt aufweist, und
- welcher derart ausgebildet ist, dass eine Querschnittsfläche orthogonal zu der Zentralachsen -Richtung bei Annäherung an eine äußere Umfangsrandseite davon größer wird, und einen zentralen Abschnitt aufweist, welcher von dem äußeren Umfangsabschnitt umgeben ist, und durch den äußeren Umfangsabschnitt, welcher gegen eine innere Wand des Gehäuseelements eingreift, in dem Gehäuseelement zurückgehalten ist.
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Die prioritätsälteren, aber nachveröffentlichten
DE 11 2015 005 439 T5 und
DE 10 2016 208 525 A1 zeigen jeweils eine Abgasreinigungsvorrichtung welche in einem Abgaspfad eines Verbrennungsmotors bereitgestellt ist und Abgas des Verbrennungsmotors reinigt, wobei die Abgasreinigungsvorrichtung umfasst:
- einen Wabenträger einer säulenartigen Gestalt, in welchem eine Mehrzahl von Zellen, welche Abgasströmungsbahnen ausbilden, die sich von einer einlassseitigen Endfläche des Abgases zu einer auslassseitigen Endfläche erstrecken, geteilt sind und durch poröse Sperrwände ausgebildet sind; einen Abgasreinigungskatalysator, mit welchem der Wabenträger beladen ist; und ein rohrförmiges Gehäuseelement, welches den Wabenträger mittels eines Rückhalteelements aufnimmt, wobei der Wabenträger einen äußeren Umfangsabschnitt, welcher einen an einer äußeren Umfangsseite beider Endflächen in einer Zentralachsen -Richtung davon ausgebildeten abgeschrägten Abschnitt aufweist, und welcher derart ausgebildet ist, dass eine Querschnittsfläche orthogonal zu der Zentralachsen -Richtung bei Annäherung an eine äußere Umfangsrandseite davon größer wird, und einen zentralen Abschnitt aufweist, welcher von dem äußeren Umfangsabschnitt umgeben ist, und durch den äußeren Umfangsabschnitt, welcher mittels des Rückhalteelements gegen eine innere Wand des Gehäuseelements eingreift, in dem Gehäuseelement zurückgehalten ist, wobei das Rückhalteelement derart angeordnet ist, dass eine Stelle in der Zentralachsen -Richtung eines stromaufwärtigen Ends und oder eines stromabwärtigen Ends davon eine Stelle in der Zentralachsen -Richtung des abgedichteten Bereichs des abgeschrägten Abschnitts überlappt.
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Überblick der Erfindung
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Da die zuvor genannten konvexen Teile durch Schleifen der äußeren Umfangsseitenfläche des Wabenträgers gebildet sind, ist der Herstellungsprozess trotzdem komplex und Herstellungskosten steigen. Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben herausgefunden, dass es möglich ist, den Wagenträger in dem Gehäuseelement zuverlässig zurückzuhalten, während ein hinreichendes aktives Filtervolumen des und die Abgasreinigungsfähigkeit hinreichend mittels einer einfachen Struktur gewährleistet sind, welche einen abgeschrägten Abschnitt oder einen abgestuften Abschnitt dem äußeren Umfangsdichtabschnitt des Wagenträgers bereitstellt und diesen abgeschrägten Abschnitt oder abgestuften Abschnitt gegen die innere Wand des Gehäuseelements mittels des Rückhalteelements fasst.
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Trotzdem bestand in diesem Fall, abhängig von der Lagebeziehung zwischen der Dichtung des abgeschrägten Abschnitts oder des abgestuften Abschnitts und dem Rückhalteelement, das Risiko eines Auslaufens von Partikelmaterial (PM) oder Asche von in dem Abgas enthaltenen nicht verbrannten Komponenten aus der stromabwärtigen Seite des Wabenträgers. Zusätzlich bestand ein Risiko von Strömungskorrosion des Rückhalteelements, welche durch ein direktes Auftreffen des Abgases auf den Abschnitt des Rückhalteelements auftritt, wenn der Abschnitt dieses Rückhalteelements in der Zentralachsen-Richtung des Wabenträgers über die Endfläche in der Zentralachsen-Richtung des Wabenträgers hervorsteht.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Abgasreinigungsvorrichtung für Verbrennungsmotoren bereitzustellen, welche den Wabenträger innerhalb des Gehäuseelements zuverlässig zurückhalten kann, während ein hinreichendes aktives Volumen des Filters und eine hinreichende Abgasreinigungsfähigkeit gewährleistet ist, und welche Partikelmaterial und Asche zuverlässig einfangen kann und Strömungskorrosion des Rückhalteelements unterbinden kann.
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Zur Lösung der Aufgabe, ist die vorliegende Erfindung eine Abgasreinigungsvorrichtung (zum Beispiel die später beschriebene Abgasreinigungsvorrichtung 1), welche in einem Abgaspfad (zum Beispiel die später beschriebene Abgasleitung) eines Verbrennungsmotors (zum Beispiel des später beschriebenen Motors) bereitgestellt ist und Abgas des Verbrennungsmotors reinigt, welche umfasst:
- einen Wabenträger (zum Beispiel den später beschriebenen Wabenträger 11) einer säulenartigen
- Gestalt, in welchem eine Mehrzahl von Zellen, welche Abgasströmungsbahnen ausbilden, die sich von einer einlassseitigen Endfläche (zum Beispiel die später beschriebene einlassseitige Endfläche 110a) des Abgases zu einer auslassseitigen Endfläche (zum Beispiel die später beschriebene auslassseitige Endfläche 110b) erstrecken, geteilt sind und durch poröse Sperrwände ausgebildet sind; einen Abgasreinigungskatalysator (zum Beispiel den später beschriebenen Dreiwegekatalysator), mit welchem der Wabenträger beladen ist; und ein rohrförmiges Gehäuseelement (zum Beispiel das später beschriebene Gehäuseelement 12), welches den Wabenträger mittels eines Rückhalteelements (zum Beispiel das später beschriebene Rückhalteelements 13) aufnimmt, wobei der Wabenträger einen äußeren Umfangsabschnitt (zum Beispiel der später beschriebene äußere Umfangsabschnitt P), welcher einen an einer äußeren Umfangsseite beider Endflächen in einer Zentralachsen (zum Beispiel einer später beschriebenen Zentralachse X) -Richtung davon ausgebildeten abgeschrägten Abschnitt (zum Beispiel der später beschriebene abgeschrägte Abschnitt 112a, 112b) oder abgestuften Abschnitt aufweist, und welcher derart ausgebildet ist, dass eine orthogonal zu der Zentralachsen-Richtung gelegene Querschnittsfläche bei Annäherung an eine äußere Umfangsrandseite davon größer wird, und einen zentralen Abschnitt (zum Beispiel den später beschriebenen zentralen Abschnitt C) aufweist, welcher von dem äußeren Umfangsabschnitt umgeben ist, und durch den äußeren Umfangsabschnitt, welcher gegen eine innere Wand des Gehäuseelements mittels des Rückhalteelements eingreift, im Inneren des Gehäuseelements zurückgehalten ist; wobei der zentrale Abschnitt eine einlassseitige Öffnung und eine auslassseitige Öffnung von benachbarten Zellen, welche abwechselnd abgedichtet sind, aufweist, während der abgeschrägte Abschnitt oder der abgestufte Abschnitt des äußeren Umfangsabschnitts einen abgedichteten Bereich (zum Beispiel den später beschriebenen abgedichteten Bereich SR), in welchem die einlassseitige Öffnung und die auslassseitige Öffnung benachbarter Zellen abwechselnd abgedichtet sind, und einen offenen Bereich (zum Beispiel den später beschriebenen offenen Bereich OR) aufweist, welcher an dem äußeren Umfang des abgedichteten Bereichs angeordnet ist und in welchem keine Abdichtung vorliegt, und wobei das Rückhalteelement derart angeordnet ist, dass eine Stelle in der Zentralachsen-Richtung zumindest eines aus einem stromaufwärtigen Ende (zum Beispiel das später beschriebene stromaufwärtige Ende 131) und einem stromabwärtigen Ende (zum Beispiel das später beschriebene stromabwärtige Ende 132) davon eine Stelle in der Zentralachsen-Richtung des abgedichteten Bereichs des abgeschrägten Abschnitts oder des abgestuften Abschnitts überlappt.
