EP1035305A1 - Endstück für einen Katalysator - Google Patents

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EP1035305A1
EP1035305A1 EP00104692A EP00104692A EP1035305A1 EP 1035305 A1 EP1035305 A1 EP 1035305A1 EP 00104692 A EP00104692 A EP 00104692A EP 00104692 A EP00104692 A EP 00104692A EP 1035305 A1 EP1035305 A1 EP 1035305A1
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EP
European Patent Office
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end piece
contact surface
piece according
flange contact
outer shell
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EP00104692A
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English (en)
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Rainer P. Gross
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Delphi Technologies Inc
Original Assignee
Delphi Technologies Inc
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Publication date
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    • F01N13/00—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
    • F01N13/18—Construction facilitating manufacture, assembly, or disassembly
    • F01N13/1838—Construction facilitating manufacture, assembly, or disassembly characterised by the type of connection between parts of exhaust or silencing apparatus, e.g. between housing and tubes, between tubes and baffles
    • F01N13/1844—Mechanical joints
    • F01N13/1855—Mechanical joints the connection being realised by using bolts, screws, rivets or the like
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/24—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
    • F01N3/28—Construction of catalytic reactors

Definitions

  • the invention relates to an end piece for connecting a vehicle catalytic converter with an exhaust pipe.
  • Such end pieces are generally known.
  • relatively large outside diameter of the catalyst on the Reducing the diameter of the exhaust pipe is usually between A transition part is provided for the catalytic converter and the exhaust pipe.
  • This transition part or end piece is essentially conical, the large opening formed by the outer circumference the catalyst and to the small opening through the inner circumference is formed, the exhaust pipe is connected.
  • To connect the exhaust pipe is usually on the conical end piece in the area a flange is welded to the small opening, which is attached to the exhaust pipe arranged flange z. B. can be connected via bolts. Welding the flange to the end piece is cumbersome and time consuming. Since the flange is also available as a separate component, the end piece becomes heavier, larger due to the welded flange more expensive to manufacture and it has a large thermal mass.
  • the Flange as a separate component. This not only makes the End piece easier and cheaper because the flange is welded on omitted, but it can also be made lighter and smaller. Furthermore, the end piece consists of fewer individual parts and the heat radiation is reduced due to the smaller surface. Moreover the entire catalyst arrangement is given a more compact design and an improved visual appearance.
  • the end piece is essentially bowl-shaped or dome-like and the flange contact surface is formed by the bottom of the bowl or the dome.
  • Such Shaping is particularly easy to manufacture and visually appealing.
  • the end piece has two shells formed and has an inner shell and an outer shell. This Design leads to a special due to the double-shell training good thermal insulation.
  • This thermal insulation can be improved if after a further configuration between the inner shell and the outer Shell insulation is provided.
  • a flange which is connected to the end piece is connectable in the area of the flat flange contact surface.
  • connection elements provided for connection to the exhaust pipe. This leads to a simple connection between the end piece and the exhaust pipe.
  • connection can be simplified even further if after a Further development of the invention, the connecting elements are added in bores are provided in the flat flange contact surface. This measure results in a particularly simple and safe Attachment of the connecting elements, which is integrated in the end piece.
  • the connecting elements advantageously have bolts which are connected to the Flange contact surface connected, preferably welded.
  • Such Design has the advantage that the connecting elements form an integral part of the end piece and therefore no further separate Parts are needed.
  • Bolts are formed and have a threaded part that outwards via the flange contact surface in the direction of the exhaust pipe protrudes, the connection to the exhaust pipe is particularly simple.
  • the connecting elements have a head, in the area of the flange contact surface on the inside of the outer Shell rests, in particular is welded to it.
  • a gas-tight connection between the exhaust pipe and the end piece to ensure is advantageously between the flange on Exhaust pipe and the flange contact surface arranged a seal.
  • the inner shell and the outer shell connected to each other at least in the area of the small opening, preferably by means of a tungsten inert gas weld.
