JP2007016785A - 排ガス処理装置及びその製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】本発明は内燃機関、特に動力車両に搭載される内燃機関の排ガス処理装置（１）に関し、個々の排ガス処理インサートを軸線方向に固定することを課題とする。
【解決手段】排ガス処理装置（１）は、ハウジング（２）と、前記ハウジング（２）内に配置され、周縁を担持材料（４）で包まれた少なくとも１個の排ガス処理インサート（３）を含む。前記ハウジング（２）内における前記排ガス処理インサート（３）の位置の軸線方向に関する固定を強化するため、前記担持材料（４）と前記ハウジング（２）の間に少なくとも１個の摩擦構造（５）が設けられる。
【選択図】図１

Description

本発明は一般的に内燃機関、特に動力車両に搭載される内燃機関の排ガス処理装置に関する。また、かかる排ガス処理装置の製造方法に関する。
触媒コンバータや粉塵フィルタなどの排ガス処理装置は、通常、ハウジングと、その中に配置される少なくとも１個の排ガス処理インサート、好ましくは触媒コンバータエレメントや粉塵フィルタエレメントを含む。個々のインサートをハウジングにはめ込むにあたり、インサートはその周縁を担持材料（好ましくは担持マットとして設計されたもの）で包まれる。特に、セラミック製のインサートであって、一枚岩の形のものの場合、かかる担持材料は、個々のインサートを担持すると同時にハウジング内で軸線方向に固定するのにも用いられるものであり、好ましくは金属製とされる。この目的のため、担持材料は装着状態ではラジアル方向の張力下に置かれる。このようにすることにより、製造公差も同時に吸収される。
しかしながら、時間が経つにつれ、内燃機関及び／または排気システムの作動によって担持材料に変化が生じることが見出されている。この変化または経年変化は、ラジアル方向予張力の減少につながり得る。排ガス処理インサートとハウジングの間の軸線方向固定力はこれにより減少し、気流から受ける抵抗と作動中に生じる慣性力によって個々のインサートのハウジングに対する相対位置がずれ得るという危険が生じる。このことはインサートの破損につながる可能性があり、排ガス処理装置や排気システム全体の破損といったことも起きかねない。
本発明は、本明細書の導入部で定義したタイプの排ガス処理装置の改良形態を提供するという課題に関わるものである。その改良形態は特に、個々の排ガス処理インサートを軸線方向に固定する、改良された手法を特徴とするものである。
かかる課題は、本発明の独立請求項の主題によって解決される。有利な実施形態は従属請求項の主題である。
課題の第１の解決手法にあって、本発明が依拠するのは特定の排ガス処理インサートの担持材料とハウジングの間の摩擦を増大させるという一般的なアイデアである。これは、担持材料とハウジングの間に少なくとも１個の摩擦構造を設けることにより実現される。
本発明はここで、従来の排ガス処理装置において、担持材料のラジアル方向張力によってもたらされる個々の排ガス処理インサートとハウジングの間の軸線方向固定力の中でも最も弱い結びつきは、担持材料とハウジングの間の凝着摩擦であるという発見を利用している。担持材料とハウジングの間で通常支配的な比較的低い摩擦係数は、少なくとも金属製ハウジングとセラミック製排ガス処理インサートという組み合わせの場合、担持材料と排ガス処理インサートの間の摩擦係数よりも低い。凝着摩擦は摩擦係数の一要素であることから、接触表面と法線方向力は、軸線方向負荷の増加及び／または担持材料のラジアル方向張力の減少、言い換えれば法線方向力の減少によって、担持材料とハウジングの間の凝着がまず減少し、担持材料に包まれた少なくとも1個の排ガス処理インサートがハウジングと相対的に動き始める。
本発明で提案する、担持材料とハウジングの間の摩擦構造のため、担持材料とハウジングの間の摩擦係数が顕著に増加し、それにより担持材料とハウジングの間の凝着が改善される。
基本的に、担持材料に対面するハウジングの内面に前記摩擦構造を一体的に設計することは、例えば、前記内面に適宜の粗面化を施すことによって可能である。それに加え、あるいはそれに代わり、別部品として構成された摩擦インサートを担持材料とハウジングの間に挿入して摩擦構造を実現することもできる。ハウジング内面に付加的な機械加工を施すというのは、ともすると工程が複雑化し、高くつくことになる。それと対照的に、付加的な摩擦インサートは比較的安価に製造でき、組み込みに要する労力も少なくて済む。
摩擦インサートを実施するにあたり、要求は多かれ少なかれ何らかの形で実現可能である。例えば、一種の両面研磨フィルムといったものが考えられる。同様に、表面に所定の粗面化を施した金属帯も考えられる。製造しやすく安価な変形例として、製造工程で自動的に縁の切り立った菱形構造が形成される、骨組状とされたエキスパンドメタルで個々の摩擦インサートを作ることもできる。
