DE102008047752A1

DE102008047752A1 - Lagerelement zum Lagern eines Abgaselements, Lagersystem bestehend aus mehreren Lagerelementen sowie Abgassystem bestehend aus Lagersystem und Abgaselement

Info

Publication number: DE102008047752A1
Application number: DE102008047752A
Authority: DE
Inventors: Thomas Noeske; Benedikt Mercker; Jésus Michel Lopez-Ratouis
Original assignee: Heinrich Gillet GmbH
Current assignee: Tenneco GmbH
Priority date: 2008-09-17
Filing date: 2008-09-17
Publication date: 2010-03-25
Anticipated expiration: 2028-09-18
Also published as: DE102008047752B4; WO2010031795A1

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Lagerelement 1 zum Lagern eines Abgaselements 3 mit einem Umfang U innerhalb eines Abgaskanals 4. Das Lagerelement 1 ist flach ausgebildet und weist eine Länge Lu sowie eine Breite Bh auf, wobei die Länge Lu in eine Richtung Ru verläuft, die einer Richtung des Umfangs U eines Abgaselements 3 nach ausrichtbar ist, und die Länge Lu in eine Richtung Rh verläuft, wobei mindestens zwei Stege 1.1, 1.2, 1.3 und ein in Richtung Ru verlaufender Quersteg 10 der Länge Lu vorgesehen sind, wobei der Quersteg 10 mit Bezug zu der Richtung Rh versetzt oder nebeneinander zu dem jeweiligen Steg 1.1-1.3 angeordnet ist und die Stege 1.1-1.3 miteinander verbindet. Das Lagersystem LS besteht aus einem Lagerelement 1, wobei ein mit dem ersten Lagerelement 1 verbundenes zweites Lagerelement 2 vorgesehen ist, das neben dem ersten Lagerelement 1 und/oder mit Abstand a zum ersten Lagerelement 1 angeordnet ist. Das Abgassystem AS besteht aus mindestens einem Lagerelement 1, 2 oder einem Lagersystem LS sowie einem darin aufgenommenen Abgaselement 3, wobei das Abgaselement 3 eine Höhe H und einen Umfang U aufweist und die Länge Lu dem Umfang U entspricht.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Lagerelement zum Lagern eines Abgaselements mit einem Umfang U innerhalb eines Abgaskanals, wobei das Lagerelement flach ausgebildet ist und eine Länge Lu sowie eine Breite Bh aufweist, wobei die Lange Lu in eine Richtung Ru verläuft und die Länge Lu in eine Richtung Rh verläuft, so dass die Richtung Ru bzw. die Lange Lu parallel zu dem Umfangs U des Abgaselements ausrichtbar ist.
Es ist bereits eine Lagermatte der Länge L und der Breite B zum Lagern eines Abgaselementes aus der DE 297 09 180 U1 bekannt. Die Lagermatte ist mehrteilig aufgebaut und weist vier mit Bezug zur Länge L nebeneinander angeordnete, über die Breite B verbundene Teilstücke mit unterschiedlichen intumeszierenden Eigenschaften auf. Die Länge L entspricht dabei einem Umfang U des Abgaselementes und die Breite B einer Höhe H des Abgaselementes. Alternativ ist eine Lagermatte beschrieben, die drei mit Bezug zur Breite B nebeneinander angeordnete Teilestücke aufweist, von denen jedes die Länge L aufweist.
Aus der WO 2005/106222 A1 ist eine, aus vier Teilstücken gebildete, mehrlagige Lagermatte der Länge L und der Breite B bekannt, ebenfalls zum Lagern eines Abgaselementes. Die Breite B entspricht einer Höhe H des Abgaselementes. Zwei Hilfsteile weisen zwar die Breite B, jedoch aber eine deutlich kleinere Länge L sowie eine erhöhte intumeszierende Eigenschaft auf. Diese sind mit Abstand zueinander zwischen dem ersten Teilstück und dem zweiten Teilstück sandwichartig gelagert, so dass sie in den Bereichen starker Krümmung am Abgaselement positioniert sind. Die mit der Intumeszenz der Hilfsteile einhergehende Druckerhöhung ist in diesen Bereichen starker Krümmung unkritisch. Die Länge L der Hilfsteile ist kleiner als die Breite B der Hilfsteile.
Lagermatten, die Aussparungen und/oder Stege aufweisen, die in Richtung der Breite B verlaufen, sind im vorstehend genannten Stand der Technik nicht beschrieben.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lagermatte derart auszubilden und anzuordnen, dass ein optimaler Materialeinsatz unter Berücksichtigung der verschiedenen physikalischen Eigenschaften der Matte sowie eine optimale Lagerung des Abgaselementes gewährleistet sind.
Gelöst wird die Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, dass mindestens zwei Stege und ein in Richtung Ru verlaufender Quersteg der Länge Lu vorgesehen sind, wobei der Quersteg mit Bezug zu der Richtung Rh versetzt zu dem jeweiligen Steg angeordnet ist und die Stege miteinander verbindet. Durch die Ausbildung von Stegen, die über die Länge Lu des Lagerelements verteilt angeordnet sind und sich jeweils über die Breite Bh des Lagerelements erstrecken, lässt sich ein Abgaselement unter gleichzeitiger Materialeinsparung für das Lagerelement optimal lagern. Die Stege können über einen Umfang U des Abgaselements verteilt angeordnet werden und können sich – die Breite Bh des Lagerelements betreffend – über zumindest einen Teil einer Höhe H des Abgaselements erstrecken. Der Quersteg ist versetzt zu dem jeweiligen Steg angeordnet und kann somit auch neben dem jeweiligen Steg, mit oder ohne Abstand zu dem jeweiligen Steg, platziert sein. Der Stand der Technik ist mehrlagig, zumindest in Teilbereichen.