  • connection between the Inner and outer shell in the area of the small opening as protruding Edge or web is formed, which is a protective wall for between the flange on the exhaust pipe and the flange contact surface
  • the gasket can be effective against thermal stress be protected by the exhaust gas flow. This leads to a longer one Seal life.
  • the end piece 10 according to the invention is shown in the single figure, that is basically tapered. It points to one side an outer periphery 13, which has a large opening 12 for connection forms a catalyst (not shown). On the opposite On the side, an inner circumference 15 forms a small opening 14 for connection an exhaust pipe 16.
  • the end piece 10 is constructed in two shells and with an inner shell 18 and an outer shell 20, both of which taper and which are coaxially connected. Between the two shells 18, 20 an insulation 22 is arranged.
  • the end piece 10 forms a flat in the area of the inner circumference 15 Flange contact surface 17 for connecting the exhaust pipe 16, in which the small opening 14 is provided.
  • This flange contact surface 17 forms to a certain extent the bottom of the bowl-like end piece 10.
  • To achieve 16 is between the flange contact surface 17 and the Flange 26 provided a flat ring seal 28.
  • connection between the end piece 10 and the exhaust pipe 16 takes place via connecting elements which are designed as screw bolts 30.
  • 17 holes are provided in the flange contact surface, through which the bolts 30 are inserted so that their heads 32 in the area of the flange contact surface 17, however, on the inside of the Outer shell 20 abut while its threaded parts on the outside over the Project flange contact surface 17 in the direction of the exhaust pipe 16.
  • the Bolts 30 are with their head 32 on the inside of the outer Shell 20 welded.
  • the seal 28 is applied to the flange contact surface 17, wherein in the Seal provided recesses allow the bolts 30 to pass through. Then the exhaust pipe 16 is welded to it Flange 26 on the flange contact surface 17 or on it located seal 28 and the flange 26 with nuts 36th screwed to the end piece.
  • the outer shell 20 and the inner shell 18 are in the area of the inner circumference 15, the outer shell 20 and the inner shell 18 permanently connected with each other.
  • the inner shell 18 and on the Outer shell 20 each have a projecting ring web, both of them are interconnected so that a protruding peripheral edge 34 is formed.
  • the connection is particularly suitable a tungsten inert gas weld.
  • the axially projecting edge 34 a protective wall for the between the Flange 26 provided on the exhaust pipe 16 and the flange contact surface 17 Seal 28, which is not directly flowed against and therefore against impairment is protected by the exhaust gas flow.

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Katalysator-Anordnung mit einem Katalysator und einem Abgasrohr (16) sowie einem zwischen dem Katalysator und dem Abgasrohr vorgesehenen Endstück (10), das auf einer Seite eine große Öffnung (12) zum Anschluß an den Katalysator und auf der anderen Seite eine kleine Öffnung (14) zum Anschluß an das Abgasrohr (16) aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Endstück zur Verbindung eines Fahrzeugkatalysators mit einem Abgasrohr.