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In der vorliegenden Erfindung ist ein abgeschrägter Abschnitt oder ein abgestufter Abschnitt an beiden Enden in der Zentralachsen-Richtung des äußeren Umfangsabschnitts des Wabenträgers in einer Richtung ausgebildet, in welcher die orthogonal zu der Zentralachsen-Richtung gelegene Querschnittsfläche bei Annäherung an die äußeren Umfangsrandseite davon größer wird. In anderen Worten, die abgeschrägte Fläche oder die abgestufte Fläche ist in einer Richtung ausgebildet, in welcher die Länge in der Zentralachsen-Richtung des äußeren Umfangsrandes des Wabenträgers kleiner wird. Dann ist der Wabenträger innerhalb des Gehäuseelements mittels eines Konfigurierens, sodass der äußere Umfangsabschnitt, in welchem dieser abgeschrägte Abschnitt oder abgestufte Abschnitt ausgebildet ist, gegen die innere Wand des Gehäuseelements mittels des Rückhalteelements eingreift, zurückgehalten.
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Es ist dadurch möglich, den Wabenträger innerhalb des Gehäuseelements mittels einer einfachen Struktur derart zuverlässig zurückzuhalten, dass der äußere Umfangsabschnitt des Wabenträgers, in welchem der abgeschrägte Abschnitt oder der abgestufte Abschnitt ausgebildet ist, gegen die innere Wand des Gehäuseelements mittels des Rückhalteelements eingreift. Zusätzlich ist es, da keine Notwendigkeit einer Verwendung einer Komponente, wie ein Maschenring, besteht, möglich, ein hinreichendes aktives Volumen des Filters und eine hinreichende Abgasreinigungsfähigkeit zu gewährleisten.
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Zusätzlich ist in der vorliegenden Erfindung der zuvor genannte abgeschrägte Abschnitt oder abgestufte Abschnitt dazu eingerichtet, einen abgedichteten Bereich, in welchem die einlassseitige Öffnung und die auslassseitige Öffnung von benachbarten Zellen abwechselnd abgedichtet sind, und einen offenen Bereich zu umfassen, welcher an dem äußeren Umfang dieses abgedichteten Bereichs angeordnet ist und in welchem keine Dichtung vorliegt. Das Rückhalteelement ist dann derart angeordnet, dass die Stelle in der Zentralachsen-Richtung wenigstens eines aus dem stromaufwärtigen Ende und dem stromabwärtigen Ende des Rückhalteelements eine Stelle in der Zentralachsen-Richtung des abgedichteten Bereichs des zuvor genannten abgeschrägten Abschnitts oder abgestuften Abschnitts überlappt.
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Hierbei ist es in dem Fall einer Abdichtung der Gesamtheit des äußeren Umfangsabschnitts unter dem Gesichtspunkt einer Verhinderung einer Leckage von Partikelmaterial und Asche notwendig, die Dichtung derart auszubilden, dass diese entlang der Gesamtheit beider Endflächen in der Zentralachsen-Richtung des Wabenträgers tief ist, wodurch das aktive Volumen des Filters abnimmt. Im Gegensatz ist sie gemäß der vorliegenden Erfindung eingerichtet, um den oberen Bereich, in welchem keine Dichtung vorliegt, an dem abgeschrägten Abschnitt oder dem abgestuften Abschnitt des äußeren Umfangsabschnitts auszubilden und durch diesen oberen Bereich mittels des Rückhalteelements zuverlässig abgedeckt zu sein; damit ist es möglich, Partikelmaterial und Asche zuverlässig einzufangen, während ein hinreichendes aktives Volumen des Filters gewährleistet ist. Zusätzlich ist es, da ein Ausbilden einer Konfiguration, in welcher das stromaufwärtige Ende und das stromabwärtige Ende des Rückhalteelements nicht über die Endflächen des Wabenträgers hervorstehen, möglich, ein Abgasstrom vom direkten Auftreffen auf das stromaufwärtige Ende und das stromabwärtige Ende des Rückhalteelements zu unterbinden, wodurch es möglich ist, eine Strömungserosion des Rückhalteelements zu unterbinden.
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Zur Anordnung des Rückhalteelements ist es vorteilhaft, dass eine Stelle in der Zentralachsen-Richtung des stromaufwärtigen Endes davon eine Stelle in der Zentralachsen-Richtung des abgedichteten Bereichs des abgeschrägten Abschnitts oder des abgestuften Abschnitts überlappt.
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In der vorliegenden Erfindung ist das Rückhalteelement derart angeordnet, dass die Stelle in der Zentralachsen-Richtung des stromaufwärtigen Endes des Rückhalteelements die Stelle in der Zentralachsen-Richtung des abgedichteten Bereichs des zuvor genannten abgeschrägten Abschnitts oder abgestuften Abschnitts überlappt.
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Da das stromaufwärtige Ende des Rückhalteelements in dem abgedichteten Bereich des abgeschrägten Abschnitts oder des abgestuften Abschnitts angeordnet ist, ist es gemäß der Erfindung möglich, den oberen nicht abgedichteten Bereich des abgeschrägten Abschnitts oder des abgestuften Abschnitts an der stromaufwärtigen Seite des Wabenträgers mittels des Rückhalteelements abzudecken. Aus diesem Grund werden Partikelmaterial und Asche nicht in den äußeren Umfangsabschnitt des Wabenträgers strömen und dieser äußere Umfangsabschnitt wirkt als ein Abgasreinigungsabschnitt. Daher wird gemäß der vorliegenden Erfindung eine bessere Abgasreinigungsfähigkeit erzielt.
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Zur Anordnung des Rückhalteelements ist es vorteilhaft, dass eine Stelle in der Zentralachsen-Richtung des stromabwärtigen Endes davon eine Stelle in der Zentralachsen-Richtung des abgedichteten Bereichs des abgeschrägten Abschnitts oder des abgestuften Abschnitts überlappt.
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In der vorliegenden Erfindung ist das Rückhalteelement derart angeordnet, dass die Stelle in der Zentralachsen-Richtung des stromabwärtigen Endes des Rückhalteelements eine Stelle in der Zentralachsen-Richtung des abgedichteten Bereichs des zuvor genannten abgeschrägten Abschnitts oder abgestuften Abschnitts überlappt.
