EP4249736B1 - Abgasbehandlungsanordnung - Google Patents

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EP4249736B1
EP4249736B1 EP23157499.7A EP23157499A EP4249736B1 EP 4249736 B1 EP4249736 B1 EP 4249736B1 EP 23157499 A EP23157499 A EP 23157499A EP 4249736 B1 EP4249736 B1 EP 4249736B1
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EP
European Patent Office
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bearing
exhaust gas
gas treatment
sealing
sealing rings
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Wolfgang Datz
Felix Neumann
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Eberspaecher Exhaust Technology GmbH and Co KG
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Purem GmbH
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Definitions

  • the present invention relates to an exhaust gas treatment arrangement for an exhaust system of an internal combustion engine.
  • At least one bearing/sealing unit constructed, for example, with wire mesh, surrounding the casing in a ring-like manner, is provided in a radial space formed between a casing of such an exhaust gas treatment unit and the housing.
  • a bearing/sealing unit comprises several bearing/sealing rings constructed from fiber mats, arranged consecutively in a longitudinal direction of the exhaust gas treatment arrangement. In adjacent end regions, directly adjacent bearing/sealing rings overlap one another in the longitudinal direction.
  • This object is achieved by an exhaust gas treatment arrangement for an exhaust system of an internal combustion engine according to claim 1.
  • This exhaust gas treatment arrangement comprises a housing which is elongated in the direction of a housing longitudinal axis and at least one Exhaust gas treatment unit arranged in a housing with a casing, wherein in a radial space formed between the casing and the housing at least one bearing/sealing unit with at least two radially successive, nested bearing/sealing rings each interrupted in a circumferential interruption region is arranged, wherein a circumferential interruption region of at least one of the bearing/sealing rings is offset in the circumferential direction with respect to a circumferential interruption region of another of the bearing/sealing rings.
  • At least two bearing/sealing rings, preferably all bearing/sealing rings, of the at least one bearing/sealing unit are designed as metal formed parts, i.e. as so-called metal bead seals.
  • At least two bearing/sealing rings, preferably all bearing/sealing rings, of the at least one bearing/sealing unit are of identical design to one another.
  • a very good sealing effect can be supported by the fact that at least two bearing/sealing rings of the at least one bearing/sealing unit Circumferential interruption areas are offset from each other in the circumferential direction by approximately 180°.
  • the bearing/sealing rings of the at least one bearing/sealing unit have a substantially U-shaped or substantially V-shaped or substantially W-shaped or substantially M-shaped or substantially wave-like cross-sectional profile.
  • the circumferential interruption region of at least one bearing/sealing ring preferably each bearing/sealing ring of the at least one bearing/sealing unit, can extend over less than 5%, preferably less than 2%, of the total circumference of the bearing/sealing ring.
  • a design can thus be realized in which such a bearing/sealing ring extends over a circumferential range of 355° to 359°.
  • At least one exhaust gas treatment element preferably a catalyst block and/or a particle filter block, can be arranged in the casing of the at least one exhaust gas treatment unit.
  • the invention further relates to an exhaust system for an internal combustion engine, comprising at least one exhaust treatment arrangement constructed according to the invention.
  • Fig. 1 1 shows an exhaust gas treatment arrangement, generally designated 10, of an exhaust system 12 for an internal combustion engine, for example in a vehicle.
  • the exhaust gas treatment arrangement 10 comprises a tubular housing 14, formed, for example, from sheet metal material, which is elongated in the direction of a housing longitudinal axis L and has a largely cylindrical structure. Adjoining the housing 14 at an upstream end region 16 is a deflection housing, generally designated 18. This deflects an exhaust gas flow A flowing through the exhaust system 12 toward the upstream end region 16 of the housing 14.
  • two exhaust gas treatment units 20, 22 are arranged axially one after the other in the housing 14.
  • Each of these exhaust gas treatment units 20, 22 comprises, as explained in more detail with reference to the exhaust gas treatment unit 22, a A substantially tubular casing 24 constructed of sheet metal material, in which two exhaust gas treatment elements 26, 28 are arranged one after the other in the exhaust gas flow direction or the longitudinal axis L of the housing.
  • Catalysts such as oxidation catalysts or SCR catalysts, particulate filters, or the like can be used as such exhaust gas treatment elements 26, 28. It is understood that more than two or even just a single exhaust gas treatment element can be provided inside such a casing 24 and can be held therein, for example, by a fiber mat surrounding it or the like.
  • the exhaust gas treatment units 20, 22 to be accommodated in the housing 14 are inserted into the housing 14 from the downstream end thereof in the direction of the housing's longitudinal axis L.
  • the exhaust gas treatment unit 22 positioned further upstream can be moved until it comes into contact with a radially inwardly bent edge region 30 of the housing 14, thereby predetermining a defined axial positioning.
