DE102004058268B4

DE102004058268B4 - Verstärktes Gehäuse einer Abgasreinigungskomponente

Info

Publication number: DE102004058268B4
Application number: DE102004058268.8A
Authority: DE
Inventors: Carsten Kruse; Friedrich-Wilhelm Kaiser
Original assignee: Continental Automotive GmbH
Current assignee: Vitesco Technologies GmbH
Priority date: 2003-12-11
Filing date: 2004-12-03
Publication date: 2016-05-19
Anticipated expiration: 2024-12-04
Also published as: DE102004058268A1

Abstract

Abgasreinigungskomponente (1) umfassend mindestens einen Körper (2) und mindestens ein Gehäuse (3, 4), welches den wenigstens einen Körper (2) zumindest teilweise umschließt, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Gehäuse (3, 4) mit sich überlagernden Versteifungsstrukturen (5) versehen ist, wobei die Versteifungsstrukturen (5) nur radial auswärts ausgebildet sind und wobei der mindestens eine Körper (2) und das mindestens eine Gehäuse (3, 4) miteinander fügetechnisch durch Stoffschluss verbunden sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Abgasreinigungskomponente umfassend zumindest einen Körper und mindestens ein Gehäuse, welches den wenigstens einen Körper zumindest teilweise umschließt.
Bei der Ausgestaltung derartiger Gehäuse für Abgasreinigungskomponenten sind eine Vielzahl unterschiedlicher Kriterien zu berücksichtigen. Das Gehäuse muss beispielsweise den thermischen und dynamischen Belastungen im Abgassystem von Automobilen standhalten. Außerdem sind verstärkt Kostenfaktoren zu berücksichtigen, werden derartige Abgasreinigungskomponenten doch häufig in Serienfertigung hergestellt. Die Gehäuse dienen der strukturellen Integrität der Abgasreinigungskomponente ebenso wie als Vermittler für die Fixierung in übergeordneten Abgassystemen sowie für den Wärmeübergang von dem Körper auf die Umgebung. Deshalb stellt das Gehäuse ein wesentliches Bauteil im Hinblick auf Abgasreinigungskomponenten dar, welches auch schon vielfach Gegenstand von technischen Weiterentwicklungen gewesen ist.
So geht beispielweise aus der EP 0 799 369 B1 ein doppelwandiges Gehäuse hervor, insbesondere für Abgas-Katalysatoren von Kraftfahrzeugen. Zielsetzung bei der Entwicklung der dort beschriebenen Ausgestaltung des Gehäuses war es, ein einfach und kostengünstig herstellbares, eine große Stabilität und günstige Wärmeisolationseigenschaften aufweisendes Gehäuse anzugeben. Dies wurde erreicht durch ein doppelwandiges Gehäuse mit einem inneren Mantel und einem äußeren Mantel, wobei die Mäntel nahe den Stirnseiten dicht aneinanderliegen und dazwischen durch nach innen gerichtete Prägungen des äußeren Mantels zumindest teilweise voneinander beabstandet sind. Die Prägungen sind bevorzugt umlaufend ausgebildet, so dass zwischen den Mänteln eine Art Ringkanäle entstehen, die eine Wärmeisolierungen darstellen.
Auch in dem deutschen Gebrauchsmuster DE 89 10 107 U1 wird ein Mantelrohr für einen metallischen Wabenkörper beschrieben. Mit Bezug auf die unterschiedlichen Formen derartiger Gehäuse, zylindrisch, oval oder ähnliches, wurde festgestellt, dass in Folge der mechanischen und thermischen Belastung des Mantelrohres ungewünschte Verformungen auftreten können. Zur Vermeidung dieser Problematik schlägt das Gebrauchsmuster vor, Versteifungselemente in dem Mantelrohr vorzusehen, die als Außensicken ausgebildet sind. Sie wirken gerade bei nicht-zylindrischen Formen des Gehäuses einer ungewünschten Verzerrung des Querschnitts entgegen.
