DE112009005066T5

DE112009005066T5 - Vorrichtung, System und Methode für die Isolierung eines Bauelements zur Abgasnachbehandlung

Info

Publication number: DE112009005066T5
Application number: DE112009005066T
Authority: DE
Inventors: Aashish Wadke; Scott Lubenow; Chris Cremeens; Jason Drost; Daniel W. Woods
Original assignee: Cummins Filtration IP Inc
Current assignee: Cummins Filtration IP Inc
Priority date: 2008-12-03
Filing date: 2009-12-03
Publication date: 2012-11-29
Also published as: CN102239315A; US8066792B2; US20100132322A1; WO2010065764A2; WO2010065764A3; CN102239315B

Abstract

Laut einem repräsentativen Ausführungsbeispiel, ein Bauelement zur Abgasnachbehandlung (10), das ein Gehäuse (26) umfasst, welches einen inneren Hohlraum (40) begrenzt, durch den Auspuffgase strömen können. Das Gehäuse umfasst einen inneren Körper (34), einen äußeren Körper (32) sowie einen zwischen dem inneren Körper und dem äußeren Körper begrenzten Raum (78). Das Bauelement umfasst ebenso ein in dem Raum positioniertes Isolierpaket (100). Das Isolierpaket umfasst in einem biegsamen Gewebe (104) verkapseltes Isoliermittel (102). Das Isolierpaket umfasst ferner ein zumindest teilweise biegesteifes Element (110), dessen Steifigkeit größer ist als die Steifigkeit des Isoliermittels und des biegsamen Gewebes.

Description

Diese Erfindung betrifft Abgassysteme für Verbrennungsmotoren, genauer gesagt, die Isolierung für Bauelemente von Abgasnachbehandlungssystemen.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Abgasnachbehandlungssysteme nehmen von einem Verbrennungsmotor erzeugte Auspuffgase auf und unterziehen sie einer Nachbehandlung. Typische Abgasnachbehandlungssysteme bestehen aus beliebigen unterschiedlichen Bauelementen, die für die Senkung des Niveaus der im Auspuff vorhandenen schädlichen Abgasemissionen konfiguriert sind. So enthalten beispielsweise einige Abgasnachbehandlungssysteme dieselbetriebener Verbrennungsmotoren einen Feinstaubfilter, einen Diesel-Oxydationskatalysator sowie einen Katalysator für selektive katalytische Reduktion (SCR). Bevor sie an die Umwelt ausgestoßen werden, passieren die heißen Auspuffgase des Motors jedes dieser Bauelemente. Die Bauelemente zur Abgasnachbehandlung bestehen aus einem Gehäuse, das einen inneren Hohlraum begrenzt, in welchem ein Filter oder Katalysator zur Abgasnachbehandlung eingebaut ist. Wenn die heißen Auspuffgase den inneren Hohlraum durchlaufen, kann die Hitze der Auspuffgase die Oberflächentemperatur der Wände des Gehäuses ansteigen lassen. Wegen der mit hohen Oberflächentemperaturen verbundenen potenziellen Sicherheitsrisiken wurden Sicherheitsvorschriften erlassen, in denen Höchstgrenzen für die Temperatur der äußeren Oberflächen der Gehäuse festgelegt sind. Zur Befolgung der Sicherheitsvorschriften wurde versucht, die Temperatur der äußeren Oberflächen von Bauelementen zur Abgasnachbehandlung zu senken. In einem konventionellen Abgasnachbehandlungssystem ist eine Isolierschicht um die äußere Oberfläche von Bauelementgehäusen gewickelt.
In einem weiteren konventionellen Abgasnachbehandlungssystem ist eine Isolierschicht in einem durch eine äußere Wand und eine innere Wand der Bauelementgehäuse begrenzten Raum angebracht. Diese Methode ist insbesondere dann nützlich, wenn die äußere Oberfläche des Bauelements für die Befestigung des Bauelements am Fahrzeug benutzt wird und daher nicht durch Isolierung abgedeckt werden kann. Der Hohlraum ist eine vollständig umschlossene Kammer, die den heißen Auspuffgasen auf ihrem Weg durch das Bauelement nicht direkt ausgesetzt ist. Darüber hinaus sind die äußere Wand und die innere Wand der Bauelementgehäuse nicht so konfiguriert, dass sie die Isolierschicht zusammendrücken.
ZUSAMMENFASSUNG
Der Gegenstand des vorliegenden Antrags wurde als Reaktion auf den gegenwärtigen Stand der Technik und insbesondere als Reaktion auf Probleme und Bedürfnisse des Stands der Technik entwickelt, die mit den derzeit erhältlichen Isolierungen für Bauelemente von Abgasnachbehandlungssystemen bisher noch nicht vollständig gelöst werden konnten. Aus diesem Grund wurde der Gegenstand des vorliegenden Antrags entwickelt, um eine Vorrichtung, ein System und eine Methode für die Isolierung von Bauelementen zur Abgasnachbehandlung zu schaffen, die zumindest einige der nachfolgenden Unzulänglichkeiten oder sonstigen Mängel von Isolierungsmethoden nach dem bisherigen Stand der Technik beheben.
Eine um die Außenseite von Bauelementen der Abgasnachbehandlung den bekannten Methoden entsprechend gewundene Wickelisolierung bedeckt unter Umständen Befestigungsbereiche, die für die Befestigung der Bauelemente an einem Fahrzeug benötigt werden. In einer Folie verkapselte Isolierung, die anderen bekannten Methoden entsprechend in einer durch eine äußere und eine innere Wand begrenzte und vollständig umschlossene Kammer positioniert ist, bedeckt zwar die Außenseite des Bauelements nicht, gewährleistet jedoch gleichzeitig auch keine ausreichende Abdichtung, um das Passieren von Auspuffgasen zwischen der Isolierung und den äußeren und inneren Wänden zu verhindern.
Isolierung, die in einem in der vollständig umschlossenen Kammer positionierten Gewebe verkapselt ist, ist den heißen Auspuffgasen nicht ausgesetzt und muss daher die Kammer nicht abdichten. Zur ausreichenden Abdichtung der Kammer vor den Einflüssen der Auspuffgase müssen jedoch andere Methoden wie Präzisions- und Vollschweißung eingesetzt werden, die zusätzliche Herstellungsschritte und Kosten verursachen. Wenn die im Gewebe verkapselte Isolierung heißen Auspuffgasen ausgesetzt wird, dann erfolgt keine Komprimierung der Isolierung zur Abdichtung der Kammer. Daneben ist die Isolierfaser ohne Komprimierung der Isolierung unter Umständen in der Lage, von der Isolierung in das Nachbehandlungs-Bauelement zu wandern, was zu einer verminderten Wirksamkeit des Bauelements führen kann. Außerdem ist die in einem Gewebe verkapselte bekannte Isolierung nicht biegesteif genug für den Einbau in eine Kammer, die dafür ausgelegt ist, wie hier beschrieben, die Isolierung zu komprimieren. Generell wird für den Einbau von in Gewebe verkapselter Isolierung diese durch die Kammer im Nachbehandlungs-Bauelement eingeführt. Ist die Kammer so ausgelegt, dass sie die Isolierung komprimieren soll, und ist die Isolierung nicht ausreichend biegesteif, dann knüllt sie sich unter Umständen zusammen und verhindert eine Fortbewegung bei der Einführung der Isolierung in die Kammer. Aus diesem Grund wurde der Gegenstand des vorliegenden Antrags entwickelt, um eine Vorrichtung und ein System für die Isolierung von Bauelementen zur Abgasnachbehandlung zu schaffen, die zumindest einige Unzulänglichkeiten von Isolierungsmethoden nach dem bisherigen Stand der Technik beseitigen.