  • a bearing/sealing unit 32, 34 is provided in at least one axial region, preferably in both axial end regions of the exhaust gas treatment unit 22, which bearing/sealing unit 32, 34 ensures, on the one hand, that the exhaust gas treatment unit 22 is supported in a defined radial direction with respect to the housing 14, and, on the other hand, ensures that the exhaust gas A flowing into the upstream end region 16 of the housing 14 essentially completely enters the interior of the casing 24 and can thus be subjected to a catalytic reaction, for example, in the exhaust gas treatment elements, while essentially no exhaust gas flows through an annular intermediate space 36 formed between the casing 24 and the housing 14.
  • bearing/sealing unit 34 positioned further upstream of the exhaust gas treatment unit 22.
  • the bearing/sealing unit could also 32 at the further downstream region of the exhaust gas treatment unit 22 may be constructed in the manner described below.
  • Bearing/sealing units, which, if present, are assigned to a further exhaust gas treatment unit 20 arranged in the housing 14, may also be constructed in the manner described below.
  • the sealing unit 34 which is provided between the two end sections 38, 40 of the housing 14 or the casing 24, which are, for example, slightly deformed radially inwards but are nevertheless essentially cylindrical, and which surrounds the housing longitudinal axis L or the casing 24 essentially in a ring-like manner or over its entire circumference, comprises two bearing/sealing rings 42, 44 arranged radially one after the other with respect to the housing longitudinal axis L and nested within one another.
  • the two bearing/sealing rings 42, 44 are essentially identical to one another and, in the illustrated embodiment, are constructed with an essentially U-shaped cross-sectional geometry.
  • the bearing/sealing rings 42, 44 are formed metal parts made of comparatively thin and therefore flexible sheet material, for example with a thickness of approximately 0.2 mm, and are constructed in the manner of so-called metal bead sealing rings.
  • the two bearing/sealing rings 42, 44 are not designed as circumferentially closed rings, i.e., rings extending over a circumferential area of 360°.
  • Each of the two bearing/sealing rings 42, 44 has a circumferential interruption area 46, 48 in one circumferential area and is therefore designed as an open ring.
  • each of the bearing/sealing rings can extend over a circumferential area in the range of 355° to 359°.
  • the bearing/sealing rings 42, 44 are positioned or rotated relative to one another such that their circumferential interruption regions 46, 48 are offset from one another in the circumferential direction.
  • the arrangement is such that the circumferential interruption region 46 of the bearing/sealing ring 42 positioned further radially inward is offset relative to the circumferential interruption region 48 of the further radially outwardly positioned bearing/sealing ring 44 is offset by approximately 180°, so that these two circumferential interruption areas 46, 48 are essentially diametrically opposite one another with respect to the housing longitudinal axis L.
  • the two bearing/sealing rings 42, 44 When assembled, the two bearing/sealing rings 42, 44 are nested in such a way that the two U-legs 50, 52 of the bearing/sealing ring 44 positioned further radially outward generally rest against the outer side of the two U-legs 54, 56 of the bearing/sealing ring 42 positioned further radially inward.
  • the webs 58, 60 of the two bearing/sealing rings 44, 42 connecting the two U-legs 50, 52 and 54, 56 to one another can generally have a small radial distance from one another before the exhaust gas treatment arrangement 10 is assembled.
  • the bearing/sealing unit 34 comprising the two nested bearing/sealing rings 42, 44 is pushed onto the end section 40 of the casing 24 such that the free ends of the U-legs 54, 56 of the bearing/sealing ring 42 positioned further radially inward rest on the outside of the casing 24.
  • the exhaust gas treatment unit 22 equipped with the bearing/sealing unit 34 is then pushed into the housing 14.
  • the bearing/sealing ring 44 positioned further radially outward, comes into contact with its web 58 against the inner surface of the housing 14 and is pressed radially inward against the bearing/sealing ring 42, positioned further radially inward.
  • bearing/sealing rings 42, 44 Due to the comparatively thin material and therefore flexible nature of the bearing/sealing rings 42, 44, they can deform slightly under such loading, so that on the one hand, the two bearing/sealing rings 42, 44 are pressed radially against one another, and on the other hand, they are pressed against the housing 14 or the casing 24, thus providing a defined radial holding effect for the exhaust gas treatment unit 22 essentially over the entire circumference. on the other hand, also create a substantially gas-tight closure of the intermediate space 36.
  • bearing/sealing unit 34 with two bearing/sealing rings 42, 44 made of comparatively thin-walled and thus easily deformable metal material ensures, on the one hand, that a tight seal that largely excludes leakage flows, particularly in the upstream end region of the housing 14, is realized with comparatively low resistance when inserting the exhaust gas treatment unit 22 into the housing 14 due to the adaptability of the bearing/sealing unit 34.
  • bearing/sealing rings 42, 44 can be used for the bearing/sealing unit 34, it can be manufactured with a minimal number of different or differently designed components and is, in particular, dimensionally stable even under the influence of temperature and can adapt to the resulting changes in shape of the components to be sealed against one another when the temperature changes.