Der erfindungsgemäß vorgesehene Quersteg, der die verschiedenen Stege miteinander verbindet, gewährleistet eine ausreichende Festsetzung bzw. Positionierung der Stege relativ zueinander. Die Stege und der Quersteg sind dabei unmittelbar gegen das Abgaselement zur Anlage bringbar.
Das Lagerelement ist vorzugsweise als Matte mit einer keramischen und/oder metallischen Gewebenetz- und/oder Faserstruktur ausgebildet. Das Lagerelement kann ein- oder mehrlagig aufgebaut sein, wobei die jeweiligen Stege sowie der zugehörige Quersteg jeweils in einer Lage angeordnet sind.
Vorteilhaft kann es hierzu auch sein, wenn eine rechteckförmige Grundform G und mindestens zwei, die Stege und den Quersteg bildende Aussparungen vorgesehen sind, wobei die Stege und Aussparungen mit Bezug zur Richtung Ru nebeneinander angeordnet sind. Durch den Einsatz eines rechteckförmigen Lagerelementes kann eine Ummantelung bzw. Umschließung des Abgaselementes, ungeachtet dessen Form, gewährleistet werden. Die Länge Lu des Lagerelementes entspricht dabei dem Umfang U des Abgaselementes, wobei die Breite Bh des Lagerelementes gleich oder kleiner wie die Höhe H des Abgaselementes ist. Die erfindungsgemäßen Aussparungen führen neben dem schon erwähnten Vorteil der Materialeinsparung dazu, dass die Stege untereinander beabstandet und somit über den Umfang U des Abgaselementes verteilbar sind.
Innerhalb der einlagigen Ausbildung des Lagerelementes sind der Quersteg und die jeweiligen Stege im Wesentlichen nebeneinander angeordnet. In den Bereichen, in denen die Stege mit dem Quersteg verbunden sind, kann insbesondere bei Verwendung verschiedener Materialien für den Quersteg und die Stege zwecks Verbindung derselben, eine Überlappung des Querstegs mit dem jeweiligen Steg vorgesehen sein.
Ferner kann es vorteilhaft sein, wenn das Lagerelement einlagig ausgebildet ist, wobei die Stege und/oder der Quersteg aus gleichen oder verschiedenen Materialien gebildet sind. Aufgrund der erfindungsgemäßen Mehrteiligkeit des Lagerelements, bestehend aus mehreren Stegen und dem die Stege verbindenden Quersteg, kann auch bei Einsatz eines einlagigen Lagerelementes durch entsprechende Ausbildung der Stege bzw. des Querstegs bzw. durch Einsatz entsprechender Materialien für die Stege und den Quersteg eine optimale Lagerung gewährleistet werden. Wenn mehrere, in der Regel mattenartige Lagerelemente übereinander angeordnet sind, dann wäre ein solches Lagersystem als mehrlagig zu bezeichnen.
Vorteilhaft kann es auch sein, wenn drei Stege vorgesehen sind, die mit Bezug zur Länge Lu gleich- oder ungleichmäßig verteilt angeordnet sind, wobei der jeweilige Steg eine. Breite b1, b2, b3 aufweist und die Breite b1, b2, b3 der verschiedenen Stege gleich oder verschieden groß ausgebildet ist. Je nach Art des für den jeweiligen Steg verwendeten Materials, insbesondere mit Rücksicht auf die Funktionseigenschaften des Stegs, also Dicht-, Stütz- und/oder Isolationsfunktion, kann der jeweilige Steg eine gewünschte Breite aufweisen, die unabhängig von der Breite der anderen Stege zu wählen ist. Entsprechendes gilt für die Abstände zwischen den Stegen bzw. die Größe der dort vorgesehenen Aussparungen.
Dabei kann es vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass der Quersteg und/oder mindestens ein Steg als Dicht-, Stütz- und/oder Isolationsmittel ausgebildet ist. Dem Lagerelement kann eine Dicht-, Stütz- und/oder Isolationsfunktion zukommen, je nach dem, in welchem Bereich des Abgaselements das Lagerelement eingesetzt wird. Die Isolationswirkung schließt dabei eine Dämmwirkung zur Vermeidung von Wärmeverlusten, eine Dämpfungswirkung zur Reduktion des Schallaustritts sowie grundsätzlich eine Abschirmung zur Reduktion der vom Abgaselement ausgehenden Strahlung ein.