Solche Endstücke sind grundsätzlich bekannt. Um den im Verhältnis zum Abgasrohr relativ großen Außendurchmesser des Katalysators auf den Durchmesser des Abgasrohres zu reduzieren, ist üblicherweise zwischen Katalysator und Abgasrohr ein Übergangsteil vorgesehen. Dieses Übergangsteil oder auch Endstück ist im wesentlichen konusförmig ausgebildet, wobei an die große Öffnung, die durch den Außenumfang gebildet ist, der Katalysator und an die kleine Öffnung, die durch den Innenumfang gebildet ist, das Abgasrohr angeschlossen ist. Um das Abgasrohr anzuschließen, wird üblicherweise an das konusförmige Endstück im Bereich der kleinen Öffnung ein Flansch angeschweißt, der mit einem am Abgasrohr angeordneten Flansch z. B. über Schraubenbolzen verbindbar ist. Das Anschweißen des Flansches an das Endstück ist umständlich und zeitaufwendig. Da der Flansch außerdem als separates Bauteil vorliegt, wird das Endstück durch den angeschweißten Flansch schwerer, größer in der Herstellung teurer und es besitzt eine große thermische Masse.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Endstück der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß es einfacher und billiger herzustellen ist.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Eine solche Ausgestaltung hat zahlreiche Vorteile. Zum einen entfällt der Flansch als separates Bauteil. Dadurch ist nicht nur die Herstellung des Endstücks einfacher und billiger, da das Anschweißen des Flansches entfällt, sondern es kann auch leichter und kleiner hergestellt werden. Weiterhin besteht das Endstück aus weniger Einzelteilen und die Wärmeabstrahlung wird infolge der geringeren Oberfläche verringert. Außerdem erhält die gesamte Katalysator-Anordnung eine kompaktere Ausgestaltung und ein verbessertes optisches Aussehen.
Nach einer bevorzugten Weiterbildung ist das Endstück im wesentlichen schüsselartig oder domartig ausgebildet und die Flanschanlagefläche wird durch den Boden der Schüssel bzw. des Domes gebildet. Eine solche Formgebung ist besonders einfach herzustellen und optisch ansprechend.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung ist das Endstück zweischalig ausgebildet und weist eine Innenschale sowie eine Außenschale auf. Diese Ausgestaltung führt infolge der zweischaligen Ausbildung zu einer besonders guten thermischen Isolation.
Diese thermische Isolation kann noch verbessert werden, wenn nach einer weiteren Ausgestaltung zwischen der inneren Schale und der äußeren Schale eine Isolierung vorgesehen ist.
Um eine sichere und feste Verbindung mit dem Abgasrohr zu erreichen, kann an dem Abgasrohr ein Flansch vorgesehen sein, der mit dem Endstück im Bereich der ebenen Flanschanlagefläche verbindbar ist.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung sind im Bereich der Flanschanlagefläche Verbindungselemente zur Verbindung mit dem Abgasrohr vorgesehen. Dies führt zu einer einfachen Verbindung zwischen dem Endstück und dem Abgasrohr.
Diese Verbindung kann noch weiter vereinfacht werden, wenn nach einer Weiterbildung der Erfindung die Verbindungselemente in Bohrungen aufgenommen sind, die in der ebenen Flanschanlagefläche vorgesehen sind. Durch diese Maßnahme ergibt sich eine besonders einfache und sichere Befestigung der Verbindungselemente, die in das Endstück integriert ist.
Die Verbindungselemente weisen vorteilhafterweise Bolzen auf, die mit der Flanschanlagefläche verbunden, vorzugsweise verschweißt sind. Eine solche Ausgestaltung hat den Vorteil, daß die Verbindungselemente einen festen Bestandteil des Endstücks bilden und somit keine weiteren separaten Teile benötigt werden.
Wenn die Bolzen nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung als Schraubenbolzen ausgebildet sind und einen Gewindeteil aufweisen, der nach außen über die Flanschanlagefläche in Richtung auf das Abgasrohr vorsteht, gestaltet sich die Verbindung mit dem Abgasrohr besonders einfach.
Eine sichere und feste Verbindung mit dem Endstück ergibt sich, wenn gemäß einer Weiterbildung die Verbindungselemente einen Kopf aufweisen, der im Bereich der Flanschanlagefläche an der Innenseite der äußeren Schale anliegt, insbesondere mit dieser verschweißt ist.
Um eine gasdichte Verbindung zwischen dem Abgasrohr und dem Endstück zu gewährleisten, ist vorteilhafterweise zwischen dem Flansch am Abgasrohr und der Flanschanlagefläche eine Dichtung angeordnet.
