DE102018109515B4

DE102018109515B4 - Gehäusedeckel mit Vertiefung

Info

Publication number: DE102018109515B4
Application number: DE102018109515.5A
Authority: DE
Inventors: Blazej Krentusz
Original assignee: Tenneco GmbH
Current assignee: Tenneco GmbH
Priority date: 2018-04-20
Filing date: 2018-04-20
Publication date: 2021-06-24
Anticipated expiration: 2038-04-21
Also published as: WO2019201998A1; DE102018109515A1

Abstract

Abgas-Reinigungsbaustein (1) für Abgasanlagen von Verbrennungskraftmaschinen mit einem Substratgehäuse (1.1) mit Deckel (2) zur Aufnahme eines Abgas-Reinigungssubstrats (3), wobei das Substratgehäuse (1.1) eine Längsachse (1.3) und einen über eine Umfangsrichtung U verlaufenden Gehäuserand (1.2) aufweist, wobei der Deckel (2) über die gesamte Umfangsrichtung U mit dem Gehäuserand (1.2) des Substratgehäuses (1.1) verbunden ist und wobei das Abgas-Reinigungssubstrat (3) über eine Lagermatte (4) innerhalb des Substratgehäuses (1.1) gelagert ist, wobei die Lagermatte (4) zumindest teilweise zwischen einer Stirnseite (3.1) des Abgas-Reinigungssubstrats (3) und einer Innenfläche (2.1) des Deckels (2) platziert ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagermatte (4) nur über einen Teilumfang U4 ausgebildet und im Bereich von mindestens zwei voneinander in Umfangsrichtung U beabstandeten Sektoren S1, S2 angeordnet ist, wobei die Innenfläche (2.1) des Deckels (2) unmittelbar oder zumindest mittelbar gegen die Lagermatte (4) anlegbar ist und nur im Bereich der mindestens zwei Sektoren S1, S2 ausgebildet ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Abgas-Reinigungsbaustein für Abgasanlagen von Verbrennungskraftmaschinen mit einem Substratgehäuse mit Deckel zur Aufnahme eines Abgas-Reinigungssubstrats, wobei das Substratgehäuse eine Längsachse und einen über eine Umfangsrichtung U verlaufenden Gehäuserand aufweist, wobei der Deckel über eine Umfangsrichtung U mit einem Gehäuserand des Substratgehäuses verbunden ist und wobei das Abgas-Reinigungssubstrat über eine Lagermatte innerhalb des Substratgehäuses gelagert ist, wobei die Lagermatte zumindest teilweise zwischen einer Stirnseite des Abgas-Reinigungssubstrats und einer Innenfläche des Deckels platziert ist.
Es ist bereits ein Substratgehäuse mit Deckel aus der US 2005 000 2836 A1 bekannt. Zwecks Lagerung des Substrats sind Abschnitte einer Lagermatte vorgesehen, die mittig und umfangsseitig an dem Substrat platziert ist
Aus der US 2007 0148 058 A1 ist ebenfalls bereits ein Substratgehäuse mit Deckel bekannt. Zwecks Lagerung des Substrats sind verschiedene Lagermatten vorgesehen. Ergänzend zu einer mittig an dem Substrat platzierten Lagermatte ist eine endseitig angeordnete Lagermatte vorgesehen. Die endseitige Lagermatte ist über die gesamte Umfangsrichtung U angeordnet und deckt einen Randbereich der Seitenfläche sowie einen Randbereich der Stirnfläche des Substrats ab. Die endseitige Lagermatte wird stirnseitig über einen Gehäuserand oder einen in das Gehäuse eingesetzten Deckel über die gesamte Umfangsrichtung U abgestützt.
Die FR 2 825 117 A1 beschreibt ein Filtergehäuse mit zwei jeweils endseitig angeordneten Anschlussstücken für die weitere Abgasanlage.
Die WO 99/17006 A1 beschreibt ebenfalls ein Filtergehäuse, wobei der Filter über Lagermatten im Gehäuse gehalten ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Substratgehäuse mit Deckel derart auszubilden und anzuordnen, dass eine verbesserte Strömungsführung und eine flexiblere Architektur gewährleistet sind.
Gelöst wird die Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, dass die Lagermatte nur über einen Teilumfang U4 ausgebildet und im Bereich von mindestens zwei voneinander im Umfangsrichtung U beabstandeten Sektoren S1, S2 angeordnet ist, wobei die Innenfläche des Deckels mittel- oder unmittelbar gegen die Lagermatte anlegbar ist. Hierdurch wird einerseits erreicht, dass kein separater Haltering für die Lagermatte notwendig ist, da die Lagermatte und damit auch das Abgas-Reinigungssubstrat über die Innenfläche des Deckels gehalten werden. Der Deckel deckt den gesamten Strömungsquerschnitt des Substratgehäuses ab und koppelt dieses an die Einlassöffnung bzw. die Auslassöffnung.