Laut einem repräsentativen Ausführungsbeispiel, das eine oder mehrere Unzulänglichkeiten des bisherigen Stands der Technik behebt, umfasst ein Bauelement zur Abgasnachbehandlung ein Gehäuse, welches einen inneren Hohlraum begrenzt, durch welchen Auspuffgase strömen können. Das Gehäuse umfasst einen inneren Körper, einen äußeren Körper sowie einen zwischen dem inneren Körper und dem äußeren Körper begrenzten Raum. Das Bauelement umfasst auch ein Isolierpaket, das in diesem Raum positioniert ist. Das Isolierpaket besteht aus einem in einem biegsamen Gewebe verkapselten Isoliermittel. Darüber hinaus besteht das Isolierpaket aus einem zumindest teilweise biegesteifen Element, dessen Steifigkeit größer ist als die Steifigkeit des Isoliermittels und des biegsamen Gewebes.
In einem Ausführungsbeispiel weist das Isolierpaket eine Länge auf, die sich im Wesentlichen im rechten Winkel auf eine Achse des Gehäuses erstreckt. Die Steifigkeit des zumindest teilweise biegesteifen Elements, des Isoliermittels und des biegsamen Gewebes ist eine im Wesentlichen zur Achse des Gehäuses parallel liegende axiale Steifigkeit.
Laut einigen Ausführungsbeispielen ist das zumindest teilweise biegesteife Element eine Platte. Das zumindest teilweise biegesteife Element kann in das Isoliermittel eingebettet sein. Alternativ wird das zumindest teilweise biegesteife Element an der äußeren Oberfläche des biegsamen Gewebes befestigt. Das zumindest teilweise biegesteife Element kann sich seitlich von einer ersten Seite des Isolierpakets bis zu einer zweiten Seite des Isolierpakets erstrecken. In einem Ausführungsbeispiel ist das zumindest teilweise biegesteife Element so ausgeführt, dass es während des Betriebs des Bauelements verbrennt.
In bestimmten Ausführungsbeispielen komprimiert der äußere Körper des Bauelements das Isolierpaket gegen den inneren Körper in einer im Wesentlichen im rechten Winkel auf eine Achse des Bauelements liegenden Richtung. Auch bildet in einigen Ausführungsbeispielen das Isolierpaket mit dem inneren Körper und dem äußeren Körper eine Abdichtung, um das Passieren von Auspuffgasen zwischen dem Isolierpaket und dem inneren Körper sowie dem äußeren Körper zu verhindern.
Laut einigen Ausführungsbeispielen ist der innere Körper in den äußeren Körper einsteckbar. Der innere Körper kann eine allgemein zylindrische Form annehmen und besteht aus einer Innenwand und zwei mit Abstand zueinander angeordneten Seitenwänden, die sich radial von der Innenwand nach außen erstrecken. Der oben beschriebene Raum kann zwischen dem äußeren Körper sowie der Innenwand und den beiden Seitenwänden des inneren Körpers begrenzt sein. Ein Spalt kann zwischen mindestens einer der beiden Seitenwände des inneren Körpers und dem äußeren Körper begrenzt sein. Das biegsame Gewebe des Isolierpakets kann mit den den Spalt passierenden heißen Auspuffgasen in Kontakt kommen. In einem anderen Ausführungsbeispiel besteht das Bauelement zur Abgasnachbehandlung aus einem äußeren Körper, einem im Abstand zum äußeren Körper angeordneten inneren Körper, einer zwischen dem äußeren Körper und dem inneren Körper begrenzten Kammer und einem in der Kammer positionierten Isolierpaket. Das Isolierpaket besteht aus einem in einem biegsamen Gewebe verkapselten Isoliermittel. Zur Komprimierung des Isolierpakets gegen den inneren Körper übt der äußere Körper eine Druckkraft auf das Isolierpaket aus.
Laut einigen Ausführungsbeispielen ist das Isolierpaket unter der Druckkraft verformbar, um eine Abdichtung zwischen dem äußeren Körper und dem inneren Körper zu erzielen. Die Druckkraft kann eine im rechten Winkel auf die zentrale Achse des Bauelements wirkende radiale Druckkraft sein. Das Isolierpaket kann ein biegesteifes Element enthalten, dessen axiale Steifigkeit größer ist als die axiale Steifigkeit des Isolierpakets und des biegsamen Gewebes. Die Druckkraft kann eine im rechten Winkel auf die zentrale Achse des Bauelements wirkende radiale Druckkraft sein; das Isoliermittel kann eine die radiale Steifigkeit übersteigende axiale Steifigkeit aufweisen.
Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel umfasst eine Methode zur Herstellung eines Bauelements zur Abgasnachbehandlung die Beistellung eines ersten Körpers, der eine erste innere Oberfläche und eine erste äußere Oberfläche umfasst. Die erste innere Oberfläche begrenzt einen ersten inneren Hohlraum. Die Methode umfasst die Beistellung eines zweiten Körpers, der aus einer zweiten inneren Oberfläche und einer zweiten äußeren Oberfläche besteht. Die zweite innere Oberfläche begrenzt einen zweiten inneren Hohlraum. Die Methode umfasst auch die Positionierung eines Isolierpakets um den ersten Körper entlang der ersten äußeren Oberfläche, wo das Isolierpaket aus mit einem Gewebe umhülltem Isoliermittel besteht. Daneben besteht die Methode aus der Einführung des ersten Körpers in den zweiten Innenraum des zweiten Körpers dergestalt, dass das Isolierpaket zwischen der ersten äußeren Oberfläche und der zweiten inneren Oberfläche positioniert wird. Daneben besteht die Methode aus der Komprimierung des Isolierpakets mit dem zweiten Körper, während der erste Körper in den zweiten Innenraum des zweiten Körpers eingeführt wird.
In einigen Ausführungsbeispielen sind der erste Körper und der zweite Körper generell zylinderförmig, während die Komprimierung des Isolierpakets aus der radial nach innen ausgeführten Komprimierung des Isolierpakets besteht. Das Einführen des ersten Körpers in den zweiten Innenraum des zweiten Körpers kann das Einführen des ersten Körpers in den zweiten Innenraum des zweiten Körpers in einer im Wesentlichen axialen Richtung umfassen. Die Methode kann des Weiteren aus dem Entgegenwirken gegen die axiale Komprimierung des Isolierpakets bestehen, während der erste Körper in den zweiten Innenraum des zweiten Körpers eingeführt wird. In bestimmten Ausführungsbeispielen wird der Widerstand gegen die axiale Komprimierung durch ein mit dem Isolierpaket gekoppeltes biegesteifes Element ermöglicht. In anderen Ausführungsbeispielen ist das Isoliermittel des Isolierpakets axial biegesteif; der Widerstand gegen die axiale Komprimierung wird durch die axiale Steifigkeit des Isoliermittels ermöglicht.
In einigen Ausführungsbeispielen weist das Isolierpaket eine erste Dicke auf, bevor der erste Körper in den zweiten Innenraum des zweiten Körpers eingeführt wird. Die erste Dicke ist größer als der maximale Abstand zwischen der ersten äußeren Oberfläche und der zweiten inneren Oberfläche, nachdem der erste Körper in den zweiten Innenraum des zweiten Körpers eingeführt wurde. Die Komprimierung des Isolierpakets kann dann eine Verminderung der Dicke des Isolierpakets von der ersten Dicke auf eine zweite Dicke umfassen, die ungefähr dem Maximalabstand zwischen der ersten äußeren Oberfläche und der zweiten inneren Oberfläche entspricht.