Da sich der Quersteg vorzugsweise über den gesamten Umfang U des Abgaselementes erstreckt, kommt diesem die Dichtfunktion zu, so dass kein Abgas am Abgaselement vorbeiströmen kann. Grundsätzlich erfüllt der Quersteg bei einem Einsatz als Dichtmittel in gewisser Weise auch die Stützfunktion bzw. die Lagerfunktion für das Abgaselement, zumindest in dem Bereich, in dem das Abgaselement vom Quersteg aufgenommen ist. Ungeachtet des Materials wird der Quersteg als Dichtmittel ebenfalls eine Isolationsfunktion besitzen. Die wesentliche Stützfunktion könnte jedoch den Stegen zugeordnet sein, da diese sich über den Großteil der Höhe H des Abgaselementes erstrecken können und über den Umfang verteilt eine bestimmte Lagerung des Abgaselementes gewährleisten können. Aufgrund der zwischen den Stegen vorgesehenen Aussparungen, kann den Stegen insgesamt eine Dichtfunktion gegen durchströmendes Abgas nicht zugesprochen werden. Jedoch weist jeder Steg für sich eine lokale Isolationsfunktion auf. Durch Auswahl der Breite des jeweiligen Stegs bzw. des Abstandes zwischen den Stegen kann insbesondere diese Stütz- und Isolationsfunktion wunschgemäß variiert und eingestellt werden.
Von besonderer Bedeutung kann für die vorliegende Erfindung sein, wenn der Quersteg als Dicht- und Stützmittel ausgebildet ist und mindestens ein Steg als Stützmittel ausgebildet ist. Da der Quersteg einen relativ kleinen Flächenanteil besitzt, ist seine Isolationswirkung untergeordneter Natur. Gleiches gilt für die Stege, so dass dem Quersteg im Wesentlichen die Dicht- und Stützfunktion zukommt, während den Stegen neben der lokalen Isolationsfunktion im Wesentlichen die Stützfunktion zukommt.
Der jeweiligen Funktion liegt eine entsprechende Materialzusammensetzung zugrunde, die der Anwender aus den auf dem Markt befindlichen Lagermatten auswählt.
Gelöst wird die Aufgabe ebenfalls durch ein Lagersystem bestehend aus einem Lagerelement, wobei ein mit dem ersten Lagerelement verbundenes zweites Lagerelement vorgesehen ist, das neben dem ersten Lagerelement angeordnet ist. Die mit einem Lagerelement erreichbare Funktionstrennung kann beim Einsatz eines Lagersystems mit mindestens einem zweiten Lagerelement entsprechend variiert werden. So könnte zum Beispiel einem Quersteg des zweiten Lagerelements ebenfalls eine zusätzliche Dichtwirkung und/oder eine Stützwirkung zugeordnet werden, während den Stegen des zweiten Lagerelements eventuell nur eine Isolationswirkung, gegebenenfalls beschränkt auf Dämmung oder Dämpfung und/oder Strahlenschutz, zugesprochen werden kann. Der Einsatz von zwei oder mehr Lagerelementen lässt die vollständige Umschließung des Abgaselementes ohne Aussparungen zu.
Vorteilhaft kann es ferner sein, wenn das erste Lagerelement und das zweite Lagerelement mit Bezug zur Richtung Rh mit einem Abstand a angeordnet sind. Somit lässt sich das Lagersystem LS bzw. dessen Breite Bg an die Höhe H des Abgaselements durch Relativverschiebung der Lagerelemente anpassen. Bei dieser Anpassung bzw. Relativverschiebung entstehen zwischen den Lagerelementen Lücken, weil die Stege nicht vollständig in die Aussparungen eingreifen.
Hierbei kann es von Vorteil sein, wenn das zweite Lagerelement mehrere über einen Quersteg verbundene Stege aufweist, wobei die Stege des ersten Lagerelements zumindest teilwei se in einer Aussparung des zweiten Lagerelements angeordnet sind und die Stege des zweiten Lagerelements zumindest teilweise in einer Aussparung des ersten Lagerelements angeordnet sind. Beide Lagerelemente weisen eine im Wesentlichen gleiche Grundform G auf. Aufgrund der bestehenden Spiegelsymmetrie bzw. Punktsymmetrie der Grundform können beide Lagerelemente in der Art eines Puzzles ineinander gesetzt werden. Hierdurch kann insbesondere ein rechteckförmiges Lagersystem hergestellt werden, welches mantelförmig um ein Abgaselement herum platzierbar ist. Das so gebildete Lagersystem weist mit Rücksicht auf die verschiedenen Stege einerseits und die verschiedenen Querstege andererseits sowie die für die verschiedenen Stege und Querstege eingesetzten Materialien beliebige und insoweit einstellbare Lager-, Dichtungs- und Isolationseigenschaften auf, wie sie vorgehend für das Lagerelement beschrieben sind.
Außerdem kann es vorteilhaft sein, wenn mindestens ein Steg mindestens eine Hinterschneidung oder eine Verdickung aufweist oder im Bereich mindestens eines Steges mindestens eine Hinterschneidung oder eine Verdickung vorgesehen ist, wobei die jeweilige Verdickung innerhalb einer korrespondierenden Hinterschneidung angeordnet ist. Durch die Hinterschneidung und die entsprechende Verdickung wird ein Verrutschen der beiden Lagerelemente relativ zueinander, nicht nur in Richtung Ru, also in Umfangsrichtung, sondern insbesondere in Richtung Rh, also in axialer Richtung, mit Bezug zum Abgaselement verhindert.