Bei der Lagermatte handelt es sich um ein elastisches Lagerelement, das in der Regel aus Keramikfasern oder aus Metalldraht geformt und als Gewebe, Geflecht, Gewirke oder Gestrick ausgebildet ist.
Vorteilhaft kann es hierzu auch sein, wenn mehrere Lagermatten sowie mehrere Innenflächen über die Umfangsrichtung U verteilt vorgesehen sind. Mit der Anordnung von zwei gegenüberliegenden Lagermatten bzw. Innenflächen ist eine ausreichende Lagerung des Reinigungssubstrats gewährleistet.
Ferner kann es vorteilhaft sein, wenn die jeweilige Innenfläche gebildet ist durch eine Ein- oder Anformung des Deckels. Durch eine Einformung werden zusätzliche Bauteile vermieden. In diesem Fall ist die Innenfläche unmittelbar gegen die Lagermatte anlegbar. Jedoch kann auch ein Zwischenglied, wie beispielsweise ein an der Innenfläche des Deckels befestigtes Winkelblech oder Ähnliches zur Erweiterung der jeweiligen Innenfläche Anwendung finden. Über dieses Zwischenglied ist die Innenfläche mittelbar gegen die Lagermatte anlegbar.
Außerdem kann es vorteilhaft sein, wenn die Innenfläche des Deckels, die mittel- oder unmittelbar gegen die Lagermatte anlegbar ist, nur im Bereich der jeweiligen Lagermatte, mithin nur über einen Teilumfang U2 bzw. nur in den mindestens zwei Sektoren S1, S2 ausgebildet ist. Somit bleibt ein Teil des Außenrandes der Stirnfläche des Abgas-Reinigungssubstrats frei und wird nicht durch die Lagermatte abgedeckt. Somit kann die effektiv genutzte Ein- bzw. Ausströmfläche des Abgas-Reinigungssubstrats vergrößert werden.
Vorteilhaft kann es auch sein, wenn der Deckel einen Deckelrand aufweist, wobei der Deckelrand den Gehäuserand außerhalb umgibt. Damit bleibt die Anordnung der Lagermatte innerhalb des Substratgehäuses ohne Einfluss beim Verschließen des Substratgehäuses mit dem Deckel. Es kann alternativ der Deckelrand auch eingesteckt sein, so dass der Gehäuserand den Deckelrand außerhalb umgibt.
Dabei kann es vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass der Teilumfang U2 und/oder der Teilumfang U4 über einen Winkelbereich zwischen 30° und 120° ausgebildet ist. Der Teilumfang kann unterschiedlich groß sein, je nachdem wie viele Lagermatten bzw. Innenflächen über die Umfangsrichtung U vorgesehen werden. Die Lagerwirkung kann durch den Winkelbereich und die Anzahl beeinflusst werden.
Von besonderer Bedeutung kann für die vorliegende Erfindung sein, wenn der Deckel eine Ein- oder Auslassöffnung mit einer Mittelachse aufweist und wenn das Substratgehäuse eine Längsachse aufweist, wobei ein Winkel α zwischen der Mittelachse und der Längsachse mindestens 40° oder 50° bis 60° aufweist. Der Winkel α beträgt maximal 90° und kann selbstverständlich beliebig verkleinert werden bis auf 0°. Aufgrund der Anwendung der Innenfläche zur Klemmung der Lagermatte einerseits und durch das Aufsetzen des Deckels auf den Gehäuserand andererseits kann ein nach außen bzw. oben abstehender Deckelrand verhindert werden. Somit kann die Mittelachse der Öffnung noch weiter in die radiale Richtung zur Längsachse geneigt werden.
Im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Ausbildung und Anordnung kann es von Vorteil sein, wenn die Mittelachse mit Bezug zur Längsachse eine radiale Komponente aufweist, wobei mindestens zwei Lagermatten und/oder zwei Innenflächen gegenüberliegend zur radialen Komponente angeordnet sind. Somit wird den dynamischen Druckverhältnissen beim Überströmen des Abgases von der Einlassöffnung in das Abgas-Reinigungssubstrat bzw. vom Abgas-Reinigungssubstrat in die Auslassöffnung Rechnung getragen. Das Abgas kann in den Zonen erhöhten dynamischen Drucks, der durch die radiale Ausrichtung des Abgasstroms begründet wird, in die randseitig freien Kanäle des Abgas-Reinigungssubstrats eintreten. Seitlich davon sind die randseitigen Kanäle des Abgas-Reinigungssubstrats durch die Lagermatten bzw. die Innenflächen verschlossen.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sind in den Patentansprüchen und in der Beschreibung erläutert und in den Figuren dargestellt. Es zeigt:

