EP0870910B1

EP0870910B1 - Exhaust gas purification device

Info

Publication number: EP0870910B1
Application number: EP98105368A
Authority: EP
Inventors: Otto Steinhauser; Roland Huber; Thomas Dr. Ruhland; Erich Weigele; Gerhard Dr. Elfinger
Original assignee: Zeuna Starker GmbH and Co KG
Current assignee: Arvin Industries Deutschland GmbH
Priority date: 1997-04-10
Filing date: 1998-03-25
Publication date: 2003-06-04
Anticipated expiration: 2018-03-25
Also published as: DE19714851C1; EP0870910A2; DE59808572D1; EP0870910A3

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Abgasreinigungsvorrichtung für ein verbrennungsmotorisch angetriebenes Kraftfahrzeug, umfassend ein Gehäuse und mindestens einem darin unter Zwischenschaltung mindestens eines nachgiebigen Lagerelements gelagerten, im wesentlichen zylindrischen Abgasreinigungskörper, wobei das Gehäuse einen rohrförmigen Lagerabschnitt und zwei hieran endseitig angeschlossene Übergangskonen umfaßt und mindestens in einer sich im wesentlichen senkrecht zur Längsachse erstreckenden Ebene geteilt ist, wobei der Lagerabschnitt zumindest bereichweise sich in Richtung auf die Teilungsebene hin konisch erweiternd ausgebildet ist und sich der zwischen dem mindestens einen Abgasreinigungskörper und dem Lagerabschnitt des Gehäuses bestehende, zumindest teilweise von dem Lagerelement ausgefüllte Ringraum zumindest bereichsweise in Richtung auf die Teilungsebene hin erweitert.The present invention relates to an exhaust gas purification device for an internal combustion engine Motor vehicle, comprising a housing and at least one at least with interposition of a resilient bearing element, essentially cylindrical exhaust gas purification body, the Housing a tubular bearing section and two includes transition cones connected to this end and at least one is essentially vertical is divided to the longitudinal axis extending plane, wherein the bearing section at least partially in the direction designed to expand conically at the division level and is between the at least one Emission control body and the bearing portion of the housing existing, at least partially from the bearing element filled annulus at least partially in Direction extended to the division level.

Abgasreinigungsvorrichtungen in Rohrbauweise sind unter anderem aus der DE 4322062 C1 sowie der JP 1-280614 A bekannt. Des weiteren beschäftigen sich mit Abgasreinigungsvorrichtungen in Rohrbauweise sowie insbesondere deren Herstellung die EP 0681095 A1 und EP 0703354 A1.Flue gas cleaning devices are under others from DE 4322062 C1 and JP 1-280614 A known. Furthermore deal with exhaust gas purification devices in tubular construction and in particular their production is EP 0681095 A1 and EP 0703354 A1.

Ein zentrales Problem bei der Herstellung von Abgasreinigungsvorrichtungen in Rohrbauweise mit zylindrischem Gehäuse hängt damit zusammen, daß die aus keramischem Material gefertigten Abgasreinigungskörper hinsichtlich ihrer Abmessungen einer beträchtlichen Toleranz unterliegen. Um trotz der unterschiedlichen Abmessungen der Abgasreinigungkörper deren zuverlässige Lagerung in dem rohrförmigen Lagerabschnitt des Gehäuses sicherzustellen, wird in den beiden genannten europäischen Patentanmeldungen vorgeschlagen, jeden einzelnen Abgasreinigungskörper vor seiner Montage zu vermessen und den rohrförmigen Lagerabschnitt - insbesondere durch Aufweiten - an die tatsächlichen Abmessungen des jeweiligen Katalysatorkörpers anzupassen. Unabhängig davon, ob diese Vorgehensweise zu dem angestrebten Erfolg führt, ist sie mit einem immensen Aufwand verbunden, der die Herstellung der entsprechenden Abgasreinigungsvorrichtungen in einer nicht zu akzeptierenden Weise verteuern würde.A key problem in the manufacture of exhaust gas purification devices in tubular construction with cylindrical Housing is related to the fact that the ceramic Material made exhaust gas purifier with regard their dimensions are subject to considerable tolerance. In spite of the different dimensions of the Exhaust gas cleaning body whose reliable storage in the tubular bearing section of the housing to ensure is mentioned in the two European patent applications suggested every single exhaust gas purifier measured before assembly and the tubular bearing section - in particular Expand - to the actual dimensions of each Adjust catalyst body. Independently of, whether this approach to the desired success leads to an immense effort, the manufacture of the corresponding exhaust gas purification devices in an unacceptable way would make it more expensive.

Eine gattungsgemäße Abgasreinigungsvorrichtung in Rohrbauweise ist aus der DE 2331434 A1 bekannt. Diese Abgasreinigungsvorrichtung unterscheidet sich vom weiter oben gewürdigten Stand der Technik insbesondere dadurch, daß der rohrförmige Lagerabschnitt des Gehäuses nicht entsprechend der Gestalt des Abgasreinigungskörpers zylindrisch ausgebildet ist, sondern sich vielmehr - zumindest bereichsweise - zur Teilungsebene hin konisch erweitert. Dementsprechend hat der zwischen dem mindestens einen Abgasreinigungskörper und dem diesen umgebenden Lagerabschnitt des Gehäuses bestehende Ringraum nicht über die axiale Erstreckung des Abgasreinigungskörpers denselben Querschnitt; vielmehr erweitert sich jener Ringraum - zumindest bereichsweise - in Richtung auf die Teilungsebene hin.A generic exhaust gas purification device in pipe construction is known from DE 2331434 A1. This emission control device differs from the further State of the art recognized above, in particular by that the tubular bearing portion of the housing not according to the shape of the exhaust gas purification body is cylindrical, but rather - at least in some areas - conical towards the division level extended. Accordingly, between the at least one emission control body and the latter surrounding bearing section of the housing existing annular space not over the axial extent of the exhaust gas purification body the same cross section; rather expanded that annulus - at least in some areas - in Direction to the division level.

