(19) |
|
|
(11) |
EP 1 941 137 B1 |
(12) |
EUROPÄISCHE PATENTSCHRIFT |
(45) |
Hinweis auf die Patenterteilung: |
|
17.06.2009 Patentblatt 2009/25 |
(22) |
Anmeldetag: 06.09.2006 |
|
(51) |
Internationale Patentklassifikation (IPC):
|
(86) |
Internationale Anmeldenummer: |
|
PCT/EP2006/008683 |
(87) |
Internationale Veröffentlichungsnummer: |
|
WO 2007/036286 (05.04.2007 Gazette 2007/14) |
|
(54) |
GEHÄUSE FÜR EIN BAUTEIL EINER ABGASANLAGE SOWIE VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG EINES SOLCHEN
GEHÄUSES
HOUSING FOR A COMPONENT OF AN EMISSION SYSTEM, AND METHOD FOR THE PRODUCTION OF SUCH
A HOUSING
CARTER POUR UN ELEMENT D'UNE INSTALLATION DE GAZ D'ECHAPPEMENT ET PROCEDE POUR REALISER
UN CARTER DE CE TYPE
|
(84) |
Benannte Vertragsstaaten: |
|
DE ES FR |
(30) |
Priorität: |
23.09.2005 DE 102005045535
|
(43) |
Veröffentlichungstag der Anmeldung: |
|
09.07.2008 Patentblatt 2008/28 |
(73) |
Patentinhaber: EMCON Technologies Germany (Augsburg) GmbH |
|
86154 Augsburg (DE) |
|
(72) |
Erfinder: |
|
- STEINHAUSER, Otto
86356 Neusäss (DE)
- KELLER, Stefan
86405 Meitingen (DE)
- FORSTER, Erich
86845 Grossaitingen (DE)
|
(74) |
Vertreter: Prinz & Partner |
|
Patentanwälte
Rundfunkplatz 2 80335 München 80335 München (DE) |
(56) |
Entgegenhaltungen: :
EP-A- 0 982 480 US-A- 4 347 219
|
EP-A- 1 548 243 US-A- 5 118 476
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Anmerkung: Innerhalb von neun Monaten nach der Bekanntmachung des Hinweises auf die
Erteilung des europäischen Patents kann jedermann beim Europäischen Patentamt gegen
das erteilte europäischen Patent Einspruch einlegen. Der Einspruch ist schriftlich
einzureichen und zu begründen. Er gilt erst als eingelegt, wenn die Einspruchsgebühr
entrichtet worden ist. (Art. 99(1) Europäisches Patentübereinkommen). |
[0001] Die Erfindung betrifft ein Gehäuse für ein Bauteil einer Abgasanlage, insbesondere
für eine Abgasreinigungsvorrichtung. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur
Herstellung eines Gehäuses für ein Bauteil einer Abgasanlage.
[0002] Bei dem Bauteil kann es sich insbesondere um einen Dieselpartikelfilter oder um einen
Katalysator handeln. Diese werden zusammen mit einer Lagermatte im Inneren des Gehäuses
angebracht. In jüngster Zeit wird dabei häufig ein Herstellungsverfahren verwendet,
welches allgemein als "Kalibrieren" bezeichnet wird. Bei diesem Verfahren wird das
Gehäuse mit einem in Umfangsrichtung geschlossenen Mantel bereitgestellt, dann das
Bauteil mit der Lagermatte in den Mantel eingeschoben und anschließend der Mantel
in radialer Richtung gestaucht, bis das Bauteil mit der Lagermatte mit dem gewünschten
Druck im Inneren des Gehäuses gehalten ist. Dieses Verfahren ist auch als "Shrinken"
bekannt. Bei modernen Shrink-Verfahren wird dabei der Mantel jeweils individuell geshrinkt,
also unter Berücksichtigung der individuellen Abmessungen des Bauteils und der Lagermatte.
Dies führt dazu, dass der Durchmesser der geshrinkten Gehäuse innerhalb bestimmter
Grenzen variiert.
[0003] Um das Gehäuse mit dem darin eingebrachten Bauteil an eine Abgasanlage anschließen
zu können, wird stromaufwärts und stromabwärts des Gehäuses üblicherweise ein Einlasskonus
und ein Auslasskonus angebracht. Da diese immer mit demselben Durchmesser bereitgestellt
werden, ist bei modernen Shrink-Verfahren vorgesehen, die axialen Enden des Gehäuses
für das Bauteil nach dem Shrinken zu kalibrieren, damit das Gehäuse wenigstens an
seinen axialen Enden, unabhängig vom individuellen Shrinken, immer denselben Durchmesser
hat. Dieses Verfahren ist insgesamt sehr aufwendig.