Die DE 40 01 419 C1 offenbart ein Katalysator-Gehäuse, in dem zumindest in einem Teilabschnitt eines Mittelteils ganz oder teilweise Innensicken und Außensicken eingebracht sind, wobei ein Abstand der Innensicken größer ist als ihr doppelter Radius und etwa gleich oder kleiner als ihr vierfacher Radius. Darüber hinaus weist das Katalysator-Gehäuse Versteifungslängssicken auf.
Hiervon ausgehend ist es zunächst Aufgabe der Erfindung, eine Abgasreinigungskomponente anzugeben, deren Gehäuse im Hinblick auf zumindest eine der vorstehend genannten Anforderungen eine verbesserte Eigenschaft aufweist. Insbesondere soll unter kostengünstigen Gesichtspunkten die Herstellung beziehungsweise Bereitstellung von Abgasreinigungskomponenten unterschiedlichster Art ermöglicht werden, indem Maßnahmen getroffen werden, die zum Beispiel einen reduzierten Materialeinsatz bei zumindest gleichbleibender Stabilität im Hinblick auf das Gehäuse ermöglichen.
Diese Aufgaben werden gelöst durch eine Abgasreinigungskomponente mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen beschrieben. Dabei ist darauf hinzuweisen, dass die in den Patentansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale in beliebiger sinnvoller Weise miteinander kombiniert werden können, unabhängig von der hier als derzeit vorteilhaft betrachteten Kombination der Merkmale.
Die erfindungsgemäße Abgasreinigungskomponente umfasst mindestens einen Körper und mindestens ein Gehäuse, welches den wenigstens einen Körper zumindest teilweise umschließt. Die Abgasreinigungskomponente ist dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Gehäuse mit sich überlagernden Versteifungsstrukturen versehen ist, wobei die Versteifungsstrukturen nur radial auswärts ausgebildet sind und wobei der mindestens eine Körper und das mindestens eine Gehäuse miteinander fügetechnisch durch Stoffschluss verbunden sind.
Zunächst sei klargestellt, dass das hier vorgeschlagene Gehäuse für alle bekannten Abgasreinigungskomponenten vorteilhaft ist. Unter Abgasreinigungskomponenten” sind insbesondere alle Abgasreinigungskomponenten zu subsumieren, die in der Abgasleitung eines Abgassystems mobiler Verbrennungskraftmaschinen (z. B. Benzin-Motoren, Diesel-Motoren oder sonstige Motoren) eingesetzt werden. Beispielhaft seien hier Katalysator-Trägerkörper, Adsorber, Partikelfallen, Rußfilter, Strömungsmischer, etc. genannt. Das Gehäuse stellt dabei im wesentlichen direkt oder mittelbar einen Kontakt mit der Abgasleitung dar. Die Funktion der Abgasreinigungskomponente wird demnach vordergründig durch den Körper bestimmt, der eine auf seine Funktion abgestimmte Gestalt aufweist. Das Gehäuse ist demnach eine Art Rahmen beziehungsweise Gerüst für den Körper und gewährleistet den dauerhaften Erhalt des Körpers beziehungsweise der Abgasreinigungskomponente auch unter hohen thermischen und dynamischen Belastungen.
Das Gehäuse ist nun erfindungsgemäß mit sich überlagernden” Versteifungsstrukturen versehen. Damit ist gemeint, dass wenigstens zwei, bevorzugt eine Mehrzahl beziehungsweise Vielzahl von Versteifungsstrukturen im bzw. auf dem Gehäuse vorgesehen sind. Diese laufen jedoch nicht, wie bei den bekannten Anordnungen, im wesentlichen parallel zueinander. Im Gegenteil, wenigstens eine, bevorzugt eine Mehrzahl von Versteifungsstrukturen berühren einander, kreuzen einander, gehen ineinander über und/oder führen übereinander hinweg. Damit werden eine Art Knotenpunkte, Verbindungsbereiche oder ähnliches gebildet. Aufgrund der Tatsache, dass derartigen Versteifungsstrukturen üblicherweise die Eigenschaft innewohnt, entlang ihrer Erstreckungsrichtung ein erhöhtes Widerstandsmoment beziehungsweise eine erhöhte Formsteifigkeit aufzuweisen, und die Mehrzahl von Versteifungsrichtungen zur Bildung von Knotenpunkten bzw. Verbindungsbereichen in unterschiedliche Richtungen (also nicht nur parallel zueinander) orientiert sind, wird das Gehäuse in besonderem Maße robust und formstabil. Dies hat beispielsweise auch zur Folge, dass die äußere Form des Gehäuses auch nach einer Vielzahl unterschiedlicher thermischer Wechselbeanspruchungen nahezu unverändert ist. Die Vorsehung derartiger, sich überlagernder Versteifungsstrukturen eröffnet eine Vielzahl von gestalterischen Möglichkeiten zur Kostenreduzierung der Herstellung solcher Abgasreinigungskomponenten. Die Abgasreinigungskomponenten können unter Beibehaltung der Wandstärke des Gehäuses großvolumiger gestaltet werden, es ist aber beispielsweise auch möglich, die Wandstärke und somit Materialkosten zu reduzieren und den Körper im wesentlichen unverändert zu lassen. Darüber hinaus ist mit einer erhöhten Lebensdauer der Abgasreinigungskomponenten zu rechnen.