Bei dieser Abgasreinigungsvorrichtung erweist sich als nachteilig, daß die sich über die axiale Länge stark ändernde Dicke des Lagerelements zu örtlich erheblich unterschiedlichen Haltekräften führt. Durch die entsprechend unterschiedlichen Druckverhältnisse kann es zu Spannungen innerhalb des Abgasreinigungskörpers kommen, die dessen Lebensdauer verkürzen können.This exhaust gas cleaning device proves to be disadvantageous that the strong over the axial length changing thickness of the bearing element to locally considerably leads to different holding forces. By the corresponding different pressure ratios there are tensions within the exhaust gas cleaning body, that can shorten its lifespan.

Der vorliegenden Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, eine Abgasreinigungsvorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die sich bei einer ausreichend sicheren Lagerung toleranzbehafteter Abgasreinigungkörper in dem Gehäuse und bei geringen Fertigungskosten durch möglichst gleichförmige auf den Abgasreinigungskörper wirkende Haltekräfte auszeichnet.The object of the present invention is accordingly based on an exhaust gas purification device of the beginning to create the type mentioned, which is sufficient at a safe storage of tolerant exhaust gas cleaning bodies in the housing and at low manufacturing costs through as uniform as possible on the exhaust gas cleaning body acting holding forces distinguished.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß pro Abgasreinigungskörper zwei in axialer Richtung zueinander versetzt angeordnete, den Abgasreinigungskörper ringförmig umgebende Lagerelemente vorgesehen sind, die vor ihrer Montage eine unterschiedliche radiale Erstreckung aufweisen, wobei der rohrförmige Lagerabschnitt für jeden Abgasreinigungskörper zwei sich gleichsinnig konisch erweiternde Lagerbereiche aufweist, zwischen denen sich das Gehäuse im wesentlichen zylindrisch erstreckt. Jedem jener beiden ringförmigen Lagerelemente jedes Abgasreinigungskörpers ist somit ein eigner sich konisch erweiternder Lagerbereich des Gehäuses zugeordnet, zwischen denen sich das Gehäuse im wesentlichen zylindrisch erstreckt. Die radiale Erstreckung der ringförmigen Lagerelemente ist dabei zweckmäßigerweise an die jeweilige unterschiedliche mittlere Weite des zwischen dem (idealen) Abgasreinigungskörper und dem Gehäuse bestehenden Ringraumes angepaßt. Auf diese Weise lassen sich Über die einzelnen ringförmigen Lagerelemente gleiche Haltekräfte auf den jeweiligen Abgasreinigungskörper aufbringen. According to the present invention, this object is achieved solved that two flue gas cleaning body axially offset from each other Exhaust gas purification body ring-shaped surrounding bearing elements are provided, which are different before their assembly have radial extension, the tubular bearing section for each exhaust gas purifier body two storage areas that expand conically in the same direction has between which the housing extends substantially cylindrical. Each of those two annular bearing elements of each exhaust gas purification body is therefore an own flared Storage area of the housing assigned between those the housing extends substantially cylindrical. The radial extension of the ring-shaped bearing elements is expedient to the respective different mean width of the between the (ideal) Exhaust gas purifier and the existing annulus customized. In this way, about the individual annular bearing elements have the same holding forces apply to the respective exhaust gas cleaning body.

Die vorliegende Erfindung gestattet im übrigen auf einfachste Weise eine Kompensation der toleranzbedingt unterschiedlichen Abmessungen der einzelnen Abgasreinigungskörper in der Weise, daß die ringförmigen Lagerelemente je nach den tatsächlichen Abmessungen des jeweiligen Abgasreinigungskörpers unterschiedlich positioniert werden. Bei solchen Abgasreinigungskörpern, deren Abmessungen von dem Nennmaß nach oben abweichen, werden die Lagerelemente - verglichen mit ihrer Anordnung bei Nennmaß des Abgasreinigungskörpers - je nach dem Ausmaß der tatsächlichen Abweichung der Abmessungen vom Nennmaß mehr oder weniger weit in Richtung auf die Teilungsebene hin verschoben; umgekehrt werden bei solchen Abgasreinigungskörpern, deren Abmessungen vom Nennmaß nach unten abweichen, die Lagerelemente - gegenüber ihrer Position bei Nennmaß des Abgasreinigungskörpers - je nach dem Ausmaß der tatsächlichen Abweichung vom Nennmaß mehr oder weniger weit von der Teilungsebene weg in den sich verjüngenden Ringraum hinein verschoben. Allein durch die Veränderung der Plazierung des mindestens einen Lagerelements innerhalb des zwischen dem Abgasreinigungskörper und dem Lagerabschnitt des Gehäuses bestehenden Ringraumes läßt sich somit in Anwendung der Erfindung eine toleranzbedingte Abweichung der Abmessungen des jeweils zu montierenden Abgasreinigungskörpers vom Nennmaß kompensieren, so daß im Ergebnis unabhängig von den tatsächlichen Abmessungen des jeweiligen Abgasreinigungskörpers bei gleich dimensionierten Gehäusen die Lagerelemente stets dieselbe Haltekraft auf den Abgasreinigungskörper ausüben.The present invention allows the simplest Way a compensation of the different due to tolerance Dimensions of the individual exhaust gas cleaning bodies in such a way that the annular bearing elements depending on the actual dimensions of each Exhaust gas cleaning body positioned differently become. With such exhaust gas purifiers, whose dimensions deviate upwards from the nominal dimension, the bearing elements - compared to their arrangement at nominal size of the exhaust gas purifier - depending on the extent of the actual deviation in dimensions from the nominal size more or less towards the Division level shifted; be reversed in such Emission control bodies, the dimensions of which Deviate nominal size downwards, the bearing elements - opposite their position at the nominal size of the exhaust gas cleaning body - depending on the extent of the actual deviation of nominal size more or less from the division level away into the tapered annulus postponed. Simply by changing the placement of the at least one bearing element within between the exhaust gas purifier body and the bearing portion the existing annular space can thus be in Application of the invention a tolerance-related deviation the dimensions of the emission control body to be installed in each case Compensate from the nominal size so that as a result regardless of the actual dimensions of the respective exhaust gas purifier at the same dimensioned housings, the bearing elements always the same Apply holding force to the exhaust gas cleaning body.

Nur vorsorglich sei klargestellt, daß unter "rohrförmig" im Sinne der vorliegenden Erfindung keineswegs nur Rohre mit kreisförmigem Querschnitt verstanden werden. As a precautionary measure it should be clarified that under "tubular" not only in the sense of the present invention Tubes with a circular cross section can be understood.