Nach bestimmten Ausführungsbeispielen umfasst die Methode darüber hinaus das Deformieren des Isolierpakets in einen abgedichteten Eingriff mit der ersten äußeren Oberfläche und der zweiten inneren Oberfläche. In anderen bestimmten Ausführungsbeispielen umfasst die Methode das Abdichten der ersten äußeren Oberfläche und der zweiten inneren Oberfläche mit dem Isolierpaket.
Laut einem anderen Ausführungsbeispiel umfasst ein Isolierpaket für die Isolierung eines Bauelements zur Abgasnachbehandlung entlang des Inneren des Bauelements ein Isoliermittel und ein biegsames Gewebe, das das Isoliermittel einkapselt. Das Bauelement legt eine zentrale Achse fest. Relativ zur zentralen Achse ist das Isolierpaket radial kompressibel und axial im Wesentlichen inkompressibel. Das Bauelement kann Behelfsmittel zur Erzielung einer radialen Steifigkeit enthalten.
Nach einigen Ausführungsbeispielen umfasst das Bauelement einen zumindest mit dem Isoliermittel oder mit dem biegsamen Gewebe verbundenen axialen Stabilisator. Der axiale Stabilisator kann aus Metallfolie bestehen. In bestimmten Anwendungsbeispielen umfasst das Isoliermittel mindestens zwei Isolierschichten, während der axiale Stabilisator einen Klebstoff aufweist, der die Schichten des Isoliermittels miteinander verbindet.
Verweise in dieser gesamten Spezifikation auf Merkmale, Vorteile, oder ähnliche Ausdrücke bedeuten nicht, dass alle jene Merkmale oder Vorteile, die mit der gegenständlichen Erfindung umgesetzt werden können, gemeinsam in ein und demselben Ausführungsbeispiel der Erfindung vorhanden sind oder sein sollten. Ausdrücke, die sich auf die Merkmale und Vorteile beziehen, sollen vielmehr bedeuten, dass in Verbindung mit einem Ausführungsbeispiel beschriebene bestimmte einzelne Merkmale, Vorteile oder Charakteristika in mindestens einem Ausführungsbeispiel der gegenständlichen Erfindung vorhanden sind. Eine Erörterung der Merkmale und Vorteile oder ähnliche Aussagen in dieser Spezifikation können sich auf das gleiche Ausführungsbeispiel beziehen, müssen dies jedoch nicht.
Die beschriebenen Merkmale, Vorteile und Charakteristika der Erfindung können in geeigneter Weise in einem einzelnen oder in mehreren Ausführungsbeispielen kombiniert werden. Einschlägig bewanderte Fachleute werden erkennen, dass die Erfindung auch ohne eines oder mehrere der spezifischen Merkmale und Vorteile eines bestimmten Ausführungsbeispiels genutzt werden kann. In anderen Fällen lassen sich in bestimmten Ausführungsbeispielen unter Umständen zusätzliche Merkmale und Vorteile erkennen, die gegebenenfalls nicht in allen Ausführungsbeispielen der Erfindung vorhanden sind. Diese Merkmale und Vorteile der gegenständlichen Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung und den beiliegenden Ansprüchen in höherem Maße offensichtlich oder fassen sich aus der in der Folge dargestellten praktischen Umsetzung der Erfindung erkennen.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Zum besseren Verständnis der Vorteile des Gegenstands erfolgt eine detailliertere Beschreibung des oben in Kürze beschriebenen Gegenstands durch Verweis auf bestimmte Ausführungsbeispiele, die in den beiliegenden Zeichnungen dargestellt sind. Mit dem Hinweis, dass in diesen Zeichnungen nur typische Ausführungsbeispiele des Gegenstands dargestellt und diese daher nicht als Einschränkung des Anwendungsbereichs zu betrachten sind, wird der Gegenstand durch die Verwendung dieser Zeichnungen mit zusätzlicher Genauigkeit und Detailtiefe beschrieben und erläutert; in diesen Zeichnungen ist:
1 eine perspektivische Ansicht eines Bauelements zur Abgasnachbehandlung nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,
2 eine perspektivische Schnittansicht des Bauelements zur Abgasnachbehandlung von 1,
3 eine seitliche Querschnitts-Explosionsansicht des Bauelements zur Abgasnachbehandlung von 1,
4 eine seitliche Querschnitts-Explosionsansicht des Bauelements zur Abgasnachbehandlung von 1 mit einem Isolierpaket um einen inneren Körper,
5 eine seitliche Schnittansicht des Bauelements zur Abgasnachbehandlung von 1,
6 eine perspektivische Ansicht eines Isolierpakets nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,
7 eine seitliche Schnittansicht des Bauelements zur Abgasnachbehandlung von 1 mit der Darstellung des Einbaus des Isolierpakets,
8 eine seitliche Schnittansicht eines Bauelements zur Abgasnachbehandlung nach einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung mit der Darstellung eines Isolierpakets ohne axialen Stabilisator,
9 eine seitliche Schnittansicht eines Bauelements zur Abgasnachbehandlung mit mehreren Isolierpaketen nach einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung, und
10 eine seitliche Schnittansicht eines Bauelements zur Abgasnachbehandlung mit einem Isolierpaket, das ein axial biegesteifes Isoliermittel nach einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung aufweist.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
In dieser gesamten Spezifikation bedeuten „ein Ausführungsbeispiel”, „ein einzelnes Ausführungsbeispiel” oder ähnliche Begriffe, dass ein(e) in Verbindung mit dem Ausführungsbeispiel beschriebene(s) Merkmal, Struktur oder Charakteristikum in mindestens einem Ausführungsbeispiel der gegenständlichen Erfindung vorhanden ist. In dieser gesamten Spezifikation bezieht sich der Ausdruck „in einem Ausführungsbeispiel”, „in einem einzelnen Ausführungsbeispiel” oder ein ähnlicher Ausdruck unter Umständen, jedoch nicht zwingend, auf ein und dasselbe Ausführungsbeispiel.
Die beschriebenen Merkmale, Strukturen oder Charakteristika der Erfindung können in geeigneter Weise in einem einzelnen oder in mehreren Ausführungsbeispielen kombiniert werden. In der nachfolgenden Beschreibung werden zahlreiche spezifische Details angegeben, die dem gründlichen Verständnis der Ausführungsbeispiele der Erfindung dienen sollen. Einschlägig bewanderte Fachleute werden jedoch erkennen, dass die Erfindung auch ohne ein oder mehrere der spezifischen Details oder aber mit anderen Methoden, Bauelementen, Materialien usw. genutzt werden kann. In anderen Fällen sind bekannte Strukturen, Materialien oder Wirkungsweisen nicht im Detail abgebildet oder beschrieben, um eine Verdeckung anderer Aspekte der Erfindung zu vermeiden.
In diesem Dokument sind verschiedene Ausführungsbeispiele eines Isolierpakets für die Isolierung verschiedener Bauelemente eines mit einem Verbrennungsmotor verbundenen Abgasnachbehandlungssystems beschrieben. In einem Ausführungsbeispiel ist das Isolierpaket dergestalt entlang einer Innenseite eines Bauelements eingepasst, dass es sich auf die an der Außenseite des Bauelements befindlichen Befestigungsbereiche nicht störend auswirkt. Das Isolierpaket kann ein biegsames Gewebe besitzen, in welchem das Isoliermittel verkapselt ist. Das Isolierpaket kann radial komprimiert werden, sodass es eine Abdichtung zwischen dem Isolierpaket und dem Bauelement bildet und auch die Wanderung von Isolierfasern verhindert. Zur wesentlichen Verringerung der Kompression in axialer Richtung kann das Isolierpaket einen axialen Stabilisator oder ein biegesteifes Element enthalten. Der axiale Stabilisator ermöglicht den Einbau des Isolierpakets im Bauelement ohne unerwünschtes Knüllen des Pakets. Auch kann das Gewebe ein Hochtemperaturgewebe sein, das den hohen Temperaturen der das Bauelement durchströmenden Auspuffgase widerstehen kann. In einigen Ausführungsbeispielen kann daher das biegsame Gewebe in direktem Kontakt mit den Auspuffgasen sein.
