DE202016106227U1

DE202016106227U1 - Abgasanlage und Katalysator für eine Abgasanlage

Info

Publication number: DE202016106227U1
Application number: DE202016106227.6U
Authority: DE
Original assignee: Vspi Ug (haftungsbeschrankt); Vspi Ug Haftungsbeschraenkt
Current assignee: Vspi Ug (haftungsbeschrankt); Vspi Ug Haftungsbeschraenkt
Priority date: 2016-11-08
Filing date: 2016-11-08
Publication date: 2018-02-15
Anticipated expiration: 2026-11-09

Abstract

Abgasanlage (10), insbesondere zur Verwendung für ein Motorrad mit Verbrennungsmotor, mit wenigstens einem Abgaskrümmer und wenigstens einem Katalysator (16), der in einem Anschlussrohr (11) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Anschlussrohr (11) wenigstens einen Schlitz (15) aufweist, in Abgasströmungsrichtung mit dem Abgaskrümmer und über einen Anschlusskonus (12) mit einer Hülle (13) verbunden ist, wobei in dem Anschlussrohr (11) eine Hülse (14) koaxial angeordnet ist, die an einem in Abgasströmungsrichtung hinteren Ende einen sich konisch verjüngenden Abschnitt aufweist, wobei der Katalysator (16) in der Hülse (14) angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Abgasanlage gemäß dem Oberbegriff des Schutzanspruchs 1, insbesondere zur Verwendung für ein Motorrad mit Verbrennungsmotor, mit wenigstens einem Abgaskrümmer und wenigstens einem Katalysator, der in einem Anschlussrohr angeordnet ist. Ferner betrifft die Erfindung einen Katalysator für eine Abgasanlage.
DE 10 2015 201 489 A1 offenbart ein Abgassystem für die Verwendung an einem Motorrad, das einen Verbrennungsmotor mit wenigstens einer Absaugöffnung aufweist. Das Abgassystem weist eine mehrteilige Auspufftopfumhausung auf, die ein Katalysatorgehäuse und ein Leitblechgehäuse umfasst. Das Katalysatorgehäuse wird mit dem Abgaskrümmer mittels Schweißen gekoppelt. Ein Katalysatorelement ist in dem Katalysatorgehäuse angeordnet.
Ein Motorrad-Schalldämpfer mit Katalysator ist aus der DE 20 2004 014 262 U1 bekannt. Der Motorrad-Schalldämpfer weist einen schalldämpfenden Auspufftopf und ein rohrförmiges Dämpferelement auf. Ein Katalysator ist mit dem Dämpferelement verbunden.
Bei bekannten Abgasanlagen ist der Katalysator bzw. das Katalysatorgehäuse mit dem Abgaskrümmer verschweißt oder aufwändig verschraubt. Reparaturen oder ein Austausch des Katalysator bzw. des Katalysatorgehäuses werden dadurch erheblich erschwert und sind mit einem erhöhten Zeitaufwand verbunden. Eine Fixierung des Katalysators in der Auspuffanlage ist geboten, da die Katalysatorelemente durch die auftretende Abgasströmung verrutschen und die Funktion des Katalysators in der Folge gestört werden können.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Abgasanlage anzugeben, die ein einfaches Auswechseln des Katalysators sowie eine gute Fixierung des Katalysators ermöglicht. Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde einen Katalysator für eine Abgasanlage anzugeben.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Abgasanlage mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Im Hinblick auf den Katalysator für eine Abgasanlage wird die Aufgabe durch den Gegenstand des Anspruchs 8 gelöst.
Im Rahmen der Erfindung wird eine Abgasanlage, insbesondere zur Verwendung für ein Motorrad mit Verbrennungsmotor, mit wenigstens einem Abgaskrümmer und wenigstens einem Katalysator, der in einem Anschlussrohr angeordnet ist, angegeben. Das Anschlussrohr weist wenigstens einen Schlitz auf, ist in Abgasströmungsrichtung mit dem Abgaskrümmer und über einen Anschlusskonus mit einer Hülle verbunden, wobei in dem Anschlussrohr eine Hülse koaxial angeordnet ist, die an einem in Abgasströmungsrichtung hinteren Ende einen sich konisch verjüngenden Abschnitt aufweist und der Katalysator in der Hülse angeordnet ist.