Ferner kann es vorteilhaft sein, wenn das erste Lagerelement zumindest teilweise erosionsbeständiger ausgebildet ist als das zweite Lagerelement. Grundsätzlich sind alle Lagerelemente als Dicht-, Stütz- und/oder Isoliermittel ausgebildet. Alle Lagerelemente erfüllen in der Regel dieselben Funktionen. Alternativ oder ergänzend kann vorgesehen sein, dass nur ein Lagerelement verbesserte Erosionseigenschaften aufweist, also aus Material gebildet ist, das beständiger gegen Erosion durch Abgas ist. Dieses Material ist entsprechend teuer und muss nur für ein Lagerelement eingesetzt werden. Grundsätzlich ist es auch möglich, dass nur das erste Lagerelement zumindest teilweise als Dicht- und Stützmittel ausgebildet ist und das zweite Lagerelement zumindest teilweise nur als Stütz- und/oder Isoliermittel ausgebildet ist. Die Dicht- und Isolierfunktion wäre also getrennt.
Funktionale Unterschiede zwischen den Lagerelementen bzw. Teilen der Lagerelemente sind aber möglich. Die Dichtfunktion kann allein dem ersten Lagerelement bzw. dem Quersteg des ersten Lagerelements zugeordnet sein, während die Stege des ersten Lagerelements sowie das gesamte zweite Lagerelement im Wesentlichen eine Stütz- und/oder Isolierfunktion aufweisen. Mit Rücksicht auf die auszuwählenden Materialien sowie deren Kosten und unter Berücksichtigung der jeweiligen Materialeigenschaften kann ein entsprechendes Lagersystems wunschgemäß aufgebaut bzw. gegliedert sein. Das Lagersystem weist vorzugsweise eine rechteckförmige Form mit der Länge Lu und der Breite Bh auf.
Dabei kann es von Vorteil sein, wenn das erste Lagerelement und das zweite Lagerelement die gleiche Grundform aufweisen und zumindest teilweise ineinander einsetzbar sind. Aufgrund der gleichen Geometrie ist ein effizienter Material einsatz zur Erstellung des jeweiligen Lagerelements gewährleistet. Die Lagerelemente können aus rechteckförmigen Streifen bzw. Bahnen des jeweiligen Materials auf einfache Art herausgestanzt und in bezeichneter Weise zusammengesetzt werden.
Gelöst wird die Aufgabe auch durch ein Abgassystem bestehend aus mindesten einem Lagerelement oder einem Lagersystem, sowie einem darin aufgenommenen Abgaselement, wobei das Abgaselement eine Höhe H und einen Umfang U aufweist und die Länge Lu dem Umfang U entspricht. Das Abgaselement ist innerhalb des Lagerelements bzw. Lagersystems angeordnet bzw. von diesem umgeben. Die verschiedenen Stege bzw. Querstege erfüllen die gewünschte Funktion wie vorgehend ausgeführt.
Vorteilhaft kann es hierzu auch sein, wenn die Breite Bh und/oder die Breite Bg höchstens zwischen 30% und 90%, vorzugsweise 70% der Höhe H beträgt. Durch eine insoweit verkürzte Ausbildung des Lagerelements bzw. des Lagersystems LS kann neben den vorgesehenen Aussparungen eine weitere Reduzierung des eingesetzten Materials erfolgen.
Letztlich kann es von Vorteil sein, wenn die Stege über den Umfang U gleich- oder ungleichmäßig verteilt angeordnet sind. Durch eine symmetrische Verteilung der Stege über den Umfang U wird eine symmetrische Lagerung des Abgaselementes gewährleistet. Insoweit ist die Einbaulage des Abgaselementes bzw. des Abgassystems nicht zu berücksichtigen.
Außerdem kann es vorteilhaft sein, wenn der Quersteg des ersten Lagerelements und/oder der Quersteg des zweiten Lagerelements zumindest teilweise als Dichtungsmittel ausgebildet ist. Da der Quersteg über den gesamten Umfang des Abgaselementes herum angelegt ist, kommt ihm im Wesentli chen die Dichtfunktion zu. Ergänzend oder redundant kann dabei auch der Quersteg des zweiten Lagerelements als Dichtung eingesetzt werden.
Weiterhin kann es vorteilhaft sein, wenn mindestens ein Steg des ersten Lagerelements und/oder mindestens ein Steg des zweiten Lagerelements zumindest teilweise als Stütz- und/oder Isoliermittel ausgebildet ist. Wie vorgehend bereits geschildert, kann die Funktion der verschiedenen Stege mit Rücksicht auf die gewünschte Art der Lagerung bzw. Isolierung gewählt werden.