In einem in 1 dargestellten spezifischen Ausführungsbeispiel umfasst ein Bauelement 10 eines (nicht dargestellten) Abgasnachbehandlungssystems einen ersten Partikelfilter-abschnitt 12, einen Oxydationskatalysatorabschnitt 14, der dem ersten Partikelfilterabschnitt 12 nachgeordnet ist, und einen dem Oxydationskatalysatorabschnitt nachgeordneten zweiten Partikelfilterabschnitt 16. Das Bauelement 10 umfasst einen Auspuffeinlass 22 zur Aufnahme der Auspuffgase 18 und einen Auspuffauslass 24 für den Austritt der Auspuffgase 20 aus dem Bauelement. Der Auspuffeinlass 22 und der Auslass 24 sind an ein Gehäuse 26 des Bauelements 10 gekoppelt. Das Gehäuse erstreckt sich von einem ersten Ende 28 bis zu einem zweiten Ende 30. Die in das Bauelement 10 durch den Auspuffeinlass 22 eintretenden Auspuffgase 18 passieren den ersten Partikelfilterabschnitt 12, den Oxydationskatalysatorabschnitt 14 sowie einen zweiten Partikelfilterabschnitt 16, bevor sie das Bauelement durch den Auspuffauslass 24 verlassen. In einigen Anwendungsbeispielen ist der zweite Partikelfilterabschnitt 16 im Wesentlichen ein Spiegelbild des ersten Partikelabschnitts 12. Daher gelten unter Umständen die unten näher beschriebenen allgemeinen Merkmale des ersten Partikelabschnitts 12 in gleicher Weise für den zweiten Partikelabschnitt 16.
In 2 umfasst das Gehäuse 26 einen äußeren Körper 32 und einen inneren Körper 34. Der äußere Körper 32 umfasst ein generell zylindrisch geformtes röhrenförmiges Element, das sich etwa vom ersten Ende 28 des Gehäuses 26 bis etwa zum zweiten Ende 30 des Gehäuses erstreckt. Der äußere Körper 32 umfasst darüber hinaus eine äußere Oberfläche 36 und eine entgegengesetzte innere Oberfläche 38. Der äußere Körper 32 weist einen ersten äußeren Durchmesser D1 entlang des ersten Filterabschnitts 12 auf (siehe 4). Die innere Oberfläche 38 des äußeren Körpers 32 begrenzt einen ersten inneren Hohlraum 40. Der innere Hohlraum 40 entlang des ersten Filterabschnitts 12 weist einen zweiten Durchmesser D2 auf (siehe 4). Der Oxydationskatalysatorabschnitt 14 umfasst einen im ersten inneren Hohlraum 40 positionierten Oxydationskatalysator 42 und kann eine äußere Isolierschicht 44 aufweisen, die sich über die äußere Oberfläche 36 erstreckt. Der Filterabschnitt 12 umfasst einen ringförmigen Anschlag 46, der an der inneren Oberfläche 38 des äußeren Körpers 32 an einer Stelle zwischen dem Oxidationskatalysator 42 und dem ersten Ende 28 befestigt ist. Der Anschlag 46 erstreckt sich von der inneren Oberfläche 38 radial nach innen in Richtung einer zentralen Achse 48 des Bauelements 10 (siehe 3) und begrenzt eine Öffnung 50, durch die die Auspuffgase in den Oxydationskatalysatorabschnitt 14 strömen können.
Der innere Körper 34 umfasst ein generell zylindrisches röhrenförmiges Element, das eine äußere Oberfläche 52 und eine gegenüber liegende innere Oberfläche 54 besitzt (siehe z. B. 3). Die innere Oberfläche 54 begrenzt einen zweiten inneren Hohlraum 56, in den Filtermedium (nicht dargestellt) eingebracht werden kann. Das Filtermedium umfasst gewöhnlich einen zylinderförmigen Filter, der beliebige unterschiedlich ausgeformte Kanäle aufweist, durch die die Auspuffgase strömen. Beim Durchlauf der Auspuffgase von einem Kanal zum anderen wird Feinstaub aus dem Auspuff gefiltert, der sich an den Wänden der Kanäle ablagert. Schlussendlich wird der abgelagerte Feinstaub im Rahmen eines Filterregenerationsvorgangs verbrannt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Filtermedium entfernt, damit die Merkmale des inneren Körpers 34 deutlicher dargestellt werden können.
In den 2 und 3 ist der innere Körper 34 im Querschnitt generell U-förmig, mit einer inneren Wand 60 zwischen zwei in Abstand zueinander angeordneten Seitenwänden 62, 64 positioniert, die sich im Wesentlichen radial nach außen (z. B. im Wesentlichen im rechten Winkel) von der inneren Wand 60 weg von der zentralen Achse 48 erstrecken. Der von der inneren Wand 60 und den Seitenwänden 62, 64 begrenzte Raum bildet einen das Isolierpaket aufnehmenden ringförmigen Raum 66. Der innere Körper 34 ist am ersten Endabschnitt 70 des Gehäuses 26 befestigt. Der erste Endabschnitt 70 begrenzt das erste Ende 28 des Gehäuses 26; der Auspuffeinlass 22 ist an den ersten Endabschnitt 70 gekoppelt. Der erste Endabschnitt 70 umfasst eine äußere Hülle 72, eine innere Hülle 74 und zwischen der äußeren Hülle und der inneren Hülle positioniertes Isoliermittel 76. Der innere Körper 34 ist durch Ankoppelung der Seitenwand 62 an die innere Hülle 74 am Endabschnitt 70 befestigt. Die Seitenwand 62 kann mittels beliebiger der verschiedenen in der Technik bekannten Befestigungsmethoden wie Schweißen, Kleben, Adhäsion oder Befestigung mit Halterungen an der inneren Hülle 74 befestigt werden. Vorzugsweise ist der innere Körper 34 an der inneren Hülle 74 dergestalt befestigt, dass sich die innere Wand 60 des inneren Körpers 34 im Wesentlichen im rechten Winkel weg von der inneren Hülle (z. B. im Wesentlichen parallel zur zentralen Achse 48) erstreckt.
In 2 wird ein Raum oder eine Kammer 78 zwischen dem äußeren Körper 32 und dem inneren Körper 34 begrenzt. Generell umfasst die Kammer 78 den von der inneren Oberfläche 38 des äußeren Körpers 32 umgebenen Isolierungsaufnahmeraum 66. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Kammer 78 über den Kontakt zwischen dem äußeren Körper 32, dem inneren Körper 34, dem Anschlag 46 und dem ersten Endabschnitt 70 umschlossen. In einigen Anwendungsbeispielen, wie in Verbindung mit 9 unten genauer beschrieben, ist die Kammer 78 abgeschlossen, obwohl zwischen den inneren und den äußeren Körpern 32, 34 ein Spalt oder mehrere Spalte bestehen. Der Kontakt zwischen dem äußeren Körper 32, dem inneren Körper 34, dem Anschlag 46 und dem ersten Endabschnitt 70 des Bauelements 10 stellt nicht zwangsläufig eine Abdichtung dar, die verhindern würde, dass die Auspuffgase von einem Teilbereich zum anderen strömen. In einigen Anwendungsbeispielen können die Teilbereiche vollständig aneinander geschweißt werden, dass sie eine feste Abdichtung zwischen den Teilbereichen bilden. Vollschweißungen können jedoch kostspielig und Zeit raubend sein, was das Produktionsverfahren belasten würde. Zur Vermeidung einer solchen Belastung des Produktionsverfahrens, wie unten näher beschrieben, werden in einigen Anwendungsbeispielen die Teilbereiche miteinander über Reibungskontakt, leichten Druck oder Teilschweißungen in Kontakt gehalten. Diese Befestigungsmethoden senken zwar Produktionszeit und -kosten, jedoch stellt die Schnittstelle zwischen den Teilbereichen unter Umständen keine Abdichtung dar, die die Umgehung durch die Auspuffgase verhindern würde.