Ein Vorteil der Erfindung ist, dass die Hülse koaxial in dem Anschlussrohr angeordnet ist und somit eine Führung beim Einschieben des Katalysators in das Anschlussrohr bzw. in die Hülse darstellt. Der Katalysator kann dadurch definiert in der Abgasanlage angeordnet werden. Der sich verjüngende Abschnitt am hinteren Ende in Abgasströmungsrichtung der Hülse erlaubt eine exakte Positionierung des Katalysators in der Abgasanlage. Ferner erleichtert der sich verjüngende Abschnitt den Zusammenbau der Abgasanlage, da der Katalysator nur soweit in die Hülse eingeschoben werden kann, bis der Katalysator mit der Hülse klemmverbunden ist. So erhält der Monteur beim Einschieben auch eine haptische Rückmeldung.
Die Erfindung hat den weiteren Vorteil, dass der wenigstens eine Schlitz ein Zusammenziehen des Anschlussrohrs erlaubt. Bei der Montage der Abgasanlage wird der Abgaskrümmer mit dem Anschlussrohr, z. B. mittels einer Schelle, verbunden. Durch die Krafteinwirkung beim Festziehen der Schelle wird das Anschlussrohr verengt. Ein damit einhergehender Vorteil ist, dass sowohl die Hülse, als auch der Katalysator gesichert werden. Zusätzlich ist eine schnelle lösbare Verbindungsmethode gegeben, welche die Montage und die Reparatur deutlich erleichtert.
Die Hülse sichert also den Katalysator gegen Verrutschen in Abgasströmungsrichtung. Durch die Abgasströmung vom Verbrennungsmotor wirkt eine Kraft auf den Katalysator in Strömungsrichtung des Abgases, und drückt diesen gegen den sich verjüngenden Abschnitt. Zusätzlich erhitzen die Abgase die Bauteile der Abgasanlage, wodurch sich die Bauteile durch die entstehende Wärme ausdehnen können. Die Bauteile können unterschiedliche Materialien, wie z. B. der Katalysator Keramik und die Hülse Stahl, mit unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweisen. Infolgedessen können die Bauteile einer unterschiedlich starken Wärmeausdehnung unterliegen und ein Verrutschen des Katalysators begünstigen. Konkret sichert dir Hülse den Katalysator in Abgasströmungsrichtung und die Verengung des Anschlussrohrs sichert den Katalysator entgegen der Abgasströmungsrichtung. Eine Bewegung des Katalysators im montierten Zustand kann somit verhindert werden.
Insgesamt stellt die Erfindung eine einbaufertige, mehrteilige Abgasanlage mit einem vormontierten Katalysator zur Verfügung, die schnell und einfach mit einem Verbrennungsmotor verbunden werden kann.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist der Katalysator einen ringförmigen Wabenkörper auf. Der Wabenkörper dient als temperaturstabiler dünnwandiger Träger für einen sogenannten Washcoat und weist eine Vielzahl dünnwandiger Kanäle auf. Der ringförmige Wabenkörper ist dichter als handelsübliche Katalysatoren und erreicht dadurch eine höhere Dämpfung. Demzufolge dämpft der Katalysator die Geräusche, die in der Abgasanlage auftreten und erhöht somit den Fahrkomfort.
In einer weiteren Ausführungsform ist der sich konisch verjüngende Abschnitt der Hülse durch eine konische Verengung des Anschlussrohrs ausgebildet. Mit anderen Worten wird das Ende des Anschlussrohrs konisch verengt, sodass der Durchmesser in diesem Bereich verringert wird. Die vorzugsweise koaxial an einem Innenumfang des Anschlussrohrs anliegende Hülse wird dabei zumindest abschnittsweise ebenfalls verjüngt. Die Verengung des Anschlussrohrs kann durch ein Pressverfahren hergestellt werden. Es ist unter anderem auch möglich, das Anschlussrohr und/oder die Hülse der einheitlichen Verengung in einem Walz- oder Schweißverfahren herzustellen. Besonders vorteilhaft ist, dass die konische Verengung der Hülse als Anschlag für den Katalysator ausgebildet ist, da folglich durch die Verjüngung des Durchmessers etwaige Toleranzabweichungen zwischen Hülse und Katalysator ausgeglichen werden können.