課題の第２の解決手法にあって、本発明が依拠するのは、個々の排ガス処理インサートの担持材料とハウジングの間に少なくとも１個の固定用インサートを導入して、一方では担持材料を固定し、他方では個々の固定用インサートをハウジングに固定するという、一般的なアイデアである。このような固定用インサートを用いることにより、個々の固定用インサートに接触する担持材料を、一方では少なくとも軸線方向に固定し、他方では個々の固定用インサートをハウジングに取り付けるという、適切な固着技法が用いられることになる。それにより、担持材料とハウジングの間の摩擦及び／または、一方における固定用インサートと担持材料の間の摩擦と他方における固定用インサートとハウジングの間の摩擦はもはや相互に関係しなくなる。この手法は特定の応用において有利である。
本発明のこれ以外の重要な特徴及び利点は、従属請求項、図面、及び図面に基づく個々の形象の説明より明らかとなる。
前述の、あるいは後述する特徴は、ここに示された特定の組み合わせでのみ用いられるのではなく、本発明の範囲を逸脱しない限り、他の組み合わせでも、あるいは単独でも、用いられることは自明である。
本発明によると、個々の排ガス処理インサートを軸線方向に固定することができる。
本発明の望ましい実施形態は、図面に描写され、以後の記述で一層詳細に説明される。同一の符号は同一または同様、または機能的に同様の部材を引用するのに用いられる。
図面は以下の模式的な図を示す。
図１と図２は、それぞれ、排ガス処理装置の各実施形態の極めて簡略化した長手方向断面を示す。
図３から図６までは、それぞれ、排ガス処理装置の他の実施形態の極めて簡略化した長手方向半断面を示す。
図７と図８は、担持材料の各実施形態の上面を示す。
図９と図１０は、各製造状態での骨組状とされたエキスパンドメタルの上面を示す。
図１１から図１３までは、それぞれ、製造中の排ガス処理装置の各実施形態の極めて簡略化した長手方向半断面を示す。
図１４は、図６と同様の図で、異なる実施形態のものである。
図１５は、図８と同様の図で、図１４の実施形態のものである。
図１６は、図１４と同様の図で、他の実施形態のものである。
図１７は、図１６の実施形態の、固定用インサートの図である。
図１８は、図１７の切断線XVIIIの箇所の断面図である。
図１９は、図１７のXIXの方向から見た、固定用インサートの側面図である。
図１から図６において、内燃機関（好ましくは動力車両に搭載されるもの）の排気システムに組み込むのに適した、本発明に係る排ガス処理装置１は、ハウジング２と、その中に配置される少なくとも１個の排ガス処理インサート３と、担持材料４を含む。担持材料４は少なくとも１個の排ガス処理インサート３をその周縁で包み、組み込み状態では、ラジアル方向で見ると、個々の排ガス処理インサート３とハウジング２の間に配置されている。担持材料４は個々の排ガス処理インサート３の支持部を構成すると同時にそれのハウジング２内における軸線方向固定手段も構成する。軸線方向の固定を強化するため、本発明では、担持材料４とハウジング２の間に少なくとも１個の摩擦構造５が設けられる。この少なくとも１個の摩擦構造５は、少なくとも１個の摩擦構造５を備えない比較設計と比較して、担持材料４とハウジング２の間の凝着摩擦あるいは凝着を大きく増加させるように設計される。そのようにするため、少なくとも１個の摩擦構造５は、例えば、担持材料４に関しての摩擦係数が、個々の摩擦構造５のない場合、すなわち従来設計における担持材料４とハウジング２の間の摩擦係数に比べて大となるように設計される。
少なくとも１個の摩擦構造５の設計は、好ましくは次のことを目指す。すなわちそれは、担持材料４との間の摩擦係数において、担持材料４と少なくとも１個の排ガス処理インサート３との間で支配的である摩擦係数とほぼ同じかそれよりも大である。これは、軸線方向負荷の増大及び／または担持材料４の軸線方向張力の減少があったとき、担持材料４とハウジング２の間の凝着は、担持材料４と少なくとも１個の排ガス処理インサート３の間の凝着が屈服するより前に屈服することはない、ということを確実にする。具体的に言えば、少なくとも１個の摩擦構造５は担持材料４に対する摩擦係数として少なくとも０．４または少なくとも０．５という値を持つことができる。
ハウジング２は、好ましくは金属製または金属板製であるのがよい。ここに示した各実施形態では、それぞれ、１個の排ガス処理インサートしか示されていないが、ハウジング２内に互いに軸線方向に接近した形で複数の排ガス処理インサート３が配置されるという実施形態があり得ることは明らかである。個々の排ガス処理インサート３は例えば一枚岩として、また好ましくはセラミック製として設計できる。個々の排ガス処理インサート３を触媒コンバータエレメントとしたり、粉塵フィルタエレメントとしたりする設計も考えられる。
