JP2016133120A - 排ガス案内系用の支持リング - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な製造可能性のみならず、例えば、車両の内燃機関の排ガス案内系における排ガス処理装置のための確実な支持作用を生ぜしめることができる、排ガス案内系用の支持リングを提供する。【解決手段】排ガス案内系用の支持リング、特に車両の内燃機関の排ガス案内系用の支持リングにおいて、複数のボディセグメント４６，４８を備えた支持エレメントボディ４０と、ボディセグメントを互いに結合する支持装置４２とが設けられている。【選択図】図１

Description

本発明は、排ガス案内系に設けられた排ガス処理装置、例えば触媒装置のために支持作用を生ぜしめるために、例えば車両の内燃機関の排ガス案内系用において使用することができる支持リングに関する。

図４に、排ガス案内系用の排ガス案内構成群１０が示されている。この排ガス案内構成群１０は、管状の排ガス案内エレメント１２を有している。この管状の排ガス案内エレメント１２は、ほぼ円筒形の中央部分１４と、好ましくは両端部領域にそれぞれ円筒形の端部部分１６；１８を有している。中央部分１４から端部領域１６，１８への移行部には、それぞれ１つの例えば円錐形の拡大領域２０；２２が設けられている。

排ガス案内エレメント１２には、全体を２４で示した排ガス処理装置、例えば触媒装置が設けられている。この排ガス処理装置は、例えば担体及びこの担体に保持された触媒材料を備えた触媒ユニット２６を有している。触媒ユニット２６はその外周領域において、支持マット２８によって、つまりマット状のフレキシブルな材料によって取り囲まれていて、この支持マット２８は、プレス作用によっても触媒ユニット２６を主として中央部分１４において固定している。

排ガス処理装置２４の、排ガス案内構成群１０の長手方向軸線Ａの方向に位置する両端部領域３０，３２の少なくとも１つに、対応配置されて、各１つの支持リング３６，３８が設けられている。各支持リング３６，３８は、プレス嵌めされて、半径方向外側に向かって、排ガス案内エレメント１２の各端部部分１６，１８の内周部に支持されていて、このようにして排ガス案内エレメント１２内に保持されている。各支持リング３６，３８は、軸方向において、触媒ユニット２６の半径方向外側の縁部領域を覆っている。このようにして、上において既に述べた、排ガス案内エレメント１２の中央部分１４におけるプレス作用による保持に加えて、触媒ユニット２６のためもしくは排ガス処理装置２４全体のための支持作用に対するさらなる構成が設けられている。さらに、半径方向外側の縁部領域を覆うことによって、触媒ユニット２６がこの領域において腐食を防止されているという利点がある。

各支持リング３６，３８は、例えば金属薄板変形部品として形成された支持エレメントボディ４０によって構成されており、この支持エレメントボディ４０は横断面Ｕ字形に形成されている。Ｕ字形成形体内室には、支持装置４２が設けられており、この支持装置４２は例えば、例えばワイヤ緯編品のようなワイヤ編成品から構成された支持エレメント４４を有することができる。このようなフレキシブルな支持エレメント４４は、触媒ユニット２６の構造的な完全性、特に触媒材料を損傷することなしに、触媒ユニット２６を軸方向において支持する。

本発明の課題は、簡単な製造可能性のみならず、例えば、車両の内燃機関の排ガス案内系における排ガス処理装置のための確実な支持作用を生ぜしめることができる、排ガス案内系用の支持リングを提供することである。

この課題を解決するために本発明の構成では、排ガス案内系用の支持リング、特に車両の内燃機関の排ガス案内系用の支持リングにおいて、複数のボディセグメントを備えた支持エレメントボディと、ボディセグメントを互いに結合する支持装置とが設けられている。

本発明に係る支持リングでは、支持エレメントボディは複数のボディセグメントを有しているので、つまり支持エレメントボディを一緒に提供する複数の部材によって構成されているので、このようなボディセグメントはそれぞれ、簡単ではあるがしかしながら正確に、例えば金属薄板ブランクの変形によって形成することができ、その結果全体として、支持エレメントボディを例えば、円形リング状の構造と、周方向において互いに連続する複数のボディセグメントとによって構成することができる。そしてボディセグメントは１つとして、全周囲領域を越えて延在する必要がないので、これらのボディセグメントは、基本的に湾曲された輪郭においても、高い製造精度で準備することができ、その結果、一方では、支持リングを排ガス案内エレメントにおいて保持できるようにするために、半径方向外側に向かって確実な支持作用を生ぜしめることができ、かつ他方では、排ガス処理装置のための支持作用をも確実に生ぜしめることができる。