In gleicher Weise bezieht sich die Erfindung auf Gehäuse, deren rohrförmiger Lagerabschnitt einen elliptischen, ovalen, polygonalen oder sonstigen geeigneten Querschnitt aufweist. Des weiteren sei klargestellt, daß die Übergangskonen im Rahmen der vorliegenden Erfindung in gleicher Weise symmetrisch und asymmetrisch ausgebildet sein können.In the same way, the invention relates to housings whose tubular bearing section has an elliptical, oval, polygonal or other suitable Has cross-section. Furthermore it should be clarified that the transition cones within the scope of the present invention equally symmetrical and asymmetrical can be trained.

Der Öffnungswinkel der konischen Bereiche des Lagerabschnitts richtet sich insbesondere nach der Art der verwendeten Lagerelemente sowie der Oberflächenrauhigkeit der Innenwand des Gehäuses und der Mantelfläche des Abgasreinigungskörpers. Bei Verwendung derzeit gebräuchlicher Komponenten ist ein doppelter Kegelwinkel zwischen 3° und 8° besonders günstig.The opening angle of the conical areas of the bearing section depends in particular on the type of used bearing elements as well as the surface roughness the inner wall of the housing and the outer surface of the exhaust gas purification body. When currently in use Components is a double taper angle between 3 ° and 8 ° particularly favorable.

Die vorliegende Erfindung eignet sich in gleicher Weise für katalytische Abgasreinigungsvorrichtungen wie für Rußfilter. Die jeweilige Abgasreinigungsvorrichtung kann ein, zwei oder mehr Abgasreinigungskörper umfassen. Des weiteren ist die vorliegende Erfindung sowohl anwendbar auf solche Abgasreinigungsvorrichtungen, bei denen die Übergangskonen eigenständige, erst später mit dem Lagerabschnitt zusammengefügte Komponenten sind, als auch auf solche Abgasreinigungsvorrichtungen, bei denen mindestens ein Übergangskonus einstückig mit dem benachbarten Bereich des Lagerabschnitts verbunden ist und in diesen übergeht.The present invention is equally suitable for catalytic emission control devices such as for Soot filter. The respective exhaust gas purification device may comprise one, two or more exhaust gas purification bodies. Furthermore, the present invention is both applicable to such emission control devices, at which the transition cones independent, only later with components that are joined together in the bearing section, as well as on such exhaust gas purification devices which at least one transition cone integrally with the adjacent area of the bearing section is connected and merges into them.

Die mindestens eine Teilungsebene kann somit im Bereich des Übergangs des rohrförmigen Lagerabschnitts zu einem Übergangskonus verlaufen. Dies ist insbesondere bei Abgasreinigungsvorrichtungen mit nur einem Abgasreinigungskörper eine sinnvolle Anordnung der Teilungsebene; jedoch läßt sich ein entsprechender Aufbau des Gehäuses, wie weiter unten näher erläutert wird, mit Vorteil auch bei Abgasreinigungsvorrichtungen mit zwei Abgasreinigungskörpern einsetzen. Die Teilungsebene kann jedoch, wenn im Gehäuse zwei Abgasreinigungskörper zu lagern sind, auch durch den Lagerabschnitt des Gehäuses hindurch verlaufen.The at least one division level can thus be in the area the transition of the tubular bearing section to one Transition cone run. This is particularly the case with exhaust gas purification devices with only one exhaust gas purifier a reasonable arrangement of the division level; however, a corresponding structure of the housing can be as will be explained in more detail below, with advantage also for exhaust gas cleaning devices with two exhaust gas cleaning bodies use. The division level can, however, if two flue gas cleaning bodies are to be stored in the housing are, also by the bearing section of the housing run through.

Die herkömmlicherweise zur Lagerung von Abgasreinigungskörpern eingesetzten Quellmatten sind in Richtung des Faserverlaufs nur in einem geringen Umfang dehn- bzw. stauchfähig. Auf der anderen Seite weisen Abgasreinigungskörper einer Serie, wie sich aus Vorstehendem ergibt, toleranzbedingt starke Abweichungen hinsichtlich ihrer Umfangsabmessungen auf. Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung umfaßt die Lagerungsmatte bzw. jedes einzelne ringförmige Lagerelement mindestens zwei axial aneinander anliegende Streifen, wobei die Stöße der beiden Streifen zueinander versetzt sind. Auf diese Weise wird mit einfachen Mitteln verhindert, daß sich bei Abgasreinigungskörpern mit Größtmaß im Bereich des Stoßes der Lagerungsmatte bzw. des ringförmigen Lagerelements ein durchgehender Spalt bildet, durch den hindurch Abgas an dem Abgasreinigungskörper vorbeiströmen kann. Entsprechendes gilt bei einem aus einem einzigen Streifen aufgebauten ringförmigen Lagerelement, wenn der Stoß gestuft ausgebildet ist in dem Sinne, daß eine aus drei Abschnitten bestehende Fuge gebildet ist; zwei der beiden Abschnitte der Fuge, nämlich die beiden äußeren Abschnitte, erstrecken sich dabei zueinander in Umfangsrichtung versetzt in axialer Richtung, während sich der dritte Abschnitt, die beiden übrigen Abschnitte miteinander verbindend, in Umfangsrichtung erstreckt.The conventionally used for the storage of exhaust gas cleaning bodies Source mats used are in the direction of the fiber course only stretch to a small extent or compressible. On the other hand, have emission control bodies a series like the one above results in strong deviations with regard to tolerance their circumferential dimensions. According to a preferred Further development of the invention includes the storage mat or each individual annular bearing element at least two axially adjacent strips, the joints of the two strips offset from one another are. In this way, simple means prevent that with exhaust gas purifiers with the largest dimension in the area of the joint of the storage mat or annular bearing element forms a continuous gap, through the exhaust gas on the exhaust gas purification body can flow past. The same applies to one built from a single strip of annular Bearing element if the impact is stepped in the sense that a three section Joint is formed; two of the two sections of the joint, namely the two outer sections, extend thereby offset from one another in the circumferential direction in the axial direction Direction, while the third section, the two connecting other sections together, in the circumferential direction extends.