Nach einer weiteren Ausgestaltung sind die Innenschale und die Außenschale zumindest im Bereich der kleinen Öffnung miteinander verbunden, vorzugsweise mittels einer Wolfram-Inertgas-Schweißung. Durch diese Maßnahme wird eine feste Verbindung zwischen den beiden Schalen erreicht.
Wenn nach einer vorteilhaften Weiterbildung die Verbindung zwischen der Innen- und der Außenschale im Bereich der kleinen Öffnung als vorspringende Kante oder Steg ausgebildet ist, die eine Schutzwand für die zwischen dem Flansch am Abgasrohr und der Flanschanlagefläche vorgesehene Dichtung bildet, kann die Dichtung wirksam gegen thermische Belastung durch den Abgasstrom geschützt werden. Dies führt zu einer längeren Lebensdauer der Dichtung.
Weitere vorteilhafte Merkmale und Ausgestaltungen ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels.
In der einzigen Figur ist das erfindungsgemäße Endstück 10 dargestellt, das grundsätzlich sich verjüngend ausgebildet ist. Es weist auf einer Seite einen Außenumfang 13 auf, der eine große Öffnung 12 zum Anschluß an einen (nicht gezeigten) Katalysator bildet. Auf der gegenüberliegenden Seite bildet ein Innenumfang 15 eine kleine Öffnung 14 zum Anschluß an ein Abgasrohr 16.
Das Endstück 10 ist zweischalig aufgebaut und mit einer inneren Schale 18 und einer äußeren Schale 20 versehen, die sich beide verjüngen und die koaxial miteinander verbunden sind. Zwischen den beiden Schalen 18, 20 ist eine Isolierung 22 angeordnet.
Das Endstück 10 bildet im Bereich des Innenumfangs 15 eine ebene Flanschanlagefläche 17 zum Anschluß des Abgasrohres 16, in der die kleine Öffnung 14 vorgesehen ist. Diese Flanschanlagefläche 17 bildet gewissermaßen den Boden des schüsselartigen Endstücks 10. An der Flanschanlagefläche 17, die den Innenumfang 15 umgibt, liegt ein Flansch 26 des Abgasrohres 16 an. Um eine gasdichte Verbindung zwischen der Flanschanlagefläche 17 und dem Flansch 26 des Abgasrohres 16 zu erreichen, ist zwischen der Flanschanlagefläche 17 und dem Flansch 26 eine ebene Ringdichtung 28 vorgesehen.
Die Verbindung zwischen dem Endstück 10 und dem Abgasrohr 16 erfolgt über Verbindungselemente, die als Schraubenbolzen 30 ausgebildet sind. Dazu sind in der Flanschanlagefläche 17 Bohrungen vorgesehen, durch die welche die Schraubenbolzen 30 derart gesteckt werden, daß ihre Köpfe 32 im Bereich des Flanschanlagefläche 17 jedoch an der Innenseite der Außenschale 20 anliegen, während ihre Gewindeteile nach außen über die Flanschanlagefläche 17 in Richtung auf das Abgasrohr 16 vorstehen. Die Schraubenbolzen 30 sind mit ihrem Kopf 32 an der Innenseite der äußeren Schale 20 verschweißt.
Zur Verbindung des Endstückes 10 mit dem Abgasrohr 16 wird zunächst die Dichtung 28 an die Flanschanlagefläche 17 angelegt, wobei in der Dichtung vorgesehene Aussparungen einen Durchtritt der Bolzen 30 ermöglichen. Anschließend wird das Abgasrohr 16 mit seinem angeschweißten Flansch 26 an die Flanschanlagefläche 17 bzw. an die darauf befindliche Dichtung 28 angelegt und der Flansch 26 wird mit Muttern 36 an dem Endstück verschraubt.