  • a further exhaust gas treatment unit 20 follows downstream of the exhaust gas treatment unit 22, this could also be supported and sealed with respect to the housing 14, for example at least in its upstream end region, with a bearing/sealing unit which corresponds in terms of its structure to the bearing/sealing unit 34.
  • bearing/sealing unit 34 a wide variety of variations are possible in the design of such a bearing/sealing unit 34.
  • more than two bearing/sealing rings could be arranged nested within one another, which can be particularly advantageous if the radial gap 36 formed between the casing 24 and the housing 14 has a comparatively large radial extent.
  • the circumferential spacing of the circumferential interruption regions of the bearing/sealing rings corresponds to an angular distance calculated by dividing 360° by the number of bearing/sealing rings used.
  • this circumferential spacing of the circumferential interruption regions can therefore be in the region of 120°.
  • this circumferential distance of the circumferential interruption areas can be in the range of 90°.
  • the bearing/sealing rings of such a bearing/sealing unit can also have different cross-sectional geometries than those shown in the Fig. 2 to 4 recognizable U-shaped cross-sectional geometry. Examples of this are in Fig. 7
  • the bearing/sealing rings used in such a bearing/sealing unit 34 can be designed with a W-shaped cross-sectional geometry, in which the free ends of the two outer W-legs as well as the connecting area can be oriented radially outwards, while the two in Fig. 7a ) connecting areas visible below can be oriented radially inwards.
  • Fig. 7 the bearing/sealing rings used in such a bearing/sealing unit 34 can be designed with a W-shaped cross-sectional geometry, in which the free ends of the two outer W-legs as well as the connecting area can be oriented radially outwards, while the two in Fig. 7a ) connecting areas visible below can be oriented radially inwards.
  • an M-shaped cross-sectional geometry of the bearing/sealing rings is also possible, which essentially reverses the assignment of the support areas to the housing 14 and the shell 24 with regard to the W-shaped configuration.
  • Fig. 7c is possible, whereby the two free ends of the V-legs can be oriented either further radially outwards or radially inwards.
  • the Fig. 7b a generally wave-shaped cross-sectional geometry of such a bearing/sealing ring, in which wave crests follow one another in the axial direction, alternately supported radially outward and radially inward.
  • the number of wave crests supported radially outward and radially inward can be the same, or, for example, more wave crests can be supported radially outward than radially inward, or vice versa.

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Abgasbehandlungsanordnung für eine Abgasanlage einer Brennkraftmaschine.
  • Bei Abgasbehandlungsanordnungen für Abgasanlagen von Brennkraftmaschinen ist es bekannt, eine oder mehrere Abgasbehandlungseinheiten, wie zum Beispiel Katalysatoren oder Partikelfilter, als vorgefertigte Baugruppen in ein in Richtung einer Gehäuselängsachse langgestrecktes Gehäuse einer derartigen Abgasbehandlungseinheit einzusetzen, um im Wesentlichen den gesamten Abgasstrom durch diese hindurch zu leiten. Für eine definierte Halterung in dem Gehäuse und zum Eindämmen von Leckageströmen ist in einem zwischen einem Mantel einer derartigen Abgasbehandlungseinheit und dem Gehäuse gebildeten radialen Zwischenraum wenigstens eine zum Beispiel mit Drahtgeflecht aufgebaute, den Mantel ringartig umgebende Lager/Dicht-Einheit vorgesehen.
  • Eine Abgasbehandlungsanordnung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus der EP 1 342 888 A1 bekannt. Bei dieser bekannten Abgasbehandlungsanordnung umfasst eine Lager/Dicht-Einheit mehrere aus Fasermatten aufgebaute, in einer Längsrichtung der Abgasbehandlungsanordnung aufeinander folgende Lager/DichtRinge aus Fasermatten-Material. In aneinander angrenzenden Endbereichen übergreifen einander unmittelbar benachbarte Lager/Dicht-Ringe einander in der Längsrichtung bereichsweise.
  • Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Abgasbehandlungsanordnung für eine Abgasanlage einer Brennkraftmaschine vorzusehen, bei welcher mit baulich einfachen Maßnahmen die Entstehung von Leckageströmen vermieden wird.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch eine Abgasbehandlungsanordnung für eine Abgasanlage einer Brennkraftmaschine gemäß Anspruch 1. Diese Abgasbehandlungsanordnung umfasst ein in Richtung einer Gehäuselängsachse langgestrecktes Gehäuse und wenigstens eine in dem Gehäuse angeordnete Abgasbehandlungseinheit mit einem Mantel, wobei in einem zwischen dem Mantel und dem Gehäuse gebildeten radialen Zwischenraum wenigstens eine Lager/Dicht-Einheit mit wenigstens zwei radial aufeinander folgenden, ineinander geschachtelten und jeweils in einem Umfangsunterbrechungsbereich unterbrochenen Lager/Dicht-Ringen angeordnet ist, wobei ein Umfangsunterbrechungsbereich von wenigstens einem der Lager/DichtRinge in Umfangsrichtung bezüglich eines Umfangsunterbrechungsbereichs eines anderen der Lager/Dicht-Ringe versetzt ist.