Eine andere bevorzugte Weiterbildung der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß das Lagerelement aus einer mindestens einfach, bevorzugt allerdings mehrfach um den Abgasreinigungskörper herumgelegten Schnur aufgebaut ist. Durch mehrfaches Umwickeln des Abgasreinigungskörpers mit Schnur wird auch zuverlässig die Bildung eines das Umströmen des Abgasreinigungskörpers ermöglichenden Axialspalts verhindert. Die Schnur wird dabei von der Teilungsebene her in den ringförmigen Spalt zwischen dem Abgasreinigungskörper und dem Lagerabschnitt des Gehäuses eingebracht und lagenweise mittels eines über den Abgasreinigungskörper geschobenen Montageringes verdichtet. Der Durchmesser der Schnur ist dabei in der Weise auf die Abmessungen der Komponenten der Abgasreinigungsvorrichtung abgestimmt, daß sich selbst bei einem Abgasreinigungskörper mit Kleinstmaß die Schnur in dem sich verjüngenden ringförmigen Hohlraum verkeilt und somit verdichten läßt. Der Montage- und Verdichtungsring, der in diesem Falle zur Montage der Abgasreinigungsvorrichtung eingesetzt wird, weist zweckmäßigerweise einen Zuführkanal für die Schnur auf, welcher sich zu der dem Verdichten dienenden Stirnseite des Ringes hin öffnet. Dies ermöglicht die sukzessive Zuführung weiterer Schnur, die in mehreren Wicklungen um den Katalysatorkörper herumgelegt und verdichtet wird.Another preferred development of the invention is characterized in that the bearing element from a at least once, but preferably several times built around the exhaust gas purification cord is. By wrapping the exhaust gas cleaning body several times education is also reliable with a cord one of the flow around the exhaust gas purification body Prevents axial gap. The cord will thereby from the division level in the ring-shaped Gap between the exhaust gas purification body and the bearing section of the housing introduced and in layers by means of one pushed over the exhaust gas purification body Assembly rings compressed. The diameter of the cord is in the way on the dimensions of the components matched the exhaust gas purification device that yourself with an exhaust gas purifier Smallest the cord in the tapered ring Cavity wedged and thus can be compressed. Of the Assembly and compression ring, which in this case Assembly of the exhaust gas cleaning device is used, expediently has a feed channel for the Cord on which is used for the condensing Front of the ring opens. this makes possible the successive feeding of further cord, which in several Windings around the catalyst body and is compressed.

Unabhängig davon, ob als Lagerelemente herkömmliche Lagerungsmatten, die weiter oben beschrieben ringförmigen Lagerelemente oder aber die vorstehend erläuterte Schnur gewählt wird, läßt sich jeweils durch kraftgesteuertes axiales Einschieben der Lagerelemente in den sich verjüngenden radialen Spalt zwischen Abgasreinigungskörper und Lagerabschnitt des Gehäuses die gewünschte Haltekraft sehr genau einstellen. Jeweils nimmt das Lagerelement unabhängig von den tatsächlichen Abmessungen des Abgasreinigungskörpers bei gleicher axialer Einpreßkraft eine solche Position ein, daß sich dieselbe radiale Anpreßkraft ergibt. Unter anderem von der Rauhigkeit der Außenfläche des Abgasreinigungskörpers einerseits und der Innenwand des Lagerabschnitts des Gehäuses andererseits hängt ab, ob der Abgasreinigungskörper, während das Lagerelement axial in den ringförmigen Hohlraum eingepreßt wird, sich bereits in seiner endgültigen Stellung befindet, oder aber ob das Lagerelement (die Lagerelemente) in den ringförmigen Hohlraum eingepreßt werden, während sich der Abgasreinigungskörper in einer sich von seiner endgültigen Position unterscheidenden Montageposition befindet. In dem zuletztgenannten Sinne kann es insbesondere bei Abgasreinigungskörpern mit einer besonders rauhen Oberfläche zweckmäßig sein, wenn der Abgasreinigungskörper sich während des axialen Einpressens der Lagerelemente in einer Montagestellung befindet, welche gegenüber der endgültigen Position in Richtung auf die Teilungsebene hin versetzt ist. Erst nachdem das Lagerelement (die Lagerelemente) bei in der Montagestellung gehaltenem Abgasreinigungskörper kraftgesteuert in den ringförmigen Hohlraum eingepreßt worden sind, wird in diesem Falle der Abgasreinigungskörper mitsamt den Lagerelementen, die aufgrund der Rauhigkeit der Oberfläche des Abgasreinigungskörpers an diesem haften, in dem Lagerabschnitt des Gehäuses in Richtung der Verjüngung verschoben, bis er seine endgültige Position erreicht. Durch die Verjüngung des Gehäuses wird das Lagerelement entsprechend radial vorgespannt, was die spätere Haltekraft entsprechend steigert.Regardless of whether conventional storage mats are used as storage elements, the annular described above Bearing elements or the one explained above Cord is chosen, can be controlled by force axial insertion of the bearing elements in the tapered radial gap between the emission control body and bearing section of the housing the desired Set the holding force very precisely. Each takes the bearing element regardless of the actual Dimensions of the exhaust gas cleaning body at the same axial insertion force such a position that gives the same radial contact pressure. Among others from the roughness of the outer surface of the exhaust gas cleaning body on the one hand and the inner wall of the bearing section the housing, on the other hand, depends on whether the emission control body, while the bearing element axially in the annular cavity is already pressed in its final position, or whether that Bearing element (the bearing elements) in the annular Cavity are injected while the exhaust gas purifier body in a different from its final position distinguishing assembly position. In in the latter sense, it can be used in particular in the case of exhaust gas cleaning bodies with a particularly rough surface be useful if the exhaust gas purifier itself during the axial pressing in of the bearing elements is in an assembly position which is opposite the final position towards the division level is offset. Only after the bearing element (the Bearing elements) when held in the assembly position Exhaust gas purifier controlled by force in the annular Cavity have been pressed into this Case of the exhaust gas cleaning body together with the bearing elements, which due to the roughness of the surface of the Exhaust gas cleaning body stick to this, in the storage section of the housing in the direction of the taper, until it reaches its final position. By tapering the housing, the bearing element correspondingly radially preloaded, which is the later holding force increases accordingly.