Gelöst wird die Aufgabe ebenfalls durch ein Abgassystem AS bestehend aus einem ersten Lagerelement und einem zweiten Lagerelement sowie einem Abgaselement mit einem Umfang U und einer Höhe H, wobei das Abgaselement zwecks Lagerung in einem Abgaskanal mit dem jeweiligen Lagerelement ummantelt ist, wobei das Lagerelement als Matte ausgebildet ist und eine dem Umfang U entsprechende Länge Lu sowie in einer Richtung Rh eine Breite Bh aufweist, wobei die Länge Lu in eine Richtung Ru verläuft, die parallel zu dem Umfangs U des Abgaselements ausgerichtet ist, wobei das erste Lagerelement und das zweite Lagerelement mit Bezug zur Richtung Rh mit einem Abstand a zueinander angeordnet sind. Das jeweilige Lagerelement liegt unmittelbar gegen das Abgaselement an und ist vorzugsweise im Bereich der jeweiligen Stirnseite des Abgaselements angeordnet. Das jeweilige Lagerelement kann dabei auch ein- oder mehrlagig und/oder ein- oder mehrteilig ausgebildet sein, wobei es auf einen Abstand der Teile innerhalb eines Lagerelements nicht ankommt. Somit kann ein Abgaselement trotz erheblicher Verkleinerung der Fläche der Lagerelemente bzw. trotz erheblicher Einsparung von Matten-Material ausreichend gelagert werden. Die unbesetzten Teilflächen des derart gelagerten Abgaselements können für andere Wärmedämmungs- und/oder Wärmerückgewinnungskonzepte verwendet werden. Die Matte weist eine keramische und/oder metallische Gewebenetz- und/oder Faserstruktur auf mit flexiblen Eigenschaften zur Lagerung eines gesinterten Abgaselements innerhalb eines Abgaskanals aus Metall.
Vorteilhaft ist es hierzu auch, dass das erste Lagerelement und/oder das zweite Lagerelement eine Breite Bh zwischen 20 mm und 100 mm oder zwischen 30 mm und 50 mm aufweist. Die Breite des Lagerelements bemisst sich grundsätzlich nach der Größe der gewünschten Lagerfläche, wobei diese auch von der Höhe H des Abgaselements abhängig ist. Schmale Lagerelemente gewährleisten die größte Materialeinsparung einerseits sowie die größten Freiflächen am Abgaselement andererseits.
Vorteilhaft ist es hierzu auch, dass die Breite Bh des ersten Lagerelements und/oder des zweiten Lagerelements höchstens zwischen 1% und 50% oder höchstens zwischen 10% und 30% der Höhe H des Abgaselements beträgt. Insbesondere bei Abgaselementen mit einer großen Höhe H kann die anteilige Breite Bh der Lagerelemente sehr gering ausfallen.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sind in den Patentansprüchen und in der Beschreibung erläutert und in den Figuren dargestellt. Es zeigt:
1a, 1b ein Lagerelement;
2 ein Abgassystem mit Lagerelement und Abgaselement;
3 ein Abgassystem nach 2 mit Abgaskanal;
4a, 4b ein Lagersystem bestehend aus zwei Lagerelementen;
5 ein Abgassystem bestehend aus einem Lagersystem mit Abgaselement;
6a, 6b Lagerelemente und ihre Funktionstrennung;
7a Lagerelement mit Hinterschneidung;
7b Lagerelement mit Verdickung;
7c Lagersystem nach 7a und 7b;
8a eine Prinzipskizze des Abgassystems mit zwei Lagerelementen im Aufbau;
8b das Abgassystem nach 8a mit angebrachten Lagerelementen;
9 ein Lagersystem nach 4a mit Abstand a.
Das in 1 dargestellte Lagerelement 1 weist eine im Wesentlichen rechteckförmige Grundform G der Länge Lu und der Breite Bh auf. Das Lagerelement 1 ist eine Matte, gebildet aus einer Gewebe- und/oder Faserstruktur aus Metall und/oder Keramik. Der Länge Lu ist eine Richtung Ru zugeordnet, während der Breite Bh eine Richtung Rh zugeordnet ist, die rechtwinklig zur Richtung Ru verläuft. Das Lagerelement 1 weist einen in Richtung Ru verlaufenden Quersteg 10 der Länge Lu und drei in Richtung Rh verlaufende Stege 1.1–1.3 auf, die über den Quersteg 10 miteinander verbunden sind. Die Länge des jeweiligen Stegs 1.1–1.3 und die Breite des Querstegs 10 ergeben insgesamt die Breite Bh des Lagerelements 1. Die Stege 1.1–1.3 sind durch drei Aussparungen 1.7, 1.8, 1.9 gebildet. Die drei Stege 1.1–1.3 sind entsprechend der Größe der Aussparung mit Bezug zur Richtung Ru beabstandet zueinander angeordnet. Der jeweilige Steg 1.1–1.3 weist die Breite b1, b2, b3 auf.
Das in 8a dargestellte Lagersystem LS besteht aus einem Abgaselement 3 sowie zwei streifenförmigen Lagerelementen 1, 2. Das jeweilige Lagerelement 1, 2 ist an der jeweiligen Stirnseite des Abgaselementes 3 platziert. Die Länge Lu des jeweiligen Lagerelements 1, 2 entspricht dabei dem Umfang U des Abgaselementes 3 in Richtung Ru. Das jeweilige Lagerelement 1, 2 weist eine Breite Bh auf, die etwa 10% der Höhe H des Lagerelements 1, 2 entspricht.
Die in 8a dargestellten Lagerelemente 1, 2 sind gemäß 8b um das Abgaselement 3 an der jeweiligen Stirnseite herum aufgewickelt. Das jeweilige Lagerelement 1, 2 erfüllt an der jeweiligen Stirnseite die Lager- und Isolationsfunktion sowie wahlweise oder ergänzend die Dichtfunktion.
