Abgasbehandlungseinrichtung

Abstract

 Die Erfindung betrifft eine Abgasbehandlungseinrichtung (1) für eine Abgasanlage einer Brennkraftmaschine, insbesondere in einem Kraftfahrzeug, mit einem rohrseitigen Gehäuse (2), das zwei Halbschalen (5, 6) aufweist, die an zwei einander gegenüberliegenden Längsseiten jeweils entlang von nach außen abstehenden Flanschstegen (7, 8) aneinander befestigt sind, mit zumindest einem von Abgas durchströmbaren Abgasbehandlungseinsatz (3), der im Gehäuse (2) angeordnet ist, und mit einer den jeweiligen Abgasbehandlungseinsatz (3) koaxial umhüllenden, aus einem Lagermaterial bestehenden Lagermatte (4), die radial zwischen dem jeweiligen Abgasbehandlungseinsatz (3) und dem Gehäuse (2) verpresst ist.
Um die Abgasbehandlungseinrichtung (1) preiswerter herstellen zu können, ist zumindest bei einer Halbschale (5, 6) an wenigstens einer Längsseite in einem den jeweiligen Flanschsteg (7, 8) aufweisenden Flanschbereich (9, 10) eine Aufweitung (11) zur Aufnahme von Lagermaterial ausgebildet.

Beschreibung

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine Abgasbehandlungseinrichtung für eine Abgasanlage einer Brennkraftmaschine, die insbesondere in einem Kraftfahrzeug angeordnet ist.

[0002] Abgasbehandlungseinrichtungen, wie zum Beispiel Katalysatoren und Partikelfilter, besitzen üblicherweise ein rohrförmiges Gehäuse, das grundsätzlich in Schalenbauweise ausgestaltet sein kann und gegebenenfalls zwei Halbschalen aufweist, die an zwei einander gegenüberliegenden Längsseiten jeweils entlang von nach außen abstehenden Flanschstegen aneinander befestigt sind, beispielsweise mittels einer Schweißnaht. Dieses Gehäuse dient zur Aufnahme wenigstens eines, von Abgas durchströmbaren Abgasbehandlungseinsatzes, bei dem es sich beispielsweise um einen keramischen Monolithen handeln kann. Ferner kann zur Lagefixierung des Abgasbehandlungseinsatzes im Gehäuse eine Lagermatte vorgesehen sein, die den jeweiligen Abgasbehandlungseinsatz koaxial umhüllt, die aus einem Lagermaterial besteht und die radial zwischen dem jeweiligen Abgasbehandlungseinsatz und dem Gehäuse verpresst ist.

[0003] Beim Herstellen derartiger Abgasbehandlungseinrichtungen wird der jeweilige, mit der Lagermatte umwickelte Abgasbehandlungseinsatz in eine der Halbschalen eingelegt, dann wird die andere Halbschale aufgesetzt, um die beiden Halbschalen aneinander zu befestigen. Hierzu müssen die Halbschalen radial aufeinander zu gedrückt werden, um die radiale Verpressung der Lagermatte zu erzielen. Diese Art der Einbringung von Abgasbehandlungseinsätzen in einem Gehäuse kann als "Halbschalencanning" bezeichnet werden. Es hat sich gezeigt, dass beim Halbschalencanning insbesondere dann, wenn die Lagermatte zur Erzielung der gewünschten radialen Verpressung in ihrer Dickenrichtung ein Übermaß gegenüber dem zwischen dem Gehäuse und dem Abgasbehandlungseinsatz ausgebildeten Radialspalt besitzt, Lagermaterial zwischen den Flanschstegen eindringen kann, was zu Fehlern in der insbesondere automatisierten Produktion führen kann. Beispielsweise kann eine Schweißnaht zum Verbinden der Flanschstege nicht ordnungsgemäß durchgeführt werden. Beispielsweise kann ein Schweißroboter einen Fehler melden und stehen bleiben, wenn die miteinander zu verschweißenden Flanschstege durch das zwischenliegende Lagermaterial nicht aneinander anliegen. In diesem Fall muss dann das Lagermaterial manuell nachgestopft werden, bis es aus dem zwischen den Flanschstegen liegenden Bereich entfernt ist. Produktionsunterbrechungen sowie manuelle Nachbesserungen erhöhten die Kosten der Herstellung.

[0004] Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für eine Abgasbehandlungseinrichtung der eingangs genannten Art eine verbesserte Ausführungsform anzugeben, die sich insbesondere dadurch auszeichnet, dass ihre Herstellung vergleichsweise preiswert realisierbar ist. Insbesondere soll beim Herstellen ein Eindringen von Lagermaterial in den Bereich zwischen einander an der gleichen Längsseite gegenüberliegenden Flanschstegen vermieden werden.