[0004] Aus der
US-A-5,118,476 ist ein Bauteil gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannt, bei dem die axialen
Ende des Mantels, die zur Verbindung mit einem Ein- bzw. Auslasskonus verwendet werden,
durch einen axial gegen den Mantel bewegten Stempel verformt werden, bevor der Mantel
geshrinkt wird.
[0005] Aus der
EP 1 548 243 A1 ist ein Shrink-Verfahren bekannt, bei dem der Mantel geshrinkt wird, während dessen
axiale Enden gestützt werden.
[0006] Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Gehäuse für ein Bauteil einer Abgasanlage
zu schaffen, das es ermöglicht, mit geringerem Aufwand einen Einlasskonus bzw. einen
Auslasskonus anzuschließen. Die Aufgabe der Erfindung besteht auch darin, ein Verfahren
zur vereinfachten Herstellung eines solchen Gehäuses zu schaffen.
[0007] Zu diesem Zweck ist erfindungsgemäß ein Gehäuse für ein Bauteil einer Abgasanlage
vorgesehen, insbesondere für eine Abgasreinigungsvorrichtung, mit den Merkmalen des
Anspruchs 1. Beim erfindungsgemäßen Verfahren sind die Schritte gemäß Anspruch 6 vorgesehen.
Die Erfindung beruht auf der überraschenden Erkenntnis, dass dann, wenn der Mantel
nur in einem Mittelbereich geshrinkt wird und ein kurzer Abschnitt an den axialen
Enden des Mantels unbearbeitet bleibt, der Durchmesser und auch der Winkel dieser
unbearbeiteten Abschnitte in nur sehr geringem Maße vom Durchmesser des geshrinkten
Mittelbereichs abhängt. Anders ausgedrückt: Unabhängig von dem Durchmesser, auf den
der Mittelbereich geshrinkt wird, ergibt sich immer ein etwa kegelstumpfförmiger Verbindungsabschnitt
an den axialen Enden des Mantels, dessen Durchmesser und Winkelausrichtung nur in
einem so geringen Maße schwankt, dass er ohne weitere Bearbeitungsschritte zum Anschließen
des Einlasskonus oder des Auslasskonus geeignet ist.
[0008] Gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung endet der Mantel, wenn im Inneren
des Gehäuses das Bauteil aufgenommen ist, in axialer Richtung etwa bündig mit dem
Bauteil. Dies stellt einen besonderen Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens und
des erfindungsgemäßen Gehäuses dar, da der Mantel kürzer ausgeführt werden kann als
im Stand der Technik. Im Stand der Technik muß der Mantel in axialer Richtung über
das Bauteil hinausstehen, da andernfalls die axialen Enden des Mantels nicht kalibriert
werden können. Die Erfindung berücksichtigt jedoch die Erkenntnis, dass sich der Durchmesser
des Mantels an den axialen Enden, wenn der Klemmabschnitt geshrinkt wird, erhöht,
so dass genügend Raum für die Aufnahme des Eingangskonus oder des Ausgangskonus zur
Verfügung steht. Dies ist insofern. überraschend als sich der Durchmesser am axialen
Ende des Mantels in exakt der entgegengesetzten Richtung ändert wie der Durchmesser
des Klemmabschnittes.
[0009] Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels beschrieben, das
in den beigefügten Zeichnungen dargestellt ist. In diesen zeigen:
- Figur 1 einen schematischen Schnitt durch ein erfindungsgemäßes Gehäuse;
- Figur 2 in vergrößertem Maßstab den Ausschnitt II von Figur 1; und
- Figur 3 schematisch die Gestalt des Mantels vor und nach dem Shrinken.