Wie insbesondere die Detaildarstellung in der Figur zeigt, sind im Bereich des Innenumfangs 15 die Außenschale 20 und die Innenschale 18 dauerhaft miteinander verbunden. Hierzu ist an der Innenschale 18 und an der Außenschale 20 jeweils ein vorstehender Ringsteg vorgesehen, die beide miteinander verbunden sind, so daß eine vorspringende Umfangskante 34 gebildet ist. Für die Verbindung eignet sich im vorliegenden Fall insbesondere eine Wolfram-Inertgas-Schweißung. Wie die Figur zeigt, bildet die axial vorspringende Kante 34 eine Schutzwand für die zwischen dem Flansch 26 am Abgasrohr 16 und der Flanschanlagefläche 17 vorgesehene Dichtung 28, die somit nicht direkt angeströmt und dadurch gegen Beeinträchtigung durch den Abgasstrom geschützt ist.
Bezugszeichenliste
10
Endstück
12
große Öffnung
13
Außenumfang
14
kleine Öffnung
15
Innenumfang
16
Abgasrohr
17
Flanschanlagefläche
18
Innenschale
20
Außenschale
22
Isolierung
26
Flansch
28
Dichtung
30
Schraubenbolzen
32
Kopf
34
vorspringende Kante
36
Mutter

Claims (13)

  1. Endstück zur Verbindung eines Fahrzeugkatalysators mit einem Abgasrohr, umfassend eine Außenschale (20), die sich zwischen einem Außenumfang (13) und einem Innenumfang (15) verjüngt, wobei die Außenschale (20) im Bereich des Innenumfangs (15) eine ebene Flanschanlagefläche (17) bildet.
  2. Endstück nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenschale (20) im wesentlichen domartig oder schüsselartig ausgebildet ist, wobei die ebene Flanschanlagefläche (17) den Boden des Domes oder der Schüssel bildet.
  3. Endstück nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß dieses zweischalig ausgebildet ist und neben der Außenschale (20) eine Innenschale (18) aufweist.
  4. Endstück nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Innenschale (18) und der Außenschale (20) eine Isolierung (22) vorgesehen ist.
  5. Endstück nach wenigstens einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenschale (18) und die Außenschale (20) zumindest im Bereich des Innenumfangs (15) miteinander verbunden sind, vorzugsweise mittels einer Wolfram-Inertgas-Schweißung.
  6. Endstück nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Flanschanlagefläche (17) Verbindungselemente (30) zur Verbindung mit dem Abgasrohr (16) vorgesehen sind.
  7. Endstück nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungselemente (30) in Bohrungen aufgenommen sind, die in der Flanschanlagefläche (17) vorgesehen sind.
  8. Endstück nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungselemente Bolzen (30) aufweisen, die im Bereich der Flanschanlagefläche (17) befestigt, vorzugsweise verschweißt sind.
  9. Endstück nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Bolzen als Schraubenbolzen (30) ausgebildet sind und einen Gewindeteil aufweisen, der nach außen über die Flanschanlagefläche (17) in Richtung auf das Abgasrohr (16) vorsteht.
  10. Endstück nach wenigstens einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungselemente (30) einen Kopf (32) aufweisen, der im Bereich der Flanschanlagefläche (17) an der Innenseite der Außenschale (20) anliegt, insbesondere mit dieser verschweißt ist.
  11. Endstück nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen einem Flansch (26) am Abgasrohr (16) und der Flanschanlagefläche (17) eine Dichtung (28) angeordnet ist.
  12. Endstück nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß dieses im Bereich des Innenumfangs (15) einen vorstehenden und in Umfangsrichtung geschlossenen Steg (34) bildet.
  13. Endstück nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung zwischen der Innenschale (18) und der Außenschale (20) im Bereich des Innenumfangs (15) als vorspringende Kante (34) ausgebildet ist, die eine Schutzwand für die zwischen dem Flansch (26) am Abgasrohr (16) und der Flanschanlagefläche (17) vorgesehene Dichtung (28) bildet.
EP00104692A 1999-03-08 2000-03-03 Endstück für einen Katalysator Withdrawn EP1035305A1 (de)

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