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Da das stromabwärtige Ende des Rückhalteelements in dem abgedichteten Bereich des abgeschrägten Abschnitts oder des abgestuften Abschnitts positioniert ist, ist es gemäß der vorliegenden Erfindung möglich, den oberen Bereich, welcher nicht abgedichtet ist, an dem abgeschrägten Abschnitt oder dem abgestuften Abschnitt an der stromabwärtigen Seite des Wabenträgers mittels des Rückhalteelements zuverlässig abzudecken. Aus diesem Grund werden im Falle eines Einströmens von Partikelmaterial und Asche aus dem äußeren Umfangsabschnitt an der stromaufwärtigen Seite des Wabenträgers, das demzufolge einströmende Partikelmaterial und die demzufolge einströmende Asche eingefangen, ohne aus dem äußeren Umfangsabschnitt der stromabwärtigen Seite auszutreten. In anderen Worten, der äußere Umfangsabschnitt des Wabenträgers wirkt als ein Einfangabschnitt (Tasche) von Partikelmaterial und Asche. Daher wird gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine noch bessere Filterfunktion erzielt und somit können Partikelmaterial und Asche zuverlässiger eingefangen werden.
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Es ist vorteilhaft für den äußeren Umfangsabschnitt zum Umfassen eines geraden Abschnitts eingerichtet zu sein, welcher in wenigstens einem beider Enden der Zentralachsen-Richtung davon ausbildet ist und sich in der Zentralachsen-Richtung erstreckt, für den abgedichteten Bereich, an dem geraden Abschnitt angeordnet zu sein, und für das Rückhalteelement derart angeordnet zu sein, dass eine Stelle in der Zentralachsen-Richtung wenigstens eines aus dem stromaufwärtigen Ende und dem stromabwärtigen Ende davon eine Stelle in der Zentralachsen-Richtung des abgedichteten Bereichs des geraden Abschnitts überlappt.
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In der vorliegenden Erfindung ist der gerade Abschnitt, welcher sich in die Zentralachsen-Richtung erstreckt, in wenigstens einem Ende beider Enden in der Zentralachsen-Richtung des zuvor genannten äußeren Umfangsabschnitts ausgebildet und der abgedichtete Bereich ist an diesem geraden Abschnitt angeordnet. Zusätzlich ist das Rückhalteelement derart angeordnet, dass die Stelle in der Zentralachsen-Richtung von wenigstens einem aus dem stromaufwärtigen Ende und dem stromabwärtigen Ende des Rückhalteelements die Stelle in der Zentralachsen-Richtung des abgedichteten Bereichs dieses geraden Abschnitts überlappt.
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Hierbei ist normalerweise das Risiko eines Variierens der Position des Rückhalteelements (Position eines oberen Endes und unteren Endes des Rückhalteelements) während eines Eindosens hoch und es ist notwendig, um zum Beispiel diese Variationen aufzufangen, die schräge Länge der in dem äußeren Umfangsabschnitt ausgebildeten Schräge zu verlängern oder den Neigungswinkel zu verringern; dies ist jedoch unter dem Gesichtspunkt eines Zurückhaltens des Wabenträgers in dem Gehäuseelement limitiert.
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Im Gegensatz ist es gemäß der vorliegenden Erfindung durch ein Vorhandensein des geraden Abschnitts, in welchem der abgedichtete Bereich in dem äußeren Umfangsabschnitt angeordnet ist, möglich, diese Variation mittels des geraden Abschnitts aufzufangen, auch wenn die Position des Rückhalteelements während des Eindosens variiert. Daher ist es gemäß der Erfindung möglich, eine Strömungserosion des Rückhalteelements zuverlässiger zu unterbinden, da es möglich ist, das stromabwärtige Ende und das stromaufwärtige Ende des Rückhalteelements von einem Hervorstehen von den Endflächen in der Zentralachsen-Richtung des Wabenträgers zuverlässiger zu vermeiden, bei einer zuverlässigeren Abdeckung des oberen Bereichs, in welchem keine Dichtung vorliegt.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, eine Abgasreinigungsvorrichtung für Verbrennungsmotoren bereitzustellen, welche den Wabenträger innerhalb des Gehäuseelements zuverlässig zurückhalten kann, während ein hinreichendes aktives Filtervolumen und eine hinreichende Abgasreinigungsfähigkeit gewährleistet sind, und welche in der Lage ist, Partikelmaterial und Asche zuverlässig einzufangen und in der Lage ist, Strömungserosion des Rückhalteelements zu unterbinden.
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Figurenliste
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- 1 ist eine perspektivische Ansicht einer Abgasreinigungsvorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel;
- 2 ist ein Querschnitt in einer axialen Richtung der Abgasreinigungsvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel;
- 3 ist eine vergrößerte Ansicht eines stromaufwärtsseitigen äußeren Umfangsabschnitts in 2;
- 4 ist ein Querschnitt in einer axialen Richtung einer Abgasreinigungsvorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel;
- 5 ist eine vergrößerte Ansicht eines stromabwärtsseitigen äußeren Umfangsabschnitts in 4;
- 6 ist eine vergrößerte Ansicht eines stromaufwärtsseitigen äußeren Umfangsabschnitts in dem Querschnitt in einer axialen Richtung einer Abgasreinigungsvorrichtung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel;
- 7 ist eine Ansicht, welche den Wagenträger der Abgasreinigungsvorrichtung gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel zeigt; und
- 8 ist eine perspektivische Ansicht eines stromaufwärtsseitigen äußeren Umfangsabschnitts des Wabenträgers der Abgasreinigungsvorrichtung gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel.
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Detaillierte Beschreibung der Erfindung
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Im Folgenden soll ein erstes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen im Detail beschrieben werden. Dabei ist zu beachten, dass in den Beschreibungen eines zweiten Ausführungsbeispiels und danach die gleichen Bezugszeichen Konfigurationen zugeordnet werden, welche mit dem ersten Ausführungsbeispiel gemeinsam sind, und ein Zuordnen von Bezugszeichen mit der gleichen Regularität für entsprechende Konfigurationen sowie ein Weglassen von Erklärungen für diese Konfigurationen und Effekte erfolgt.
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Erstes Ausführungsbeispiel
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1 ist eine perspektivische Ansicht einer Abgasreinigungsvorrichtung für Verbrennungsmotoren gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Eine Abgasreinigungsvorrichtung 1 für Verbrennungsmotoren gemäß dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel ist ein Kraftstoffpartikelfilter (im Folgenden als „GPF“ bezeichnet), welcher bereitgestellt ist, um die Abgasleitung eines Kraftstoffmotors (im folgenden als „Motor“ bezeichnet), welcher als ein (nicht dargestellter) Verbrennungsmotor dient, und welcher Partikelmaterial (im folgenden als „PM“ bezeichnet) und Asche von nicht verbrannten Komponenten in dem durch diese Abgasleitung strömenden Abgas auffängt.
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Die Abgasreinigungsvorrichtung 1 ist direkt unterhalb des (nicht dargestellten) Motors in einer Abgasleitung bereitgestellt, welche sich entlang der lateralen Fläche an einer Fahrzeugvorderseite des Motors nach unten erstreckt. In anderen Worten, die Abgasreinigungsvorrichtung 1 ist der Abgasleitung in einem die Abgasströmungsrichtung nach unten ausgerichtenden Zustand bereitgestellt.
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Wie in 1 gezeigt, umfasst die Abgasreinigungsvorrichtung 1 einen Wabenträger 11 und ein Gehäuseelement 12.
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Der Wabenträger 11 weist eine Mehrzahl von Zellen, welche als Abgasströmungsbahnen dienen, welche sich erstrecken, um von einer abgaseinlassseitigen Endfläche 110a zu einer auslassseitigen Endfläche 110b durchzutreten, und Sperrwände porösen Materials auf, welche diese Zellen trennen und ausbilden.
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Der Wabenträger 11 weist ein Querschnitt mit einer runden säulenartigen Gestalt auf. Jedoch, so lang der Wabenträger stabförmig ist, kann die Gestalt eines Querschnitts in radialer Richtung zum Beispiel elliptisch sein oder eine Gestalt sein, welche eine Mehrzahl von Bögen aufweist.