Die äußere Hülle 72 des ersten Endabschnitts 70 umfasst einen Lippenteil 80, der sich im Wesentlichen im rechten Winkel weg vom ersten Endabschnitt 28 des Gehäuses 26 und im Wesentlichen parallel zur zentralen Achse 48 erstreckt. Der Lippenteil 80 begrenzt einen zylindrisch geformten Raum, der einen dritten Durchmesser D3 aufweist. In ähnlicher Weise umfasst die innere Hülle 74 des ersten Endabschnitts 70 einen Lippenteil 82, der sich nachgelagert weg vom ersten Ende 28 erstreckt. Der Lippenteil 82 hat einen vierten maximalen inneren Durchmesser D4 und einen maximalen äußeren Durchmesser, der in etwa dem dritten Durchmesser D3 entspricht. Der vierte Durchmesser D4 des Lippenteils 82 ist nur etwas kleiner als der erste äußere Durchmesser D1 des äußeren Körpers 32. Der Lippenteil 82 der inneren Hülle 74 kann sich vom ersten Ende 28 in radial nach innen weisender Richtung zur zentralen Achse 48 erstrecken und eine radial nach außen gebogene Spitze aufweisen. Der vom Lippenteil 80 der äußeren Hülle 72 begrenzte zylindrisch geformte Raum nimmt einen Teil der Isolierung 76 und einen Teil der inneren Hülle 74 dergestalt auf, dass der Lippenteil 80 zumindest teilweise den Lippenteil 82 der inneren Hülle 74 umgibt. Der Lippenteil 80 kann mithilfe unterschiedlicher Befestigungsmethoden, beispielsweise durch Schweißung, am Lippenteil 82 befestigt werden.
Zwar handelt es sich bei dem dargestellten Bauelement um eine Kombination aus Partikelfilter und Oxidationskatalysator, das Bauelement kann jedoch jedes beliebige der verschiedenen in Abgasnachbehandlungssystemen verwendeten Bauelemente sein, die für die Abscheidung oder Verminderung schädlicher Partikel oder Emissionen aus den durch einen Verbrennungsmotor erzeugten Auspuffgasen ausgelegt sind. So kann beispielsweise in einigen Anwendungsbeispielen das Bauelement aus einem Partikelfilter, einem Oxidationskatalysator, einem Katalysator für selektive katalytische Reduktion (SCR) oder einem Ammoniakoxidationskatalysator bestehen. Darüber hinaus kann das Bauelement 10, obwohl es im Ausführungsbeispiel als generell mit zylinderförmigem Querschnitt dargestellt ist, beliebige von der Zylinderform abweichende Querschnittsformen wie rechteckige, eiförmige oder elliptische Formen aufweisen.
Wie in 2 dargestellt, umfasst das Bauelement 10 ein entlang einem Inneren des Bauelements positioniertes Isolierpaket 100. Generell wird das Isolierpaket 100 zur Isolierung der äußeren Kontaktoberfläche eines Bauelements zur Abgasnachbehandlung von den durch das Bauelement strömenden heißen Auspuffgasen verwendet. In den 2 und 6 umfasst das Isolierpaket 100 eine in einem Gewebe 104 verkapselte Bahn des Isoliermittels 102. Das Isolierpaket 100 ist allgemein entlang seiner Länge L biegsam, seiner Breite W entlang jedoch biegesteif. So ist beispielsweise das Isolierpaket 100, wie in 3 und 6 dargestellt, entlang seiner Länge L gebogen und bildet eine generell gebogene oder ringförmige Form. Das Isoliermittel 102 kann eines der vielen in der Technik bekannten Isoliermittel sein, hergestellt aus einem beliebigen der verschiedenen Isoliermaterialien wie Kohlenstoff, Silika, Glasfaser, Zellulose, Polyurethan, Polystyrol oder Keramik. In einigen Anwendungsbeispielen umfasst das Isoliermittel 102 eine Vielzahl von Isolierfasern, die aus den Isoliermaterialien hergestellt werden.
Vorzugsweise ist das Gewebe 104 zumindest teilweise biegsam, temperaturfest gegenüber hohen Temperaturen, z. B. über 1.800°F und im Wesentlichen nicht entflammbar. In bestimmten Anwendungsbeispielen ist das Gewebe 104 weniger biegesteif als das Isoliermittel 102. Wie in 6 dargestellt, sind in einem Ausführungsbeispiel ein oder mehrere Stücke von Gewebe 104 über das gesamte Isoliermittel 102 platziert, und das Gewebe verkapselt das Mittel mithilfe von Saumnähten 106 im Gewebe, z. B. durch Zusammenhalten des Gewebes entlang jeder Kante des Mittels. In anderen Ausführungsbeispielen werden die Nähte durch Klebstoffe oder andere Bindungsmethoden erzielt.
In nicht gebogenem Zustand kann das Isolierpaket 100 eine generell rechteckige Form entsprechend dem dargestellten Ausführungsbeispiel einnehmen. Alternativ kann das Isolierpaket 100 eine beliebige der für die spezielle Anwendung oder das eingesetzte Bauelement geeigneten Formen haben. So können beispielsweise die Kanten des Isolierpakets Nuten, Löcher oder Kurven aufweisen, damit es um störende Strukturen oder geometrische Ausformungen des Nachbehandlungsbauelements herum aufgebracht werden kann. Darüber hinaus können, wie in 6 dargestellt, Öffnungen wie Öffnung 108 im Isolierpaket 100 zur Aufnahme von Bauelementvorrichtungen wie Sensoren oder Sensoranschlüsse, z. B. Sensoranschluss 83 (siehe 3–5) vorgesehen sein.
Wie in 2 dargestellt, umfasst das Isolierpaket 100 einen axialen Stabilisator 110, der sich über einen wesentlichen Teil der Breite des Isolierpakets erstreckt. Das Isolierpaket 100 ist so ausgelegt, dass es radial kompressibel und axial im Wesentlichen inkompressibel ist. Damit es im Wesentlichen axial inkompressibel ist, muss das Isolierpaket 100 axial nicht vollständig inkompressibel sein, sondern kann ein unwesentliches oder geringfügiges Maß an Komprimierbarkeit aufweisen. In einem Anwendungsbeispiel wird „im Wesentlichen axial inkompressibel” so definiert, dass es jenes Maß an Komprimierbarkeit zulässt, die nicht dazu führt, dass sich das Isolierpaket während der Montage des Bauelements 10 gegen den äußeren Körper 32 zusammenknüllt (siehe 8 unten).