Das in 9 dargestellte Lagersystem LS entspricht in etwa dem in 4a dargestellten Lagersystem LS. Jedoch sind beide Lagerelemente 1, 2 in Richtung Rh beabstandet angeordnet. Der Abstand a ist dabei variabel einstellbar, so dass die Breite Bh des Lagersystems LS einer Höhe H des Abgaselementes 3 anpassbar ist. Durch die Relativverschiebung der beiden Lagerelemente 1, 2 in Richtung Rh bleiben die vorhandenen Aussparungen 1.7–1.9, 2.7–2.9 frei. Sollte aufgrund einer erhöhten Höhe H des Abgaselementes 3 der Abstand a noch weiter erhöht werden, so wären die beiden Lagerelemente 1, 2 gänzlich beabstandet, ähnlich wie in 8a.
Der Quersteg 10 weist an seinem einen Ende eine Nase 12 und an dem gegenüberliegenden Ende eine entsprechende Nut 11 auf, in die die Nase 12 beim Anlegen bzw. Aufrollen des La gerelements 1 auf ein Abgaselement 3 gemäß 2 eingesetzt bzw. zur Anlage gebracht wird.
In 1b ist das Lagerelement 1 in der aufgerollten Lage beim Anlegen an ein Abgaselement 3 gemäß 2 dargestellt. Die drei Stege 1.1–1.3 sind mit Bezug zum Umfang U gleichmäßig verteilt angeordnet. Die Nase 12 ist innerhalb der Nut 11 angeordnet, so dass der Quersteg 10 einen geschlossenen Kreisring bildet.
Gemäß 2 ist das Lagerelement 1 nach 1b bzw. 1a auf einem Abgaselement 3 zwecks Lagerung desselben angeordnet. Das Lagerelement 1 weist mit Bezug zur Richtung Rh eine Höhe H auf. An einer Stirnseite weist das Abgaselement 3 einen Schutzring 5 auf, der das Abgaselement 3 gegen Beschädigungen durch Aufstoßen bzw. Anstoßen desselben schützt. Das Abgaselement 3 weist mit Bezug zu einer Richtung Ru einen Umfang U auf, wobei die Länge Lu des Lagerelements 1 nach 1a dem Umfang U des Abgaselements 3 nach 2 entspricht.
Das Abgaselement 3 mit dem darauf angeordneten Lagerelement 1 bildet ein Abgassystem AS.
Gemäß 3 ist das Abgassystem AS nach 2 innerhalb eines Abgaskanals 4, der zwecks Verdeutlichung nur teilweise gezeichnet ist, angeordnet. Mittels des Querstegs 10 ist eine Abdichtung bzw. Lagerung über den gesamten Umfang U gewährleistet. Mittels der drei Stege 1.1–1.3 ist eine vollständig bestimmte Lagerung des Abgaselements 3 innerhalb des Abgaskanals 4 gewährleistet.
In den 4a und 4b ist ein Lagersystem LS bestehend aus zwei Lagerelementen 1, 2 nach 1a dargestellt. Das jeweilige Lagerelement 1, 2 weist drei Stege 1.1–1.3, 2.1– 2.3 sowie drei Aussparungen 1.7–1.9, 2.7–2.9 auf. Die Stege 1.1–1.3 des ersten Lagerelements 1 sind innerhalb der jeweiligen Aussparung 2.7–2.9 des zweiten Lagerelements 2 angeordnet. Die jeweiligen Stege 2.1–2.3 des zweiten Lagerelements 2 sind innerhalb der jeweiligen Aussparung 1.7–1.9 des ersten Lagerelements 1 angeordnet. Die jeweilige Nase 12, 22 bzw. die jeweilige Nut 11, 12 des Lagerelements 1, 2 sind aufgrund der punktsymmetrischen Anordnung auf der jeweils gegenüberliegenden Seite angeordnet. Das Lagersystem LS weist eine Gesamtbreite Bg auf, die größer ist als die Breite Bh des jeweiligen Lagerelements 1, 2.
Beide Lagerelemente 1, 2 weisen die gleiche Form auf. Die Lage der Lagerelemente 1, 2 ist punktsymmetrisch. Das erste Lagerelement 1 ist durch zweimaliges Umklappen in den beiden in der Bildebene vorgesehenen Bildachsen in die Lage des zweiten Lagerelements 2 bringbar. Demnach ist die Orientierung der jeweiligen Nase 12, 22 bzw. der jeweiligen Nut 11, 21 entsprechend vertauscht, so dass sich auf der jeweiligen Seite des hier dargestellten Lagersystems LS ein Nut-Nase-Paar 11, 22 bzw. 12, 21 ergibt.
Gemäß 4b ist das Lagersystem LS nach 4a im gerollten Zustand dargestellt. Mit Rücksicht auf die rechteckige Grundform gemäß 4a im flachen Zustand ergibt sich gemäß 4b eine zylinderförmige, insoweit vollflächige Form. Die beiden Querstege 10, 20 begrenzen das aufgerollte Lagersystem LS auf der jeweiligen Stirnseite über den gesamten Umfang U.
Das in 5 dargestellte Abgassystem AS besteht aus dem Lagersystem LS nach 4b, inklusive des darin aufgenom menen Abgaselementes 3 mit dem stirnseitig angeordneten Schutzring 5.