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Die Gestalt jeder Zelle ist eine vierseitige Säule mit einem Viereckquerschnitt.
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Der Wabenträger 11 ist aus poröser, feuerresistenter Keramik, bestehend aus Kordierit, ausgebildet. Der Wabenträger 11, welcher aus Kordierit besteht, wird beispielsweise durch ein integrales Ausbilden mittels Extrusionsformen, gefolgt von einem Brennvorgang, erhalten. Während des Brennens wird gleichzeitig eine äußere Haut, welche die äußere Umfangsseitenfläche abdeckt, ausgebildet. Da somit der Wabenträger 11 des gegenwärtigen Ausführungsbeispiels die durch eine äußere Haut abgedeckte außer Umfangsseitenfläche davon aufweist, wird der Katalysator in dem Katalysatorladevorgang nicht aus der äußeren Umfangsseitenfläche austreten und Abgas wird nicht während der Verwendung aus der äußeren Umfangsseitenfläche austreten.
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Die Porengröße (Mikroporengröße) und Porosität (Mikroporosität) des Wabenträgers 11 sind entsprechend innerhalb eines Bereichs festgelegt, in welchem die Sperrwand davon als Filtermedium wirkt, welches PM und Asche in dem Abgas filtert.
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Die Gesamtheit des Wabenträgers 11 ist mit einem Abgasreinigungskatalysator zum Reinigen des Abgases beladen. In anderen Worten, sowohl ein zentraler Abschnitt C als auch der äußere Umfangsabschnitt P, welcher später beschrieben wird, sind mit dem Abgasreinigungskatalysator beladen. Genauer gesagt, ein Dreiwegekatalysator, welcher HC, CO und NOx im Abgas reinigt, ist bei dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel an dem Wabenträger 11 geladen. Als Dreiwegekatalysator ist vorzugsweise einer verwendet, welcher zumindest ein Edelmetall aus Pt, Pd und Rh enthält, verwendet.
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Dabei ist zu beachten, dass eine detailliertere Struktur des Wabenträgers 11 zu einem späteren Zeitpunkt beschrieben wird.
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Das Gehäuseelement 12 weist eine zylindrische Gestalt mit einem torischen Querschnitt auf und bewahrt den zuvor genannten Wabenträger 11 in seinem Inneren auf. Jedoch ist es geeignet, solange das Gehäuseelement 12 entsprechend der Gestalt des Wabenträgers 11 röhrenförmig ist, zum Beispiel kann der radiale Querschnitt eine Ellipse oder eine Gestalt sein, welche eine Mehrzahl von Bögen aufweist.
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Dieses Gehäuseelement 12 besteht beispielsweise aus Metall, wie z.B. SUS.
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Das Gehäuseelement 12 ist ein klemmschalenartiges Gehäuseelement, welches aus zwei Gehäusehälften 121, 122 ausgebildet ist, welche in der Umfangsrichtung entlang der Zentralachsen X -Richtung davon (vertikale Richtung in 1) geteilt sind. Wie in 1 gezeigt, ist das Gehäuseelement 12 durch ein face-to-face Zusammenbringen der Gehäusehälften 121, 122, welche in zwei unterteilt waren, und durch Schweißen an den verlängerten Abschnitten 120, 120 integral ausgebildet.
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Dabei ist zu beachten, dass die verlängerten Abschnitte durch das face-to-face Zusammenbringen und das Schweißen von Abschnitten, welche in einer Flanschgestalt durch ein nach außen Biegen der Ränder in der Umlaufrichtung jeder Gehäusehälfte hergestellt sind, ausgebildet sind.
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Hierbei ist 2 ein Querschnitt in axialer Richtung (Querschnitt entlang der Zentralachsen X -Richtung; gilt ebenso für nachstehend aufgeführtes) der Abgasreinigungsvorrichtung 1 gemäß dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel. In 2 zeigen die schwarzen Bereiche abgedichtete Abschnitte 111, an welchen die Öffnungen jeder Zelle durch Dichtmittel abgedichtet sind (gleiches gilt für 3 und danach).
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Wie in 2 gezeigt, ist der Wabenträger 11 innerhalb des Gehäuseelements 12 mittels des Rückhalteelements 13 aufgenommen. Genauer gesagt, ist der Wabenträger 11 innerhalb des Gehäuseelements 12 in einem Zustand aufgenommen, in welchem ein mattenartiges Rückhalteelement 13 entlang des gesamten Umfangs der äußeren Umfangsseitenfläche davon gewickelt ist.
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Zusätzlich weist das Gehäuseelement 12 eine Gestalt auf, welche dem Profil des Wabenträgers 11 folgt, und beide Endabschnitte werden in der Zentralachsen-Richtung, zum Beispiel ein abgaseinlassseitiges Ende und ein abgasauslassseitiges Ende, zu abgeschrägten Abschnitten 121a, 121b des Gehäuses, deren Durchmesser sich bei Annäherung in Richtung der Endabschnitte allmählich reduziert. In anderen Worten, die abgeschrägten Abschnitte 121a, 121b des Gehäuses erstrecken sich jeweils entlang der abgeschrägten Abschnitte 112a, 112b des Wabenträgers 11, wie später beschrieben. Der aufgenommene Wabenträger 11 ist dabei innerhalb des Gehäuseelements 12 mittels der abgeschrägten Abschnitte 112a, 112b davon zurückgehalten und in den inneren Wänden der abgeschrägten Abschnitte 121a, 121b des Gehäuses des Gehäuseelements 12 mittels des Rückhalteelements 13 gefasst.
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Das Rückhalteelement 13 ist zwischen der äußeren Umfangsseitenfläche des Wabenträgers 11 und der inneren Wand des Gehäuseelements 12 angeordnet und hält den Wabenträger 11 innerhalb des Gehäuseelements 12 zurück. Für das Rückhalteelement 13 wird ein Material verwendet, welches Feuerresistenz, Vibrationsfestigkeit und Siegelfähigkeit aufweist. Genauer gesagt, zusätzlich zu Aluminiumfasern, Silicafasern, Aluminium-Silicate-Fasern Keramikfasern, wie zum Beispiel Keramikglasfasern, kann ein Metallgitter oder dergleichen verwendet werden.
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Im Folgenden soll eine detailliertere Struktur des Wabenträgers 11 und eine Anordnung des Rückhalteelements 13 unter Bezugnahme auf die 2 und 3 detaillierter erläutert werden.
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Hierbei ist 3 eine vergrößerte Ansicht des stromaufwärtsseitigen äußeren Umfangsabschnitts in 2. Wie in 2 und 3 gezeigt, unterscheiden sich in dem Wabenträger 11 die Struktur des äußeren Umfangsabschnitts P in der radialen Richtung davon (links-rechts Richtung in den 2 und 3, welche eine Richtung orthogonal zu der Zentralachsen X -Richtung ist) und die Struktur des zentralen Abschnitts C voneinander.
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Genauer gesagt, weist der zentrale Abschnitt C des Wabenträgers 11 eine runde säulenförmige Gestalt auf. Dieser zentrale Abschnitt weist eine sogenannte Wandströmungsstruktur auf, in welcher Zellen, in welchen die Öffnung an der Abgaseinlassseite abgedichtet ist, und Zellen, in welchen die Öffnung an der Auslassseite abgedichtet ist, alternierend in einem Schachbrettmuster angeordnet sind. Als für die Dichtung verwendetes Dichtmaterial wird beispielsweise ein konventionelles, bekanntes Material verwendet, welches durch Mischen eines Klebers oder dergleichen mit Kordieritpulver verwendet.