[0010] In Figur 1 ist ein Gehäuse 10 zu sehen, welches aus einem Mantel 12 und zwei Anschlußteilen
14 besteht, von denen hier nur eines gezeigt ist. Bei den Anschlußteilen handelt es
sich um einen Einlaßkonus oder einen Auslaßkonus, mit dem das Gehäuse an eine Abgasanlage
einer Verbrennungskraftmaschine angeschlossen werden kann. Im Inneren des Mantels
12 ist ein Bauteil 16 der Abgasanlage angeordnet, insbesondere ein Dieselpartikelfilter
oder ein Katalysator. Das Bauteil 16 ist von einer Lagermatte 18 umgeben:
[0011] Im Ausgangszustand, also vor der Anbringung des Bauteils 16, hat der Mantel 12 einen
Durchmesser DA (siehe Figur 3), wobei der Mantel nicht notwendigerweise einen kreisförmigen
Querschnitt haben muß, sondern auch einen ovalen, triovalen oder sonstigen Querschnitt
haben kann. Wie ebenfalls in Figur 3 zu sehen ist, steht der Mantel 12 im Ausgangszustand
mit einer Länge L über einen Klemmabschnitt 20 hinaus, in welchem ein Shrinkwerkzeug
22 am Mantel angreift und diesen in radialer Richtung staucht. Durch das Stauchen
des Mantels im Bereich des Klemmabschnittes wird dort der Durchmesser auf den Enddurchmesser
DE (siehe wieder Figur 3) verringert, so daß das Bauteil 16 zusammen mit der Lagermatte
18 fest im Inneren des Mantels gehalten ist. Beim Stauchen oder Shrinken verformt
sich der Bereich des Mantels, der in axialer Richtung über das Shrinkwerkzeug 22 hinaussteht,
in der in Figur 3 ersichtlichen Weise. An den radial einwärts gestauchten Klemmabschnitt
20 schließt sich ein im Querschnitt gekrümmter Übergangsabschnitt 24 an, in welchem
sich der Durchmesser des Mantels nach außen hin erweitert, und an den Übergangsabschnitt
24 schließt sich ein Verbindungsabschnitt 26 an, der etwa kegelstumpfförmig ist und
seinen maximalen Durchmesser am axialen Ende des Mantels 12 hat. Der Verbindungsabschnitt
26 weist einen Neigungswinkel von α auf, und der Durchmesser des Mantels am äußeren
Ende des Verbindungsabschnitts 26 ist größer als der Ausgangsdurchmesser DA. Angemerkt
sei noch, daß die Gesamtlänge des Mantels beim Shrinken zunimmt, da sich die Durchmesserverringerung
des Mantels etwa zur Hälfte in einer größeren Wandstärke und zur anderen Hälfte in
einer größeren Länge niederschlägt.
[0012] Bei modernen Shrink-Verfahren ist der Enddurchmesser DE an den jeweiligen Durchmesser
des Bauteils 16 abgestimmt. Bemerkenswert ist jedoch, daß Änderungen des Enddurchmessers
DE nur in vernachlässigbarem Maße zu Änderungen des Durchmessers des Verbindungsabschnittes
26 und des Winkels α führen. Bei Versuchen wurde herausgefunden, daß beim Shrinken
beispielsweise von einem Ausgangsdurchmesser von 158,4 mm auf einen Solldurchmesser
von 152,8 mm und einer individuellen Anpassung des Enddurchmessers DE um ± 1 mm vom
Solldurchmesser eine vernachlässigbare Änderung des Durchmessers des Verbindungsabschnittes
im Bereich von ± 0,1 mm beobachtet werden konnte. Die Länge L, mit der der Mantel
über das Shrinkwerkzeug 22 im Ausgangszustand hinaussteht, wurde dabei zwischen 15
und 24 mm variiert.
[0013] Da der Durchmesser und der Winkel des Verbindungsabschnittes 26 trotz Änderungen
beim Enddurchmesser DE immer nahezu konstant bleibt, kann an jeden individuell geshrinkten
Mantel 12 ein Standard-Anschlußteil 14 angesetzt werden. Dieses kann beispielsweise,
wie in den Figuren 1 und 2 zu sehen ist, einen kegelig verlaufenden Anschlußabschnitt
15 aufweisen, der in den Verbindungsabschnitt 26 eingesetzt ist. Anschließend können
der Mantel 12 und das Anschlußteil 14 miteinander verbunden werden, z.B. verschweißt
oder verlötet.