担持材料４は、好ましくは、個々の排ガス処理インサート３がその中に包み込まれる担持マットであるのがよい。担持マット及び／または担持材料は、膨張式として設計することもできるし、非膨張式として設計することもできる。担持材料４は例えばセラミックファイバーを含み、そのセラミックファイバーには熱で膨張する雲母を含ませて膨張機能を強化することができる。加えて、担持材料４は組み込み状態で圧縮され、及び／またはハウジング２と担持マット４の間に設計された少なくとも１個の摩擦輪郭５でラジアル方向に引き伸ばされる。ラジアル方向の引き伸ばしにより、担持材料４とハウジング２の間には法線方向力が生まれ、その大きさは担持材料４とハウジング２の間の凝着摩擦の決定的要素となる。
図１に示す実施形態では、ハウジング２の担持マット４に対面する内面６に、個々の摩擦構造５が一体化されている。個々の摩擦構造５は別部品となっているのではなくて、内面６に一体的に設計されている。例えば、かかる一体化された摩擦構造５は、粗面化によって、及び／または表面に切り込みを入れることによって、及び／またはうね付けによって、及び／または内面６を鋸歯状に加工することによって、製作可能である。そのようにするにあたり、規則正しいパターンの凹凸や確率論的な凹凸が実現の手立てとして示唆される。個々の摩擦構造５は、線状に連なる設計とすることができるし、点の形の設計とすることもできる。また、二次元的な広がりを持つ摩擦構造５も可能である。特に、単独の摩擦構造５が、内面６の中で軸線方向の所定区間にわたり、好ましくは本実施形態のように担持マット４の全長にわたり、円筒状に延びているのがよい。
図２から図６は他の実施形態を示す。そこでは、少なくとも１個の摩擦構造５が、少なくとも１個の摩擦インサート７により形成され、または少なくとも１個の摩擦インサート７の上に形成される。かかる摩擦インサート７は、担持マット４からも、少なくとも１個の排ガス処理インサート３からも、ハウジング２からも、分離した部品であって、排ガス処理装置１に追加で組み込まれる。図２から図６までに図示される各実施形態中の少なくとも１個の独立した摩擦インサート７は、図１に示されるような少なくとも１個の一体化された摩擦構造５と必須の結びつきをなすことは明らかである。
図２から図５に示す実施形態は、それぞれ１個だけの摩擦インサート７を備える。それと対照的に、図６に示す実施形態は複数の摩擦インサート７を有している。
個々の摩擦インサート７は、前記摩擦構造５を、担持材料４に対面する内側の面にのみ、あるいはハウジング２に対面する外側の面にのみ、あるいは内外両面に有することができる。図２では、摩擦インサート７の外面と摩擦インサート７の内面の両方に摩擦構造５が設計されている。これと対照的に、図３から図６までの実施形態では、個々の摩擦インサート７上の摩擦構造は、個々の摩擦インサート７の少なくとも内面に設計されている。しかしながらこれは、個々の摩擦インサート７の外面の摩擦構造５が明示的に除外されるということではない。個々の摩擦インサート７の内面に設計された摩擦構造５は、個々の摩擦インサート７の外面に設計された摩擦構造５と本質的に、例えば面粗さや摩擦係数といった点において、異なるものである。
図１の実施形態では、個々の摩擦構造５は、内面６と一体化することによってハウジングに固定的に配置されている。図２の実施形態では、ハウジング２に対面する個々の摩擦インサート７の個々の摩擦構造５は、それによって例えば摩擦インサート７とハウジング２の間に高い摩擦係数が発生するように設計されている。このようにして、摩擦インサート７とハウジング２の間に適切な凝着が実現できる。このような設計は、例えば、ハウジング２が半割りのシェルを合わせて製造される場合も実現可能である。個々の摩擦インサート７は、担持材料４で包まれた排ガス処理インサート３と共に、ハウジングの半割シェルの一方に極めて容易に挿入でき、その後ハウジングの半割シェルの他方をもってハウジング２を形成可能である。
しかしながら、排ガス処理装置１の製造にあたっては、図１１から図１３に基づき以下に詳細に説明する方法が広く使用される。この方法では、担持材料４に包まれた排ガス処理インサート３は周囲を閉ざしたハウジング２のジャケット８に軸線方向から挿入される。摩擦構造５は包まれたインサート３を軸線方向に導入するのに邪魔になり得る。この問題をより軽微なものとするため、個々の摩擦構造５を個々の摩擦インサート７のハウジング２に対面する外面に設計し、ハウジング２と摩擦インサート７の間に比較的低い摩擦係数が発生するようにすることが、基本的に可能である。同様に、摩擦インサート７の外面には特に摩擦構造を設けないといったことも基本的に可能である。