Soll umgekehrt das Lagerelement in den ringförmigen Hohlraum eingepreßt werden, während sich der Abgasreinigungskörper bereits in seiner endgültigen Position befindet, so kann es unter Umständen zweckmäßig sein, dessen Oberfläche zuvor einer die Rauhigkeit verringernden Behandlung zu unterziehen, bspw. zu beschichten.Conversely, the bearing element in the annular Cavity are injected while the exhaust gas purifier body already in its final position it may be useful the surface of which previously reduced the roughness To undergo treatment, for example to coat.

Der zum axialen Einschieben bzw. Einpressen des Lagerelements verwendete Druckring weist stirnseitig zweckmäßigerweise einen Elastomerring auf, der sich entsprechend der sich verringernden lichten Weite des ringförmigen Spaltes zwischen Abgasreinigungskörper und Gehäuse verformen kann. Dies verhindert, daß das Lagerelement beim Einpressen in den ringförmigen Hohlraum beschädigt wird. Das gleiche Ergebnis läßt sich alternativ dadurch erreichen, daß der Druckring mehrere Segmente umfaßt, die eine Relativbewegung zueinander derart ausführen können, daß sich die Außenabmessungen des Druckringes an den sich ändernden Innendurchmesser des Gehäuses anpassen können. Auch die Ausgestaltung des Druckringes mit einem pneumatisch oder hydraulisch aufblähbaren Ringkissen wirkt sich in gleicher Weise aus.The one for the axial insertion or pressing in of the bearing element pressure ring used expediently has on the end face an elastomer ring that fits accordingly the narrowing clear width of the ring-shaped Gap between the emission control body and the housing can deform. This prevents the bearing element damaged when pressed into the annular cavity becomes. The same result can be used alternatively thereby achieve that the pressure ring has several segments which includes a relative movement to each other can execute that the outer dimensions of the Pressure ring on the changing inner diameter of the Can customize housing. The design of the Pressure ring with a pneumatically or hydraulically inflatable Ring pillow has the same effect.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1: einen Längsschnitt durch eine erste nicht der vorliegenden Erfindung entsprechende Abgasreinigungsvorrichtung,
Fig. 2: einen Längsschnitt durch eine zweite nicht der vorliegenden Erfindung entsprechende Abgasreinigungsvorrichtung,
Fig. 3: einen Längsschnitt durch eine bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Abgasreinigungsvorrichtung und
Fig. 4: einen Längsschnitt durch eine dritte nicht der vorliegenden Erfindung entsprechende Abgasreinigungsvorrichtung.
Fig. 5: veranschaulicht schematisch einen zweckmäßigen Aufbau eines im Rahmen der Erfindung zur Lagerung des Abgasreinigungskörpers einsetzbaren Lagerelements und
Fig. 6: veranschaulicht ebenfalls schematisch einen Montage- und Verdichtungsring, wie er bei der Herstellung einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Abgasreinigungsvorrichtung eingesetzt werden kann.

The invention is explained in more detail below with reference to the drawing. It shows

Fig. 1: 2 shows a longitudinal section through a first exhaust gas cleaning device which does not correspond to the present invention,
Fig. 2: 2 shows a longitudinal section through a second exhaust gas cleaning device which does not correspond to the present invention,
Fig. 3: a longitudinal section through a preferred embodiment of an exhaust gas purification device according to the invention and
Fig. 4: a longitudinal section through a third exhaust gas purification device not in accordance with the present invention.
Fig. 5: illustrates schematically an expedient structure of a bearing element and which can be used in the context of the invention for mounting the exhaust gas cleaning body
Fig. 6: also schematically illustrates an assembly and compression ring as can be used in the production of a preferred embodiment of the exhaust gas purification device according to the invention.

Bevor die einzelnen Figuren der Zeichnung im Detail erläutert werden, sei darauf hingewiesen, daß es sich um schematische Darstellungen handelt. Details, die mit der vorliegenden Erfindung nicht in unmittelbarem Zusammenhang stehen, sind daher nicht dargestellt. Dies betrifft bspw. einen möglichen doppelwandigen Aufbau der zuström- und/oder abströmseitigen Trichter, den Einsatz von Dicht- bzw. Schutzringen zum Schutz der Lagerelemente gegen Erosion durch pulsierendes Abgas, Zwischenringe zwischen mehreren hintereinander angeordneten Abgasreinigungskörpern, Montagestützringe und sonstige Montagehilfen und dgl.Before the individual figures of the drawing are explained in detail , it should be noted that these are schematic representations. Details with not directly related to the present invention are therefore not shown. This relates, for example, to a possible double-wall structure the upstream and / or downstream funnel, the Use of sealing or protective rings to protect the bearing elements against erosion from pulsating exhaust gas, Intermediate rings between several arranged one behind the other Emission control bodies, assembly support rings and other assembly aids and the like

Die in Fig. 1 dargestellte Abgasreinigungsvorrichtung umfaßt einen Abgasreinigungskörper 1, der mittels zweier im wesentlichen endseitig angeordneter ringförmiger Lagerelemente 2 in einem Gehäuse 3 gelagert ist. Das Gehäuse umfaßt einen rohrförmigen Lagerabschnitt 4 für den Abgasreinigungskörper 1 und zwei sich endseitig an den Lagerabschnitt anschließende Übergangskonen 5. Diese enden in Stutzen 6 zum Anschluß eines Abgasrohres.The exhaust gas purification device shown in Fig. 1 comprises an exhaust gas purification body 1, which by means of two essentially annular arranged at the end Bearing elements 2 stored in a housing 3 is. The housing includes a tubular bearing section 4 for the exhaust gas purification body 1 and two adjoining the bearing section at the end Transition cones 5. These end in nozzle 6 for Connection of an exhaust pipe.