Der mindestens eine Körper und das mindestens eine Gehäuse sind miteinander fügetechnisch durch Stoffschluss verbunden. Hierfür eignen sich insbesondere die Verbindungstechniken Löten und/oder Schweißen. Der Stoffschluss findet dabei, gegebenenfalls unter Verwendung eines Zusatzwerkstoffes, nahe des Kontaktbereichs von Körper und Gehäuse statt. Grundsätzlich ist auch möglich, dass der Stoffschluss zumindest teilweise durch direkte Diffusionsverbindungen von Körper und Gehäuse gebildet ist.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung kreuzen die Versteifungsstrukturen zumindest teilweise einander. Das heißt mit anderen Worten, dass zum Beispiel eine Anzahl von Versteifungsstrukturen (eine oder mehrere) andere Versteifungsstrukturen kreuzen. Gegebenenfalls sind Versteifungsstrukturen vorgesehen, die sich nicht mit anderen Versteifungsstrukturen überlagern. Es ist aber auch möglich, dass sich (nur) ein Teilabschnitt bzw. ein Teilbereich der Versteifungsstrukturen mit anderen kreuzen. Auf diese Weise können verschiedene Bereiche des Gehäuses gebildet werden, wobei in einem Bereich eine erhöhte Formsteifigkeit gegenüber anderen Bereichen des Gehäuses vorliegt. Die Variationsvielfalt im Hinblick auf die Anordnung beziehungsweise Ausrichtungen der Versteifungsstrukturen erlaubt ein unterschiedliches, auf den Anwendungsfall genau abgestimmtes thermisches und mechanisches Verhalten des Gehäuses.
Weiter wird vorgeschlagen, dass die Versteifungsstrukturen zumindest teilweise ein regelmäßiges Muster bilden. Damit ist zum einen gemeint, dass die Versteifungsstrukturen zum Teil miteinander ein Muster bilden, ggf. aber auch Bereiche aufweisen, die kein Muster bilden. Gleichfalls bedeutet das auch, dass eine Mehrzahl von Versteifungsstrukturen über ihre gesamte Länge Teil des regelmäßigen Musters sind, jedoch nur eine bestimmte Anzahl solcher Versteifungsstrukturen das regelmäßige Muster bilden. Unter Muster ist insbesondere eine Anordnung der Versteifungsstrukturen gemeint, bei denen Gehäusebereiche generiert werden, die von einer Art Rahmen” umschlossen sind, wobei dieser Rahmen” durch die Versteifungsstrukturen und Knotenpunkte gebildet ist. Gleichwohl können die Versteifungsstrukturen auch so angeordnet sein, dass eine einzelne einen solchen Rahmen” bildet, dann sind nicht zwangsläufig Knotenpunkte sondern ggf. Eckpunkte gebildet.