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Im Gegensatz dazu sind die abgeschrägten Abschnitte 112a, 112b über den gesamten Umfang an den äußeren Umfangsseiten beider Endflächen 110a, 110b in der Zentralachsen X -Richtung der Wabenstruktur 11 ausgebildet. In anderen Worten, der äußere Umfangsabschnitt P des Wabenträgers 11 ist dazu eingerichtet, die abgeschrägten Abschnitte 112a, 112b an beiden Enden in der Zentralachsen X -Richtung zu umfassen. Diese abgeschrägten Abschnitte 112a, 112b sind mittels Schleifen oder maschineller Bearbeitung des äußeren Umfangsabschnitts P mittels eines später beschriebenen Herstellungsverfahrens ausgebildet.
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Die abgeschrägten Abschnitte 112a, 112b sind durch eine abgeschrägte Ebene eingerichtet, welche in eine Richtung abgeschrägt ist, in welcher die Länge der Zentralachsen X -Richtung eines äußeren Umfangsrandes des Wabenträgers 11 kürzer wird. In anderen Worten, die abgeschrägten Abschnitte 112a, 112b sind an beiden Enden in der Zentralachsen X -Richtung des äußeren Umfangsabschnitts P des Wabenträgers ausgebildet, um sich in eine Richtung zu neigen, in welche die Querschnittsfläche orthogonal zu der Zentralachsen X -Richtung bei Annäherung der äußeren Umfangsrandseite davon größer wird. Daher ist der Wabenträger 11 derart geformt, dass der Durchmesser zu den äußeren Seiten in der Zentralachsen X -Richtung beider Enden in der Zentralachsen X -Richtung allmählich abnimmt.
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Darüber hinaus ist die Länge in der Zentralachsen X -Richtung der abgeschrägten Abschnitte 112a, 112b vorzugsweise nicht größer als 10 mm. Die Breite in der radialen Richtung der abgeschrägten Abschnitte 112a, 112b ist vorzugsweise nicht größer als 30 % des Durchmessers des Wabenträgers 11. Zusätzlich ist der Neigungswinkel der abgeschrägten Abschnitte 112a, 112b vorzugsweise 15 bis 80°. Werden diese Bedingungen erfüllt, wird der Wabenträger 11 als ein Ergebnis darauf, dass die abgeschrägten Abschnitte 112a, 112b mit den inneren Wänden der abgeschrägten Abschnitte 121a, 121b des Gehäuses des Gehäuseelements 12 mittels des Rückhalteelements 13 zuverlässig in Eingriff gelangen, zuverlässig in dem Gehäuseelement 12 zurückgehalten.
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Wie in 3 gezeigt, weisen die abgeschrägten Abschnitte 112a, 112b einen abgedichteten Bereich SR auf, in welchem die einlassseitigen Öffnungen und die auslassseitigen Öffnungen von benachbarten Zellen abwechselnd abgedichtet sind, und einen offenen Bereich OR, in welchem Zellen geöffnet sind, ohne mit der Einlassseite noch mit der Auslassseite abgedichtet zu sein. Dabei ist zu beachten, dass in dem abgedichteten Bereich SR ein Dichtmittel verwendet wird, welches dem in der Wandströmungsstruktur des zuvorgenannten zentralen Abschnitts C verwendeten Dichtmittel ähnlich ist.
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Darüber hinaus ist das Rückhalteelement 13 derart angeordnet, dass die Stelle in der Zentralachsen X -Richtung des stromaufwärtigen Endes 131 davon eine Stelle in der Zentralachsen X -Richtung des abgedichteten Bereichs des abgeschrägten Abschnitts 112a überlappt. In anderen Worten, dass stromabwärtige Ende 131 des Rückhalteelements 13 ist in dem Raum des abgedichteten Bereichs SR des abgeschrägten Abschnitts 112a angeordnet. Während der offene Bereich OR des abgeschrägten Abschnitts 112a damit zuverlässig durch das Rückhalteelement 13 abgedeckt ist, wird das stromaufwärtige Ende 131 des Rückhalteelements 13 nicht von der einlassseitigen Endfläche 110a des Wabenträgers 11 hervorstehen.
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Dabei ist zu beachten, dass in dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel die Stelle in der Zentralachsen X -Richtung eines stromabwärtigen Endes 132 des Rückhalteelements 13 zu einer Stelle des stromaufwärtigen Endes des abgeschrägten Abschnitts 112b wird. In anderen Worten, der offene Bereich OR des abgeschrägten Abschnitts 112b ist nicht durch das Rückhalteelement 13 abgedeckt und das Abgas, welches von der stromabwärtigen Seite in den äußeren Umfangsabschnitt P strömt, tritt aus dem oberen Bereich OR des abgeschrägten Abschnitts 112b aus. Der äußere Umfangsabschnitt P wird dabei als ein Abgasreinigungsabschnitt wirken.
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Nachfolgend soll das Herstellungsverfahren der Abgasreinigungsvorrichtung gemäß dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel erläutert werden. Das Herstellungsverfahren der Abgasreinigungsvorrichtung 1 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel umfasst (a) einen Formgebungsschritt; (b) einen Abdichtungsschritt; (c) einen Verarbeitungsschritt; (d) einen Katalysatorbeladeschritt; und (e) einen Aufnehmschritt.
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Zuerst wird in dem Formgebungsschritt (a) der aus Kordierit bestehende säulenartige Wabenträger mittels Extrusionsformen integral geformt. Dadurch wird ein Wabenträger, welcher eine Mehrzahl von Zellen, welche als Strömungsbahnen von Abgas dienen, welche die abgaseinlassseitige Endfläche zu einer auslassseitigen Endfläche durchtreten, und poröse Sperrwände aufweist, welche diese Zellen teilen und formen, erhalten.
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Danach werden zu dem in dem Formgebungsschritt (a) geformten Wabenträger die abgedichteten Abschnitte 111 mittels Abdichten der Zellenöffnungen bis zu einer vorbestimmten Tiefe an beiden Endflächen in der Zentralachsen X -Richtung davon in dem Abdichtungsschritt (b) ausgebildet. Zu dieser Zeit wird durch abwechselndes Abdichten der Öffnungen von benachbarten Zellen eine Wandströmungsstruktur ausgebildet, in welcher Zellen, welche die abgaseinlassseitige Öffnung abgedichtet aufweisen, und Zellen, welche die auslassseitige Öffnung abgedichtet aufweisen, abwechselnd in einem Schachbrettmuster angeordnet. Der Wabenträger wird damit zu einem Filter gemacht.
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Dabei ist zu beachten, dass in dem Abdichtungsschritt (b), das zuvor genannte konventionelle, bekannte Dichtmittel verwendet wird. Als eine spezifische Abdichtungsreihenfolge, wird zuerst eine Maske, in welcher Öffnungen in einem abwechselnden Schachbrettmuster bereitgestellt sind, welche den Öffnungspositionen jeder Zelle des Wabenträgers entsprechen, über einer Endfläche des Wabenträgers angeordnet. Danach wird ein Dichtmittel abwechselnd in die Zellenöffnungen in einer kontrollierten Gestalt mittels eines Gießens des Dichtmittels von einer Stelle oberhalb davon gefüllt. Zu diesem Zeitpunkt wird die Dichttiefe des abgedichteten Abschnitts 111 durch Einstellen der Menge an Dichtmittel, einer Dichtzeit usw. eingestellt. Anschließend werden gleichartige Vorgänge für die anderen Endflächen durchgeführt.