支持エレメントの構造的な結合を簡単に提供できるようにするために、本発明の態様では、少なくとも２つのボディセグメントが、互いに向かい合って位置するボディセグメント端部領域において互いに隣接しており、支持装置はボディセグメントを互いに結合している。本発明に係る支持リングでは、支持装置は単に、例えば排ガス処理装置を支持するための機能のみならず、基本的に互いに別個に製造されたボディセグメントを互いに結合するという機能をも有している。

例えば管状の排ガス案内エレメント内に本発明に係る支持リングを組み込む際における無理な力の発生を回避できるようにするために、本発明の別の態様では、ボディセグメント端部領域の間に、中間室が形成されている。

本発明の別の好適な態様では、少なくとも１つの、好ましくは各ボディセグメントが、Ｕ字形成形体によって形成されており、このとき支持装置は、少なくとも部分的にＵ字形成形体内室内に収容されている。

支持エレメントの支持相互作用を例えば排ガス処理装置によって提供できるようにするため、もしくは損なわないようにするために、本発明の別の態様では、Ｕ字形成形体は、半径方向内側のＵ字脚、半径方向外側のＵ字脚及び、該両方のＵ字脚を結合する結合領域を有しており、一方のＵ字脚、好ましくは半径方向内側のＵ字脚が、他方のＵ字脚よりも短い。このとき好ましくは、支持装置は、結合領域から離れる方向において、少なくとも短い方のＵ字脚を超えて延びている。

例えば排ガス処理装置との支持相互作用のために、本発明の別の態様では、支持装置はフレキシブルである。支持装置は好ましくはまたリング状に、好ましくは閉鎖されたリング状に、形成されており、このように構成されていると、周囲領域全体にわたって、一方では支持作用を得ることができ、かつ他方では、支持エレメントボディの個々のボディセグメントの結合も達成される。

しかしながら他方では、安価な製造可能性を保証するために、排ガス案内系における比較的厳しい周囲環境に対しても適した構造を得るために、少なくとも１つのボディセグメント、好ましくは、各ボディセグメントは、金属薄板変形部品として形成されていてよい。

支持装置をも、比較的厳しい周囲環境に対して適したように構成するために、本発明の別の態様では、支持装置は、ワイヤ材料によって、好ましくはワイヤ緯編品、ワイヤ経編品、金網又はワイヤ織布によって、つまり、例えば複数のワイヤフィラメントから嵩高部材を提供する一般的な材料から形成されている。

安定的な結合を保証するために、本発明の別の態様では、少なくとも１つのボディセグメント、好ましくは各ボディセグメントが、支持装置に、好ましくは摩擦結合及び／又は材料結合によって堅固に結合されている。

本発明はさらに、排ガス案内系用の排ガス案内構成群、特に車両の内燃機関のための排ガス案内系用の排ガス案内構成群であって、管状の排ガス案内エレメントと、該排ガス案内エレメント内に配置された排ガス処理装置、好ましくは触媒装置とを有していて、さらに排ガス処理装置の少なくとも１つの端部領域に、上に述べたように構成された支持リングを有している。

次に図面を参照しながら本発明の実施の形態を詳説する。

第１の実施の形態による支持リングを示す平面図である。 第２の実施の形態による支持リングを示す平面図である。 図１の半径方向線ＩＩＩ−ＩＩＩに沿って断面して、図１の支持リングを示す横断面図である。 排ガス案内系用の排ガス案内構成群を示す縦断面図である。

既に冒頭において、本発明のように構成された支持リングを使用することができる排ガス案内構成群１０については、図４を参照しながら説明したので、排ガス案内構成群１０に関する構成については、先の記載を参照することができる。以下においては、図１〜図３を参照しながら、支持リングの構成について記載し、この支持リングは、例えば図４に示した構成では支持リング３６又は支持リング３８として使用することができる。以下においては支持リング３６を例として参照する。

図１に示した構成では、支持リング３６は、２つのボディセグメント４６，４８を備えた支持エレメントボディ４０を有している。各ボディセグメント４６，４８は、円形リングセグメント状に形成されていて、ほぼ１８０°の角度範囲にわたって延びている。両ボディセグメント４６，４８の各ボディセグメント端部領域５０，５２，５４，５６は、周方向間隔を有する中間室５８，６０を維持しながら、互いに向かい合って位置しており、つまりこれらの領域において互いに隣接している。