1 eine Prinzipskizze des Abgas-Reinigungsbausteins in der Seitenansicht von oben;
2 eine Teilansicht einer Schnittdarstellung im Bereich der Lagermatte;
3 eine Prinzipskizze der Schnittdarstellung parallel zur Längsachse.

Ein in 1 dargestellter Abgas-Reinigungsbaustein 1 weist ein Substratgehäuse 1.1 auf zur Aufnahme eines Abgas-Reinigungssubstrats 3 nach 2 und 3. Endseitig wird das Substratgehäuse 1.1 über einen Deckel 2 verschlossen, wobei der Deckel 2 eine Öffnung 2.5 aufweist, die als Einlassöffnung oder Auslassöffnung dient. Das Substratgehäuse 1.1 weist eine Längsachse 1.3 sowie einen Gehäuserand 1.2 auf. Der Deckel 2 weist einen Deckelrand 2.4 auf, über den er mit dem Gehäuserand 1.2 in Verbindung steht.
Wie nach 3 zu sehen ist, ist innerhalb des Substratgehäuses 1.1 das Abgas-Reinigungssubstrat 3 platziert, wobei das Abgas-Reinigungssubstrat 3 zum einen in radialer Richtung über eine weitere Lagermatte 5 innerhalb des Gehäuses 1.1 gelagert ist und darüber hinaus stirnseitig zwei Lagermatten 4a, 4b vorgesehen sind. Die jeweilige Lagermatte 4a, 4b ist dabei teilweise im Bereich einer Stirnseite 3.1 des Abgas-Reinigungssubstrats 3 angeordnet. Der weitere Teil der jeweiligen Lagermatte 4a, 4b erstreckt sich ebenfalls im Bereich der Umfangsfläche des Abgas-Reinigungssubstrats 3.
Nach 1 sind die beiden Lagermatten 4a, 4b jeweils in einem Sektor S1, S2, mithin jeweils lediglich über einen Teilumfang U2, U4 ausgebildet. Die übrige Umfangsrichtung U des Abgas-Reinigungssubstrats bzw. des Zwischen-Abgas-Reinigungssubstrats 3 und des Substratgehäuses 1.1 ist frei von Lagermatten. Zum axialen Klemmen bzw. Festsetzen der jeweiligen Lagermatte 4a, 4b weist der Deckel 2 zwei Ein- bzw. Anformungen 2.3a, 2.3b auf, so dass der Deckel 2 mit seiner diesbezüglichen Innenfläche 2.1a, 2.1b gegen die jeweilige Lagermatte 4a, 4b axial zur Anlage bringbar ist. Die jeweilige Ein- oder Anformung 2.3a, 2.3b ist nach 1 als Ausprägung bzw. Einprägung innerhalb des Deckels 2 vorgesehen. Alternativ hierzu (nicht dargestellt) können auch weitere Anbauteile an einer Innenfläche 2.1 des Deckels 2 vorgesehen sein, die gleichwirkend axial gegen die jeweilige Lagermatte 4a, 4b anlegbar sind, so dass die Innenfläche 2.1 des Deckels 2 nur mittelbar gegen besagte Lagermatte 4a, 4b anlegbar ist.