  • Für eine auch unter Berücksichtigung der im Betrieb einer Abgasanlage auftretenden thermischen Belastung mechanisch stabile Ausgestaltung sind wenigstens zwei Lager/Dicht-Ringe, vorzugsweise alle Lager/Dicht-Ringe, der wenigstens einen Lager/Dicht-Einheit als Metallumformteile, also als sogenannte Metallsickendichtungen, ausgebildet.
  • Durch das Vorsehen mehrerer in Umfangsrichtung unterbrochener Lager/Dicht-Ringe wird einerseits eine sehr gute Anpassungsfähigkeit einer Lager/Dicht-Einheit an die beiden bezüglich einander abzustützenden und zum Vermeiden von Leckageströmen gegeneinander abzudichtenden Komponenten erreicht. Insbesondere beeinträchtigen unvermeidbare Maßtoleranzen nicht die Funktionalitäten zur Abstützung und Abdichtung. Da die die Anpassungsfähigkeit ermöglichenden Umfangsunterbrechungen verschiedener Lager/Dicht-Ringe einer Lager/Dicht-Einheit in Umfangsrichtung zueinander versetzt sind, können auch in diesen Umfangsbereichen im Wesentlichen keine Leckageströme entstehen.
  • Um für eine sehr gute Dichtwirkung eine optimale Zusammenwirkung der Lager/Dicht-Ringe einer Lager/Dicht-Einheit zu erlangen, wir vorgeschlagen, dass wenigstens zwei Lager/Dicht-Ringe, vorzugsweise alle Lager/Dicht-Ringe, der wenigstens einen Lager/Dicht-Einheit zueinander baugleich ausgebildet sind.
  • Eine sehr gute Dichtwirkung kann dadurch unterstützt werden, dass bei wenigstens zwei Lager/Dicht-Ringen der wenigstens einen Lager/Dicht-Einheit die Umfangsunterbrechungsbereiche zueinander in Umfangsrichtung um etwa 180° versetzt sind.
  • Um für eine effiziente Dichtwirkung die radial gestaffelten Lager/Dicht-Ringe einer Lager/Dicht-Einheit gut ineinander schachteln zu können und dabei in den wechselseitig überbrückten Umfangsunterbrechungsbereichen einen im Wesentlichen gasdichten Abschluss zu erreichen, wird vorgeschlagen, dass die Lager/Dicht-Ringe der wenigstens einen Lager/Dicht-Einheit ein im Wesentlichen U-förmiges oder im Wesentlichen V-förmiges oder im Wesentlichen W-förmiges oder im Wesentlichen M-förmiges oder im Wesentlichen wellenartiges Querschnittsprofil aufweisen.
  • Für eine effiziente Dichtwirkung kann bei wenigstens einem Lager/Dicht-Ring, vorzugsweise jedem Lager/Dicht-Ring, der wenigstens einen Lager/Dicht-Einheit der Umfangsunterbrechungsbereich sich über weniger als 5%, vorzugsweise weniger als 2%, des Gesamtumfangs des Lager/Dicht-Rings erstrecken. Beispielsweise kann somit ein Aufbau realisiert werden, bei welchem ein derartiger Lager/Dicht-Ring sich über einen Umfangsbereich von 355° bis 359° erstreckt.
  • In dem Mantel der wenigstens einen Abgasbehandlungseinheit kann wenigstens ein Abgasbehandlungselement, vorzugsweise Katalysatorblock oder/und Partikelfilterblock, angeordnet sein.
  • Die Erfindung betrifft ferner eine Abgasanlage für eine Brennkraftmaschine, umfassend wenigstens eine erfindungsgemäß aufgebaute Abgasbehandlungsanordnung.
  • Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die beiliegenden Figuren beschrieben. Es zeigt.
    • Fig. 1
    einen Abschnitt einer Abgasbehandlungsanordnung in einer Abgasanlage für eine Brennkraftmaschine mit einer in ein Gehäuse eingesetzten Abgasbehandlungseinheit;
    Fig. 2
    das Detail II der Fig. 1 vergrößert;
    Fig. 3
    in prinzipieller Darstellung eine bei der Abgasbehandlungsanordnung der Fig. 1 eingesetzten Lager/Dicht-Einheit mit zwei radial aufeinander folgenden und ineinander geschachtelten Lager/Dicht-Ringen in Blickrichtung III-III in Fig. 6;
    Fig. 4
    die beiden Lager/Dicht-Ringe der Dichteinheit der Fig. 3 nebeneinander dargestellt;
    Fig. 5
    die beiden Lager/Dicht-Ringe der Lager/Dicht-Einheit der Fig. 3 nebeneinander dargestellt;
    Fig. 6
    die beiden Lager/Dicht-Ringe der Fig. 5 in ineinander geschachtelter Anordnung bei Betrachtung in Blickrichtung VI in Fig. 3;
    Fig. 7
    alternative Querschnittsgeometrien für Lager/Dicht-Ringe.