このことは図３においてボディセグメント４８を参照して例示するように、支持エレメントボディ４０もしくはボディセグメント４６，４８は、横断面においてＵ字形に形成されている。ボディセグメント４６，４８は、リング構造に関して半径方向内側のＵ字脚６２と半径方向外側のＵ字脚６４とを有している。例えば互いにほぼ平行に延びるこの両Ｕ字脚６２，６４は、例えばほぼ平らに形成された結合領域６６によって互いに結合されている。各ボディセグメント４６，４８は、簡単に金属薄板変形部品として提供することができる。ボディセグメント４６，４８は、そのいずれもが実質的に全周囲領域にわたって延びていないので、これらのボディセグメント４６，４８は、既に述べた製造方法においてもほぼ歪みなしに提供することができる。

支持エレメントボディ４０もしくはボディセグメント４６，４８の各Ｕ字形成形体内室６８内には、支持装置４２の既に述べた支持エレメント４４が挿入されている。例えば線材材料、例えばワイヤ編成品もしくはワイヤ緯編品又はこれに類したものによって構成された支持エレメント４４は、好ましくは、ほぼリング状にかつ中断部なしに、支持エレメントボディ４０の全周にわたって延びていて、かつ特に中間室５８，６０を橋渡ししている。このようにして両ボディセグメント４６，４８はまとめられて、支持リング３６のリング状の構造を提供する。

支持エレメント４４とボディセグメント４６，４８との安定した結合を達成するために、好ましくは複数の周囲ポジションにおいて、例えば支持エレメント４４の緯編構造体の局部的な押圧によって、支持エレメント４４はＵ字形成形体内室６８内に押し込むことができ、これによって支持エレメント４４は摩擦圧着してＵ字脚６２，６４に接触し、滑り抜けることを防止されて保持されている。択一的に又は追加的に、特にこの圧着領域においては、溶接部７０による材料結合部が形成されてよい。そのためには特に、上に述べた圧着領域が適している。それというのは、当該領域において支持エレメント４４の緯編構造体は圧縮されていて、これにより溶接工程を行うのに、電流のための良好な状態が得られているからである。好ましくは、両ボディセグメント４６，４８のそれぞれにおいて、少なくとも２つのこのような結合領域が設けられている。

図３から分かるように、両方のＵ字脚６２，６４は、結合領域６６を起点として異なった延在長さを有している。両Ｕ字脚６２，６４のうち半径方向内側のＵ字脚６２は、半径方向外側のＵ字脚６４に比べて短い。図４から分かるように、これによって、支持エレメント４４のほぼ半径方向中央領域において終端する、触媒ユニット２６の外縁部領域が、軸方向で支持エレメント４４に支持され得ることが保証されており、このときしかしながら半径方向内側のＵ字脚６２は、触媒ユニット２６に対してなお軸方向間隔を有しているので、支持相互作用が損なわれることはない。

支持リング３６の択一的な実施の形態は、図２に示されている。この実施の形態では、支持エレメントボディ４０は、３つのボディセグメント７２，７４，７６とその間にそれぞれ形成された中間室７８，８０，８２とを備えて構成されている。この実施の形態においても、ボディセグメント７２，７４，７６同士の構造的な結合は、Ｕ字形成形体内室６８において好ましくは全周にわたって延在する、支持装置４２の支持エレメント４４によって提供される。各ボディセグメント７２，７４，７６は、約１２０°の角度範囲にわたる周方向長さを有しているので、これらのボディセグメント７２，７４，７６は、金属薄板ブランクの変形時における歪み発生のおそれなしに、より高い製造精度で提供することができる。上に述べた実施の形態におけると同様に、好ましくは、すべてのボディセグメント７２，７４，７６は互いに同一構造を有しているので、このような支持リングを製造するのに準備されねばならない種々異なった部材の数は僅かである。

支持リングの本発明に係る構成によって、単純であるにも拘わらず、正確に製造することができる構造において、排ガス処理装置、例えば触媒装置を、内燃機関の排ガス案内系の管状の排ガス案内エレメント内に確実に保持することができ、特に半径方向外側の領域においても腐食に対する保護作用を提供することができる手段が得られる。周方向、ひいては半径方向においても、本発明に係る構造に基づいて得られるフレキシビリティによって、さらに、支持エレメント自体を確実に管状の排ガス案内エレメント内に保持することができ、しかもそのために追加的な固定手段を要することはない。