Der axiale Stabilisator 110 verhindert im Wesentlichen eine Biegung, Krümmung oder Komprimierung entlang der Breitenachse des Isolierpakets. Wie weiter unten eingehender beschrieben, liegt die Breite der Isolierung nach ihrem Einbau in den Filterabschnitt 12 im Wesentlichen parallel zur zentralen Achse 48 des Bauelements 10. Daher ist der Stabilisator 110 ein axialer Stabilisator, da er der Biegung, Krümmung oder Komprimierung des Isolierpakets 100 in axialer Richtung, d. h. in einer im Wesentlichen parallel zur zentralen Achse 48 des Bauelements 10 liegenden Richtung, entgegenwirkt. Generell weist der axiale Stabilisator 110 in axialer Richtung eine Steifigkeit auf, die höher ist als die Steifigkeit des Isoliermittels 102 und des Gewebes 104 in axialer Richtung. Der axiale Stabilisator 110 kann aus einer beliebigen Vorrichtung oder einem beliebigen Teil oder Element bestehen, das in axialer Richtung zumindest teilweise biegesteif ist. In bestimmten Anwendungsbeispielen ist der axiale Stabilisator 110 eine Folie, eine Platte, ein Stab oder eine Bindevorrichtung, die einen relativ geringen Anteil, z. B. weniger als 50% der Dicke des Isolierpakets 100 einnimmt. Der axiale Stabilisator 110 kann flach oder gewellt sein, beispielsweise auch aus Riefen bestehend. Der axiale Stabilisator kann aus einem beliebigen Material hergestellt werden, das so beschaffen ist, dass es extremen Temperaturen widersteht oder oberhalb gewisser Temperaturschwellenwerte entflammbar ist, beispielsweise aus Metall, Karton, brennbaren Chemikalien, Kunststoff, Klebemitteln (z. B. Bindemitteln) oder, wie unten ausführlicher beschrieben, aus dem Isoliermittel selber.
Wie in 2 dargestellt, ist der axiale Stabilisator 110 in das Isoliermittel 102 eingebettet und erstreckt sich von der vorgelagerten Seite des Isolierpakets bis zu einer nachgelagerten Seite des Isolierpakets. So kann der axiale Stabilisator 110 beispielsweise aus einer zwischen zwei Isolierschichten angeordneten Metallfolie bestehen. Auf ähnliche Weise kann der axiale Stabilisator 110 aus einem gehärteten Klebe- oder Bindemittel bestehen, das zwischen zwei Isolierschichten aufgetragen wird und die Schichten aneinander binden soll. Alternativ kann der axiale Stabilisator 110 zwischen dem Isoliermittel 102 und dem Gewebe 104 positioniert werden. In noch weiteren Anwendungsbeispielen ist der axiale Stabilisator 110, beispielsweise ein Stabilisator aus Karton, der so beschaffen ist, dass er während des Betriebs des Bauelements 10 verbrennt, an der Außenseite des Isolierpakets 100 befestigt. Der axiale Stabilisator 110 kann am Mittel 102 und/oder dem Gewebe 104 befestigt sein. Alternativ kann der axiale Stabilisator 110 ein schwebendes Bauelement, d. h., weder am Mittel 102 noch am Gewebe 104 befestigt sein.
In 3 können der äußere Körper 32, der Endabschnitt 70, der innere Körper 34 und das Isolierpaket 100 zusammenmontiert werden, um das Bauelement 10 zu bilden. In 4 ist das Isolierpaket 100 im aufnehmenden Raum 66 um den inneren Körper 34 gewickelt. Der innere Durchmesser des inneren Körpers 34 plus die Dicke des Isolierpakets 100 begrenzen einen fünften Durchmesser D5. Der fünfte Durchmesser D5 ist größer als der zweite Durchmesser D2 des inneren Hohlraums 40 des äußeren Körpers 32. Die aus Endabschnitt 70, innerer Körper 34 und Isolierpaket 100 bestehende Baugruppe wird in den inneren Hohlraum 40 des äußeren Körpers 32 dergestalt eingeführt, dass der äußere Körper 32 den inneren Körper 34 umgibt; das Isolierpaket 100 wird in der Kammer 78 zwischen dem inneren Körper und dem äußeren Körper positioniert (siehe 5). In 7 wird bei Einführen des inneren Körpers 34 in den äußeren Körper 32 das Isolierpaket 100 in die Kammer 78 eingeführt, beispielsweise hineingestopft. In anderen Worten, da der Durchmesser D5 des inneren Körpers 34 kombiniert mit dem Isolierpaket 100 größer ist als der Durchmesser D2 des inneren Raumes 40 des äußeren Körpers 32, berührt die Wand des äußeren Körpers beim Einführen des inneren Körpers 34 in den äußeren Körper 32 das Isolierpaket und komprimiert es radial. Auf diese Weise wird das Isolierpaket 100 während der Benutzung des Bauelements 10 in einem Zustand der Komprimierung zwischen den äußeren und den inneren Körpern 32, 34 gehalten. Wie in 7 dargestellt, weist das Isolierpaket 100 in nicht komprimiertem Zustand vor dem Einstopfen in die Kammer 78 eine erste Dicke T1 und in radial komprimiertem Zustand nach dem Einstopfen in die Kammer eine geringere zweite Dicke T2 auf.
Beim Einstopfen des Isolierpakets 100 in die Kammer 78 in axialer Richtung, wie durch den Richtungspfeil 120 angezeigt, wirkt der axiale Stabilisator 110 der axialen Kompression des Isolierpakets entgegen. In 8 ist ein Isolierpaket 130, ähnlich dem Isolierpaket 100, jedoch ohne axialen Stabilisator 110 dargestellt, wie es in die Kammer 78 eingeführt oder gestopft wird. Da das Isolierpaket 130 bei der Einführung in die Kammer 78 axial nicht biegefest ist, wird es axial komprimiert und knüllt oder sammelt sich am Berührungspunkt mit dem äußeren Körper 32 an. Die Ansammlung 132 am Eintrittspunkt in die Kammer 78 schränkt die weitere Einführung des Isolierpakets 130 in die Kammer ein oder verhindert sie. Ohne die Anwendung von Werkzeug oder zusätzlicher Produktionsschritte, die das Produktionsverfahren behindern würden, könnte das Isolierpaket 130 aufgrund des Widerstands durch die Ansammlung 132 nicht vollständig in die Kammer 78 eingeführt werden. Der durch den axialen Stabilisator 110 geleistete Widerstand gegen die axiale Kompression reduziert die Ansammlung am Eintrittspunkt in die Kammer 78 und macht die vollständige Einführung des Isolierpakets 100 in die Kammer ohne wesentliche durch den Widerstand verursachte Schwierigkeiten oder den Einsatz externer Werkzeuge oder Verfahren möglich.
Bei der radialen Komprimierung des Isolierpakets 100 passt sich das biegsame Gewebe 104 den Wänden des äußeren Körpers 32, des inneren Körpers 34, und in einigen Fällen dem Anschlag 46 an, welche die Kammer 78 begrenzen, z. B. deformiert es sich gegen diese Wände, und bildet eine Abdichtung zwischen dem Isolierpaket und den Wänden. Die Komprimierung des Isolierpakets 100 hält den Abdichtungseingriff zischen den Wänden aufrecht. Die Abdichtung schränkt die Umgehung durch die Auspuffgase, d. h. den Durchgang von Auspuffgasen zwischen dem Isolierpaket 100 und den Wänden der äußeren und der inneren Körper 32, 34 ein, in einigen Anwendungsbeispielen verhindert sie diesen. Auf diese Weise wird eine Abdichtung zur Vermeidung des Austritts von Auspuffgasen an jenen Stellen erzielt, an denen die Berührung von Wand zu Wand (z. B. die Berührung zwischen dem Anschlag 46 und dem inneren Körper 34) oder leichte Schweißnähte (z. B. Schweißnähte an der Schnittstelle von innerem Körper 34 und innerer Hülle 74 oder zwischen äußerem Körper 32 und Anschlag) keine ausreichende Abdichtung gegen den Austritt der Auspuffgase bieten.