Vorzugsweise ist das Anschlussrohr mit dem Anschlusskonus und der Hülle stoffschlüssig verbunden, insbesondere verschweißt. Durch die stoffschlüssige Verbindung wird das Gewicht der Abgasanlage reduziert, da keine zusätzlichen Bauteile im Vergleich zu anderen Verbindungsarten benötigt werden. Besonders bevorzugt sind das Anschlussrohr mit dem Anschlusskonus und der Anschlusskonus mit der Hülle verschweißt. Dies ermöglicht eine werkstoffsparende und wirtschaftliche Leichtbauweise. Überdies können wesentlich geringere Wanddicken und kleinere Bauteilquerschnitte im Vergleich zu Gusskonstruktionen realisiert werden.
Das Anschlussrohr weist in einer bevorzugten Ausführungsform wenigstens einen Z-förmigen Schlitz auf. Der wenigstens eine Z-förmige Schlitz ermöglicht eine optimierte Verformung des Anschlussrohrs, unter Einwirkung einer äußeren Kraft auf das Anschlussrohr, im Bereich des Z-förmigen Schlitzes.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der wenigstens eine Z-förmige Schlitz an einem vorderen Ende des Anschlussrohrs angeordnet. Das hat den Vorteil, dass sich die Z-förmigen Schlitze leichter herstellen lassen. Durch die spezifische Form wird der vordere Schlitz der Z-Form bei der Verengung zusammengepresst und schafft dadurch eine bessere Gasdichtheit der Verbindung zwischen Anschlussrohr und Krümmer.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist das Anschlussrohr im Bereich des wenigstens einen Z-förmigen Schlitzes unter Einwirkung einer Kraft, insbesondere einer durch eine Schelle hervorgerufene Kraft, verformt. Mit anderen Worten wird das Anschlussrohr mit dem Abgaskrümmer kraftschlüssig verbunden. Besonders bevorzugt wird eine Schelle über das Anschlussrohr gezogen. Das Anschlussrohr und der Krümmer werden ineinander gesteckt. Die Schelle wird im Bereich des Z-förmigen Schlitzes positioniert und festgezogen. Dadurch wird das Anschlussrohr verengt und gegen den Abgaskrümmer gepresst. Die durch die Schelle erzeugte Anpresskraft stellt eine kraftschlüssige Verbindung zwischen Abgaskrümmer und Anschlussrohr her. Ein damit einhergehender Vorteil ist, dass die Verbindung lösbar ist. Ferner wird eine schnelle Montage und Demontage ermöglicht.
Im Rahmen der Erfindung wird weiterhin ein Katalysator für eine Abgasanlage offenbart, der einen ringförmigen Wabenkörper aufweist. Der Katalysator weist einen Überstand mit wenigstens einer Öffnung auf. Die wenigstens eine Öffnung am Überstand des Katalysators ermöglicht es, den Katalysator einfach und ohne Spezialwerkzeug auszuwechseln. Konkret kann mit einer Zange in die Öffnung des Katalysators eingegriffen und der Katalysator somit aus der Hülse herausgezogen werden.
Nachfolgend wird die Erfindung mit weiteren Einzelheiten unter Bezug auf die beigefügten schematischen Zeichnungen näher anhand von Ausführungsbeispielen erläutert.
Es zeigen
1 eine Draufsicht einer Abgasanlage nach einem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel;
2 einen Schnitt durch die Abgasanlage gemäß 1, wobei der Katalysator perspektivisch dargestellt ist; und
3 eine perspektivische Ansicht eines Katalysators, einer Hülse und einem Anschlussrohr, die abschnittsweise ineinander angeordnet sind.
1 zeigt einen Teil einer Abgasanlage 10 im montierten Zustand. Die Abgasanlage 10 weist ein Anschlussrohr 11 mit Z-förmigen Schlitzen 15 auf. Das Anschlussrohr 11 erstreckt sich entlang der Längsachse der Abgasanlage 10 und ist mit einem Anschlusskonus 12 verbunden. Der Anschlusskonus 12 ist kegelstumpfartig ausgebildet und erstreckt sich ebenfalls entlang der Längsachse der Abgasanlage 10. Der Anschlusskonus 12 ist mit einer Hülle 13 verbunden, die sich zylindrisch weiter entlang der Längsachse der Abgasanlage 10 erstreckt.
Das Anschlussrohr 11, der Anschlusskonus 12 und die Hülle 13 sind beispielsweise miteinander verschweißt, um geringe Wandstärken und folglich eine Leichtbauweise der Abgasanlage 10 zu ermöglichen. An der Mantelfläche des Anschlusskonus 12 ist Seilführungsrohr 17 für einen Seilzug angeordnet. Der Seilzug kann beispielsweise mit einem hier nicht dargestellten Steuerventil verbunden sein, um den Volumenstrom des Abgases zu beeinflussen.