１０ 排ガス案内構成群、 １２ 排ガス案内エレメント、 １４ 中央部分、 １６，１８ 端部部分、 ２０，２２ 拡大領域、 ２４ 排ガス処理装置、 ２６ 触媒ユニット、 ２８ 支持マット、 ３０，３２ 端部領域、 ３６，３８ 支持リング、 ４０ 支持エレメントボディ、 ４２ 支持装置、 ４４ 支持エレメント、 ４６，４８ ボディセグメント、 ５０，５２，５４，５６ ボディセグメント端部領域、 ５８，６０ 中間室、 ６２，６４ Ｕ字脚、 ６６ 結合領域、 ６８ Ｕ字形成形体内室、 ７０ 溶接部、 ７２，７４，７６ ボディセグメント、 ７８，８０，８２ 中間室

Claims (10)

1. 排ガス案内系用の支持リング、特に車両の内燃機関の排ガス案内系用の支持リングであって、複数のボディセグメント（４６，４８；７２，７４，７６）を備えた支持エレメントボディ（４０）と、前記ボディセグメント（４６，４８；７２，７４，７６）を互いに結合する支持装置（４２）とが設けられていることを特徴とする、排ガス案内系用の支持リング。
2. 少なくとも２つのボディセグメント（４６，４８；７２，７４，７６）が、互いに向かい合って位置するボディセグメント端部領域（５０，５２，５４，５６）において互いに隣接しており、前記支持装置（４２）は前記ボディセグメント（４６，４８；７２，７４，７６）を互いに結合している、請求項１記載の支持リング。
3. 前記ボディセグメント端部領域の間に、中間室（５８，６０；７８，８０，８２）が形成されている、請求項２記載の支持リング。
4. 少なくとも１つ、好ましくはすべてのボディセグメント（４６，４８；７２，７４，７６）が、Ｕ字形成形体によって形成されており、前記支持装置（４２）は、少なくとも部分的にＵ字形成形体内室（６８）内に収容されている、請求項１から３までのいずれか１項記載の支持リング。
5. 前記Ｕ字形成形体は、半径方向内側のＵ字脚（６２）、半径方向外側のＵ字脚（６４）及び、該両方のＵ字脚（６２，６４）を結合する結合領域（６６）を有しており、一方のＵ字脚（６２）、好ましくは半径方向内側のＵ字脚（６２）が、他方のＵ字脚（６４）よりも短い、請求項４記載の支持リング。
6. 前記支持装置（４２）は、前記結合領域（６６）から離れる方向において、少なくとも前記短い方のＵ字脚（６２）を超えて延びている、請求項５記載の支持リング。
7. 前記支持装置（４２）はフレキシブルであり、かつ／又は前記支持装置（４２）はリング状に、好ましくは閉鎖されたリング状に、形成されており、かつ／又は少なくとも１つのボディセグメント（４６，４８；７２，７４，７６）、好ましくは各ボディセグメント（４６，４８；７２，７４，７６）は、金属薄板変形部品として形成されている、請求項１から６までのいずれか１項記載の支持リング。
8. 前記支持装置（４２）は、金属ワイヤ材料によって、好ましくはワイヤ緯編品、ワイヤ経編品、金網又はワイヤ織布によって形成されている、請求項７記載の支持リング。
9. 少なくとも１つのボディセグメント（４６，４８；７２，７４，７６）、好ましくは各ボディセグメント（４６，４８；７２，７４，７６）が、前記支持装置（４２）に、好ましくは摩擦結合及び／又は材料結合によって堅固に結合されている、請求項１から８までのいずれか１項記載の支持リング。
10. 排ガス案内系用の排ガス案内構成群、特に車両の内燃機関のための排ガス案内系用の排ガス案内構成群であって、管状の排ガス案内エレメント（１２）と、該排ガス案内エレメント（１２）内に配置された排ガス処理装置（２４）、好ましくは触媒装置とを有していて、さらに前記排ガス処理装置（２４）の少なくとも１つの端部領域（３０，３２）に、請求項１から９までのいずれか１項記載の支持リング（３６，３８）を有している、排ガス案内系用の排ガス案内構成群。

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