  • In Fig. 1 ist eine allgemein mit 10 bezeichnete Abgasbehandlungsanordnung einer Abgasanlage 12 für eine Brennkraftmaschine beispielsweise in einem Fahrzeug dargestellt. Die Abgasbehandlungsanordnung 10 umfasst ein rohrartiges und beispielsweise aus Blechmaterial gebildetes Gehäuse 14, welches in Richtung einer Gehäuselängsachse L langgestreckt ist und eine weitestgehend im Wesentlichen zylindrische Struktur aufweist. An einem stromaufwärtigen Endbereich 16 schließt an das Gehäuse 14 ein allgemein mit 18 bezeichnetes Umlenkgehäuse an. Dieses lenkt einen die Abgasanlage 12 durchströmenden Abgasstrom A in Richtung zu dem stromaufwärtigen Endbereich 16 des Gehäuses 14 um.
  • Im Gehäuse 14 sind im dargestellten Ausgestaltungsbeispiel axial aufeinander folgend zwei Abgasbehandlungseinheiten 20, 22 angeordnet. Jede dieser Abgasbehandlungseinheiten 20, 22 umfasst, wie anhand der Abgasbehandlungseinheit 22 detaillierter erläutert, einen beispielsweise aus Blechmaterial aufgebauten, im Wesentlichen rohrartigen Mantel 24, in welchem in der Abgasströmungsrichtung bzw. der Gehäuselängsachse L aufeinander folgend zwei Abgasbehandlungselemente 26, 28 angeordnet sind. Als derartige Abgasbehandlungselemente 26, 28 können Katalysatoren, wie z. B. Oxidationskatalysatoren oder SCR-Katalysatoren, Partikelfilter oder dergleichen eingesetzt werden. Es ist selbstverständlich, dass im Inneren eines derartigen Mantels 24 mehr als zwei oder auch nur ein einziges Abgasbehandlungselement vorgesehen sein kann und darin beispielsweise durch eine dieses umgebende Fasermatte oder dergleichen gehalten sein kann.
  • Beim Zusammenbau der Abgasbehandlungsanordnung 10 werden die in dem Gehäuse 14 aufzunehmenden Abgasbehandlungseinheiten 20, 22 vom stromabwärtigen Ende des Gehäuses 14 her in Richtung der Gehäuselängsachse L in dieses eingeschoben. Dabei kann die weiter stromaufwärts positionierte Abgasbehandlungseinheit 22 so weit bewegt werden, bis sie an einem nach radial innen umgebogenen Randbereich 30 des Gehäuses 14 zur Anlage kommt, wodurch eine definierte axiale Positionierung vorgegeben ist. Um auch eine definierte radiale Positionierung der Abgasbehandlungseinheiten 20, 22, insbesondere der weiter stromaufwärts positionierten Abgasbehandlungseinheit 22, zu erreichen, ist in zumindest einem axialen Bereich, vorzugsweise in beiden axialen Endbereichen der Abgasbehandlungseinheit 22 eine Lager/Dicht-Einheit 32, 34 vorgesehen, welche einerseits dafür sorgt, dass die Abgasbehandlungseinheit 22 in Radialrichtung definiert bezüglich des Gehäuses 14 abgestützt ist, und andererseits dafür sorgt, dass das in den stromaufwärtigen Endbereich 16 des Gehäuses 14 einströmende Abgas A im Wesentlichen vollständig in das Innere des Mantels 24 eintritt und somit in den Abgasbehandlungselementen einer beispielsweise katalytischen Reaktion unterzogen werden kann, während im Wesentlichen kein Abgas einen zwischen den Mantel 24 und dem Gehäuse 14 gebildeten, ringartigen Zwischenraum 36 durchströmt.
  • Eine Ausgestaltung einer derartigen Lager/Dicht-Einheit wird nachfolgend mit Bezug auf die bei der Abgasbehandlungseinheit 22 weiter stromaufwärts positionierte Lager/Dicht-Einheit 34 beschrieben. Selbstverständlich könnte auch die Lager/DichtEinheit 32 am weiter stromabwärts gelegenen Bereich der Abgasbehandlungseinheit 22 in der nachfolgend beschriebenen Art und Weise aufgebaut sein. Auch Lager/Dicht-Einheiten, welche, sofern vorhanden, einer weiteren im Gehäuse 14 angeordneten Abgasbehandlungseinheit 20 zugeordnet sind, können in der nachfolgend beschriebenen Art und Weise aufgebaut sein.