Wie nach 2 dargestellt, wird der Deckelrand 2.4 auf den Gehäuserand 1.2 aufgesetzt, so dass der Deckelrand 2.4 den Gehäuserand 1.2 auf der Außenseite umgibt. Durch axiales Aufsetzen des Deckels 2 auf den Gehäuserand 1.2 wird eine Lagermatte 4 gegen die Stirnseite 3.1 des Abgas-Reinigungssubstrats 3 axial vorgespannt. Zudem erstreckt sich die Lagermatte 4 bis in den Umfangsbereich bzw. den Seitenbereich des Substrats 3 und wird dort zwischen dem Substrat 3 und dem Gehäuserand 1.2 bzw. dem Substratgehäuse 1.1 geklemmt.
Die beiden Ein- oder Anformungen 2.3a, 2.3b nach 1 befinden sich auf gegenüberliegenden Seiten des Substratgehäuses 1.1 bzw. des Abgas-Reinigungssubstrats 3. Diese gegenüberliegende Anordnung erfolgt in Bezug auf die Öffnung 2.5 des Deckels 2. Die Öffnung 2.5 weist eine Mittelachse 2.6 auf, die vor dem Hintergrund des hier dargestellten Winkels α zwischen der Mittelachse 2.6 der Öffnung 2.5 und der Längsachse 1.3 des Substratgehäuses 1.1 eine radiale Komponente 2.6r aufweist. Die beiden Ein- oder Anformungen 2.3a, 2.3b sind hierzu gegenüberliegend angeordnet. Dies hat den Vorteil, dass die freien Teilbereiche der Stirnseite 3.1 des Reinigungssubstrats 3 eine günstige Strömungsankopplung an den Deckel 2 bzw. die Deckelgeometrie haben mit Bezug auf die Positionierung der Öffnung 2.5.
Der nach 1 dargestellte Sektor S1 entspricht dem Teilumfang U2, während der dargestellte Sektor S2 dem Teilumfang U4 entspricht. Der jeweilige Sektor S1, S2 bzw. der jeweilige Teilumfang U2, U4 beträgt dabei etwa 70°. Mithin verbleibt mit Bezug auf die Randfläche der Stirnseite 3.1 eine freie Zone von etwa 220°, um die die Stirnseite 3.1 bzw. die effektiv genutzte Stirnseite 3.1 erweitert wird. Letzteres aufgrund der Tatsache, dass die Innenfläche 2.1a, 2.1b des Deckels 2 ebenfalls nur über besagten Teilumfang U2, U4 ausgebildet ist, mithin die Stirnseite 3.1 im Randbereich nicht verschließt.
Bezugszeichenliste