Gemäß 6a weist das jeweilige Lagerelement 1, 2 verschiedene Funktionsbereiche auf. Ein Funktionsbereich wird durch den Quersteg 10 definiert. Die weiteren Funktionsbereiche werden durch den jeweiligen Steg 1.1–1.3 definiert. Je nach Art und Ausbildung der für den Quersteg 10 und/oder die Stege 1.1–1.3 jeweils verwendeten Materialien, können dem Lagerelement entsprechende Funktionsbereiche zugeordnet werden.
Entsprechendes gilt für das in 6b dargestellte Lagersystem LS, bestehend aus zwei Lagerelementen 1, 2. Je nach Art und Aufbau des jeweiligen Querstegs 10, 20 bzw. der jeweiligen Stege 1.1–1.3, 2.1–2.3 können auf Grundlage der Materialwahl für das Lagerelement 1, 2 die verschiedensten Funktionsbereiche, also Dichtfunktion, Lagerfunktion und/oder Isolierfunktion – letztere bezüglich Wärmekonduktion, Wärmestrahlung und Schall – eingestellt werden. Die verschiedenen Funktionszonen sind aufgrund der Übersichtlichkeit unterschiedlich schraffiert dargestellt. Die Art der verwendeten Schraffur soll keinen Rückschluss auf die in der jeweiligen Zone verwendeten Materialien bzw. der damit ausgeprägten technischen Wirkung zulassen, d. h. die verschiedenen Zonen können grundsätzlich aus teilweise gleichen oder ganz verschiedenen Materialien bzw. Materialkombinationen mit entsprechenden technischen Funktionen aufweisen, ungeachtet der Art der benutzten Schraffur.
Das in 7a dargestellte Lagerelement 1 weist im Bereich der jeweiligen Stege 1.1–1.3 jeweils eine kreisförmige Hinterschneidung 1.4–1.6 auf.
Das Lagerelement 2 nach 7b weist im Bereich des jeweiligen Steges 2.1–2.3 eine kreisförmige Verdickung 2.4–2.6 auf.
Das in 7c dargestellte Lagersystem LS besteht aus den beiden gemäß 7a und 7b dargestellten Lagerelementen 1, 2, wobei die jeweilige Verdickung 2.4–2.6 innerhalb der jeweiligen Hinterschneidung 1.4–1.6 angeordnet ist. Dadurch entsteht eine Verzahnung der beiden Lagerelemente 1, 2 sowohl in Richtung Ru als auch – insbesondere durch die Hinterschneidungen 1.4–1.6 und die Verdickungen 2.4–2.6 – in Richtung Rh.
Die gemäß 6a und 6b beschriebenen Funktionsbereiche kommen auch für das Ausführungsbeispiel nach 7a bis 7c in Betracht. Der Übersichtlichkeit halber sind diese jedoch nicht dargestellt.
Die in der Figurenbeschreibung beschriebenen technischen Ausgestaltungsmerkmale der verschiedenen Ausführungsformen sind auch in weiteren, nicht beschriebenen Kombinationen vorgesehen.

1: Lagerelement, Matte
1.1: Steg
1.2: Steg
1.3: Steg
1.4: Hinterschneidung
1.5: Hinterschneidung
1.6: Hinterschneidung
1.7: Aussparung
1.8: Aussparung
1.9: Aussparung
10: Quersteg
11: Nut
12: Nase
2: Lagerelement, Matte
2.1: Steg
2.2: Steg
2.3: Steg
2.4: Verdickung
2.5: Verdickung
2.6: Verdickung
2.7: Aussparung
2.8: Aussparung
2.9: Aussparung
20: Quersteg
21: Nut
22: Nase
3: Abgaselement
4: Abgaskanal
5: Schutzring
H: Höhe
Bh: Breite
Rh: Richtung
U: Umfang
Lu: Länge
Ru: Richtung
b1: Breite Steg 1.1, 2.1
b2: Breite Steg 1.2, 2.2
b3: Breite Steg 1.3, 2.3
G: Grundform
LS: Lagersystem
AS: Abgassystem
Bg: Breite des Lagersystems

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 29709180 U1 [0002]
- WO 2005/106222 A1 [0003]

Claims

Lagerelement (1) zum Lagern eines Abgaselements (3) mit einem Umfang U innerhalb eines Abgaskanals (4), wobei das Lagerelement (1) flach ausgebildet ist und in einer Richtung Ru eine Länge Lu sowie in einer Richtung Rh eine Breite Bh aufweist, wobei die Richtung Ru parallel zu dem Umfangs U des Abgaselements (3) ausrichtbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Stege (1.1, 1.2, 1.3) und ein in Richtung Ru verlaufender Quersteg (10) der Länge Lu vorgesehen sind, wobei der Quersteg (10) mit Bezug zu der Richtung Rh versetzt zu dem jeweiligen Steg (1.1–1.3) angeordnet ist und die Stege (1.1–1.3) miteinander verbindet.
Lagerelement (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine rechteckförmige Grundform G und mindestens zwei, die Stege (1.1–1.3) und den Quersteg (10) bildende Aussparungen (1.7, 1.8, 1.9) vorgesehen sind, wobei die Stege (1.1–1.3) und Aussparungen (1.7–1.9) mit Bezug zur Richtung Ru nebeneinander angeordnet sind.