Grundsätzlich besteht im Hinblick auf die Ausgestaltung der Versteifungsstrukturen bzw. deren Anordnung im Gehäuse keine Vorgabe, vorteilhaft ist jedoch eine solche Ausgestaltung, bei der die Versteifungsstrukturen im wesentlichen die kürzeste Verbindung von einem Knotenpunkt zu einem anderen bzw. dem nächsten Knotenpunkt darstellen. Treten eine Vielzahl derartiger Gehäusebereiche auf, die jeweils von einem gleichartigen Rahmen umgeben sind (z. B. im Hinblick auf den Flächeninhalt, die Form, etc.) so wird hierunter ein regelmäßiges” Muster verstanden. Die Bereitstellung eines regelmäßigen Musters hat Vorteile im Hinblick auf das Transportieren derartiger Abgasreinigungskomponenten sowie die Ausbildung von dauerhaften Verbindungen später mit der Abgasleitung. Außerdem wird eine gleichmäßige Krafteinleitung über das Gehäuse begünstigt.
In diesem Zusammenhang ist es besonders vorteilhaft, wenn das regelmäßige Muster als Gitterstruktur oder Wabenstruktur ausgeführt ist. Unter einer Gitterstruktur wird verstanden, dass ein im wesentlichen quadratischer, rautenähnlicher oder rechteckiger Gehäusebereich von den Versteifungsstrukturen eingerahmt ist. Bei einer Wabenstruktur werden mehr als vier Versteifungsstrukturen zur Bildung des Rahmens eingesetzt, insbesondere sechs oder acht.
Bei der Ausbildung von Muster ist grundsätzlich noch anzumerken, dass sich unterschiedliche Muster gegebenenfalls überlagern können beziehungsweise dass in verschiedenen Bereichen des Gehäuses verschiedene Muster vorgesehen sein können. Auch können die Muster komplexerer Natur sein, beispielsweise indem verschiedene Wabenstrukturen miteinander kombiniert werden.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Abgasreinigungskomponente umfassen zumindest ein Teil der Versteifungsstrukturen Einlagerungen. Damit ist insbesondere gemeint, dass diese Einlagerungen über einen Stoffschluss mit der Versteifungsstruktur verbunden sind (z. B. Diffusion, Löten, Schweißen). Es ist nicht zwangsläufig erforderlich, dass die Versteifungsstrukturen die Einlagerungen vollumfänglich umschließen, vielmehr kann die Einlagerung auch Teil der Oberfläche des Gehäuses sein. Die Einlagerung, die sich vollständig über eine Versteifungsstruktur oder nur einen Teilbereich erstrecken kann, erlaubt eine zusätzliche, präzise Einstellung der gewünschten Eigenschaften des Gehäuses. Diese Einlagerungen können beispielsweise aus einem anderen Material als das Gehäuse ausgeführt sein, so dass auf diese Weise wiederum das mechanische als auch das thermische Verhalten des Gehäuses beeinflussbar ist.
Weiter wird auch vorgeschlagen, dass das mindestens eine Gehäuse aus einem hitzebeständigen Metall ist und eine Wandstärke hat, die im Bereich von 1,0 mm bis 0,3 mm liegt, bevorzugt im Bereich von 0,75 mm bis 0,3 mm und insbesondere im Bereich von 0,5 mm bis 0,3 mm. Derzeit im Betrieb befindliche normale” Gehäuse für Abgasreinigungskomponenten im Abgassystem eines Automobils haben eine Wandstärke von ca. 2 mm. Es gibt spezielle Ausgestaltungen von Mantelrohren, welche eine Wandstärke haben, die auch darunter liegt. Dabei werden jedoch besondere Materialien und/oder Konstruktionen, wie sie z. B. eingangs mit Bezug auf die EP 0 799 369 B1 erläutert wurden, eingesetzt. Die Vorsehung von sich überlagernden Versteifungsstrukturen im bzw. am Gehäuse erlaubt jedoch eine Reduzierung der Wandstärken auch bei normalen” metallischen Gehäusen.
Gerade bei den besonders dünn ausgeführten Gehäusen, z. B. mit einer Wandstärke im Bereich von 0,5 mm bis 0,3 mm, ist gegebenenfalls darauf zu achten, dass die Konstruktion noch schweißbar ist, um eine dauerhafte Verbindung mit dem Abgassystem zu gewährleisten. Zu diesem Zweck kann es vorteilhaft sein, Bereiche des Gehäuses zu verstärken. Damit ist beispielsweise gemeint, dass das Gehäuse stirnseitig eine Art Umbördelung, Falz, etc. aufweist, so dass eine Verstärkung durch Materialdoppelung erreicht wird. Ebenso ist es möglich, so genannte tailored blanks” einzusetzen, die mit unterschiedlichen Wandstärken ausgeführt sind.