Das Gehäuse 3 ist etwa mittig quer zur Längsachse 7 geteilt. Die Teilungsebene unterteilt den Lagerabschnitt 4 somit in zwei Hälften, die in einem Überlappungsbereich 8 ineinandergesteckt und mittels einer Kehlschweißnaht 9 miteinander verbunden sind. Die mittige Teilung des Gehäuses ermöglicht es, daß jeder der beiden Übergangskonen 5 einstückig mit der benachbarten Hälfte des Lagerabschnitts 4 hergestellt ist und in diesen übergeht.The housing 3 is approximately in the center transverse to the longitudinal axis 7 divided. The division level divides the storage section 4 thus in two halves, in an overlap area 8 nested and by means of a fillet weld 9 are interconnected. The central division of the housing allows that each of the two transition cones 5 in one piece with the adjacent half of the bearing section 4 manufactured is and passes into it.

Der rohrförmige Lagerabschnitt ist in seinem zentralen Bereich zylindrisch ausgeführt. Die beiden äußeren Bereiche 10 des Lagerabschnitts 4 hingegen verjüngen sich konisch in Richtung auf die Übergangskonen 5 zu, oder mit anderen Worten, sie sind sich in Richtung auf die Teilungsebene hin konisch erweiternd ausgebildet. Dementsprechend erweitert sich im Bereich der beiden konischen Lagerbereiche 10 der zwischen dem Gehäuse 3 und dem Abgasreinigungskörper 1 jeweils bestehende Ringraum 11 in Richtung auf die Teilungsebene hin. Durch Wahl der axialen Position der ringförmigen Lagerelemente 2 auf dem Abgasreinigungskörper 1 (vgl. Doppelpfeil A) lassen sich toleranzbedingte unterschiedliche Abmessungen des Abgasreinigungskörpers 1 derart kompensieren, daß unabhängig von den jeweiligen Abmessungen zwischen dem Gehäuse und dem Abgasreinigungskörper dieselbe Haltekraft wirkt.The tubular bearing section is in his central area is cylindrical. The two outer areas 10 of the bearing section 4, however taper conically towards the transition cones 5 too, or in other words, they're in Tapering towards the division level educated. Accordingly, the Area of the two conical bearing areas 10 of the between the housing 3 and the exhaust gas purification body 1 each existing annular space 11 in the direction of Division level. By choosing the axial position the annular bearing elements 2 on the exhaust gas purification body 1 (see double arrow A) different dimensions of the Compensate exhaust gas cleaning body 1 so that regardless of the dimensions between the housing and the exhaust gas purification body the same Holding force works.

Die in Fig. 2 dargestellte Abgasreinigungsvorrichtung unterscheidet sich im wesentlichen durch die folgenden Merkmale von der Abgasreinigungsvorrichtung gemäß Fig. 1: Statt mittels zweier axial versetzter ringförmiger Lagerelemente ist der Abgasreinigungskörper 1 in dem Gehäuse 3 mittels einer Lagerungsmatte 12 gelagert, deren axiale Erstreckung etwa 50% der axialen Länge des Abgasreinigungskörpers 1 beträgt. Des weiteren ist das Gehäuse nicht im wesentlichen mittig geteilt; die Teilungsebene liegt vielmehr im Bereich des Übergangs eines der beiden Übergangskonen 5 zum Lagerabschnitt 4. Hier überlappt ein an dem entsprechenden Übergangskonus angeformter zylindrischer Kragen 13 einen ebenfalls zylindrischen Endbereich 14, in welchen der konische Lagerbereich 10 des Lagerabschnitts 4 des Gehäuses ausläuft. Mittels einer Kehlschweißnaht 9 sind die beiden Teile des Gehäuses fest miteinander verbunden.The exhaust gas purification device shown in Fig. 2 differs essentially by the following features of the exhaust gas purification device 1: Instead of two axially offset the exhaust gas cleaning body is an annular bearing element 1 in the housing 3 by means of a storage mat 12 stored, the axial extent of about 50% the axial length of the exhaust gas purification body 1 is. Furthermore, the case is not in the essentially divided in the middle; the division level is rather in the area of transition one of the two Transition cones 5 to the bearing section 4. Overlapped here one molded onto the corresponding transition cone cylindrical collar 13 is also cylindrical End area 14, in which the conical bearing area 10 of the bearing section 4 of the housing runs out. The two parts are by means of a fillet weld 9 of the housing firmly connected.

Die Lagerungsmatte 12 kann, zur Kompensation toleranzbedingter Abweichungen der Abmessungen des Abgasreinigungskörpers 1 vom Nennmaß, in dem sich die zur Teilungsebene hin konisch erweiternden Ringraum 11 verschiedene Stellungen einnehmen (vgl. Doppelpfeil B) .The storage mat 12 can, for compensation Tolerance-related deviations in the dimensions of the Emission control body 1 of the nominal size in which the annulus widening conically towards the division level 11 different positions (see double arrow B).

Es läßt sich anhand der Fig. 2 unschwer vorstellen, daß sich eine zwei Abgasreinigungskörper umfassende Abgasreinigungsvorrichtung dadurch herstellen läßt, daß der rechte Übergangskonus durch eine Baugruppe ersetzt wird, die im wesentlichen spiegelsymmetrisch aufgebaut ist zu dem verbleibenden Rest der Abgasreinigungsvorrichtung. Auf diese Weise entsteht eine Abgasreinigungsvorrichtung mit einem im wesentlichen symmetrischen Aufbau mit einem etwa mittig geteilten Gehäuse, wobei sich das Gehäuse aus lediglich zwei Bauteilen zusammensetzt.It is easy to imagine with the aid of FIG. 2 that a two exhaust gas purifying body Emission control device can be manufactured by that the right transition cone through an assembly is replaced, which is essentially mirror-symmetrical is built up to the remaining rest of the exhaust gas purification device. This creates one Exhaust gas purification device with an essentially symmetrical structure with an approximately divided center Housing, the housing consisting of only two Components.