1: Abgas-Reinigungsbaustein
1.1: Substratgehäuse
1.2: Gehäuserand
1.3: Längsachse
2: Deckel
2.1: Innenfläche
2.1a: Innenfläche
2.1b: Innenfläche
2.3: Ein- oder Anformung
2.3a: Ein- oder Anformung
2.3b: Ein- oder Anformung
2.4: Deckelrand
2.5: Öffnung, Einlassöffnung, Auslassöffnung
2.6: Mittelachse von 2.5
2.6r: radiale Komponente
3: Abgas-Reinigungssubstrat
3.1: Stirnseite von 3
4: Lagermatte, elastisches Lagerelement
4a: Lagermatte, elastisches Lagerelement
4b: Lagermatte, elastisches Lagerelement
5: weitere Lagermatte, weiteres elastisches Lagerelement
S1: Sektor
S2: Sektor
U: Umfangsrichtung
U2: Teilumfang
U4: Teilumfang
α: Winkel

Claims

Abgas-Reinigungsbaustein (1) für Abgasanlagen von Verbrennungskraftmaschinen mit einem Substratgehäuse (1.1) mit Deckel (2) zur Aufnahme eines Abgas-Reinigungssubstrats (3), wobei das Substratgehäuse (1.1) eine Längsachse (1.3) und einen über eine Umfangsrichtung U verlaufenden Gehäuserand (1.2) aufweist, wobei der Deckel (2) über die gesamte Umfangsrichtung U mit dem Gehäuserand (1.2) des Substratgehäuses (1.1) verbunden ist und wobei das Abgas-Reinigungssubstrat (3) über eine Lagermatte (4) innerhalb des Substratgehäuses (1.1) gelagert ist, wobei die Lagermatte (4) zumindest teilweise zwischen einer Stirnseite (3.1) des Abgas-Reinigungssubstrats (3) und einer Innenfläche (2.1) des Deckels (2) platziert ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagermatte (4) nur über einen Teilumfang U4 ausgebildet und im Bereich von mindestens zwei voneinander in Umfangsrichtung U beabstandeten Sektoren S1, S2 angeordnet ist, wobei die Innenfläche (2.1) des Deckels (2) unmittelbar oder zumindest mittelbar gegen die Lagermatte (4) anlegbar ist und nur im Bereich der mindestens zwei Sektoren S1, S2 ausgebildet ist.
Abgas-Reinigungsbaustein (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere in Umfangsrichtung U beabstandete Lagermatten (4a, 4b) sowie mehrere Innenflächen (2.1a, 2.1b) über die Umfangsrichtung U verteilt vorgesehen sind.
Abgas-Reinigungsbaustein (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige Innenfläche (2.1a, 2.1b) gebildet ist durch eine Ein- oder Anformung (2.3a, 2.3b) des Deckels (2).
Abgas-Reinigungsbaustein (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenfläche des Deckels (2), die mittel- oder unmittelbar gegen die Lagermatte (4a, 4b) anlegbar ist, nur im Bereich der jeweiligen Lagermatte (4a, 4b) ausgebildet ist.
Abgas-Reinigungsbaustein (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel (2) einen Deckelrand (2.4) aufweist, wobei der Deckelrand (2.4) den Gehäuserand (1.2) außerhalb umgibt.
Abgas-Reinigungsbaustein (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Teilumfang U2 und/oder der Teilumfang U4 über einen Winkelbereich zwischen 30° und 120° ausgebildet ist.
Abgas-Reinigungsbaustein (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel (2) eine Öffnung (2.5) mit einer Mittelachse (2.6) aufweist und dass das Substratgehäuse (1.1) eine Längsachse (1.3) aufweist, wobei ein Winkel α zwischen der Mittelachse (2.6) und der Längsachse (1.3) mindestens 40° oder 50° bis 60° aufweist.
Abgas-Reinigungsbaustein (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittelachse (2.6) mit Bezug zur Längsachse (1.3) eine radiale Komponente (2.6r) aufweist, wobei mindestens zwei Lagermatten (4a, 4b) und/oder zwei Innenflächen (2.1a, 2.1b) gegenüberliegend zur radialen Komponente (2.6r) angeordnet sind.