Gemäß noch einer weiteren Ausgestaltung der Abgasreinigungskomponente sind zwei Gehäuse vorgesehen, wobei die Gehäuse im wesentlichen konzentrisch zueinander angeordnet sind und zumindest das innere Gehäuse mit sich überlagernden Versteifungsstrukturen versehen ist. Eine solche Ausgestaltung eines Doppelmantels” ist insbesondere für Anwendungen mit extremer thermischer und/oder dynamischer Belastung gedacht. Außerdem kann eine solche Ausgestaltung der Abgasreinigungskomponente dann vorteilhaft sein, wenn besondere Wärmeisolationseigenschaften des Gehäuses gefordert sind. Das kann insbesondere im Zusammenhang mit der Ausgestaltung des Körpers als Katalysator-Trägerkörper oder Adsorber erforderlich sein.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Abgasreinigungskomponente ist der mindestens eine Körper aus zumindest teilweise strukturierten Blechfolien aufgebaut, so dass für das Abgas durchströmbare Kanäle gebildet sind. Ganz besonders bevorzugt ist der mindestens eine Körper dabei als metallischer Wabenkörper ausgeführt. Die Ausgestaltungen derartiger strukturierter Blechfolien wird nachfolgend mit Bezug auf metallische Wabenkörper erläutert und kann in einfacher Weise auf andere Ausgestaltungen des Körpers übertragen werden.
Man unterscheidet vor allem zwei typische Bauformen für metallische Wabenkörper. Eine frühe Bauform, für die die DE 29 02 779 A1 typische Beispiele zeigt, ist die spiralige Bauform, bei der im wesentlichen eine glatte und eine gewellte Blechlage bzw. Blechfolie aufeinandergelegt und spiralförmig aufgewickelt werden. Bei einer anderen Bauform wird der Wabenkörper aus einer Vielzahl von abwechselnd angeordneten glatten und gewellten oder unterschiedlich gewellten Blechlagen aufgebaut, wobei die Blechlagen zunächst einen oder mehrere Stapel bilden, die miteinander verschlungen werden. Dabei kommen die Enden aller Blechlagen außen zu liegen und können mit einem Gehäuse oder Mantelrohr verbunden werden, wodurch zahlreiche Verbindungen entstehen, die die Haltbarkeit des Wabenkörpers erhöhen. Typische Beispiele dieser Bauformen sind in der EP 0 245 737 B1 oder der WO 90/03 220 A1 beschrieben. Auch seit langem bekannt ist es, die Blechlagen mit zusätzlichen Strukturen auszustatten, um die Strömung zu beeinflussen und/oder eine Quervermischung zwischen den einzelnen Strömungskanälen zu erreichen (vgl. z. B. WO 91/01 178 A1 ). Schließlich gibt es auch Wabenkörper in konischer Bauform, gegebenenfalls auch mit weiteren zusätzlichen Strukturen zur Strömungsbeeinflussung. Ein solcher Wabenkörper ist beispielsweise in der WO 97/49 905 A1 beschrieben. All die vorstehend genannten Dokumente können zur Erläuterung und ergänzenden Beschreibung des Ausbaus metallischer Wabenköper herangezogen werden.