個々の摩擦インサート７をハウジング２内で軸線方向に固定することについては、個々の摩擦インサート７をハウジング２に特別な手法で取り付けることができる。
図３から図６によれば、個々の摩擦インサート７は、例えば、担持材料４よりも軸線方向に突き出す、及び／または少なくとも１個の排ガス処理インサート３よりも軸線方向に突き出す寸法にできる。図３では、個々の摩擦インサート７はハウジングのジャケット部８とハウジングの漏斗部１０（好ましくは入口側漏斗部）の間に形成された環状空間９の中に軸線方向に突き出すようにすることができる。前記ハウジングの漏斗部１０はハウジングのジャケット部８に周囲の溶接１１で装着されている。ここに図示された実施形態では、個々の摩擦インサート７は環状空間９の中に突き出し、これにより前記溶接１１が同時に個々の摩擦インサート７をハウジング２に取り付けるようになっている。
図４に示す実施形態では、個々の摩擦インサート７はスポット溶接１２の形の追加溶接でハウジング２に取り付けられる。図４には、担持材料４の周縁を囲み、ハウジング２に数箇所のスポット溶接１２で取り付けられた、単独の摩擦インサート７が示されている。これと対照的に、図６には、周縁まわりに配置された複数の摩擦インサート７が、各々独立のスポット溶接１２でハウジング２に取り付けられている実施形態が示されている。
図５によれば、個々の摩擦インサート７をハウジング２に取り付けるため、追加部品、すなわち個々の摩擦インサート７がそれによってハウジング２に装着されるリング体１３が設けられている。この目的のため、前記リング体１３はその内面で個々の摩擦インサート７に接触し、周縁溶接１４でハウジング２に取り付けられている。この溶接１４により、個々の摩擦インサート７は同時にリング体１３に取り付けられ、及び／またはハウジング２に取り付けられる。このような追加のリング体１３は、例えば、個々の摩擦インサート７の材厚が比較的薄くてスポット溶接に適さないなどといった場合に特に役に立つ。加えて、リング体１３はそれが共通部品として組み合わせられている複数の摩擦インサート７の軸線方向固定を簡単化する。リング体１３をハウジング２にスポット溶接することにより、個別の摩擦インサート７の全てが同時にハウジング２に取り付けられる。リング体１３は、図５によれば、ハウジング２内の少なくとも１個の排ガス処理インサート３に対し軸線方向にずれており、これによりリング体１３は、例えば、担持材料４の軸線方向のストッパ手段としても機能する。
図７及び図８によれば、担持材料４をシートの形にし、個々の排ガス処理インサート３に容易に巻きつけられるようにすることが、基本的に可能である。担持材料４上に摩擦インサート７を、担持材料４の仕上げの一部として構成すると便利である。例えば、図７及び図８では、数個の帯状摩擦インサート７が摩擦物質４上に互いに隣り合って配置されている。図７の実施形態では、摩擦インサート７は担持材料４の軸線方向長さ（この場合担持材料の原反幅に一致する）の範囲内で延びている。これと対照的に、図８の変形実施形態では、摩擦インサート７は担持材料４以上に軸線方向に延びている。組み込み状態では図６の実施形態のようになる。
個々の摩擦インサート７は、好適には、耐熱性及び特に、耐酸化性に優れた材料、例えばステンレス鋼からなる。図９及び図１０によれば、好ましい実施形態として、個々の摩擦インサートは骨組状とされたエキスパンドメタル１５により構成され得る。このような骨組状とされたエキスパンドメタル１５は、例えば、シート状の金属板１６に図９に見られるように複数の平行なスロットを設けて製造することができる。シート１６を矢印１７のようにスロットと直角な方向に引き伸ばすと、図１０に見られるようにスロットが広がり、ダイヤ形の開口が形成される。金属板材料には開口を囲む骨組が形成され、引き伸ばしにより金属板表面から持ち上がる。これらの骨組は比較的鋭い縁を備えるので、エキスパンドメタル１５は少なくとも一方の面において、非常に高い摩擦係数を実現できる。
既に説明した通り、担持材料４に包まれた排ガス処理インサート３をハウジング２の軸線方向に挿入するのは、個々の摩擦構造５がその機能によってハウジング２と挿入されるユニットの間の摩擦を増すので、色々な問題が生じ得る。この摩擦は一方では破損を招き、他方では個々の摩擦構造５の機能を鈍らせ得る。