  • Die zwischen den beiden beispielsweise etwas nach radial innen umgeformten, gleichwohl jedoch im Wesentlichen zylindrischen Endabschnitten 38, 40 des Gehäuses 14 bzw. des Mantels 24 vorgesehene, die Gehäuselängsachse L bzw. den Mantel 24 grundsätzlich ringartig bzw. im gesamten Umfang umgebende Dichteinheit 34 umfasst zwei bezüglich der Gehäuselängsachse L radial aufeinander folgend angeordnete und ineinander geschachtelte Lager/Dicht-Ringe 42, 44. Die beiden Lager/Dicht-Ringe 42, 44 sind zueinander im Wesentlichen identisch ausgebildet und im dargestellten Ausgestaltungsbeispiel mit einer im Wesentlichen U-förmigen Querschnittsgeometrie aufgebaut. Die Lager/Dicht-Ringe 42, 44 sind Metallumformteile aus vergleichsweise dünnem und daher flexiblem Blechmaterial, beispielsweise mit einer Dicke von etwa 0,2 mm, ausgebildet und nach Art so genannter Metallsickendichtungsringe aufgebaut.
  • Wie dies anhand der Fig. 5 und 6 zu erkennen ist, sind die beiden Lager/Dicht-Ringe 42, 44 nicht als in Umfangsrichtung geschlossene, also über einen Umfangsbereich von 360° sich erstreckende Ringe ausgebildet. Jeder der beiden Lager/Dicht-Ringe 42, 44 weist in einem Umfangsbereich einen Umfangsunterbrechungsbereich 46, 48 auf und ist daher als offener Ring ausgebildet. Beispielsweise kann jeder der Lager/Dicht-Ringe sich über einen Umfangsbereich im Bereich von 355° bis 359° erstrecken.
  • Im Zusammenbau der die beiden Lager/Dicht-Ringe 42, 44 umfassenden Lager/Dicht-Einheit 34 werden die Lager/Dicht-Ringe 42, 44 so bezüglich einander positioniert bzw. gedreht, dass deren Umfangsunterbrechungsbereiche 46, 48 in Umfangsrichtung zueinander versetzt liegen. Vorzugsweise ist die Anordnung derart, dass der Umfangsunterbrechungsbereich 46 des weiter radial innen positionierten Lager/Dicht-Rings 42 bezüglich des Umfangsunterbrechungsbereichs 48 des weiter radial außen positionierten Lager/Dicht-Rings 44 um etwa 180° versetzt ist, so dass diese beiden Umfangsunterbrechungsbereiche 46, 48 sich bezüglich der Gehäuselängsachse L im Wesentlichen diametral gegenüberliegen.
  • Im zusammengefügten Zustand der beiden Lager/Dicht-Ringe 42, 44 liegen diese derart ineinander geschachtelt, dass grundsätzlich die beiden U-Schenkel 50, 52 des weiter radial außen positionierten Lager/Dicht-Rings 44 an der Außenseite der beiden U-Schenkel 54, 56 des weiter radial innen positionierten Lager/Dicht-Rings 42 anliegen. Die die beiden U-Schenkel 50, 52 bzw. 54, 56 miteinander verbindenden Stege 58, 60 der beiden Lager/Dicht-Ringe 44, 42 können vor dem Zusammenbau der Abgasbehandlungsanordnung 10 grundsätzlich einen geringen radialen Abstand zueinander aufweisen.
  • Beim Zusammenbau und insbesondere beim Integrieren einer derartigen Lager/Dicht-Einheit 34 in die Abgasbehandlungsanordnung 10 wird vor dem Einsetzen der Abgasbehandlungseinheit 22 die die beiden ineinander geschachtelt angeordnete Lager/Dicht-Ringe 42, 44 umfassende Lager/Dicht-Einheit 34 auf den Endabschnitt 40 des Mantels 24 derart aufgeschoben, dass die freien Enden der U-Schenkel 54, 56 des weiter radial innen positionierten Lager/Dicht-Rings 42 an der Außenseite des Mantels 24 aufliegen. Nachfolgend wird die mit der Lager/DichtEinheit 34 bestückte Abgasbehandlungseinheit 22 in das Gehäuse 14 eingeschoben. Spätestens dann, wenn die Lager/Dicht-Einheit 34 den Übergang zu dem nach radial innen versetzten Endabschnitt 38 des Gehäuses 14 erreicht, kommt der weiter radial außen positionierte Lager/Dicht-Ring 44 mit seinem Steg 58 in Anlage an der Innenoberfläche des Gehäuses 14 und wird nach radial innen gegen den weiter radial innen positionierten Lager/Dicht-Rings 42 gepresst. Aufgrund der mit vergleichsweise dünnem Material aufgebauten und daher flexiblen Lager/Dicht-Ringe 42, 44 können diese bei derartiger Beaufschlagung sich geringfügig verformen, so dass einerseits die beiden Lager/Dicht-Ringe 42, 44 radial gegeneinander gepresst werden, andererseits diese gegen das Gehäuse 14 bzw. den Mantel 24 gepresst werden und somit im Wesentlichen über den gesamten Umfang einerseits eine definierte radiale Haltewirkung für die Abgasbehandlungseinheit 22 vorsehen, andererseits auch einen im Wesentlichen gasdichten Abschluss des Zwischenraums 36 erzeugen.