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Danach werden in dem Verarbeitungsschritt (c) die abgeschrägten Abschnitte 112a, 112b in einer Richtung ausgebildet, in welcher die Querschnittsfläche orthogonal zu der Zentralachsen X -Richtung bei Annäherung der äußeren Umfangsrandseite davon größer wird (Richtung, in welcher eine Länge in der Zentralachsen X -Richtung des äußeren Umfangsrandes davon kleiner wird), durch Schleifen oder Schneiden wird somit der äußere Umfangsabschnitt P beider Endflächen des Wabenträgers abgedichtet. Für das Verarbeitungsverfahren wird unter dem Gesichtspunkt einer höheren Präzision, die bei der Verarbeitung möglich ist, Schleifen bevorzugt eingesetzt.
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Darüber hinaus werden in dem Verarbeitungsschritt (c) die abgeschrägten Abschnitte 112a, 112b derart ausgebildet, dass die Längenabmessung in der Zentralachsen X -Richtung der abgeschrägten Abschnitte 112a, 112b größer ist als die Dichttiefe der abgeschrägten Abschnitte 111. In den abgeschrägten Abschnitten 112a, 112b, welche den äußeren Umfangsabschnitt P bilden, werden der abgedichtete Bereich SR, in welchem die einlassseitigen Öffnungen und die auslassseitigen Öffnungen von benachbarten Zellen abwechselnd gedichtet sind, und der offene Bereich OR, in welchem jede Zelle offen, ohne Abdichtung ist, gebildet.
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Danach wird in dem Katalysatorbeladeschritt (d) der Wagenkörper 11, in welchem die abgeschrägten Abschnitte 112a, 112b ausgebildet wurden, mit einem Dreiwegekatalysator beladen. Als spezifische Reihenfolge wird zuerst eine Endfläche in der Zentralachsen X -Richtung des Wabenträgers 11 in eine den Dreiwegekatalysator beinhaltende Aufschlämmung eingetaucht. Danach wird die Aufschlämmung unter Verwendung einer Saugpumpe von der äußeren Endfläche abgezogen. Anschließend wird der Dreiwegekatalysator unter Durchführung einer Wärmebehandlung auf den Wabenträger 11 geladen.
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Als nächstes wird in dem Aufnehmschritt (e) der Wabenträger 11, welcher mit dem Dreiwegekatalysator in dem Katalysatorbeladeschritt (d) beladen wurde, durch ein derartiges Konfigurieren, dass die abgeschrägten Abschnitte 112a, 112b gegen die inneren Wände des Gehäuseelements 12 eingreifen, um mittels des Rückhalteelements 13 zurückgehalten zu werden, innerhalb des Gehäuseelements 12 aufgenommen. Zu dieser Zeit ist das Rückhalteelement 13 derart angeordnet, dass die Stelle in der Zentralachsen X -Richtung des stromaufwärtigen Endes 131 des Rückhalteelements 13 die Stelle in der Zentralachsen X-Richtung des abgedichteten Bereichs SR des abgeschrägten Abschnitts 112a überlappt.
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Die Abgasreinigungsvorrichtung 1 gemäß dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel ist nach dem zuvor beschriebenen Weg hergestellt.
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Die folgenden Effekte kommen gemäß dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel zur Geltung.
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In der vorliegenden Ausführungsform sind die abgeschrägten Abschnitte 112a, 112b an dem äußeren Umfangsabschnitt P beider Endflächen 110a, 110b in der Zentralachsen X -Richtung des Wabenträgers 11, in einer Richtung ausgebildet, in welcher die Querschnittsfläche orthogonal zu der Zentralachsen X -Richtung bei Annäherung der äußeren Umfangsrandseite davon größer wird. In anderen Worten, die abgeschrägten Abschnitte 112a, 112b sind in einer Richtung ausgebildet, in welcher die Länge in der Zentralachsen X -Richtung des äußeren Umfangsrandes des Wabenträgers 11 kleiner wird. Dadurch ist der Wabenträger 11 innerhalb des Gehäuseelements 12 durch eine Konfiguration derart zurückgehalten, dass der äußere Umfangsabschnitt P, in welchem diese abgeschrägten Abschnitte 112 a, 112b ausgebildet sind, gegen die innere Wand des Gehäuseelements 12 mittels des Rückhalteelements 13 eingreift.
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Es ist somit möglich, den Wabenträger 11 innerhalb des Gehäuseelements 12 mittels einer einfachen Struktur zurückzuhalten, welche den äußeren Umfangsabschnitt P des Wabenträgers 11, in welchem die abgeschrägten Abschnitte 112a, 112b ausgebildet sind, an den inneren Wänden des Gehäuseelements 12 mittels des Rückhalteelements 13 fasst. Zusätzlich ist es möglich, da keine Notwendigkeit einer Verwendung einer Komponente, wie zum Beispiel eines Maschenrings besteht, ein ausreichendes aktives Volumen des Filters und eine ausreichende Abgasreinigungsfähigkeit zu gewährleisten.
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Zusätzlich sind in dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel die zuvor genannten abgeschrägten Abschnitte 112a, 112b zum Umfassen eines abgedichteten Bereichs SR eingerichtet, in welchem die einlassseitigen Öffnungen und die auslassseitigen Öffnungen von benachbarten Zellen abwechselnd abgedichtet sind, und der offene Bereich OR an dem äußeren Umfang dieses abgedichteten Bereichs SR angeordnet sind, und in welchen keine Abdichtung vorliegt. Dann ist das Rückhalteelement 13 derart angeordnet, dass die Stelle in der Zentralachsen X -Richtung des stromaufwärtigen Endes 131 des Rückhalteelements 13 die Stelle in der Zentralachsen X -Richtung des abgedichteten Bereichs SR des zuvor genannten abgeschrägten Abschnitts 112a überlappt.
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Hierbei ist es im Falle einer Abdichtung der Gesamtheit des äußeren Umfangsabschnitts unter dem Gesichtspunkt einer Verhinderung einer Leckage von Partikelmaterial und Asche notwendig, die Dichtung derart auszubilden, dass diese entlang der Gesamtheit beider Endflächen in der Zentralachsen-Richtung des Wabenträgers tief ist, wodurch das aktive Volumen des Filters abnimmt. Im Gegensatz, dazu ist es gemäß dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel eingerichtet, um den offenen Bereich OR, in welchem keine Abdichtung vorliegt, an dem äußeren Umfangsabschnitt P auszubilden und diesen offenen Bereich OR mittels des Rückhalteelements 13 zuverlässig abzudecken; somit ist es möglich, während ein hinreichendes aktives Volumen des Filters gewährleistet ist, Partikelmaterial und Asche zuverlässig aufzufangen. Zusätzlich ist es durch Herbeiführen einer Konfiguration, in welcher das stromaufwärtige Ende 131 des Rückhalteelements 13 nicht über die einlassseitige Endfläche 110a der Wabenstruktur 11 hinaussteht möglich, Abgase vom direkten Auftreffen auf das stromaufwärtige Ende des Rückhalteelements 13 zu unterbinden und somit auch möglich, Strömungserosion des Rückhalteelements 13 zu unterbinden.