この問題を軽微なものとするため、好ましい製造方法では、組立補助鞘１８の使用が提案されている。組立補助鞘１８は、個々の排ガス処理インサート３をハウジング２の軸線方向に挿入するにあたり、ラジアル方向において個々の摩擦構造５とハウジング２の間に位置し、及び／または個々の摩擦構造５と担持材料４の間に位置する。組立補助鞘１８は摩擦係数が低いのが特徴で、それをもって個々の摩擦構造５を無力化する。これにより、ユニットを少ない摩擦でハウジング２に挿入することができるようになり、製造の簡単化が大きく前進する。組立補助鞘１８は、遅くとも排ガス処理装置１の動作中に揮発する設計とするのが好ましい。例えば、組立補助鞘１８は適切な合成樹脂で形成され得る。それに加え、またはそれに代わり、組立補助鞘１８は組立作業のときだけ個々の摩擦構造５の無力化を確実にし、担持材料４とハウジング２の間で支配的なラジアル方向張力による流れ過程やクリープ過程で屈服し、個々の摩擦構造５の機能を回復させるように設計することが可能である。
図１１から図１３によれば、担持材料４に包まれた少なくとも１個の排ガス処理インサート３がハウジングのジャケット部８に挿入用漏斗部１９より軸線方向に挿入される。この工程において、担持材料４はラジアル方向に圧縮され、例えばその厚みの約５０％の厚みにまで圧縮され、挿入状態で所望のラジアル方向張力、すなわち担持材料４とハウジング２の間の所望のラジアル方向予張力が得られるようになっている。
図１１の実施形態では、担持材料４には少なくとも１個の摩擦インサート７が設けられ、摩擦インサート７には内面と外面の両面に摩擦構造５が設けられる。外側の摩擦構造５は組立補助鞘１８の助けで無力化される。この目的のため、少なくとも１個の摩擦インサート７が設けられている担持材料４の外面が組立補助鞘１８で包まれる。矢印２０で示される、排ガス処理インサート３、担持材料４、摩擦インサート７、及び組立補助鞘１８により構成されるユニットの挿入または導入は、これにより簡単化される。
図１２に示す実施形態では、個々の摩擦構造５は図１の実施形態のようにハウジングのジャケット部８の内面壁６に一体化されている。ここでは、組立補助鞘１８は好ましくはハウジング２の内部に配置され、個々の摩擦構造５が無力化されるようになっている。組立補助鞘１８は好ましくは挿入用漏斗部１９に沿って延び、担持材料４に包まれたインサート３の挿入の一助となる。組立補助鞘１８は、例えば挿入用漏斗部１９に装着され得る。
図１３に示すのは他の特定実施形態である。担持材料４に包まれた排ガス処理インサート３はハウジングのジャケット部８の中に少なくとも１個の摩擦インサート７で引き込まれている。対応する引き込み工具には符号２１が付されており、それによる張力は矢印２２で表示されている。インサート３の挿入は圧縮力で補助され得る。
排ガス処理インサート３、担持材料４、及び少なくとも１個の摩擦インサート７からなるユニットをハウジングのジャケット部８に軸線方向に挿入するに際し、少なくとも１個の摩擦インサート７が担持材料４に対し軸線方向に滑るのを防ぐため、少なくとも１個の摩擦インサート７は排ガス処理インサート３に取り付けられ得る。例えば、少なくとも１個の適切な固定用バンドを用意し、それを挿入方向において前方の軸線方向端面を越えて延ばし、その端を少なくとも１個の摩擦インサート７に結合するのである。同様に、帯状の摩擦インサート７を、前方端面を越えて延びるように配置することができる。複数の壁状の摩擦インサート７が端面上で交差するようにすることもできる。
個々の摩擦インサート７を担持材料４に固定的に結びつけることは、基本的に可能である。例えば、個々の摩擦インサート７は通路を持つこととし、例えば、ある実施形態では有孔プレートで構成し、担持材料４の製造時既に、多かれ少なかれ互いに形を適合させてそれらを結びつけることができる。摩擦インサート７が担持材料４に結び付けられたため、摩擦インサート７と担持材料４の間に摩擦構造５が基本的に必要でなくなったときは、摩擦構造は省くことができる。加えて、個々の摩擦インサート７が適切な方法でハウジング２に対し軸線方向に固定されたときも、摩擦インサート７とハウジングの間の摩擦構造５を省くことができる。摩擦インサート７の内外両面において摩擦構造５が必要でなくなったときは、摩擦インサート７に代え、特別な摩擦構造５を有しない、改変されたインサートまたは固定用インサートを用いることもできる。この実施形態は、ハウジング２内に担持材料４を軸線方向に固定することの改善に関し、摩擦構造５なしで処理する代替手法となるものである。この代替手法を実現するについては個々のインサートまたは固定用インサートを担持材料４に固定的に結びつけることとなり、そのためこの解決手段は複雑さが増すことになるかも知れない。