Darüber hinaus existieren in einigen Ausführungsbeispielen möglicherweise keine Berührung Wand-zu-Wand oder Schweißungen zwischen äußerem Körper, innerem Körper und Anschlag, sodass die Kammer nicht vollständig eingeschlossen ist. So gibt es beispielsweise, wie in 9 dargestellt, einen Spalt 138 zwischen einem äußeren Körper 142 und einem inneren Körper 144 eines Bauelements 140. Das Bauelement 140 ist dem Bauelement 10 ähnlich, außer dass der innere Körper 144 angrenzend an einen ersten Isolierpaketaufnahmebereich 148 einen zweiten Isolierpaketaufnahmebereich 146 besitzt. Der innere Körper 144 ist für die Aufnahme der beiden Isolierpakete 150, 152 in den ersten und zweiten Aufnahmebereichen 146 bzw. 148 Seite an Seite konzipiert. Die Isolierpakete 150, 152 umfassen jeweils ein biegsames Gewebe 170, 174, das jeweils ein Isoliermittel 172, 176 wie auch jeweils einen axialen Stabilisator 154 bzw. 156 einkapseln. Die den ersten Aufnahmebereich 148 begrenzende Wand 160 ist an einer dem Anschlag 46 ähnlichen ringförmigen Montageklammer 162 befestigt. Die Montageklammer 162 ist am inneren Körper 144 befestigt. Der zweite Aufnahmebereich 146 ist durch eine Wand 164 begrenzt, die an der Montageklammer 162 befestigt ist und sich im Wesentlichen im rechten Winkel weg von ihr erstreckt. Die Wand 164 endet an einem nachgeordneten Ende 166, das in einem solchen Abstand zum äußeren Körper 142 angeordnet ist, dass der Spalt 138 zwischen dem nachgeordneten Ende und dem äußeren Körper begrenzt wird.
Das Bauelement 140 ist auf eine ähnliche Art wie Bauelement 10 montiert, wobei die Isolierpakete 150, 152 um den inneren Körper 144 gewickelt sind und die Kombination aus innerem Körper 144 und Isolierpaketen 150, 152 in den äußeren Körper 142 eingeführt wird. Beim Einführen des inneren Körpers 144 in den äußeren Körper 142 komprimiert der äußere Körper 142 beide Isolierpakete 150, 152 radial. Die radiale Komprimierung der Isolierpakete 150, 152 führt dazu, dass das Gewebe Abdichtungen zwischen den äußeren und inneren Körpern 142, 144 und den entsprechenden Isolierpaketen herstellt. Daher verhindert die durch das Isolierpaket 150 gebildete Abdichtung den Austritt von Auspuffgasen in den Raum zwischen Isolierpaket und äußerem Körper, obwohl die Auspuffgase die Möglichkeit haben, durch den Spalt 138 zu strömen sowie mit dem Isolierpaket 150 und einem kleinen Bereich des äußeren Körpers 142 in Kontakt zu kommen. Zwar ist der Spalt 138 zwischen dem Ende 166 des inneren Körpers 144 und des äußeren Körpers 142 begrenzt, jedoch können andere Ausführungsbeispiele an verschiedenen anderen Stellen einen oder mehrere Spalte aufweisen. Ungeachtet der Anzahl oder der Größe der Spalte hat das Vorhandensein dieser Spalte aufgrund der Fähigkeit des Isolierpakets, in komprimiertem Zustand eine Abdichtung zu bilden, keine negativen Auswirkungen auf die Isoliereigenschaften des Isolierpakets. Da zur Abdichtung der Isolierkammern keine üblicherweise für die Vermeidung von Spalten erforderlichen engen Toleranzen und hohen Passgenauigkeiten notwendig sind, lassen sich Herstellungs- und Montagekosten senken.
In 10 und nach einem weiteren Ausführungsbeispiel ist ein Teil eines Bauelements zur Abgasnachbehandlung 200 dargestellt. Ähnlich wie Bauelement 10 umfasst Bauelement 200 einen äußeren Körper 202, einen inneren Körper 204 und einen ersten Endabschnitt 206. Der innere Körper 204 umfasst eine äußere Stützoberfläche 208, die einen Isolierpaketaufnahmeraum 210 begrenzt. Das Bauelement 200 umfasst ein Isolierpaket 212, das um einen Aufnahmeraum gewickelt und in einer ähnlich der oben beschriebenen Art und Weise in den äußeren Körper 202 eingeführt wird. Bei der Einführung des Isolierpakets 212 in den äußeren Körper 202 wird es vom äußeren Körper 202 radial komprimiert. Das Isolierpaket 212 umfasst ein von einer Gewebelage 216 eingekapseltes Isoliermittel 214. Die radiale Komprimierung der Isolierschicht führt dazu, dass sich die Gewebelage 216 den angrenzenden Oberflächen anpasst und eine Abdichtung gegen den Austritt von Auspuffgasen bildet. Im Gegensatz zum oben beschriebenen Isolierpaket 100 umfasst das Isolierpaket 212 kein separates axiales Stabilisierungselement. Vielmehr ist das Isoliermittel 214 selber so ausgelegt, dass es radial kompressibel und axial inkompressibel ist, damit es bei der Installation des Isolierpaket 212 in den äußeren Körper 202, wie oben beschrieben, der Knüllung widersteht. In bestimmten Anwendungsbeispielen umfasst das Isoliermittel 214 eine Vielzahl zumindest teilweise biegesteifer, in axialer Richtung ausgerichteter Isolierfasern. Auf diese Weise ist das Isoliermittel 214 in axialer Richtung biegesteif, in radialer Richtung jedoch komprimierbar oder biegsam.
Die gegenständliche Erfindung kann in anderen spezifischen Formen ausgeführt werden, ohne von ihrem Geist oder ihren wesentlichen Merkmalen abzuweichen. Die beschriebenen Ausführungsbeispiele sind in jeder Hinsicht als illustrativ, nicht jedoch als einschränkend zu betrachten. Der Umfang der Erfindung wird daher nicht durch die vorgehende Beschreibung, sondern vielmehr durch die beiliegenden Ansprüche gekennzeichnet. Alle innerhalb des Sinns der Ansprüche und des Bereichs der Gleichwertigkeit mit diesen fallenden Änderungen sind in ihren Umfang aufzunehmen.

Claims

Ein Bauelement zur Abgasnachbehandlung, mit: einem Gehäuse, das einen inneren Hohlraum begrenzt, durch welchen Auspuffgase passieren können, das Gehäuse bestehend aus einem inneren Körper, einem äußeren Körper sowie einem zwischen dem inneren Körper und dem äußeren Körper begrenzten Raum, und einem im Raum positionierten Isolierpaket, das Isolierpaket bestehend aus in einem biegsamen Gewebe eingekapselten Isoliermittel, das Isolierpaket ferner bestehend aus einem zumindest teilweise biegesteifen Element, dessen Steifigkeit größer ist als die Steifigkeit des Isoliermittels und des biegsamen Gewebes.
Das Bauelement zur Abgasnachbehandlung nach Anspruch 1, in welchem das Isolierpaket aus einer Bahn besteht, die sich im Wesentlichen im rechten Winkel zur Achse des Gehäuses erstreckt, und in welchem die Steifheit des zumindest teilweise biegesteifen Elements, des Isoliermittels und des biegsamen Gewebes eine im Wesentlichen parallel zur Achse des Gehäuses liegende axiale Steifigkeit bildet.
Das Bauelement zur Abgasnachbehandlung nach Anspruch 1, in welchem das zumindest teilweise biegesteife Element aus einer Platte besteht.
Das Bauelement zur Abgasnachbehandlung nach Anspruch 1, in welchem das zumindest teilweise biegesteife Element im Isoliermittel eingebettet ist.
Das Bauelement zur Abgasnachbehandlung nach Anspruch 1, in welchem das zumindest teilweise biegesteife Element an einer äußeren Oberfläche des biegsamen Gewebes befestigt ist.
Das Bauelement zur Abgasnachbehandlung nach Anspruch 1, in welchem sich das zumindest teilweise biegesteife Element seitlich von einer ersten Seite des Isolierpakets zu einer zweiten Seite des Isolierpakets erstreckt.