Die in Fig. 3 dargestellte Abgasreinigungsvorrichtung unterscheidet sich von derjenigen gemäß Fig. 2 im wesentlichen allein dadurch, daß der Abgasreinigungskörper 1 nicht mittels einer einzigen Lagerungsmatte in dem Gehäuse gelagert ist, sondern vielmehr mittels zweier axial beabstandeter ringförmiger Lagerelemente 2. Der Lagerabschnitt des Gehäuses weist zwei axial beabstandete konische Lagerbereiche auf, zwischen denen das Gehäuse zylindrisch ausgebildet ist. Entsprechend der unterschiedlichen radialen Weite der beiden sich konisch erweiternden Ringräume 11' und 11'' weisen die beiden entsprechenden ringförmigen Lagerelemente 2' und 2'' vor ihrer Montage eine unterschiedliche radiale Erstreckung auf. Auf diese Weise ist eine Angleichung der von den beiden ringförmigen Lagerelementen auf den Abgasreinigungskörper übertragenen Haltekräfte aneinander möglich. Der zwischen den beiden Lagerelementen bestehende Ringraum kann mit einer Isolation ausgefüllt werden, wie dies als solches bekannt ist.The exhaust gas purification device shown in Fig. 3 differs from that according to FIG. 2 in essentially only in that the exhaust gas purification body 1 not with a single storage mat is stored in the housing, but rather by means of two axially spaced annular bearing elements 2. The bearing section of the housing has two axially spaced conical bearing areas on, between which the housing is cylindrical. According to the different radial width of the two conically widening annular spaces 11 'and 11 ″ have the two corresponding annular ones Bearing elements 2 'and 2' 'prior to assembly different radial extension. To this Way is an approximation of the two ring-shaped Bearing elements on the exhaust gas purification body transferred holding forces to each other possible. Of the existing between the two bearing elements Annulus can be filled with insulation as is known as such.

Für die Abgasreinigungsvorrichtung gemäß Fig. 3 gilt das weiter oben zu Fig. 2 Gesagte in entsprechender Weise, daß nämlich zur Herstellung einer Abgasreinigungsvorrichtung mit zwei Abgasreinigungskörpern der rechte Übergangskonus 5 gegen eine zu dem verbleibenden Rest im wesentlichen spiegelsymmetrisch aufgebaute Einheit ausgetauscht werden kann.3 applies to the exhaust gas purification device the above for Fig. 2 in a corresponding Way that namely to manufacture an exhaust gas purification device with two exhaust gas purifiers the right transition cone 5 against one to the remaining remainder essentially mirror-symmetrical assembled unit can be replaced.

Fig. 4 veranschaulicht eine weitere Möglichkeit, eine zwei Abgasreinigungskörper umfassende Abgasreinigungsvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung aufzubauen. In Anbetracht der vorstehenden Erläuterungen zu den Fig. 1 bis 3 sind umfangreiche Ausführungen zum Aufbau dieser Abgasreinigungsvorrichtung entbehrlich. Ersichtlich ist das Gehäuse aus drei Bauteilen zusammengefügt, nämlich einem im wesentlichen spiegelsymmetrisch aufgebauten, sich zu beiden Seiten hin konisch erweiternden rohrförmigen Lagerabschnitt 4 und zwei endseitig an diesem angeschweißten Übergangskonen 5. Ersichtlich ist freilich möglich, das gemäß Fig. 4 aus drei Teilen aufgebaute Gehäuse aus vier Teilen zusammenzufügen, indem mittig eine Teilung vorgesehen wird.Fig. 4 illustrates another way, a Exhaust gas purification device comprising two exhaust gas cleaning bodies according to the present invention build. In view of the above explanations 1 to 3 are extensive Comments on the structure of this exhaust gas purification device dispensable. You can see the case assembled from three components, namely one in essentially mirror-symmetrical, too tubular conically widening on both sides Bearing section 4 and two ends of this welded-on transition cones 5. Can be seen of course possible, according to FIG. 4 from three parts assemble assembled housing from four parts, by providing a division in the middle.

Für sämtliche der in den Fig. 2 bis 4 dargestellten Abgasreinigungsvorrichtungen gilt, daß die Herstellung auf verschiedene Weise erfolgen kann. Entweder wird der jeweils zu montierende Abgasreinigungskörper zunächst vermessen, und das zumindest eine Lagerelement wird auf der Umfangsfläche des Abgasreinigungskörpers in Abhängigkeit von dessen Ist-Maß mehr oder weniger weit gegenüber einer Mittellage versetzt positioniert, woraufhin anschließend die Einheit bestehend aus Abgasreinigungskörper und um diesen herumgelegten Lagerelement (herumgelegten Lagerelementen) von der Teilungsebene des Gehäuses her - im wesentlichen weggesteuert - in dessen Lagerabschnitt eingeschoben wird, bis der Abgasreinigungskörper seine endgültige Position erreicht hat. Eine weitere Möglichkeit der Montage besteht darin, daß der Abgasreinigungskörper in seine endgültige Position innerhalb des Gehäuses gebracht wird, woraufhin anschließend das mindestens eine Lagerelement in den sich konisch verjüngenden Ringraum zwischen Abgasreinigungskörper und Gehäuse eingebracht wird; durch ein kraftgesteuertes Einpressen des Lagerelements nimmt dieses in Abhängigkeit von dem Ist-Maß des jeweiligen Abgasreinigungskörpers selbsttätig diejenige Position ein, die eine vorbestimmte Haltekraft sicherstellt. Dieses Verfahren eignet sich insbesondere dann, wenn das mindestens eine Lagerelement durch mehrfaches Umwickeln des Abgasreinigungskörpers mit einer verdichteten Schnur hergestellt wird. Als weitere Möglichkeit ist ein kombiniertes Verfahren zu nennen, bei welchem der jeweilige Abgasreinigungskörper in das Gehäuse eingesetzt wird, jedoch nicht in seine endgültige Position, sondern vielmehr zunächst in eine Montageposition, welche gegenüber der Endposition in Richtung auf die Teilungsebene hin versetzt ist. Sodann wird das Lagerelement kraftgesteuert in den Ringraum eingebracht und vorverdichtet, wobei das Lagerelement mit einer AnfangsAnpreßkraft an den Abgasreinigungskörper angepreßt wird. Abschließend werden Abgasreinigungskörper und Lagerungselement gemeinsam in dem Gehäuse in Richtung auf dessen konische Verjüngung hin verschoben, bis der Abgasreinigungskörper seine endgültige Position einnimmt. Hierdurch erhält das Lagerelement seine endgültige Vorspannkraft. For all of those shown in FIGS. 2 to 4 Exhaust gas purifiers apply that manufacture can be done in different ways. Either becomes the emission control body to be installed in each case initially measured, and at least one bearing element is on the peripheral surface of the exhaust gas purification body depending on its actual size more or less far from a middle position staggered, whereupon the Unit consisting of exhaust gas cleaning body and around this lying around bearing element (lying around Bearing elements) from the division level of the housing forth - essentially steered - in its Bearing section is inserted until the exhaust gas purification body reached its final position Has. Another possibility for assembly is in that the exhaust gas purifier in its final position within the housing , whereupon the at least one Bearing element in the conically tapered annular space between the emission control body and the housing is introduced; through a force controlled Pressing the bearing element takes this in dependence from the actual dimension of the respective exhaust gas cleaning body automatically that position which ensures a predetermined holding force. This The method is particularly suitable if the at least one bearing element by multiple Wrapping the emission control body with a compacted cord is produced. As another Possibility to call a combined procedure at which the respective emission control body in the housing is inserted, but not in its final position, but rather first in an assembly position which is opposite the end position towards the division level is offset. The bearing element is then force-controlled brought into the annulus and pre-compressed, wherein the bearing element with an initial contact pressure pressed against the exhaust gas purification body becomes. Finally, exhaust gas purifiers and Storage element together in the housing in the direction moved towards its conical taper until the exhaust gas cleaning body its final position occupies. This gives the bearing element its final preload.