摩擦構造５や摩擦インサート７を用いない排ガス処理装置１の実施形態を、以下図１４から図１９に基づき詳細に説明する。それらの実施形態は固定用インサート２４を備える。図１４によれば、複数の固定用インサート２４が周縁まわりに配分され、ラジアル方向においては担持材料４とハウジング２の間に配置されている。固定用インサート２４は、例えばスポット溶接１２により、ハウジング２に取り付けられる。図１４に示される固定用インサート２４は担持材料４の軸線方向固定手段を構成する。この限りにおいて、担持材料４は固定用インサート２４を介してハウジング２に、軸線方向に取り付けられる。この軸線方向固定は、ここでは、個々の固定用インサート２４が、例えば、流れの下流側の端に、ラジアル方向において内側に突き出し、内側に直角に曲がることとなった縁２５を有するという事実により達成される。前記縁２５は担持材料４の下流側の端より先に延びる。このようにして固定用インサート２４は、担持材料４に対し繋留索として作用する。
図１５によれば、これらの固定用インサート２４は、担持材料４の組み立ての時既に担持材料４に固定されており、これにより排ガス処理装置１の組み立てを簡単化できる。この実施形態では、固定用インサート２４は軸線方向において担持材料４を超えて、すなわち帯状の担持材料４の長手方向を横切って、突き出し、一方ではその端部をスポット溶接１２を形成する領域とし、他方では縁２５としていることが見てとれる。
図１６によれば、他の実施形態の固定用インサート２４もまた担持材料４に取り付けられ得る。この固定用インサート２４は担持材料４に対面する側に歯状構造２６を有し、前記歯状構造は担持材料４に係合し、担持材料４に食い込む。歯状構造２６と担持材料４の形状を適合させるような係合により、担持材料４は個々の固定用インサート２４の少なくとも軸線方向に適切に固定される。このような歯状構造２６は、前述実施形態の摩擦構造５よりも、面の粗さという点では何倍も大きい。
図１７から図１９によれば、個々の固定用インサート２４は、例えば担持材料４に割り当てられた領域において、Ｕ字形断面２７を持つこととすることができる。Ｕ字形断面２７の両脚部には歯状構造２６を形成することができる。個々の歯または棘は、切り出し、打ち出し、及び／または曲げなどで形成することができる。このように設計された固定用インサート２４は、比較的安価に製造可能である。
代替実施形態として、固定用インサート２４は歯状構造２６の代わりに爪構造を備えることができる。爪構造はラジアル方向内側に突出する複数の爪が特徴である。これらの爪は担持材料４に係合し、個々の固定用インサート２４上に担持材料４の適切な軸線方向固定手段を形成する。
前記説明に係る、個々の摩擦インサート７をハウジング２の軸線方向に固定する手段の特徴は、個々の固定用インサート２４でも実現可能である。同様に、前記説明に係る、摩擦インサート７の製造方法の特徴は、固定用インサート２４を備える実施形態でも実施できる。
図１から図６まで、図１１から図１４まで、及び図１６には、符号２３を付された長手方向中心軸が示されている。
は、排ガス処理装置の各実施形態の極めて簡略化した長手方向断面を示す図である。 は、排ガス処理装置の各実施形態の極めて簡略化した長手方向断面を示す図である。 は、排ガス処理装置の他の実施形態の極めて簡略化した長手方向半断面を示す図である。 は、排ガス処理装置の他の実施形態の極めて簡略化した長手方向半断面を示す図である。 は、排ガス処理装置の他の実施形態の極めて簡略化した長手方向半断面を示す図である。 は、排ガス処理装置の他の実施形態の極めて簡略化した長手方向半断面を示す図である。 は、担持材料の各実施形態の上面を示す図である。 は、担持材料の各実施形態の上面を示す図である。 は、各製造状態での骨組状とされたエキスパンドメタルの上面を示す図である。 は、各製造状態での骨組状とされたエキスパンドメタルの上面を示す図である。 は、製造中の排ガス処理装置の各実施形態の極めて簡略化した長手方向半断面を示す図である。 は、製造中の排ガス処理装置の各実施形態の極めて簡略化した長手方向半断面を示す図である。 は、製造中の排ガス処理装置の各実施形態の極めて簡略化した長手方向半断面を示す図である。 は、図６と同様の図で、異なる実施形態のものである。 は、図８と同様の図で、図１４の実施形態のものである。 は、図１４と同様の図で、他の実施形態のものである。 は、図１６の実施形態の、固定用インサートの図である。 は、図１７の切断線XVIIIの箇所の断面図である。 は、図１７のXIXの方向から見た、固定用インサートの側面図である。
符号の説明
１ 排ガス処理装置
２ ハウジング
３ 排ガス処理インサート
４ 担持材料
５ 摩擦構造
６ 内面
７ 摩擦インサート
８ ジャケット
９ 環状空間
１０ 漏斗部
１１ 溶接
１２ スポット溶接
１３ リング体
１４ 周縁溶接
１５ エキスパンドメタル
１６ 金属板
１７ 矢印
１８ 組立補助鞘