[0005] Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

[0006] Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, im Bereich der sich an der gleichen Längsseite gegenüberliegenden Flanschstege gehäuseseitig einen Ausweichraum bereitzustellen, in den die Lagermatte beim Verpressen der Halbschalen ausweichen kann. Dieser zusätzliche Raum wird dabei in einem die Flanschstege aufweisenden Flanschbereich vorgesehen. Durch diese Bauweise wird erreicht, dass beim Aufeinanderdrücken der Halbschalen das im Flanschbereich radial ausweichende Lagermaterial in diesem Flanschbereich genügend Raum zur Verfügung hat, in den es Eindringen kann, wodurch die Gefahr, dass Lagermaterial zwischen die Flanschstege gelangt, reduziert ist. Bei entsprechender Dimensionierung des zusätzlich geschaffenen Raums kann ein Eindringen und Verpressen des Lagermaterials zwischen den an der gleichen Längsseite einander gegenüberliegenden Flanschstegen weitgehend vermieden werden. Dementsprechend vereinfacht sich die automatische Produktion. Fehler beim Schweißen der Flanschstege lassen sich entsprechend reduzieren, wodurch die Herstellung der Abgasbehandlungseinrichtung preiswerter wird. Der jeweilige Ausweichraum wird erfindungsgemäß dadurch geschaffen, dass zumindest bei einer Halbschale an wenigstens einer Längsseite im jeweiligen Flanschbereich eine Aufweitung, also eine lokale Durchmesservergrößerung zur Aufnahme von Lagermaterial ausgebildet ist. Eine derartige Aufweitung lässt sich besonders einfach bei der Herstellung der jeweiligen Halbschale einbringen, wodurch kein zusätzlicher Herstellungsschritt erforderlich ist.

[0007] Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform können an der jeweiligen Längsseite beide Halbschalen im jeweiligen Flanschbereich je eine solche Aufweitung aufweisen, die zusammen eine Aufnahmezone oder -tasche bilden. Die beiden Aufweitungen wirken somit zusammen, um gemeinsam den erforderlichen Ausweichraum zu schaffen. Gleichzeitig wird hierdurch eine symmetrische Anordnung des Ausweichraums im Flanschbereich realisiert, was vorteilhaft für die Aufnahme des Lagermaterials beim Verpressen der Halbschalen ist.

[0008] Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.

[0009] Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

[0010] Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile beziehen.

[0011] Es zeigen, jeweils schematisch,

Fig. 1

einen vereinfachten Querschnitt durch eine Abgasbehandlungseinrichtung,

Fig. 2

ein vergrößertes Detail II aus Fig. 1 in einem Flanschbereich.

[0012] Entsprechend Fig. 1 umfasst eine Abgasbehandlungseinrichtung 1, bei der es sich beispielsweise um ein Partikelfilter oder um einen Katalysator handeln kann, ein Gehäuse 2, einen Abgasbehandlungseinsatz 3 und eine Lagermatte 4. Die Abgasbehandlungseinrichtung 1 dient zum Einbau in eine Abgasanlage einer Brennkraftmaschine, die insbesondere in einem Kraftfahrzeug angeordnet sein kann.

[0013] Das Gehäuse 2 ist rohrförmig ausgestaltet und ist in Halbschalenbauweise realisiert, so dass es zwei Halbschalen 5 und 6 aufweist. Die Halbschalen 5, 6 sind an zwei einander, insbesondere diametral, gegenüberliegenden Längsseiten, aneinander befestigt. Hierzu weist jede Halbschale 5, 6 im Bereich dieser Längsseiten jeweils einen Flanschsteg 7 beziehungsweise 8 auf, der jeweils von der jeweiligen Halbschale 5, 6 nach außen absteht, und zwar vorzugsweise radial. Im Idealfall liegen die jeweiligen Längsseiten der beiden Flanschstege 7, 8 unmittelbar aneinander an. Die Befestigung der beiden Halbschalen 5, 6 aneinander erfolgt beispielsweise mittels durchgehender Schweißnähte, welche die aneinander anliegenden Flanschstege 7, 8 miteinander verbinden. Die Halbschalen 5, 6 können zweckmäßig als Gleichteile ausgestaltet sein. Die Halbschalen 5, 6 strecken sich dabei im Profil des Gehäuses 2 jeweils um etwa 180°.

[0014] Der Abgasbehandlungseinsatz 3 ist vom Abgas durchströmbar und ist im Gehäuse 2 angeordnet. Beim Abgasbehandlungseinsatz 3 kann es sich um einen Katalysatoreinsatz oder um einen Partikelfiltereinsatz handeln. Es ist klar, dass im Gehäuse 2 grundsätzlich auch mehr als ein Abgasbehandlungseinsatz 3 angeordnet sein kann, wobei mehrere Abgasbehandlungseinsätze 3 dann zweckmäßig in axialer Richtung hintereinander angeordnet sind. Der Abgasbehandlungseinsatz 3 kann dabei insbesondere aus Keramik hergestellt sein. Ferner kann der Abgasbehandlungseinsatz 3 als Monolith ausgestaltet sein.