Gerade bei der Ausgestaltung der Abgasreinigungskomponente mit zumindest teilweise strukturierten Blechfolien ist es vorteilhaft, dass die Blechfolie zumindest teilweise dort am Gehäuse anliegen, wo keine Versteifungsstruktur vorgesehen ist. Die Versteifungsstrukturen, die sowohl nach innen hin zum Körper als auch nach außen in entgegengesetzte Richtung weisen können, haben in der Regel Unregelmäßigkeiten der Oberfläche bzw. die Innenfläche des Gehäuses zur Folge. Diese Unebenheiten sind beispielsweise als Sicke, Eindellung, etc. zu erkennen. Das heißt aber auch, dass ausgehend vom Zentrum der Abgasreinigungskomponente das Gehäuse nicht überall den gleichen Abstand aufweist. Bei der Ausgestaltung des Körpers mit Blechlagen, wobei diese zumindest teilweise mit ihren beiden Enden die Umfangsfläche des Körpers und damit die Verbindung hin zum Gehäuse bilden, ist es zur Ausbildung dauerhafter fügetechnischer Verbindungen von Körper und Gehäuse vorteilhaft, dass diese Enden der Blechfolien über einen möglichst großen Bereich am Gehäuse anliegen. Würde nun eine Versteifungsstruktur parallel zum Ende einer solchen Blechfolie verlaufen, so besteht die Gefahr, dass diese Blechfolie keinen ausreichenden Kontakt mit dem Gehäuse hat und somit nur unzureichende fügetechnische Verbindungen nachfolgend generiert werden können. Deshalb wird hier vorgeschlagen, dass die Blechfolien, bzw. deren Enden, wiederum die Versteifungsstruktur überlagern um sicherzustellen, dass ein ausreichender Kontakt gegeben ist.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Abgasreinigungskomponente weist der mindestens eine Körper zumindest teilweise eine Beschichtung auf, die zumindest eine der folgenden Funktionen hat:

– Oxidieren von Abgasbestandteilen;
– Reduzieren von Abgasbestandteilen;
– Adsorbieren von Abgasbestandteilen;
– Einlagern von Abgasbestandteilen.

Im Hinblick auf die Abgasbestandteile sind insbesondere ungesättigte Kohlenwasserstoffe, Stickstoffdioxide, Partikel, Wasser und Sauerstoff hervorzuheben. Bevorzugt werden dabei besondere Redox-Systeme gebildet, so dass die im Abgas enthaltenen Schadstoffe mit hoher Effizienz in weit unschädlichere bzw. leicht entfernbare Bestandteile umgewandelt werden.
Ergänzend wird auch eine Abgasanlage einer mobilen Verbrennungskraftmaschine mit mindestens einer Abgasleitung vorgeschlagen, welche wenigstens eine erfindungsgemäße Abgasreinigungskomponente umfasst, wie sie vorstehend beschrieben wurde.
Die Erfindung sowie das technische Umfeld wird nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Dabei zeigen die Figuren besonders bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung, auf welche die Erfindung jedoch nicht begrenzt ist. Es zeigen:
1 eine perspektivische Detailansicht einer ersten Ausführungsvariante der Abgasreinigungskomponente;
2 schematisch zwei Ausführungsbeispiele eines regelmäßigen Musters aus sich überlagernden Verstärkungsstrukturen;
3 schematisch und perspektivisch ein Automobil mit einer Abgasanalge umfassend mehrere Abgasreinigungskomponenten;
4 eine weitre Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Abgasreinigungskomponente mit zwei Gehäusen.
Die 1 zeigt schematisch und in einer vergrößerten Detailansicht ein Ausführungsbeispiel für eine erfindungsgemäße Abgasrenigungskomponente 1. Die Abgasreinigungskomponente 1 umfasst einen Körper 2 und ein Gehäuse 3, welches den Körper 2 umschließt. Das Gehäuse 3 ist mit einer Vielzahl sich überlagernder Versteifungsstrukturen 5 versehen. Die Versteifungsstrukturen 5 bilden Knotenpunkte 26. Das Gehäuse 3 weist hier eine gleichmäßige Wandstärke 8 auf, so dass die Versteifungsstrukturen 5 als Ausstülpungen, Sicken oder dergleichen radial auswärts ausgebildet sind, sich also vom Körper 2 weg erstrecken. Es ist auch möglich, dass die Wandstärke 8 zumindest teilweise im Bereich der Verstärkungsstruktur 5 variiert, beispielsweise größer wird. Dies gilt insbesondere für den Bereich im bzw. nahe dem Knotenpunkt 26.
Der Körper 2 ist aus einer Mehrzahl von Blechfolien gebildet. Dabei ist der Körper 2 als Wabenkörper mit einer Vielzahl von Kanälen 11 ausgebildet. Die Kanäle 11 werden durch glatte Blechfolien 9 und strukturierte Blechfolien 10 gebildet. Die Blechfolien sind mit einer Beschichtung 12 versehen.