Fig. 5 veranschaulicht schematisch den Aufbau eines Lagerelements aus zwei axial aneinander anliegenden, den (schematisch angedeuteten) Abgasreinigungskörper 1 nahezu vollständig umgebenden Streifen 15. Die Stöße 16 der beiden Streifen, an denen sich in Abhängigkeit von dem Ist-Maß des Abgasreinigungskörpers 1 ein mehr oder weniger breiter Spalt bildet, sind gegeneinander versetzt. Eine Umströmung des Abgasreinigungskörpers ist auf diese Weise ausgeschlossen.5 schematically illustrates the structure of a Bearing element made of two axially abutting, the (schematically indicated) exhaust gas cleaning body 1 almost completely surrounding strip 15. The Bumps 16 of the two strips, depending on which from the actual dimension of the exhaust gas cleaning body 1 forms a more or less wide gap offset against each other. A flow around the exhaust gas purification body is excluded in this way.

Fig. 6 zeigt einen Montage- und Verdichtungsring, wie er im Rahmen des weiter oben beschriebenen Verfahrens, bei dem das Lagerelement aus einer mehrfach um den Abgasreinigungskörper herumgelegten Schnur aufgebaut ist, einsetzbar ist. Der Montageund Verdichtungsring 17 weist einen Zuführkanal 18 für die Schnur 19 auf. Mit der Stirnkante 20 des Montage- und Verdichtungsringes 19 wird die in den Ringraum eingebrachte Schnur kraftgesteuert verdichtet, so daß sie sich an den konisch erweiternden lichten Querschnitt des Ringraums anpaßt. Auf einer Länge, die zumindest dem Umfang des Abgasreinigungskörpers mit Größtmaß entspricht, ist die Schnur 19 mit einem Drahtgewebe 21 überzogen. Auf diese Weise ist die Schnur gegen Erosion durch pulsierendes Abgas geschützt, was weitere dem gleichen Zweck dienende Einrichungen entbehrlich macht.Fig. 6 shows an assembly and compression ring, such as he in the context of the above Process in which the bearing element from a put several times around the exhaust gas purification body Cord is built up, can be used. The assembly and Compression ring 17 has a feed channel 18 for the cord 19 on. With the front edge 20 of the Assembly and compression ring 19 is in the Cord introduced in the annulus force-controlled condensed so that they widen to the conically widening adapts clear cross-section of the annulus. On a length that is at least the circumference of the exhaust gas purification body corresponds to the largest dimension, that is Cord 19 covered with a wire mesh 21. On this way the cord is pulsating against erosion Exhaust gas protected, which is further the same Makes purpose-making facilities unnecessary.

Claims

An exhaust gas purification device for a motor vehicle driven by an internal combustion engine, comprising a housing (3) and at least one essentially cylindrical exhaust gas purification body (1) supported therein with the interposition of at least one flexible bearing element (2', 2''), whereby the housing comprises a tubular bearing section (4) and two transition cones (5) joined thereto at the ends and is divided at least in one plane extending essentially at right angles to the longitudinal axis (7), whereby the bearing section (4) is formed conically widening at least zonally (10) in the direction of the dividing plane and the annular space (11', 11'') existing between the at least one exhaust gas purification body (1) and the bearing section (4) of the housing (3), filled at least partially by the bearing element (2', 2''), widens at least zonally in the direction of the dividing plane,
characterised in that
two annular bearing elements (2', 2'') surrounding the exhaust gas purification body (1), arranged displaced with respect to one another in the axial direction, are provided per exhaust gas purification body (1), said annular bearing elements having a different radial extension before their mounting, whereby the tubular bearing section (4) has two bearing zones extending conically in the same direction for each exhaust gas purification body, between which bearing zones the housing (3) extends essentially cylindrically.
The exhaust gas purification device according to claim 1,
characterised in that
a dividing plane runs through the bearing section (4) of the housing (3).
The exhaust gas purification device according to claim 2,
characterised in that
two exhaust gas purification bodies (1) are provided, whereof one in each case is supported in one of the two halves of the bearing section (4) defined by the dividing plane.
The exhaust gas purification device according any one of claims 1 to 3,
characterised in that
at least one transition cone (5) is joined in one piece with the neighbouring zone of the bearing section (4) and changes over into the latter.
The exhaust gas purification device according to any one of claims 1 to 4,
characterised in that
at least one bearing element is constructed from a cord (19) wrapped around the exhaust gas purification body (1) at least once, preferably several times.
The exhaust gas purification device according to claim 5,
characterised in that
the cord (19) is covered a least zonally with a wire fabric (21).
The exhaust gas purification device according to any one of claims 1 to 4,
characterised in that
at least one bearing element is constructed from at least two strips (15) lying axially adjacent to one another, almost completely surrounding the exhaust gas purification body (1), the abutting ends (16) of said strips being offset with respect to one another.
The exhaust gas purification device according to any one of claims 1 to 4,
characterised in that
at least one bearing element consists of a strip surrounding the exhaust gas purification body (1), the abutting ends of said strip being formed stepped.