[0014] Ein weiterer Vorteil, der sich ergibt, wenn der Mantel 12 nur auf einem Teil seiner
Länge geshrinkt wird, besteht darin, daß sich der Verbindungsabschnitt 26 gegenüber
dem Ausgangsdurchmesser aufweitet, so daß das Anschlußteil 14 in den Zwischenraum
zwischen Bauteils 16 und Mantel 12 eingesteckt werden kann. Wie deutlich in den Figuren
1 und 2 zu sehen ist, überlappt das Anschlußteil 14 mit dem Bauteil 16. Dadurch ergibt
sich ein in axialer Richtung besonders kompaktes Gehäuse. Die Klemmung zwischen dem
Mantel 12 und dem Bauteil 16 wird nicht dadurch beeinträchtigt, daß das Bauteil 16
nicht auf seiner gesamten Länge geklemmt wird, sondern an seinen axialen Enden frei
im Inneren des Gehäuses aufgenommen ist.
Bezugszeichenliste:
[0015]
- 10:
- Gehäuse
- 12:
- Mantel
- 14:
- Anschlußteil
- 15:
- Anschlußabschnitt
- 16:
- Bauteil
- 18:
- Lagermatte
- 20:
- Klemmabschnitt
- 22:
- Shrinkwerkzeug
- 24:
- Übergangsabschnitt
- 26:
- Verbindungsabschnitt
- DA:
- Ausgangsdurchmesser
- DE:
- Enddurchmesser
- α:
- Neigungswinkel
- L:
- Überstand
1. Gehäuse (10) für ein Bauteil (16) einer Abgasanlage, insbesondere für eine Abgasreinigungsvorrichtung,
mit einem Mantel (12), der einen geshrinkten Klemmabschnitt (20) für das Bauteil (16)
aufweist sowie einen Übergangsabschnitt (24), der sich in axialer Richtung an den
Klemmabschnitt (20) anschließt, und einen Verbindungsabschnitt (26), der sich in axialer
Richtung an den Übergangsabschnitt (24) anschließt und einen größeren Durchmesser
hat als der Klemmabschnitt (20), dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungsabschnitt (26) kegelabschnittsförmig ist und am äußeren Ende einen
Durchmesser hat, der größer ist als der Ausgangsdurchmesser des Mantels (12) vor dem
Shrinken.
2. Gehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Inneren des Gehäuses (10) das Bauteil (16) aufgenommen ist und dass der Mantel
(12) in axialer Richtung etwa bündig mit dem Bauteil (16) endet.
3. Gehäuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es ein Anschlußteil (14) aufweist, das mit dem Mantel (12) verbunden ist und einen
abgeschrägt verlaufenden Anschlußabschnitt (15) aufweist, der in den Verbindungsabschnitt
(26) eingesteckt bzw. auf diesen aufgesteckt und mit dem Mantel (12) fest verbunden
ist.
4. Gehäuse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Anschlußteil (14) mit dem Gehäuse (10) verschweißt, verlötet oder verklebt ist.
5. Gehäuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Bauteil (16) ein keramisches Substrat ist, das von einer Lagermatte (18) umgeben
ist.
6. Verfahren zur Herstellung eines Gehäuses (10) für ein Bauteil (16) einer Abgasanlage
mittels der folgenden Schritte:
- es wird ein rohrförmiger Mantel (12) bereitgestellt;
- es wird das Bauteil (16) in den Mantel (12) eingebracht;
- der Mantel (12) wird ausgehend von einem Ausgangsdurchmesser (DA) in einem Klemmabschnitt
(20) geshrinkt, der in axialer Richtung betrachtet im Abstand von den Enden des Mantels
(12) endet, während auf die axialen Enden des Mantels (12) nicht eingewirkt wird,
so dass diese sich kegelabschnittsförmig auf einen Durchmesser am äußeren Ende des
Verbindungsabschnitts (26) aufweiten, der größer ist als der Ausgangsdurchmesser (DA).
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß auf das axiale Ende des Mantels (12) ein Anschlußteil (14) aufgesteckt bzw. in dieses
eingesteckt wird, ohne daß weitere Bearbeitungsschritte zur Beeinflussung des Durchmessers
der axialen Enden ausgeführt werden.
1. A housing (10) for a component (16) of an exhaust system, in particular for an exhaust
gas purification device, having an envelope (12) which comprises a shrunk clamping
portion (20) for the component (16), and a transition portion (24) which adjoins the
clamping portion (20) in the axial direction, and a connecting portion (26) which
adjoins the transition portion (24) in the axial direction and the diameter of which
is larger than that of the clamping portion (20), characterized in that the connecting portion (26) has the shape of a portion of a cone and has at the outer
end a diameter which is larger than the initial diameter of the envelope (12) before
shrinking.