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Zusätzlich ist es gemäß dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel aufgrund eines Positionierens des stromaufwärtigen Endes 131 des Rückhalteelements 13 in dem abgedichteten Bereich SR des abgeschrägten Abschnitts 112a möglich, den oberen Bereich OR, welcher in dem äußeren Umfangsabschnitt P nicht abgedichtet ist, an der stromaufwärtigen Seite des Wabenträgers 11 mittels des Rückhalteelements 13 zuverlässig abzudecken. Aus diesem Grund werden Partikelmaterial und Asche nicht in den äußeren Umfangsabschnitt P des Wabenträgers 11 strömen und dieser äußere Umfangsabschnitt P wirkt als ein Abgasreinigungsabschnitt. Damit wird gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel eine verbesserte Abgasreinigungsfähigkeit erzielt.
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(Zweites Ausführungsbeispiel)
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4 ist ein Querschnitt in axialer Richtung einer Abgasreinigungsvorrichtung 2 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Zusätzlich ist 5 eine vergrößerte Ansicht eines stromabwärtsseitigen äußeren Umfangsabschnitts in 4.
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Wie in den 4 und 5 gezeigt, ist die Abgasreinigungsvorrichtung 2 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel ähnlich konfiguriert wie in dem ersten Ausführungsbeispiel, ausgenommen der Konfiguration des äußeren Umfangsabschnitts P, welcher umgekehrt an der stromaufwärtigen Seite und stromabwärtigen Seite, verglichen mit dem ersten Ausführungsbeispiel, ist. In anderen Worten, ist in dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel das Rückhalteelement 23 derart angeordnet, dass die Stelle in der Zentralachsen X -Richtung des stromabwärtigen Endes 232 des Rückhalteelements 23 die Stelle in der Zentralachsen X -Richtung des abgedichteten Bereichs SR des abgeschrägten Abschnitts 212b an der stromabwärtigen Seite überlappt.
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Die Abgasreinigungsvorrichtung 2 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist mittels eines ähnlichen Herstellungsverfahrens wie die Abgasreinigungsvorrichtung 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel hergestellt.
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Zusätzlich zu den Effekten des ersten Ausführungsbeispiels kommen die folgenden Effekte gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel zur Geltung.
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In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das Rückhalteelement 23 derart angeordnet, dass die Stelle in der Zentralachsen X -Richtung des stromabwärtigen Endes 232 des Rückhalteelements 23 die Stelle in der Zentralachsen X Richtung des abgedichteten Bereichs SR des abgeschrägten Abschnitts 212b an der stromabwärtigen Seite überlappt.
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Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist es, da das stromabwärtige Ende 232 des Rückhalteelements 23 in dem abgedichteten Bereich SR des abgeschrägten Abschnitts 212b an der stromabwärtigen Seite positioniert ist, möglich, mittels des Rückhalteelements 23 den offenen Bereich OR, welcher nicht an dem äußeren Umfangsabschnitt P an der stromabwärtigen Seite des Wabenträgers 21 abgedichtet ist, zuverlässig abzudecken. Aus diesem Grund werden in dem Fall, dass Partikelmaterial oder Asche in den äußeren Umfangsabschnitt P an der stromaufwärtigen Seite des Wabenträgers 21 einströmen, das somit einströmende Partikelmaterial und die somit einströmende Asche aufgefangen, ohne aus dem äußeren Umfangsabschnitt P an der stromabwärtigen Seite auszutreten. In anderen Worten, der äußere Umfangsabschnitt P des Wabenträgers 21 wirkt als ein Auffangabschnitt (Tasche) von Partikelmaterial und Asche. Somit wird gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel eine bessere Filterfunktion erzielt und somit können Partikelmaterial und Asche zuverlässiger aufgefangen werden.
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(Drittes Ausführungsbeispiel)
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6 ist eine vergrößerte Ansicht eines stromaufwärtsseitigen äußeren Umfangsabschnitts in einem Querschnitt in axialer Richtung einer Abgasreinigungsvorrichtung 3 gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. 7 zeigt eine Ansicht, welche den Wabenträger 31 der Abgasreinigungsvorrichtung 3 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel von einer stromaufwärtigen Seite zeigt. 8 ist eine perspektivische Ansicht eines stromaufwärtsseitigen äußeren Umfangsabschnitts des Wabenträgers 31 der Abgasreinigungsvorrichtung 3 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel.
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Die Abgasreinigungsvorrichtung 3 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel ist eine ähnliche Konfiguration wie das erste Ausführungsbeispiel, ausgenommen der Konfiguration an der stromaufwärtigen Seite des äußeren Umfangsabschnitts P und der Konfiguration an der stromaufwärtigen Seite des Gehäuseelements 32, welche sich im Verglichen mit dem ersten Ausführungsbeispiel unterscheiden.
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Wie in den 6 bis 8 gezeigt, ist in dem Wabenträger 31 des gegenwärtigen Ausführungsbeispiels ein gerader Abschnitt 313, welcher sich in der Zentralachsen X -Richtung erstreckt, an der stromaufwärtigen Seite des äußeren Umfangsabschnitts P ausgebildet. Genauer gesagt, ist der sich in der Zentralachsen X -Richtung erstreckende gerade Abschnitt 313 entlang des gesamten Umfangs an der stromaufwärtigen Seite des abgeschrägten Abschnitts 312a ausgebildet, welche ähnlich zu dem ersten Ausführungsbeispiel ausgebildet ist. Der gerade Abschnitt 313 des gegenwärtigen Ausführungsbeispiels bildet die äußere Umfangsfläche des zentralen Abschnitts C des Wabenträgers 31.
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Zusätzlich sind der abgedichtete Bereich SR und der offene Bereich OR in diesem geraden Abschnitt 313 angeordnet. Dann ist das Rückhalteelement 33 derart angeordnet, dass die Stelle in der Zentralachsen X - Richtung des stromaufwärtigen Endes 331 des Rückhalteelements 33 die Stelle in der Zentralachsen X -Richtung des abgedichteten Bereichs SR des geraden Abschnitts 313 überlappt. In anderen Worten, in der Zentralachsen X -Richtung ist das stromaufwärtige Ende 331 des Rückhalteelements 33 innerhalb des Raumes des abgedichteten Bereichs SR des geraden Abschnitts 313 angeordnet. Es ist dabei derart ausgeführt, um in der Lage zu sein, das stromaufwärtige Ende 331 des Rückhalteelements 33 vom hervorstehen von der einlassseitigen Endfläche 310a des Wabenträgers 31 mittels einer Positionsveränderung des Rückhalteelements 33 während des Eindosens zuverlässiger zu verhindern, während der offene Bereich OR des geraden Abschnitts 313 mittels des Rückhalteelements 33 zuverlässig abgedeckt ist.
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Zusätzlich ist in dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel das Gehäuseelement 32 eingerichtet, um den abgeschrägten Abschnitt 321a, einen geraden Abschnitt 322a und einen gebogenen Abschnitt 323a zu umfassen. Der abgeschrägte Abschnitt 321a und der gerade Abschnitt 322a sind entlang des abgeschrägten Abschnitts 312a und des geraden Abschnitts 313 des Wabenträgers 31 ausgebildet. Zusätzlich ist der gebogene Abschnitt 323a ausgebildet, um sich in Richtung der Seite des Wabenträgers 31 an der Außenseite des geraden Abschnitts 313 des Wabenträgers 31 zu biegen. Infolge der Lücke zwischen der einlassseitigen Endfläche 310a des Wabenträgers 31 und dem Gehäuseelement 32, welches durch diesen gebogenen Abschnitt 323a eingeengt ist, wird eine Strömungserosion des Rückhalteelements 33 weiter unterbunden.