Die Abgasanlage 10 wird mit einem hier nicht dargestellten Krümmer in dem Bereich des Anschlussrohrs 11, in welchem die Z-förmigen Schlitze 15 angeordnet sind, verbunden. Der Krümmer bzw. das Verbindungstück des Krümmers zum Anschlussrohr 11 ist so gestaltet, dass das vom Krümmer kommende Rohr in das Anschlussrohr 11 passgenau geschoben werden kann. Ferner wird beispielsweise eine Schelle oder ein anderes beliebiges Verbindungselement auf dem Anschlussrohr 11 im Bereich der Z-förmigen Schlitze 15 angeordnet. Anschließend werden der Krümmer und das Anschlussrohr 11 ineinander geschoben und die Schelle festgezogen, sodass die Z-förmigen Schlitze 15 sich zusammenziehen und eine gasdichte Verbindung zwischen Krümmer und Abgasanlage 10 entsteht.
In 2 ist ein Schnitt durch die Abgasanlage 10 gezeigt. Gut zu erkennen ist, dass das Seilführungsrohr 17 den Anschlusskonus 12 durchdringt, sodass der Seilzug innerhalb des Seilführungsrohrs 17 beweglich angeordnet werden kann und mit einem Steuerventil im Inneren der Abgasanlage 10 verbindbar ist. Das Seilführungsrohr 17 ist vorzugsweise mit dem Anschlusskonus 12 schweißverbunden.
Wie in 2 gut zu erkennen ist, erstreckt sich ein Abschnitt des Anschlussrohrs 11 mit den Z-förmigen Schlitzen 15 außerhalb des Anschlusskonus 12 und der Hülle 13, sowie ein Abschnitt innerhalb des Anschlusskonus 12 und der Hülle 13. In dem Abschnitt, der sich innerhalb des Anschlusskonus 12 und der Hülle 13 befindet, ist koaxial zum Anschlussrohr 11 eine Hülse 14 angeordnet. In der Hülse 14 ist koaxial zum Anschlussrohr 11 ein zylinderförmiger Katalysator 16 angeordnet. Der Bereich außerhalb des Anschlusskonus 12 vom Anschlussrohr 11 dient zum Verbinden des Krümmers. Folglich können Abgase von einem Verbrennungsmotor durch den Krümmer in das Anschlussrohr 11 und durch den Katalysator 16 in die Hülle 13 strömen.
Der Katalysator 16 ermöglicht eine Abgasnachbehandlung, um Schadstoffemissionen im Abgas zu reduzieren. Wie gut in 2 im Bereich D zu erkennen ist, weist der aus Darstellungsgründen perspektivisch dargestellte Katalysator 16 eine ringförmige Matrix bzw. einen ringförmigen Wabenkörper 19 auf. Am oberen Ende in Abgasströmungsrichtung des Katalysators 16 ist eine Öffnung 18 angeordnet. Die Öffnung 18 erleichtert das Auswechseln des Katalysators, der einfach per Hand oder mit einer Zange aus dem Anschlussrohr 11 bzw. der Hülse 14 entnommen werden kann.
Die Hülse 14 und das Anschlussrohr 11 laufen im Bereich innerhalb des Anschlusskonus 12 und der Hülle 13 leicht konisch zusammen, sodass der Katalysator definiert in die Hülse 14 eingebracht werden kann. Ferner können die Hülse 14 und das Anschlussrohr 11 an deren Ende in Abgasströmungsrichtung konisch verpresst oder punktuell gecrimpt sein, um einen Anschlag für den Katalysator 16 zu bilden oder den Katalysator 16 radial formschlüssig zu fixieren.
3 zeigt eine perspektivische Ansicht des Katalysator 16, der Hülse 14 und des Anschlussrohrs 11, welche abschnittsweise ineinander angeordnet sind. In 3 ist gut zu erkennen, dass der Katalysator 16 eine Umhüllung mit einem Überstand aufweist, in welcher die Öffnungen 18 angeordnet sind. Der ringförmige Wabenkörper 19 erstreckt sich somit nicht über die gesamte Länge des Katalysators 16.
Die Z-förmigen Schlitze 15 sind entlang der oberen Kante des Anschlussrohrs 11 entgegen der Abgasströmungsrichtung angeordnet, sodass die Hülse 14 mit dem Katalysator 16 leicht in das Anschlussrohr 11 eingebracht werden kann und das Anschlussrohr 11 durch Einwirkung einer äußeren Kraft in diesem Bereich leicht zusammengezogen werden kann. Die Verengung des Anschlussrohrs 11 bewirkt zugleich, dass die Hülse durch die Verformung gegen Verrutschen entgegen der Abgasströmungsrichtung gesichert wird.
Bezugszeichenliste