[0015] Die Lagermatte 4 besteht aus einem geeignetere Lagermaterial. Bekannt sind beispielsweise Quellmatten und Fasermatten aus hitzebeständigen Materialien. Die Lagermatte 4 umhüllt den jeweiligen Abgasbehandlungseinsatz 3 in Umfangsrichtung, also koaxial und befindet sich im gezeigten eingebauten Zustand radial zwischen dem jeweiligen Abgasbehandlungseinsatz 3 und dem Gehäuse 2. Um die gewünschte Lagefixierung, insbesondere auch in axialer Richtung, zwischen dem Abgasbehandlungseinsatz 3 und dem Gehäuse 2 zu erzielen, ist die Lagermatte 4 im Einbauzustand radial verpresst. Diese radiale Verpressung muss beim Herstellen der Abgasbehandlungseinrichtung 1 erzeugt werden und erfolgt beim Gegeneinanderdrücken der Halbschalen 5, 6, um an den Längsseiten im jeweiligen, durch eine geschweifte Klammer gekennzeichneten Flanschbereich 9 beziehungsweise 10 die beiden Flanschstege 7, 8 unmittelbar aneinander zur Anlage zu bringen.

[0016] Entsprechend den Fig. 1 und 2 ist erfindungsgemäß zumindest bei einer der Halbschalen 5, 6 an wenigstens einer Längsseite des Gehäuses 2 im jeweiligen Flanschbereich 9, 10 eine Aufweitung 11 ausgebildet, die zur Aufnahme von Lagermaterial dient. Grundsätzlich kann die jeweilige Halbschale 5, 6 an beiden Längsseiten jeweils eine solche Aufweitung 11 aufweisen. Des weiteren können an der jeweiligen Längsseite beide Halbschalen 5, 6 jeweils mit einer solchen Aufweitung 11 ausgestattet sein. In dem in Fig. 1 gezeigten, bevorzugten Ausführungsbeispiel weisen beide Halbschalen 5, 6 an beiden Längsseiten jeweils eine solche Aufweitung 11 auf.

[0017] Entsprechend Fig. 2 sind innerhalb des jeweiligen Flanschbereichs 9 beziehungsweise 10 die an beiden Halbschalen 5, 6 ausgebildeten Aufweitungen 11 so ausgestaltet, dass sie an der jeweiligen Längsseite beziehungsweise im jeweiligen Flanschbereich 9, 10 so zusammenwirken, dass sie zusammen eine Aufnahmezone 12 bilden, die auch als Aufnahmetasche 12 oder kurz Tasche 12 bezeichnet werden kann.

[0018] Bevorzugt wird hierbei eine symmetrische Bauweise, so dass die beiden Aufweitungen 11 der jeweiligen Tasche 12 im Profil bezüglich einer Ebene 13 spiegelsymmetrisch gestaltet sind. In dieser Ebene 13 liegen die Flanschstege 7, 8 des jeweiligen Flanschbereichs 9, 10 aneinander an. Diese Ebene 13 kann insbesondere die Trennebene der Halbschalen 5, 6 bilden.

[0019] Entsprechend Fig. 2 charakterisieren sich die Aufweitungen 11 dadurch, dass ein radialer Abstand 14 zwischen dem Gehäuse 2 und dem Abgasbehandlungseinsatz 3 innerhalb der Aufweitung 11 größer ist als in Umfangsrichtung neben der Aufweitung 11.

[0020] Die jeweilige Aufweitung 11 ist zweckmäßig so geformt, dass sie in Umfangsrichtung in den jeweiligen Flanschsteg 7, 8 übergeht. Dieser Übergang kann dabei im Profil mit einem Kreisbogensegment 15 erfolgen. Ferner kann die jeweilige Aufweitung 11 im Profil entfernt vom jeweiligen Flanschsteg 7, 8 vorzugsweise stufenlos in die daran anschließende übliche Kontur der jeweiligen Halbschale 5, 6 übergehen. Zwischen dem Übergang zur Kontur der übrigen Halbschale 5, 6 und dem Übergang zum jeweiligen Flanschsteg 7, 8 kann die jeweiligen Aufweitung 11 einen im Profil geradlinigen Abschnitt aufweisen, der beispielsweise tangential orientiert sein kann.