  • Aufgrund des Umstandes, dass die beiden Umfangsunterbrechungsbereiche 46, 48 zueinander versetzt liegen und damit in diesen Umfangsunterbrechungsbereichen 46, 48 die Lager/Dicht-Ringe 42, 44 sich gegenseitig überbrücken, ist auch in diesen Umfangsunterbrechungsbereichen 46, 48 ein im Wesentlichen gasdichter Abschluss des Zwischenraums 36 gewährleistet. Dazu trägt insbesondere auch bei, dass die beiden Lager/Dicht-Ringe 42, 44 nicht vollständig starr sind, sondern durch die vermittels des Gehäuses 14 und des Mantels 24 ausgeübte radiale Belastung sich verformen und somit an deren Außenumfangskontur bzw. Innenumfangskontur anpassen können. Insbesondere können auf diese Art und Weise auch Formtoleranzen oder Maßtoleranzen des Gehäuses 14 bzw. der Abgasbehandlungseinheit 22 kompensiert werden, ebenso wie durch thermische Ausdehnung dieser Komponenten generierte Variationen im radialen Abstand zwischen diesen.
  • Durch den Einsatz einer derartigen Lager/Dicht-Einheit 34 mit zwei Lager/DichtRingen 42, 44 aus vergleichsweise dünnwandigem und somit leicht verformbarem Metallmaterial wird einerseits gewährleistet, dass bei vergleichsweise geringem Widerstand beim Einschieben der Abgasbehandlungseinheit 22 in das Gehäuse 14 aufgrund der Formanpassbarkeit der Lager/Dicht-Einheit 34 ein Leckageströme weitestgehend ausschließender, dichter Abschluss insbesondere im stromaufwärtigen Endbereich des Gehäuses 14 realisiert ist. Da für die Lager/DichtEinheit 34 zueinander identisch aufgebaute Lager/Dicht-Ringe 42, 44 eingesetzt werden können, kann diese mit einer minimalen Anzahl an verschiedenen bzw. verschieden gestalteten Bauteilen hergestellt werden und ist insbesondere auch unter Temperatureinfluss formstabil und kann sich bei Temperaturveränderungen an dadurch ausgelöste Formänderungen der gegeneinander abzudichtenden Bauteile anpassen.
  • Da durch den Einsatz einer derartigen Lager/Dicht-Einheit 34 insbesondere im stromaufwärtigen Endbereich der Abgasbehandlungseinheit 22 bzw. des diese aufnehmenden Gehäuses 14 das Auftreten von Leckageströmen praktisch ausgeschlossen wird und somit das von Schadstoffen zu reinigende Abgas A im Wesentlichen vollständig durch das Innere des Mantels 24 und daher das bzw. die darin angeordneten Abgasbehandlungselemente 26, 28 strömt, kann beispielsweise für die Lager/Dicht-Anordnung 32 ein anderer, möglicherweise kostengünstiger oder einfacher zu realisierende Aufbau gewählt werden, welcher nicht notwendigerweise das gleiche Ausmaß an Dichtigkeit gewährleisten muss. Sofern stromabwärts der Abgasbehandlungseinheit 22 eine weitere Abgasbehandlungseinheit 20 folgt, könnte auch diese beispielsweise zumindest in ihrem stromaufwärtigen Endbereich mit einer Lager/Dicht-Einheit bezüglich des Gehäuses 14 abgestützt und abgedichtet sein, welche hinsichtlich ihres Aufbaus der Lager/Dicht-Einheit 34 entspricht.
  • Es ist darauf hinzuweisen, dass in der Ausgestaltung einer derartigen Lager/DichtEinheit 34 verschiedenste Variationen möglich sind. So könnten beispielsweise auch mehr als zwei Lager/Dicht-Ringe ineinander geschachtelt angeordnet sein, was insbesondere dann vorteilhaft sein kann, wenn der zwischen dem Mantel 24 und dem Gehäuse 14 gebildete radiale Zwischenraum 36 eine vergleichsweise große radiale Ausdehnung aufweist. Bei Verwendung von mehr als zwei Lager/DichtRingen kann zum Erhalt einer effizienten Dichtwirkung vorgesehen sein, dass der Umfangsabstand der Umfangsunterbrechungsbereiche der Lager/Dicht-Ringe einem Winkelabstand entspricht, der durch Teilen von 360° durch die Anzahl der eingesetzten Lager/Dicht-Ringe entspricht. Bei drei Lager/Dicht-Ringen in einer Lager/Dicht-Einheit kann dieser Umfangsabstand der Umfangsunterbrechungsbereiche also im Bereich von 120° liegen. Bei vier Lager/Dicht-Ringen in einer Lager/Dicht-Einheit kann dieser Umfangsabstand der Umfangsunterbrechungsbereiche also im Bereich von 90° liegen.