10: Abgasanlage
11: Anschlussrohr
12: Anschlusskonus
13: Hülle
14: Hülse
15: Schlitz
16: Katalysator
17: Seilführungsrohr
18: Öffnung
19: Wabenkörper

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102015201489 A1 [0002]
DE 202004014262 U1 [0003]

Claims

Abgasanlage (10), insbesondere zur Verwendung für ein Motorrad mit Verbrennungsmotor, mit wenigstens einem Abgaskrümmer und wenigstens einem Katalysator (16), der in einem Anschlussrohr (11) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Anschlussrohr (11) wenigstens einen Schlitz (15) aufweist, in Abgasströmungsrichtung mit dem Abgaskrümmer und über einen Anschlusskonus (12) mit einer Hülle (13) verbunden ist, wobei in dem Anschlussrohr (11) eine Hülse (14) koaxial angeordnet ist, die an einem in Abgasströmungsrichtung hinteren Ende einen sich konisch verjüngenden Abschnitt aufweist, wobei der Katalysator (16) in der Hülse (14) angeordnet ist.
Abgasanlage (10) nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der Katalysator (16) einen ringförmigen oder zellenförmigen Wabenkörper (19) aufweist.
Abgasanlage (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Katalysator (16) zumindest mit dem sich konisch verjüngenden Abschnitt klemmverbunden oder klemmverbindbar ist.
Abgasanlage (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Anschlussrohr (11) mit dem Anschlusskonus (12) und der Hülle (13) stoffschlüssig verbunden, insbesondere verschweißt, ist.
Abgasanlage (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Anschlussrohr (11) wenigstens einen Z-förmigen Schlitz (15) aufweist.
Abgasanlage (10) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Z-förmige Schlitz (15) an einem vorderen Ende des Anschlussrohrs angeordnet ist.
Abgasanlage (10) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Anschlussrohr (11) im Bereich des wenigstens einen Z-förmigen Schlitzes (15) unter Einwirkung einer Kraft, insbesondere einer durch eine Schelle hervorgerufene Kraft, verformt ist.
Katalysator (16) für eine Abgasanlage (10), insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, der einen ringförmigen Wabenkörper aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Katalysator (16) einen Überstand mit wenigstens einer Öffnung (18) aufweist.