１９ 挿入用漏斗部
２０ 矢印
２１ 引き込み工具
２２ 矢印
２３ 長手方向中心軸
２４ 固定用インサート
２５ 縁
２６ 歯状構造
２７ Ｕ字形断面

Claims (12)

  1. 内燃機関、特に動力車両に搭載される内燃機関の排気システム用の排ガス処理装置であって、
    ハウジング（２）を備え、
    前記ハウジング（２）内に配置され、周縁を担持材料（４）で包まれた少なくとも１個の排ガス処理インサート（３）を備え、
    前記担持材料（４）と前記ハウジング（２）の間には少なくとも１個の摩擦構造（５）が設けられていることを特徴とするもの。
  2. 請求項１に記載の排ガス処理装置であって、以下の特徴の少なくとも一つを備えることを特徴とするもの：
    前記少なくとも１個の摩擦構造（５）の前記担持材料（４）に対する摩擦係数は、前記担持材料（４）と前記少なくとも１個の排ガス処理インサート（３）の間の摩擦係数とほぼ同じか、それよりも大きい；
    前記少なくとも１個の摩擦構造（５）の前記担持材料（４）に対する摩擦係数は、少なくとも０．４、または少なくとも０．５；
    前記少なくとも１個の摩擦構造（５）の前記担持材料（４）に対する摩擦係数は、単独の摩擦構造（５）または複数の摩擦構造（５）がない場合の前記担持材料（４）と前記ハウジング（２）の間の摩擦係数より大きい。
  3. 請求項１または２に記載の排ガス処理装置であって、以下の特徴の少なくとも一つを備えることを特徴とするもの：
    前記少なくとも１個の摩擦構造（５）は、前記ハウジング（２）の前記担持材料（４）に対面する内面（６）に一体化されている；
    前記少なくとも１個の摩擦構造（５）は、前記ハウジング（２）の前記担持材料（４）に対面する内面（６）を粗面化することによって、及び／またはその表面に切り込みを入れることによって、及び／またはうね付けによって、及び／または鋸歯状に加工することによって、形成される；
    前記少なくとも１個の摩擦構造（５）は、平坦面、及び／または直線、及び／または点の形で設計されている。
  4. 請求項１から３のいずれかに記載の排ガス処理装置であって、以下の特徴の少なくとも一つを備えることを特徴とするもの：
    前記少なくとも１個の摩擦構造（５）は、少なくとも１個の摩擦インサート（７）により形成され、または少なくとも１個の摩擦インサート（７）の上に形成され、前記個々の摩擦インサート（７）は、前記担持材料（４）からも、前記排ガス処理インサート（３）からも、前記ハウジング（２）からも、分離した部品である；
    前記個々の摩擦インサート（７）は、前記担持材料（４）に対して、及び／または前記ハウジング（２）に対して、摩擦構造（５）を有する；
    前記個々の摩擦インサート（７）は、骨組状とされたエキスパンドメタル（１５）により形成される。
  5. 内燃機関、特に動力車両に搭載される内燃機関の排気システム用の排ガス処理装置であって、
    ハウジング（２）を備え、
    前記ハウジング（２）内に配置され、周縁を担持材料（４）で包まれた少なくとも１個の排ガス処理インサート（３）を備え、
    前記担持材料（４）と前記ハウジング（２）の間には少なくとも１個の固定用インサート（２４）が配置され、それが前記ハウジング（２）に装着され、前記担持材料（４）に対し少なくとも軸線方向に取り付けられていることを特徴とするもの。
  6. 請求項５に記載の排ガス処理装置であって、以下の特徴の少なくとも一つを備えることを特徴とするもの：
    前記個々の固定用インサート（２４）は繋留索として設計されている；
    前記個々の固定用インサート（２４）は前記担持材料（４）の下流側の端の背後に係合する；
    前記個々の固定用インサート（２４）は前記担持材料（４）に食い込む歯状構造（２６）または爪構造を有する；
    前記個々の固定用インサート（２４）は、両脚部に歯状構造（２６）を備えたＵ字形断面（２７）を有する。
  7. 請求項１から６のいずれかに記載の排ガス処理装置であって、以下の特徴の少なくとも一つを備えることを特徴とするもの：
    前記個々のインサート（７；２４）は前記ハウジング（２）に取り付けられている；
    前記個々のインサート（７；２４）は前記担持材料（４）に固定的に結び付けられている；
    前記個々のインサート（７；２４）は耐熱性の、及び／または耐酸化性の材料からなる；
    数個のインサート（７；２４）が周縁まわりに配分され、配置されている；
    単独のインサート（７；２４）が周縁で前記担持材料（４）を包む；
    前記少なくとも１個のインサート（７；２４）が前記少なくとも１個の排ガス処理インサート（３）を超えて軸線方向に突き出している；