Lagerelement (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Lagerelement (1) einlagig ausgebildet ist, wobei die Stege (1.1–1.3) und/oder der Quersteg (10) aus gleichen oder verschiedenen Materialien gebildet sind.
Lagerelement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass drei Stege (1.1–1.3) vorgesehen sind, die mit Bezug zur Länge Lu gleich- oder ungleichmäßig verteilt angeordnet sind, wobei der jeweilige Steg (1.1–1.3) eine Breite (b1, b2, b3) aufweist und die Breite (b1, b2, b3) der verschiedenen Stege (1.1–1.3) gleich oder verschieden groß ausgebildet ist.
Lagerelement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Quersteg (10) und/oder mindestens ein Steg (1.1–1.3) als Dicht-, Stütz- und/oder Isolationsmittel ausgebildet ist.
Lagerelement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Quersteg (10) als Dicht- und Stützmittel ausgebildet ist und mindestens ein Steg (1.1–1.3) als Stützmittel ausgebildet ist.
Lagersystem LS bestehend aus einem Lagerelement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein mit dem ersten Lagerelement (1) verbundenes zweites Lagerelement (2) vorgesehen ist, das neben dem ersten Lagerelement (1) angeordnet ist, wobei das Lagersystem LS mit Bezug zur Richtung Rh eine Breite Bg aufweist.
Lagersystem LS nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Lagerelement (1) und das zweite Lagerelement (2) mit Bezug zur Richtung Rh mit einem Abstand a angeordnet sind.
Lagersystem LS nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Lagerelement (2) mehrere über einen Quersteg (20) verbundene Stege (2.1, 2.2, 2.3) aufweist, wobei die Stege (1.1–1.3) des ersten Lagerelements (1) zumindest teilweise in einer Aussparung (2.7, 2.8, 2.9) des zweiten Lagerelements (2) angeordnet sind und die Stege (2.1–2.3) des zweiten Lagerelements (2) zumindest teilweise in einer Aussparung (1.7, 1.8, 1.9) des ersten Lagerelements (1) angeordnet sind.
Lagersystem LS nach Anspruch 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Steg (1.1–2.3) mindestens eine Hinterschneidung (1.4, 1.5, 1.6) oder eine Verdickung (2.4, 2.5, 2.6) aufweist oder im Bereich mindestens eines Steges (1.1–2.3) mindestens eine Hinterschneidung (1.4–1.6) oder eine Verdickung (2.4–2.6) vorgesehen ist, wobei die jeweilige Verdickung (2.4–2.6) innerhalb einer korrespondierenden Hinterschneidung (1.4–1.6) angeordnet ist.
Lagersystem LS nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Lagerelement (1) zumindest teilweise erosionsbeständiger ausgebildet ist als das zweite Lagerelement (2).
Lagersystem LS nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Lagerelement (1) und das zweite Lagerelement (2) die gleiche Grundform aufweisen und zumindest teilweise ineinander einsetzbar sind.
Abgassystem AS bestehend aus mindestens einem Lagerelement (1, 2) oder einem Lagersystem LS nach einem der vorhergehenden Ansprüche, sowie einem darin aufgenommenen Abgaselement (3), wobei das Abgaselement (3) eine Höhe H und einen Umfang U aufweist und die Länge Lu dem Umfang U entspricht.
Abgassystem AS nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite Bh und/oder die Breite Bg höchstens zwischen 30% und 90%, vorzugsweise 70% der Höhe H beträgt.
Abgassystem AS nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Stege (1.1–2.3) über den Umfang U gleich- oder ungleichmäßig verteilt angeordnet sind.
Abgassystem AS nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Quersteg (10) des ersten Lagerelements und/oder der Quersteg (20) des zweiten Lagerelements zumindest teilweise als Dichtungsmittel ausgebildet sind.
Abgassystem AS nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Steg (1.1–1.3) des ersten Lagerelements (1) und/oder mindestens ein Steg (2.1–2.3) des zweiten Lagerelements (2) zumindest teilweise als Stütz- und/oder Isoliermittel ausgebildet ist.
Abgassystem AS bestehend aus einem ersten Lagerelement (1) und einem zweiten Lagerelement (2) sowie einem Abgaselement (3) mit einem Umfang U und einer Höhe H, wobei das Abgaselement (3) zwecks Lagerung in einem Abgaskanal (4) mit dem jeweiligen Lagerelement (1, 2) ummantelt ist, wobei das Lagerelement (1) eine dem Umfang U entsprechende Länge Lu sowie in einer Richtung Rh eine Breite Bh aufweist, wobei die Länge Lu in eine Richtung Ru verläuft, die parallel zu dem Umfangs U des Abgaselements (3) ausgerichtet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Lagerelement (1) und das zweite Lagerelement (2) mit Bezug zur Richtung Rh mit einem Abstand a zueinander angeordnet sind.
Abgassystem AS nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Lagerelement (1) und/oder das zweite Lagerelement (2) eine Breite Bh zwischen 20 mm und 100 mm oder zwischen 30 mm und 50 mm aufweist.
Abgassystem AS nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite Bh des ersten Lagerelements (1) und/oder des zweiten Lagerelements (2) höchstens zwischen 1% und 50% oder höchstens zwischen 10% und 30% der Höhe H des Abgaselements (3) beträgt.