Das Bauelement zur Abgasnachbehandlung nach Anspruch 1, in welchem der äußere Körper das Isolierpaket gegen den inneren Körper in einer im Wesentlichen im rechten Winkel zur Achse des Bauelements liegenden Richtung komprimiert.
Das Bauelement zur Abgasnachbehandlung nach Anspruch 1, in welchem das Isolierpaket mit dem inneren Körper und dem äußeren Körper eine Abdichtung bildet, um das Passieren von Auspuffgasen zwischen dem Isolierpaket und dem inneren Körper sowie dem äußeren Körper zu verhindern.
Das Bauelement zur Abgasnachbehandlung nach Anspruch 1, in welchem der innere Körper in den äußeren Körper eingeführt werden kann.
Das Bauelement zur Abgasnachbehandlung nach Anspruch 9, in welchem der innere Körper eine allgemein zylindrische Form besitzt und aus einer Innenwand und zwei mit Abstand zueinander angeordneten Seitenwänden besteht, die sich radial von der Innenwand nach außen erstrecken.
Das Bauelement zur Abgasnachbehandlung nach Anspruch 10, in welchem der Raum zwischen dem äußeren Körper, der inneren Wand und den zwei Seitenwänden des inneren Körpers begrenzt ist, und in welchem ein Spalt zwischen mindestens einer der zwei Seitenwände des inneren Körpers und dem äußeren Körper begrenzt ist, und in welchem das biegsame Gewebe des Isolierpakets mit den den Spalt passierenden heißen Auspuffgasen in Kontakt sein kann.
Das Bauelement zur Abgasnachbehandlung nach Anspruch 1, in welchem das zumindest teilweise biegesteife Element so ausgelegt ist, dass es während des Betriebs des Bauelements verbrennt.
Ein Bauelementzur Abgasnachbehandlung, mit: einem äußeren Körper, einem im Abstand zum äußeren Körper angeordneten inneren Körper, einer zwischen dem äußeren Körper und dem inneren Körper begrenzten Kammer, und einem in der Kammer positionierten Isolierpaket, das Isolierpaket bestehend aus in einem biegsamen Gewebe verkapselten Isoliermittel, in welchem der äußere Körper zur Komprimierung des Isolierpakets gegen den inneren Körper auf das Isolierpaket eine Druckkraft ausübt.
Das Bauelement zur Abgasnachbehandlung nach Anspruch 13, in welchem das Isolierpaket unter der Druckkraft verformbar ist, um eine Abdichtung zwischen dem äußeren Körper und dem inneren Körper herzustellen.
Das Bauelement zur Abgasnachbehandlung nach Anspruch 14, in welchem die Druckkraft eine im rechten Winkel auf die zentrale Achse des Bauelements wirkende radiale Druckkraft ist und das Isolierpaket aus einen biegesteifen Element mit einer die Steifigkeit des Isolierpakets und des biegsamen Gewebes übersteigenden axialen Steifigkeit besteht.
Das Bauelement zur Abgasnachbehandlung nach Anspruch 14, in welchem die Druckkraft eine im rechten Winkel auf die zentrale Achse des Bauelements wirkende radiale Druckkraft ist und das Isoliermittel eine die radiale Steifigkeit übersteigende axiale Steifigkeit aufweist.
Eine Methode zur Herstellung eines Bauelements zur Abgasnachbehandlung, mit den Merkmalen: Beistellung eines ersten Körpers, bestehend aus einer ersten inneren Oberfläche, die einen ersten inneren Hohlraum und eine erste äußere Oberfläche begrenzt; Beistellung eines zweiten Körpers, bestehend aus einer zweiten inneren Oberfläche, die einen zweiten inneren Hohlraum und eine zweite äußere Oberfläche begrenzt; Positionierung eines Isolierpakets um den ersten Körper entlang der ersten äußeren Oberfläche, das Isolierpaket bestehend aus mit einem Gewebe umhülltem Isoliermittel; Einführung des ersten Körpers in den zweiten Innenraum des zweiten Körpers dergestalt, dass das Isolierpaket zwischen der ersten äußeren Oberfläche und der zweiten inneren Oberfläche positioniert wird sowie Komprimierung des Isolierpakets mit dem zweiten Körper, während der erste Körper in den zweiten Innenraum des zweiten Körpers eingeführt wird.
Die Methode nach Anspruch 17, in welcher der erste Körper und der zweite Körper generell zylinderförmig sind, und in welcher die Komprimierung des Isolierpakets aus der radial nach innen ausgeführten Komprimierung des Isolierpakets besteht.
Die Methode nach Anspruch 18, in welcher das Einführen des ersten Körpers in den zweiten Innenraum des zweiten Körpers das Einführen des ersten Körpers in den zweiten Innenraum des zweiten Körpers in einer im Wesentlichen axialen Richtung umfasst.
Die Methode nach Anspruch 18, ferner aufweisend ein Widerstehen gegen die axiale Komprimierung des Isolierpakets, während der erste Körper in den zweiten Innenraum des zweiten Körpers eingeführt wird.
Die Methode nach Anspruch 20, in welcher der Widerstand gegen die axiale Komprimierung durch ein mit dem Isolierpaket gekoppeltes biegesteifes Element ermöglicht wird.
Die Methode nach Anspruch 20, in welcher das Isoliermittel des Isolierpakets axial biegesteif ist und in welcher der Widerstand gegen die axiale Komprimierung durch die axiale Steifigkeit des Isoliermittels ermöglicht wird.
Die Methode nach Anspruch 17, in welcher das Isolierpaket aus einer ersten Dicke vor dem Einführen des ersten Körpers in das zweite Innere des zweiten Körpers besteht, wobei die erste Dicke größer ist als der größte Abstand zwischen der ersten äußeren Oberfläche und der zweiten inneren Oberfläche nach dem Einführen des ersten Körpers in das zweite Innere des zweiten Körpers, und in welcher das Komprimieren des Isolierpakets aus dem Reduzieren der Dicke des Isolierpakets von der ersten Dicke auf eine zweite, ungefähr dem größten Abstand zwischen der ersten äußeren Oberfläche und der zweiten inneren Oberfläche entsprechenden Dicke besteht.
Die Methode nach Anspruch 17, ferner aufweisend ein Deformieren des Isolierpakets in einen abgedichteten Eingriff mit der ersten äußeren Oberfläche und der zweiten inneren Oberfläche.
Die Methode nach Anspruch 17, ferner aufweisend ein Abdichten der ersten äußeren Oberfläche und der zweiten inneren Oberfläche mit dem Isolierpaket.
Ein Isolierpaket zur Isolierung eines Bauelements zur Abgasnachbehandlung entlang des Inneren des Bauelements, wobei das Bauelement eine zentrale Achse definiert, das Isolierpaket aufweisend: ein Isoliermittel, und ein das Isoliermittel einkapselndes biegsames Gewebe, in welchem das Isolierpaket radial kompressibel und axial im Wesentlichen inkompressibel ist.
Das Isolierpaket nach Anspruch 26, ferner mit einem zumindest an das Isoliermittel oder an das biegsame Gewebe befestigten axialen Stabilisator.
Das Isolierpaket nach Anspruch 27, in welchem der axiale Stabilisator aus Metallfolie besteht.
Das Isolierpaket nach Anspruch 27, in welchem das Isoliermittel mindestens zwei Isolierschichten aufweist, und in welchem der axiale Stabilisator einen Klebstoff umfasst, der die Schichten des Isoliermittels miteinander verbindet.
Das Isolierpaket nach Anspruch 26, ferner mit Behelfsmitteln zur Erzielung axialer Steifigkeit.