[0021] Die jeweilige Aufweitung 11 ist in radialer Richtung und/oder in Umfangsrichtung so dimensioniert, dass ausreichend Ausweichraum für das Lagermaterial geschaffen wird, so dass die Gefahr einer Verpressung von Lagermaterial zwischen den Flanschstegen 7, 8 reduziert ist. Diese Gefahr besteht während der Herstellung dann, wenn der jeweilige Abgasbehandlungseinsatz 3 mit der ihn umhüllenden Lagermatte 4 in die eine Halbschale 6 eingesetzt ist und die andere Halbschale 5 aufgepresst werden muss, um die Flanschstege 7, 8 in den Flanschbereichen 9, 10 aneinander zur Anlage zu bringen. Da die Lagermatte 4 zur Erzielung ihrer Fixierungswirkung radial verpresst werden muss, erfolgt diese Verpressung insbesondere auch beim Anpressen der Halbschalen 5, 6 aneinander. Dabei zeigt sich eine Neigung der Lagermatte 4, im Flanschbereich in radialer Richtung auszuweichen beziehungsweise radial herauszuquellen oder sich radial aufzustauen. Mit Hilfe der Aufweitungen 11 beziehungsweise der Taschen 12 wird nun hinreichend Ausweichraum geschaffen, der das Ausweichen, Quellen und Stauen des Lagermaterials ermöglicht, ohne dass dabei das Lagermaterial bis zwischen die Flanschstege 7, 8 gelangt. Der Herstellungsprozess wird dadurch sicherer und leichter beherrschbar, wodurch die Produktion der Abgasbehandlungseinrichtungen 1 preiswerter wird.

Ansprüche

1. Abgasbehandlungseinrichtung für eine Abgasanlage einer Brennkraftmaschine, insbesondere in einem Kraftfahrzeug,

- mit einem rohrseitigen Gehäuse (2), das zwei Halbschalen (5, 6) aufweist, die an zwei einander gegenüberliegenden Längsseiten jeweils entlang von nach außen abstehenden Flanschstegen (7, 8) aneinander befestigt sind,

- mit zumindest einem von Abgas durchströmbaren Abgasbehandlungseinsatz (3), der im Gehäuse (2) angeordnet ist,

- mit einer den jeweiligen Abgasbehandlungseinsatz (3) koaxial umhüllenden, aus einem Lagermaterial bestehenden Lagermatte (4), die radial zwischen dem jeweiligen Abgasbehandlungseinsatz (3) und dem Gehäuse (2) verpresst ist,

- wobei zumindest bei einer Halbschale (5, 6) an wenigstens einer Längsseite in einem den jeweiligen Flanschsteg (7, 8) aufweisenden Flanschbereich (9, 10) eine Aufweitung (11) zur Aufnahme von Lagermaterial ausgebildet ist.

2. Abgasbehandlungseinrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass sich die jeweilige Aufweitung (11) dadurch charakterisiert, dass ein radialer Abstand (14) zwischen dem Gehäuse (2) und dem jeweiligen Abgasbehandlungseinsatz (3) in der Aufweitung (11) größer ist als in Umfangsrichtung neben der Aufweitung (11).

3. Abgasbehandlungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass die jeweilige Aufweitung (11) in Umfangsrichtung in den jeweiligen Flanschsteg (7, 8) übergeht.

4. Abgasbehandlungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass die jeweilige Aufweitung (11) im Profil mit einem Kreisbogensegment (15) in den jeweiligen Flanschsteg (7, 8) übergeht.

5. Abgasbehandlungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass die jeweilige Aufweitung (11) im Profil in einem vom jeweiligen Flanschsteg (7, 8) entfernten Abschnitt stufenlos in die daran in Umfangsrichtung anschließende Kontur der jeweiligen Halbschale (5, 6) übergeht.

6. Abgasbehandlungsseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass die jeweilige Halbschale (5, 6) an beiden Längsseiten je eine solche Aufweitung (11) aufweist.

7. Abgasbehandlungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass an der jeweiligen Längsseite beide Halbschalen (5, 6) im jeweiligen Flanschbereich (9, 10) je eine solche Aufweitung (11) aufweisen, die zusammen eine Aufnahmezone (12) oder Tasche (12) bilden.

8. Abgasbehandlungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass beide Halbschalen (5, 6) an beiden Längsseiten je eine solche Aufweitung (11) aufweisen, die an jeder Längsseite zusammen je eine Aufnahmezone (12) oder Tasche (12) bilden.

9. Abgasbehandlungseinrichtung nach Anspruch 7 oder 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass die beiden Aufweitungen (11) der Tasche (12) im Profil bezüglich einer Ebene (13), in der die Flanschstege (7, 8) aneinander anliegen, spiegelsymmetrisch gestaltet sind.

10. Abgasbehandlungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
dass der jeweilige Abgasbehandlungseinsatz (3) ein Katalysatoreinsatz oder ein Partikelfiltereinsatz ist, der insbesondere aus Keramik hergestellt sein kann und/oder der vorzugsweise als Monolith ausgestaltet sein kann.

Zeichnung