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Die Abgasreinigungsvorrichtung 3 gemäß dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel ist ähnlich eines Herstellungsverfahrens des ersten Ausführungsbeispiels hergestellt, ausgenommen des sich unterscheidenden Punktes eines Schleifens oder Schneidens des äußeren Umfangsabschnitts P, um den geraden Abschnitt 313 und den abgeschrägten Abschnitt in dem Verarbeitungsschritt (c) des Herstellungsverfahrens gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel herzustellen. Zusätzlich zu den Effekten des ersten Ausführungsbeispiels kommen die folgenden Effekte gemäß dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel zur Geltung. In dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel ist der sich in der Zentralachsen X -Richtung erstreckende gerade Abschnitt 313 an einem Ende (stromaufwärtigen Ende) in der Zentralachsen X -Richtung des äußeren Umfangsabschnitts P ausgebildet und der abgedichtete Bereich SR ist an diesem geraden Abschnitt 313 angeordnet. Zusätzlich ist das Rückhalteelement 33 derart angeordnet, dass die Stelle in der Zentralachsen X - Richtung des stromaufwärtigen Endes 331 des Rückhalteelements 33 die Stelle in der Zentralachsen X -Richtung des abgedichteten Bereichs SR dieses geraden Abschnitts 313 überlappt. Hierbei ist normalerweise das Risiko hoch, dass die Position des Rückhalteelements (Position eines oberen Endes und eines unteren Endes des Rückhalteelements) während des Eindosens variiert, und es ist notwendig die abgeschrägte Länge der in dem äußeren Umfangsabschnitt ausgebildeten Schräge zu verlängern oder den Neigungswinkel zu verringern, um beispielsweise diese Variation aufzunehmen; dabei bestehen jedoch Einschränkungen unter dem Gesichtspunkt eines Zurückhaltens des Wabenträgers in dem Gehäuseelement. Im Gegensatz dazu, ist es gemäß dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel möglich, diese Variation mit dem geraden Abschnitt 313 aufzunehmen, auch wenn die Position des Rückhalteelements 33 während des Eindosens aufgrund des Aufweisens des geraden Abschnitts 313, in welchem der abgedichteten Bereich SR angeordnet ist, in dem abgeschrägten Abschnitt 312a variiert. Somit ist es gemäß dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel möglich, eine Strömungserosion des Rückhalteelements 33 zuverlässiger zu unterbinden, da es möglich ist, das stromaufwärtige Ende 331 des Rückhalteelements 33 vom Hervorstehen von der einlassseitigen Endfläche 310a in der Zentralachsen X -Richtung des Wabenträgers 31 zuverlässiger zu verhindern, während der offene Bereich OR, in welchem keine Abdichtung vorliegt, mittels des Rückhalteelements 33 zuverlässiger abgedeckt ist.
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Im allgemeinen wird also eine Abgasreinigungsvorrichtung bereitgestellt, welche einen Wabenträger innerhalb eines Gehäuseelements zuverlässig zurückhält, während ein hinreichendes Filteraktivvolumen und eine hinreichende Abgasreinigungsfähigkeit gewährleistet ist, und welche geeignet ist, um Partikelmaterial und Asche zuverlässig aufzufangen, sowie dazu in der Lage ist, Strömungserosion eines Rückhalteelements zu unterdrücken. In einer Abgasreinigungsvorrichtung (1) weist ein Wabenträger (11) einen äußeren Umfangsabschnitt P auf, welcher an einer äußeren Umfangsseite beider Enden in einer Zentralachsen (X) -Richtung ausgebildete abgeschrägte Abschnitte (112a, 112b) aufweist, und derart geformt ist, dass eine Querschnittsfläche orthogonal zu der Zentralachse (X) bei Annäherung an eine äußere Umfangsrandseite größer wird, und welcher durch den äußeren Umfangsabschnitt (P) zurückgehalten ist, welcher gegen eine innere Wand eines Gehäuseelements (12) mittels eines Rückhalteelements (13) eingreift, in welchem die abgeschrägten Abschnitte (112a, 112b) einen abgedichteten Bereich (SR) und einen an dem äußeren Umfang des abgedichteten Bereichs (SR) angeordneten und nicht abgedichteten offenen Bereich (OR) aufweisen, und wobei das Rückhalteelement (13) derart angeordnet ist, dass eine Stelle in der Zentralachsen (X)-Richtung wenigstens eines aus einem stromaufwärtigen Ende (131) und einem stromabwärtigen Ende (132) davon eine Stelle in der Zentralachsen (X) -Richtung des abgedichteten Bereichs (SR) der abgeschrägten Abschnitte (112a, 112b) überlappt.
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Dabei ist zu beachten, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die zuvor genannten Ausführungsformen einzuschränken ist und Modifikationen und Verbesserungen innerhalb eines Schutzbereiches, welcher die Ziele der vorliegenden Erfindung verwirklichen kann, auch von der vorliegenden Erfindung umfasst sind.
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Auch wenn in den zuvor genannten Ausführungsformen die abgeschrägten Abschnitte in dem äußeren Umfangsabschnitt ausgebildet sind, ist sie nicht darauf beschränkt. Ein abgestufter Abschnitt kann anstelle des abgeschrägten Abschnitts ausgebildet sein.
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Auch wenn in dem zuvor genannten Ausführungsbeispiel die Gesamtheit des Wabenträgers mit dem Abgasreinigungskatalysator (Dreiwegekatalysator) beladen ist, ist sie nicht darauf beschränkt. Zum Beispiel kann nur der zentrale Abschnitt mit dem Abgasreinigungskatalysator beladen sein, ohne an dem äußeren Umfangsabschnitt (abgeschrägte Abschnitt) angeordnet sein.
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Zusätzlich ist auch, wenn in den zuvor genannten Ausführungsformen die abgeschrägten Abschnitte an beiden Seiten der stromaufwärtigen Seite und der stromabwärtigen Seite bereitgestellt sind, sie nicht darauf beschränkt. Zum Beispiel kann in dem ersten Ausführungsbeispiel oder dritten Ausführungsbeispiel der abgeschrägte Abschnitt nur an der stromaufwärtigen Seite bereitgestellt sein oder der abgeschrägte Abschnitt kann in dem zweiten Ausführungsbeispiel nur an der stromabwärtigen Seite bereitgestellt sein.
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Zusätzlich ist auch, wenn der gerade Abschnitt in dem äußeren Umfangsabschnitt an der stromaufwärtigen Seite bereitgestellt ist, wie zum Beispiel in dem dritten Ausführungsbeispiel, sie nicht darauf beschränkt. Ein ähnlicher gerader Abschnitt kann also dem äußeren Umfangsabschnitt an der stromabwärtigen Seite bereitgestellt sein.
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Bezugszeichenliste
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- 1, 2, 3
- Abgasreinigungsvorrichtung
- 11, 21, 31
- Wabenträger
- 12, 22, 32
- Gehäuseelement
- 13, 23, 33
- Rückhalteelement
- 110a, 210 a, 310a
- einlassseitige Endfläche
- 110b, 210 b, 310 b
- auslassseitige Endfläche
- 111, 211, 311
- abgedichtete Abschnitte
- 112a, 112b, 212a, 212b, 312a, 312b
- abgeschrägte Abschnitte des Wabenträgers
- 121a, 121b, 221a, 221b, 321a, 321b
- abgeschrägte Abschnitte des Gehäuses
- 313
- gerader Abschnitt
- 131, 231, 331
- stromaufwärtiges Ende
- 132, 232, 332
- stromabwärtiges Ende
- P
- äußere Umfangsabschnitt
- C
- zentraler Abschnitt
- SR
- abgedichteter Bereich
- OR
- offener Bereich
- X
- Zentralachse