2. The housing according to claim 1, characterized in that the component (16) is received within the housing (10) and in that the envelope (12) terminates approximately flush with the component (16) in the axial
direction.
3. The housing according to any of the preceding claims, characterized in that it comprises a coupling part (14) which is connected to the envelope (12) and has
an obliquely extending coupling portion (15) which is inserted into or slipped on
the connecting portion (26) and is firmly connected to the envelope (12).
4. The housing according to claim 3, characterized in that the coupling part (14) is welded, soldered or bonded to the housing (10).
5. The housing according to any of the preceding claims, characterized in that the component (16) is a ceramic substrate which is surrounded by a support mat (18).
6. A method of producing a housing (10) for a component (16) of an exhaust system by
means of the following steps:
- a tubular envelope (12) is provided;
- the component (16) is inserted into the envelope (12);
- the envelope (12) is shrunk in a clamping portion (20) starting from an initial
diameter (DA), the clamping portion terminating spaced apart from the ends of the
envelope (12) as viewed in the axial direction, whereas the axial ends of the envelope
(12) are not acted upon, so that the latter expand in the shape of a cone portion
to a diameter at the outer end of the connecting portion (26), which is larger than
the initial diameter (DA).
7. The method according to claim 6, characterized in that a coupling part (14) is slipped on or inserted into the axial end of the envelope
(12) without further working steps for influencing the diameter of the axial ends
being carried out.
1. Boîtier (10) pour un élément (16) d'une installation d'échappement, en particulier
pour un dispositif d'épuration des gaz d'échappement, comportant une enveloppe (12)
qui présente un tronçon de serrage (20) rétracté pour l'élément (16) ainsi qu'un tronçon
de transition (24) qui se raccorde au tronçon de serrage (20) en direction axiale,
et un tronçon de liaison (26) qui se raccorde au tronçon de transition (24) en direction
axiale et qui a un plus grand diamètre que le tronçon de serrage (20), caractérisé en ce que le tronçon de liaison (26) est en forme de tronçon conique et possède à l'extrémité
extérieure un diamètre supérieur au diamètre initial de l'enveloppe (12) avant la
rétractation.
2. Boîtier selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément (16) est reçu à l'intérieur du boîtier (10) et en ce que l'enveloppe (12) se termine approximativement en affleurement avec l'élément (16)
en direction axiale.
3. Boîtier selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte une partie de raccordement (14) qui est reliée à l'enveloppe (12) et qui
présente un tronçon de raccordement (15) s'étendant en biais, lequel est enfiché ou
dans le tronçon de liaison (26) ou emboîté sur celui-ci, respectivement, et relié
de manière solidaire à l'enveloppe (12).
4. Boîtier selon la revendication 3, caractérisé en ce que la partie de raccordement (14) est soudée, brasée ou collée avec le boîtier (10).
5. Boîtier selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'élément (16) est un substrat céramique qui est entouré par une natte de montage
(18).
6. Procédé de fabrication d'un boîtier (10) pour un élément (16) d'une installation d'échappement
au moyen des étapes suivantes :
- on fournit une enveloppe (12) de forme tubulaire ;
- on met en place l'élément (16) dans l'enveloppe (12) ;
- l'enveloppe (12) est rétractée à partir d'un diamètre initial (DA) dans un tronçon
de serrage (20) qui, vu en direction axiale, se termine à distance des extrémités
de l'enveloppe (12) tandis qu'aucun effet n'est produit sur les extrémités axiales
de l'enveloppe (12), de telle sorte qu'à l'extrémité extérieure du tronçon de liaison
(26), celles-ci s'évasent en forme de tronçon conique sur un diamètre qui est supérieur
au diamètre initial (DA).
7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'une partie de raccordement (14) est emboîtée sur l'extrémité axiale de l'enveloppe
(12) ou enfichée dans celle-ci, sans que d'autres étapes d'usinage soient réalisées
pour influencer le diamètre des extrémités axiales.
IN DER BESCHREIBUNG AUFGEFÜHRTE DOKUMENTE
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde ausschließlich zur Information
des Lesers aufgenommen und ist nicht Bestandteil des europäischen Patentdokumentes.
Sie wurde mit größter Sorgfalt zusammengestellt; das EPA übernimmt jedoch keinerlei
Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
In der Beschreibung aufgeführte Patentdokumente