    前記少なくとも１個のインサート（７；２４）がハウジングのジャケット部（８）とハウジングの漏斗部（１０）の間の環状空間（９）の中に軸線方向に突き出している；
    前記少なくとも１個のインサート（７；２４）は前記ハウジング（２）に溶接（１１）で取り付けられ、溶接（１１）は同時に前記ハウジングの漏斗部（１０）を前記ハウジングのジャケット部（８）に取り付ける；
    前記個々のインサート（７；２４）はリング体（１３）で前記ハウジング（２）に取り付けられている；
    前記リング体（１３）は前記少なくとも１個の排ガス処理インサート（３）に対し前記ハウジング（２）内で軸線方向にずれて配置されている。
  8. 請求項１から７のいずれかに記載の排ガス処理装置であって、以下の特徴の少なくとも一つを備えることを特徴とするもの：
    前記担持材料（４）は膨張式または非膨張式の担持マットである；
    前記少なくとも１個の排ガス処理インサート（３）は一枚岩形状である；
    前記少なくとも１個の排ガス処理インサート（３）はセラミック製である；
    前記少なくとも１個の排ガス処理インサート（３）は触媒コンバータエレメントまたは粉塵フィルタエレメントとして設計されている；
    前記担持材料（４）は、前記ハウジング（２）と前記担持材料（４）の間に配置された、少なくとも１個の摩擦輪郭（５）でラジアル方向に圧縮される。
  9. 内燃機関、特に動力車両に搭載される内燃機関の排気システム用の排ガス処理装置であって、特に請求項１から８のいずれかに記載の排ガス処理装置を製造する方法であって、
    少なくとも１個の排ガス処理インサート（３）が周縁で担持材料（４）に包まれており、
    前記担持材料（４）に包まれた前記少なくとも１個の排ガス処理インサート（３）は、内面（６）に少なくとも１個の摩擦構造（５）が設けられたハウジング（２）に導入される、ことを特徴とするもの。
  10. 内燃機関、特に動力車両に搭載される内燃機関の排気システム用の排ガス処理装置であって、特に請求項１から８のいずれかに記載の排ガス処理装置を製造する方法であって、
    少なくとも１個の排ガス処理インサート（３）が周縁で担持材料（４）に包まれており、
    前記担持材料（４）に包まれた前記少なくとも１個の排ガス処理インサート（３）が、少なくとも１個のインサート（７；２４）と共に、前記少なくとも１個のインサート（７；２４）がラジアル方向において前記担持材料（４）と前記ハウジング（２）の間に位置するように、前記ハウジング（２）に導入される、ことを特徴とするもの。
  11. 請求項１０に記載の方法であって、以下の特徴の少なくとも一つを備えることを特徴とするもの：
    前記個々のインサートは固定用インサート（２４）または摩擦インサート（７）である；
    前記少なくとも１個のインサート（７；２４）は、前記少なくとも１個の排ガス処理インサート（３）の包み込みの時既に前記担持材料（４）に結び付けられている；
    前記担持材料（４）に包まれた前記少なくとも１個の排ガス処理インサート（３）は、それを前記インサート（７；２４）と共に前記ハウジング（２）に導入する前に周縁で包まれている；
    前記少なくとも１個のインサート（７；２４）は、少なくとも前記ハウジング（２）への挿入のために、少なくとも１個の排ガス処理インサート（３）に取り付けられる；
    前記少なくとも１個のインサート（７；２４）は、前記ハウジング（２）に挿入された後、前記ハウジング（２）に取り付けられる；
    前記担持材料（４）で包まれた前記少なくとも１個の排ガス処理インサート（３）は、前記ハウジング（２）への挿入のため、少なくとも１個のインサート（７；２４）によりハウジング（２）に軸線方向に引き込まれる。
  12. 請求項９から１１のいずれかに記載の方法であって、以下の特徴の少なくとも一つを備えることを特徴とするもの：
    前記担持材料（４）に包まれた前記少なくとも１個の排ガス処理インサート（３）を前記ハウジング（２）に挿入するに際し、前記担持材料（４）に包まれた前記少なくとも１個の排ガス処理インサート（３）を前記ハウジング（２）に挿入する前に、組立補助鞘（１８）が、ラジアル方向において前記担持材料（４）と前記少なくとも１個の摩擦構造（５）の間に位置し、または、ラジアル方向において前記少なくとも１個のインサート（７；２４）と前記ハウジング（２）の間に位置するように設けられる；
    前記組立補助鞘（１８）は、遅くとも前記排ガス処理装置（１）の動作中に揮発するように材料選択がなされている。
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