2 zeigt zwei mögliche Ausgestaltungen von regelmäßigen Muster 6, wie sie mit einer Mehrzahl von Versteifungsstrukturen 5 gebildet sein können. Unter a) ist eine Gitterstruktur dargestellt, die auf bzw. in dem Gehäuse 3 durch eine entsprechende Anordnung von mehreren Versteifungsstrukturen 5 gebildet ist.
Abschnitte der Versteifungsstrukturen 5 sowie die Knotenpunkte 26, die nahe der Überlagerung mindestens zweier Versteifungsstrukturen 5 entstehen, begrenzen jeweils einen Gehäusebereich 25 umschließend, so dass eine Art Rahmen gebildet ist. Bei der Gitterstruktur ist dieser Gehäusebereich 25 beziehungsweise deren Projektion in eine Ebene quadratisch oder rechteckig. Mit b) ist eine Wabenstruktur als regelmäßiges Muster 6 dargestellt. Auch hier wird jeweils ein Gehäusebereich 25 durch Abschnitte der Verstärkungsstrukturen 5 sowie die Knotenpunkte 26 begrenzt, so dass auch hier eine Art Rahmen gebildet ist, die eine besonders formsteife Ausführungsform des Gehäuses 3 zur Folge haben. Eine Verstärkungsstruktur 5 kann bei der Ausbildung eines Musters 6 grundsätzlich mehrere Gehäusebereiche 25 zumindest teilweise begrenzen.
3 zeigt schematisch und in perspektivischer Darstellung ein Automobil 15 mit einer Abgasanlage 13. In Abhängigkeit von der Motorsteuerung 16 wird die Verbrennungskraftmaschine 17 betrieben, so dass aufgrund der dort stattfindenden Verbrennungsprozesse Abgas durch die Abgasleitung 14 hindurch geführt und schließlich an die Umgebung abgegeben wird. Zur Reinigung des Abgases sind eine Mehrzahl von Abgasreinigungskomponenten 1 vorgesehen, wobei hier beispielhaft in Strömungsrichtung nacheinander folgend zunächst ein Katalysator 18, anschließen ein Partikelfilter 19 und schließlich ein Adsorber 20 vom Abgas durchströmt wird. Die Abgasanlage 13 ist jedoch mit jeder anderen, bekannten Kombination bzw. Komponente zum Reinigen von Abgas kombinierbar bzw. erweiterbar. Schließlich wird das gereinigte Abgas noch einem Schalldämpfer 21 zugeführt, der die sich im Abgassystem fortsetzenden Druckstöße aufgrund der intermittierenden Verbrennung in der Verbrennungskraftmaschine 17 dämpft.
4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Abgasreinigungskomponente 1. Diese Abgasreinigungskomponente 1 hat einen Körper 2 der mit einem inneren Gehäuse 3 in Kontakt ist, welches selbst von einem äußeren Gehäuse 4 umschlossen ist. Das innere Gehäuse 3 und das äußere Gehäuse 4 sind im wesentlichen konzentrisch zueinander angeordnet. Das innere Gehäuse 3 ist mit sich überlagernden Versteifungsstrukturen 5 versehen. Dabei sind die Versteifungsstrukturen 5 so angeordnet, dass das entlang der Strömungsrichtung 24 strömende Abgas nicht an dem Körper 2 vorbeiströmen kann.
Der Körper 2 ist in der dargestellten Ausführungsform als Partikelfalle ausgebildet und weist strukturierte Blechfolien 10 und mindestens eine Filterlage 22 (z. B. umfassend metallische Fasern) auf. Der zumindest eine Teil der strukturierten Blechfolien 10 hat wenigstens einen Vorsprung 23, der zumindest teilweise in einen Kanal 11 hineinragt und somit eine Umlenkung von Teilabgasströmen der benachbart zueinander angeordneten, separaten Kanäle 11 durch die mindestens eine Filterlage 22 hindurch provoziert. Beim Durchdringen der Filterlagen 22 werden insbesondere Asche und Ruß abgelagert, die zumindest teilweise intermittierend oder kontinuierlich in gasförmige Bestandteile umgewandelt werden.