  • Auch können die Lager/Dicht-Ringe einer derartigen Lager/Dicht-Einheit andere Querschnittsgeometrien aufweisen, als die in den Fig. 2 bis 4 erkennbare U-förmige Querschnittsgeometrie. Beispiele hierfür sind in Fig. 7 gezeigt. Beispielsweise können die bei einer derartigen Lager/Dicht-Einheit 34 eingesetzten Lager/DichtRinge mit W-förmiger Querschnittsgeometrie ausgebildet sein, bei welcher die freien Enden der beiden außen liegenden W-Schenkel ebenso wie der zwischen diesen liegende Verbindungsbereich nach radial außen orientiert sein können, während die beiden in Fig. 7a) unten zu erkennenden Verbindungsbereiche nach radial innen orientiert sein können. Wie in Fig. 7b) dargestellt, ist auch eine M-förmige Querschnittsgeometrie der Lager/Dicht-Ringe möglich, welche im Wesentlichen die Zuordnung der Abstützbereiche zum Gehäuse 14 und zum Mantel 24 hinsichtlich der W-förmigen Gestalt umkehrt. Auch ist eine in Fig. 7c) dargestellte, grundsätzlich V-förmige Gestalt möglich, wobei auch hier die beiden freien Enden der V-Schenkel entweder weiter nach radial außen oder nach radial innen orientiert sein können. Schließlich zeigt die Fig. 7b) eine allgemein wellenförmige Querschnittsgeometrie eines derartigen Lager/Dicht-Ringes, bei welchem in axialer Richtung Wellenscheitel aufeinander folgen, die alternierend nach radial außen und nach radial innen abgestützt sind. Dabei kann die Anzahl der nach radial außen bzw. nach radial innen abgestützten Wellenscheitel gleich sein, oder es können beispielsweise mehr Wellenscheitel nach radial außen abgestützt sein, als nach radial innen, oder umgekehrt.

Claims (8)

  1. Abgasbehandlungsanordnung für eine Abgasanlage einer Brennkraftmaschine, umfassend ein in Richtung einer Gehäuselängsachse (L) langgestrecktes Gehäuse (14) und wenigstens eine in dem Gehäuse (14) angeordnete Abgasbehandlungseinheit (20, 22) mit einem Mantel (24), wobei in einem zwischen dem Mantel (24) und dem Gehäuse (14) gebildeten radialen Zwischenraum (36) wenigstens eine Lager/Dicht-Einheit (34) mit wenigstens zwei radial aufeinander folgenden, ineinander geschachtelten und jeweils in einem Umfangsunterbrechungsbereich (46, 48) unterbrochenen Lager/Dicht-Ringen (42, 44) angeordnet ist, wobei ein Umfangsunterbrechungsbereich (46) von wenigstens einem der Lager/DichtRinge (42, 44) in Umfangsrichtung bezüglich eines Umfangsunterbrechungsbereichs (48) eines anderen der Lager/Dicht-Ringe (42, 44) versetzt ist, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei Lager/Dicht-Ringe (42, 44) der wenigstens einen Lager/Dicht-Einheit (34) als als Metallumformteile ausgebildete Metallsickendichtungen ausgebildet sind.
  2. Abgasbehandlungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei Lager/Dicht-Ringe (42, 44), vorzugsweise alle Lager/Dicht-Ringe (42, 44), der wenigstens einen Lager/Dicht-Einheit (34) zueinander baugleich ausgebildet sind.
  3. Abgasbehandlungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei wenigstens zwei Lager/Dicht-Ringen (42, 44) der wenigstens einen Lager/Dicht-Einheit (34) die Umfangsunterbrechungsbereiche (46, 48) zueinander in Umfangsrichtung um etwa 180° versetzt sind.
  4. Abgasbehandlungsanordnung nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass alle Lager/Dicht-Ringe (42, 44) der wenigstens einen Lager/Dicht-Einheit (34) als Metallumformteile ausgebildet sind.
  5. Abgasbehandlungsanordnung nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass die Lager/Dicht-Ringe (42, 44) der wenigstens einen Lager/Dicht-Einheit ein im Wesentlichen U-förmiges oder im Wesentlichen V-förmiges oder im Wesentlichen W-förmiges oder im Wesentlichen M-förmiges oder im Wesentlichen wellenartiges Querschnittsprofil aufweisen.
  6. Abgasbehandlungsanordnung nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, dass bei wenigstens einem Lager/Dicht-Ring (42, 44), vorzugsweise jedem Lager/Dicht-Ring (42, 44), der wenigstens einen Lager/Dicht-Einheit (34) der Umfangsunterbrechungsbereich (46, 48) sich über weniger als 5%, vorzugsweise weniger als 2%, des Gesamtumfangs des Lager/Dicht-Rings (42, 44) erstreckt.
  7. Abgasbehandlungsanordnung nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Mantel (24) wenigstens ein Abgasbehandlungselement (26, 28), vorzugsweise Katalysatorblock oder/und Partikelfilterblock, angeordnet ist.
  8. Abgasanlage für eine Brennkraftmaschine, umfassend wenigstens eine Abgasbehandlungsanordnung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche.
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