Die hier vorgeschlagene Erfindung ermöglicht einen breiten Einsatz in der Automobilindustrie und erlaubt gerade auch im Hinblick auf die Serienfertigung deutliche Kosten-Einsparungspotentiale bei der Herstellung von Abgasreinigungskomponenten. Gleichzeitig müssen dabei keine Abstriche an die strukturelle Integrität der Abgasreinigungskomponenten gemacht werden. Somit können relativ dünne, leichte Gehäuse eingesetzt werden, wobei gleichzeitig die erforderlichen Rundheits- und Stabilitätsanforderungen eingehalten werden.
Bezugszeichenliste

1: Abgasreinigungskomponente
2: Körper
3: Inneres Gehäuse
4: Äußeres Gehäuse
5: Versteifungsstruktur
6: Muster
7: Einlagerung
8: Wandstärke
9: Glatte Blechfolie
10: Strukturierte Blechfolie
11: Kanal
12: Beschichtung
13: Abgasanlage
14: Abgasleitung
15: Automobil
16: Motorsteuerung
17: Verbrennungskraftmaschine
18: Katalysator
19: Partikelfilter
20: Adsorber
21: Schalldämpfer
22: Filterlage
23: Vorsprung
24: Strömungsrichtung
25: Gehäusebereich
26: Knotenpunkt

Claims

Abgasreinigungskomponente (1) umfassend mindestens einen Körper (2) und mindestens ein Gehäuse (3, 4), welches den wenigstens einen Körper (2) zumindest teilweise umschließt, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Gehäuse (3, 4) mit sich überlagernden Versteifungsstrukturen (5) versehen ist, wobei die Versteifungsstrukturen (5) nur radial auswärts ausgebildet sind und wobei der mindestens eine Körper (2) und das mindestens eine Gehäuse (3, 4) miteinander fügetechnisch durch Stoffschluss verbunden sind.
Abgasreinigungskomponente (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Versteifungsstrukturen (5) einander zumindest teilweise kreuzen.
Abgasreinigungskomponente (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Versteifungsstrukturen (5) zumindest teilweise ein regelmäßiges Muster (6) bilden.
Abgasreinigungskomponente (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das regelmäßige Muster (6) eine Gitterstruktur oder Wabenstruktur ist.
Abgasreinigungskomponente (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Versteifungsstrukturen (5) und Knotenpunkte (26) der Versteifungsstrukturen (5) Rahmen bilden, wobei die Rahmen Gehäusebereiche (25) umschließen und wobei die Gehäusebereiche (25) frei von Versteifungsstrukturen (5) sind.
Abgasreinigungskomponente (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der Versteifungsstrukturen (5) Einlagerungen (7) umfassen.
Abgasreinigungskomponente (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Gehäuse (3, 4) aus einem hitzebeständigen Metall ist und eine Wandstärke (8) hat, die im Bereich von 1 Millimeter bis 0,3 Millimeter liegt, bevorzugt im Bereich von 0,75 Millimeter bis 0,3 Millimeter.
Abgasreinigungskomponente (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Gehäuse (3, 4) vorgesehen sind, wobei die Gehäuse (3, 4) im wesentlichen konzentrisch zueinander angeordnet sind und zumindest das innere Gehäuse (3) mit sich überlagernden Versteifungsstrukturen (5) versehen ist.
Abgasreinigungskomponente (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Körper (2) aus zumindest teilweise strukturierten Blechfolien (9, 10) aufgebaut ist, so dass für das Abgas durchströmbare Kanäle (11) gebildet sind.
Abgasreinigungskomponente (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Blechfolien (9, 10) zumindest teilweise dort am Gehäuse (3, 4) anliegen, wo keine Versteifungsstruktur (5) vorgesehen ist.
Abgasreinigungskomponente (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Körper (2) zumindest teilweise eine Beschichtung (12) aufweist, die zumindest eine der folgenden Funktionen hat: – Oxidieren von Abgasbestandteilen, – Reduzieren von Abgasbestandteilen, – Adsorbieren von Abgasbestandteilen, – Einlagern von Abgasbestandteilen.
Abgasanlage (13) einer mobilen Verbrennungskraftmaschine mit mindestens einer Abgasleitung (14) umfassen wenigstens eine Abgasreinigungskomponente (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche.