DE102010010397A1 - Katalysatorbefestigung für einen Verbrennungsmotor - Google Patents

Katalysatorbefestigung für einen Verbrennungsmotor Download PDF

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DE102010010397A1
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Abstract

Die Anmeldung betrifft eine Katalysatorbefestigung (1) für einen Verbrennungsmotor (4). Die Katalysatorbefestigung (1) weist eine Motorblockhalterung (5), die lösbar mit einem Motorblock (6) verbunden ist, auf. Die Motorblockhalterung (5) fixiert den Katalysator (9) in einem Abstand von dem Motorblock (6). Eine Katalysatorstütze (7) ist mit dem Katalysator (9) stoffschlüssig verbunden, und Verbindungselemente (8) verbinden lösbar die Motorblockhalterung (5) mit dem Motorblock (6). Die Katalysatorstütze (7) weist mindestens einen zu der Motorblockhalterung (5) hin abgewinkelten Arm (10, 11) auf, wobei an dem Arm (10, 11) mindestens eine abgewinkelte Lasche (12, 13) angeordnet ist. Die Lasche (12, 13) ist mit einem Katalysatorgehäuse (14) stoffschlüssig verbunden. Dabei ist die Katalysatorbefestigung (1) aus Motorblockhalterung (5) und Katalysatorstütze (7) einteilig.

Description

  • Die Anmeldung betrifft eine Katalysatorbefestigung für einen Verbrennungsmotor. Die Katalysatorbefestigung weist eine Motorblockhalterung, die lösbar mit einem Motorblock verbunden ist, auf. Die Motorblockhalterung fixiert den Katalysator in einem Abstand von dem Motorblock.
  • Eine derartige Katalysatorbefestigung ist aus der Druckschrift DE 10 2004 023 585 B4 für einen Verbrennungsmotor bekannt. Dazu weist die bekannte Katalysatorbefestigung einen Motorblockhalter zur Befestigung an einem Verbrennungsmotor und einen Katalysatorhalter zur Befestigung an einem Katalysator auf. Schließlich weist die Katalysatorbefestigung Verbindungsmittel zur Verbindung von Motorhalter und Katalysatorhalter auf, wobei der Katalysatorhalter so ausgebildet ist, dass er an einem Flansch des Katalysators fixierbar ist.
  • Die bekannte Katalysatorbefestigung setzt einerseits voraus, dass ein entsprechend vorbereiteter Flansch des Katalysators vorhanden ist. Dies ist jedoch nicht in jedem Fall gegeben, insbesondere dann nicht, wenn es sich um einen Abgaskrümmer-Katalysator handelt, bei dem der Katalysator an dem Abgaskrümmer fixiert ist, wobei der Katalysator beispielsweise vertikal und parallel zum Motorblock angeordnet ist und flanschfrei in ein Abgasrohr einer Abgasanlage übergeht. Ein weiterer Nachteil der bekannten Katalysatorbefestigung besteht darin, dass sie aus mindestens zwei Teilen, nämlich einem Motorblockhalter und einem Katalysatorhalter zusammengesetzt ist, die über Verbindungsschrauben zusammengehalten werden, sodass eine Mehrzahl von Einzelelementen erforderlich ist, um diese Katalysatorbefestigung zu montieren. Durch die Vielzahl der Einzelteile für diese Katalysatorbefestigung entstehen neben den hohen Montagekosten noch zusätzlich Lagerkosten, um entsprechende Teile vorrätig und für die Fertigung bereitzuhalten.
  • Aufgabe der Anmeldung ist es, eine Katalysatorbefestigung für einen Verbrennungsmotor zu schaffen, der kostengünstiger zu montieren ist und geringere Lagerungskosten erfordert. Darüber hinaus soll die Katalysatorbefestigung Fertigungstoleranzen und Wärmeausdehnungsunterschiede ausgleichen.
  • Gelöst wird diese Aufgabe mit dem Gegenstand des unabhängigen Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen der Lösung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
  • Zur Lösung der Aufgabe wird in einer Ausführungsform eine Katalysatorbefestigung für einen Verbrennungsmotor geschaffen, die eine Motorblockhalterung aufweist, welche lösbar mit einem Motorblock verbunden ist. Die Motorblockhalterung fixiert den Katalysator in einem Abstand von dem Motorblock. Eine Katalysatorstütze ist mit dem Katalysator stoffschlüssig verbunden, wobei Verbindungselemente lösbar die Motorblockhalterung mit dem Motorblock verbinden. Die Katalysatorstütze weist mindestens einen zu der Motorblockhalterung hin abgewinkelten Arm auf, wobei an dem Arm mindestens eine abgewinkelte Lasche angeordnet ist. Die Lasche ist mit einem Katalysatorgehäuse verbunden. Dabei ist die Katalysatorbefestigung aus Motorblockhalterung und Katalysatorstütze einteilig.
  • Diese Katalysatorbefestigung hat den Vorteil, dass lediglich ein einziges Teil notwendig ist, um den Katalysator an dem Motorblock zuverlässig zu fixieren. Diese Einteiligkeit hat darüber hinaus den Vorteil, dass nicht nur die Lagerhalterung und die Montagekosten vermindert werden können, sondern dass auch ein erheblicher Anteil an Schraubverbindungen eingespart wird und die Zuverlässigkeit der Montage erhöht wird, zumal die Gefahr einer unbeabsichtigten Lösung von Schraubverbindungen durch die Reduzierung der Anzahl von Schraubbefestigungen vermindert ist.
  • Darüber hinaus kann durch Ausbildung eines S-förmigen Arms, der abgewinkelt zu der Motorblockhalterung angeordnet ist, die Elastizität der Katalysatorbefestigung erhöht werden und damit ein Entkoppeln von Vibrationen zwischen Motorblock und Katalysator erreicht werden. Auch kann die Nachgiebigkeit des angewinkelten Arms durch Vorsehen von entsprechenden Entlastungslöchern in dem abgewinkelten Arm vergrößert werden, um Auswirkungen von Vibrationen des Motorblockes auf den Katalysator weiter zu vermindern. Darüber hinaus ist es vorgesehen, dass die mindestens eine Lasche der Katalysatorstütze an die Kontur des Katalysatorgehäuses angepasst ist, sodass sich der Übergang von der Lasche zu dem Katalysatorgehäuse problemlos verschweißen lässt. Andererseits ist es auch vorgesehen, dass die Katalysatorstütze mehrere Laschen aufweist, um die Kräfte auf das Katalysatorgehäuse zu verteilen.
  • Darüber hinaus ist die Motorblockhalterung der Kontur des Motorblockes angepasst, um eine passgenaue stoffschlüssige Verbindung zwischen Motorblock und Motorhalterung sicherzustellen. Mit dem stoffschlüssigen Verbinden des Katalysatorgehäuses mit den Laschen der Katalysatorbefestigung beispielsweise durch Schweißen oder Hartlöten bilden Katalysator und Katalysatorbefestigung ein Montagemodul, das kostengünstig montierbar und im Instandsetzungsfall kostengünstig auswechselbar ist.
  • Um die Motorblockhalterung mit dem Motorblock über Verbindungselemente zu verbinden, weist die Motorblockhalterung Bohrungen oder Langlöcher auf, durch welche die Verbindungselemente hindurch greifen und die Motorblockhalterung gegen den Motorblock pressen. Dabei können die Verbindungselemente in den Bohrungen oder Langlöchern der Motorblockhalterung eine Spielpassung oder eine Presspassung aufweisen.
  • Zum Ausgleich von Fertigungstoleranzen der Katalysatorbefestigung und zum Ausgleich von Wärmeausdehnungsunterschieden weisen die Verbindungselemente Ausgleichsscheiben auf, die in den Bohrungen oder Langlöchern zur Aufnahme der Verbindungselemente angeordnet sind. Derartige Ausgleichsscheiben sind mit ihrer Außenkontur an die Innenkontur der Bohrungen bzw. Langlöcher angepasst und können aus einem weichen oder harten Kunststoff oder einer elastischen Metalllegierung hergestellt sein, um den Ausgleich von Fertigungstoleranzen bzw. den Ausgleich von Wärmedehnungsunterschieden zu ermöglichen.
  • Die Dicke der Ausgleichsscheiben ist größer als die Dicke der Motorblockhalterung, wobei die Kontur der Ausgleichsscheiben einen Randbereich der Bohrungen oder Langlöcher überlappt, um sicherzustellen, dass die Bohrungen bzw. Langlöcher von den Ausgleichsscheiben bis auf ein zentrales Loch, durch das eine Verbindungsschraube hindurch greift, ausgefüllt werden und das Verbindungselement aus Verbindungsschraube und einer Pressscheibe die Motorblockhalterung über die Ausgleichsscheibe an dem Motorblock fixiert. Ausgleichsscheiben aus Kunststoff können in den Bohrungen oder Langlöchern der Motorblockhalterung auch eingegossen sein.
  • Ferner ist es vorgesehen, dass Langlöcher in der Motorblockhalterung vertikal nach unten offen sind, und die Motorblockhalterung auf die Verbindungselemente am Motorblock mit den nach unten offenen Langlöchern aufschiebbar ist. Dieses hat den Vorteil, dass die Montage der Motorblockhalterung vereinfacht ist, zumal ein Durchstecken von Verbindungselementen durch entsprechende mit Ausgleichsscheiben versehene Bohrungen der Motorblockhalterung entfällt.
  • Weiterhin ist es vorgesehen, dass an der Motorblockhalterung abstandhaltende angeformte Durchzüge oder angeschweißte Buchsen im Bereich von Befestigungsöffnungen der Motorblockhalterung angeordnet sind. Diese angeschweißten Buchsen oder angeformten Durchzüge ermöglichen den Wärmeschluss zwischen Motorblockhalterung und Motorblock zu vermindern. Ferner wird ein Abstand zwischen Motorblock und Motorblockhalterung geschaffen, der eine verbesserte Kühlluftströmung ermöglicht. Zum Ausgleich von Fertigungstoleranzen der Katalysatorbefestigung und zum Ausgleich von Wärmeausdehnungsunterschieden sind in den abstandhaltenden angeformten Durchzügen oder angeschweißten Buchsen zylindrische Ausgleichselemente aus einem Kunststoff oder einer Metalllegierung angeordnet.
  • Außerdem können die abstandshaltenden und angeformten Durchzüge oder angeschweißten Buchsen Innengewinde aufweisen und die zylinderförmigen Ausgleichselemente mit Außengewinde versehen sein, sodass es möglich ist, die Ausgleichselemente in die angeformten Durchzüge oder angeschweißten Buchsen einzuschrauben. Dazu können die zylinderförmigen Ausgleichselemente eine innere Sechskantöffnung aufweisen, sodass mit Hilfe von einem Imbusschlüssel die zylinderförmigen Ausgleichselemente in die abstandshaltenden angeformten Durchzüge oder angeschweißten Buchsen einschraubbar sind. Mit den einschraubbaren Ausgleichselementen, kann außerdem der Abstand zwischen Motorblock und Motorblockhalterung ausgleichend nachjustiert werden.
  • Vorzugsweise werden derartige Katalysatorbefestigungen für Katalysatoren von Verbrennungsmotoren eingesetzt, wobei einstückige Katalysatorbefestigungen besonders für Verbrennungsmotoren mit Abgaskrümmer-Katalysatoren geeignet sind.
  • Der Gegenstand der Anmeldung wird nun anhand von Ausführungsformen mit den anhängenden Figuren näher erläutert.
  • 1 zeigt eine schematische perspektivische Teilansicht eines Katalysators, der mit Hilfe einer Katalysatorbefestigung gemäß einer ersten Ausführungsform des Gegenstands der Anmeldung an einem Motorblock fixiert ist;
  • 2 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht der Katalysatorbefestigung gemäß 1 im Detail;
  • 3 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht einer Katalysatorbefestigung gemäß einer zweiten Ausführungsform des Gegenstands der Anmeldung;
  • 4 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht einer Katalysatorbefestigung gemäß einer dritten Ausführungsform des Gegenstands der Anmeldung;
  • 5 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht der Katalysatorbefestigung gemäß 4 aus einem geänderten Blickwinkel.
  • 1 zeigt eine schematische perspektivische Teilansicht eines Katalysators 9, der mit Hilfe einer Katalysatorbefestigung 1 gemäß einer ersten Ausführungsform des Gegenstands der Anmeldung an einem Motorblock 6 fixiert ist. Der Motorblock 6 gehört zu einem Verbrennungsmotor 4, der oberhalb des Motorblockes 6 einen Zylinderkopf 30 aufweist, an den sich ein hier nicht gezeigter Abgaskrümmer anschließt, dessen Abgase zunächst in den Katalysator 9 geleitet werden. Dementsprechend sind die Abgase äußerst heiß und der Katalysator 9 weist eine Reaktionstemperatur in seinem Inneren von etwa 800°C auf. Der Motorblock 6 hingegen ist wassergekühlt und weist eine äußere Betriebstemperatur unterhalb von 300°C auf.
  • Neben den unvermeidbaren Fertigungstoleranzen für eine Katalysatorbefestigung 1 sind vor allem Probleme der unterschiedlichen Wärmeausdehnungen von Motorblock 6, Katalysator 9 und Abgaskrümmer durch eine derartige Katalysatorbefestigung 1 zu lösen. Dieses wird noch dadurch erschwert, dass die Anmeldung zur Kostenreduzierung eine einteilige Katalysatorbefestigung 1, wie es 1 zeigt, vorsieht. In der gezeigten Ausführungsform der Anmeldung weist die Katalysatorbefestigung 1 eine Motorblockhalterung 5 auf, die lösbar mit dem Motorblock 6 verbunden ist.
  • Die Motorblockhalterung 5 fixiert den Katalysator 1 in einem Abstand von dem Motorblock 6. Eine Katalysatorstütze 7 überbrückt diesen Abstand und ist mit dem Katalysator 9 stoffschlüssig verbunden, wobei mindestens ein Verbindungselement 8 die Motorblockhalterung 5 mit dem Motorblock 6 lösbar verbindet. In dieser perspektivischen Ansicht ist lediglich eine von zwei Verbindungselementen 8 in Form von Schrauben 18 zu sehen. Um thermisch die Motorblockhalterung 1 von dem heißen Katalysatorgehäuse 14 zu entkoppeln, ist in 1 ein Arm 10 der Katalysatorstütze 7 zu sehen, der einerseits rechtwinklig zu der flächig angeordneten Motorblockhalterung 5 abgewinkelt ist und mit seiner Querschnittsfläche im Vergleich zu der Querschnittsfläche der Motorblockhalterung 6 vermindert ist, bevor der Arm 10 in eine Lasche 12 übergeht, mit der die Katalysatorstütze 7 an dem Katalysatorgehäuse 14 angeschweißt ist.
  • Eine zweite hier nicht gezeigte Lasche ist auf einer gegenüberliegenden Seite des Katalysatorgehäuses 14 vorgesehen, wobei zwischen den Laschen ein Spalt 32, der sich zwischen Katalysatorbefestigung 1 und Katalysatorgehäuse 14 erstreckt, angeordnet ist. Der Spalt 32 unterbricht den Wärmefluss zwischen Katalysatorgehäuse 14 und Katalysatorbefestigung 1. Damit wird gewährleistet, dass die Verlustwärme, die über die Lasche 12, den Arm 10 und die Motorblockhalterung 5 an den Motorblock 6 abfließt gering gehalten wird. Die Aufheizung der Motorblockhalterung 5 im Bereich der Verbindungselemente 8 ist dadurch zusätzlich reduziert, weil Ausgleichsscheiben 22 aus Kunststoffmaterialien eingesetzt oder eingegossen werden können, die außerdem Wärmeausdehnungsunterschiede und Fertigungstoleranzen kompensieren.
  • Während bei der in 1 gezeigten Ausführungsform der Anmeldung der Arm 10 relativ steif und waagerecht ausgeführt ist, kann die Elastizität und Nachgiebigkeit der Katalysatorbefestigung 1 erhöht werden, indem der Arm 10 S-förmig oder mit einem Lochmuster versehen hergestellt ist. Ein Lochmuster erhöht darüber hinaus den Wärmeleitungswiderstand des Armes 10.
  • 2 zeigt eine schematische perspektivische und teilweise auseinander gezogene Ansicht der Katalysatorbefestigung 1 gemäß 1 im Detail. Die gezeigte Katalysatorbefestigung 1 besteht nun nur noch aus einem einzigen Teil, ohne zusätzliche Schraubübergänge zwischen einer Katalysatorstütze 7 und einer Motorblockhalterung 5. Die Katalysatorbefestigung 1 besteht somit, wenn man die Verbindungselemente hinzuzählt, nicht mehr aus sieben Teilen, sondern nur noch aus drei Teilen, nämlich der Motorblockhalterung 5 und zwei Verbindungselementen 8. Die einteilige Katalysatorbefestigung 1 weist an der Motorhalterung 5 einen abgewinkelten linken Arm 10 und einem abgewinkelten rechten Arm 11, an deren Enden abgewinkelte Laschen 12 bzw. 13, die wie in 1 gezeigt, auf. Die Laschen 12 und 13 sind an die Kontur 15 des Katalysatorgehäuses 14 angepasst, sodass sie mit dem Katalysatorgehäuse 14 stoffschlüssig verbunden werden können.
  • Eine Aussparung 33 zwischen den zu den Armen 10 und 11 abgewinkelten Laschen 12 und 13 bildet den in 1 gezeigten Spalt 32 zur Unterbrechung des Wärmeflusses zwischen dem Katalysatorgehäuse 14 und dem Motorblock. Eine weitere thermische Blockierung kann dadurch erreicht werden, dass Ausgleichsscheiben 22 in Bohrungen 17 der Motorblockhalterung 5 vorgesehen werden. Diese Ausgleichsscheiben 22 weisen eine Kontur 23 auf ihrem äußeren Umfang 24 auf, die der Innenkontur 25 von Bohrungen 17 für die Verbindungselemente 8 angepasst ist.
  • Die Scheibendicke s der Ausgleichsscheibe 22 ist größer als die Dicke d der Motorblockhalterung 5. Dazu sind scheibenförmige Vergrößerungen 39 und 40, die über den Durchmesser D der Bohrung 15 hinausgehen auf beiden Seiten der Ausgleichsscheibe 22 vorgesehen, sodass die Ausgleichsscheiben 22 einerseits den thermischen Fluss unterbrechen können, wenn die Ausgleichsscheiben 22 aus einem entsprechenden Kunststoff hergestellt sind, und andererseits einen Ausgleich gegenüber unterschiedlichen Wärmeausdehnungen und/oder Fertigungstoleranzen schaffen. Der Kunststoff bedeckt nach Montierung der Ausgleichsscheibe 22 in der Bohrung 17 vollständig die Innenkontur der Bohrung 17 und die Ränder der Bohrung 17.
  • Um einen sicheren Sitz an dem Motorblock zu erreichen, sind als Verbindungselemente 8 Schrauben 18 vorgesehen, die in ein Gewindeblindloch des Motorblockes eingeschraubt werden können. Eine Druckscheibe 20 am Schraubenkopf presst die Ausgleichsscheiben 22 mit der Motorblockhalterung 5 beim Einschrauben der Befestigungsschraube 18 gegen den Motorblock. Neben dem Unterbrechen des thermischen Flusses und dem Ausgleich von Fertigungstoleranzen sowie Wärmedehnungsunterschieden sorgt die Ausgleichsscheibe 22 außerdem für eine Dämpfung von Körperschall und Vibrationen zwischen Motorblock und Motorblockhalterung 5 und damit zwischen Motorblock und Katalysatorgehäuse.
  • 3 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht einer Katalysatorbefestigung 2 gemäß einer zweiten Ausführungsform des Gegenstands der Anmeldung. Komponenten mit gleichen Funktionen wie in den vorhergehenden Figuren werden mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet und nicht extra erörtert. Der Unterschied der Katalysatorbefestigung 2 gemäß der zweiten Ausführungsform der Anmeldung unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform der Anmeldung in 2 dadurch, dass anstelle der Bohrungen 17 nun Langlöcher 19 vorgesehen sind, um die Verbindungselemente 8 zu dem Motorblock hin zu positionieren. Für die Montage des Ausgleichselementes 22 in dem Langloch 19 besitzt das Langloch 19 an der Eingangsseite Fasen 36 und 37, die ein Einführen der Ausgleichsscheibe 22 in das Langloch 19 erleichtern, wenn die Ausgleichsscheibe 22 zunächst von unten in das Langloch 19 geschoben wird. Dabei passt sich die Kontur 23 der Ausgleichsscheibe 22 an die Innenkontur 25 des Langloches 19 an. Durch ein entsprechendes Passungsspiel können sämtliche Fertigungstoleranzen in den drei Raumrichtungen ausgeglichen werden.
  • Durch ein anschließendes Einführen der Schraube 18 mit der Druckscheibe 20 als Verbindungselement 8 durch die zentrale Öffnung 34 des Ausgleichselementes 22 kann dann die Katalysatorbefestigung mit dem Katalysator über die Motorblockhalterung 5 an dem Motorblock durch Anschrauben fixiert werden. Ein weiterer Unterschied zwischen der in 3 gezeigten zweiten Ausführungsform der Anmeldung gegenüber der ersten Ausführungsform ist eine lang gestreckte Aussparung 35 der Motorblockhalterung, die einerseits die Nachgiebigkeit der Motorblockhalterung 5 verbessert und andererseits den Wärmeübergang weiter vermindert. Neben dieser Aussparung 35 können auch die Arme 10 und 11 der Katalysatorstütze 7 durch Formgebung und Aussparungen in Bezug auf Nachgiebigkeit, Elastizität und Wärmewiderstand verbessert werden.
  • 4 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht einer Katalysatorbefestigung 3 gemäß einer dritten Ausführungsform des Gegenstands der Anmeldung. Diese Katalysatorbefestigung 3 ist ähnlich gestaltet wie die vorhergehenden Katalysatorbefestigungen, so das Komponenten mit gleichen Funktionen wie in den vorhergehenden Figuren mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet und nicht extra erörtert werden. Der Unterschied zu den vorhergehenden Ausführungsformen besteht darin, dass anstelle einer einfachen Bohrung oder eines einfachen Langloches nun Befestigungsöffnungen 28 in der Motorblockhalterung 5 für das Einführen der Verbindungselemente 8 mit den Druckscheiben 20 vorgesehen sind. Diese Befestigungsöffnungen 28 sind in dieser dritten Ausführungsform der Anmeldung mit ausgeformten Durchzügen bzw. mit angeschweißten Buchsen 26 versehen, sodass die Motorblockhalterung 5 einen zusätzlichen Abstand zum Motorblock gewinnt. Durch diesen zusätzlichen Abstand wird der Wärmefluss zwischen Katalysator und Motorblock weiter unterbunden.
  • Außerdem wird neben der Unterbrechung oder Blockierung des Wärmeflusses ein Ausgleich der Toleranzen und der Wärmeausdehnungsunterschiede durch zylinderförmige Kunststoff- und/oder Metallausgleichselemente 31 unterstützt. Diese Ausgleichselemente 31 sind in die Befestigungsöffnung 28 einschiebbar, wozu die Befestigungsöffnung 28 eine Fase 27 aufweist, um dieses Einschieben zu erleichtern. Zudem kann die Befestigungsöffnung 28 ein Innengewinde aufweisen und das zylinderförmige Ausgleichselement ein Außengewinde besitzen, sodass das zylinderförmige Ausgleichselement 31 in die Befestigungsöffnung 28 einschraubbar ist. Um das Einschrauben zu gewährleisten, weist das zylinderförmige Ausgleichselement 31 einen Innen-Sechskant 38 auf, sodass es möglich ist, mit einem Imbusschlüssel das zylinderförmige Ausgleichselement 31 mit einem Außengewinde in das Innengewinde der Befestigungsöffnung 28 einzuschrauben.
  • Mit dem Ausgleichselement 31 kann zusätzlich der Abstand zwischen Motorblock und Motorblockhalterung 5 verstellt oder einjustiert werden. Mit Hilfe einer Dehnschraube 21, die an ihrem Kopfende ebenfalls eine Druckscheibe 20 aufweist, kann die Katalysatorbefestigung 3 an den Motorblock angeschraubt und fixiert werden. Somit verspannt die Dehnschraube 21 die Katalysatorbefestigung 3 mit dem Katalysator, wobei der Katalysator vorzugsweise ein Abgaskrümmer-Katalysator ist und mit dem Abgaskrümmer in Verbindung steht. Das Ausgleichselement 31 kann wie die Ausgleichsscheibe aus unterschiedlichen Materialien hergestellt sein wie z. B. Metall oder unterschiedlichen Kunststoffen, die je nach Anforderung weicher oder härter sind. Die Katalysatorbefestigungen, wie sie in Ausführungsformen 1 bis 3 in den vorhergehenden Figuren dargestellt sind, können für alle Wärmedehnungsrichtungen in drei Raumrichtungen ausgelegt sein und einen größeren Spiel- und Toleranzausgleich des Gesamtsystems ermöglichen. Dieses ist mit der Einsparung von Zusatzteilen gegenüber dem aus dem Stand der Technik bekannten Katalysatorbefestigungen verbunden.
  • 5 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht der Katalysatorbefestigung 3 gemäß 4 aus einem geänderten Blickwinkel. Komponenten mit gleichen Funktionen wie in den vorhergehenden Figuren werden mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet und nicht extra erörtert. Aus der in 5 gezeigten Blickrichtung ist eine Fase 29 an dem Ausgleichselement 31 zu sehen, die ein Einstecken oder Einschrauben des Ausgleichselements 31 in die Befestigungsöffnung 28 erleichtert. Während auf der rechten Seite das Verbindungselement 8 auseinander gezogen dargestellt ist, wird auf der linken Seite der Figur der Zusammenbau gezeigt, wobei in das Gewinde der Dehnschraube 21 aus dem zylinderförmigen Ausgleichselement 31 herausragt. Das Ende des zylinderförmigen Ausgleichselements 31 ragt wiederum aus der angeschweißten Buchse 26 heraus, die ihrerseits von der Motorblockhalterung 5 absteht. Somit kann mit Hilfe dieser dritten Ausführungsform ein breiter Spalt zwischen Motorblock und Motorblockhalterung 5 geschaffen und in seiner Spaltbreite variiert werden, der die thermische Entkopplung unterstützt.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Katalysatorbefestigung
    2
    Katalysatorbefestigung
    3
    Katalysatorbefestigung
    4
    Verbrennungsmotor
    5
    Motorblockhalterung
    6
    Motorblock
    7
    Katalysatorstütze
    8
    Verbindungselement
    9
    Katalysator
    10
    Arm (abgewinkelt)
    11
    Arm (abgewinkelt)
    12
    Lasche
    13
    Lasche
    14
    Katalysatorgehäuse
    15
    Kontur des Katalysatorgehäuses
    16
    Kontur des Motorblocks
    17
    Bohrung
    18
    Schraube
    19
    Langloch
    20
    Druckscheibe
    21
    Dehnschraube
    22
    Ausgleichsscheibe
    23
    Außenkontur der Ausgleichsscheibe
    24
    Außenumfang der Ausgleichsscheibe
    25
    Kontur der Bohrungen
    26
    Buchse
    27
    Fase an Befestigungsöffnung
    28
    Befestigungsöffnung
    29
    Fase am zylindrischen Ausgleichselement
    30
    Zylinderkopf
    31
    zylinderförmiges Ausgleichselement
    32
    Spalt
    33
    Aussparung
    34
    zentrale Öffnung
    35
    Aussparung
    36
    Fase eines Langloches
    37
    Fase eines Langloches
    38
    Innen-Sechskant
    39
    scheibenförmige Vergrößerung
    40
    scheibenförmige Vergrößerung
    d
    Dicke der Motorblockhalterung
    D
    Durchmesser einer Bohrung
    s
    Scheibendicke einer Ausgleichsscheibe
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102004023585 B4 [0002]

Claims (15)

  1. Katalysatorbefestigung für einen Verbrennungsmotor (4) aufweisend: – eine Motorblockhalterung (5), die lösbar mit einem Motorblock (6) verbunden ist, wobei die Motorblockhalterung (5) den Katalysator (9) von dem Motorblock (6) beabstandet hält, – eine Katalysatorstütze (7), die mit dem Katalysator (9) verbunden ist; – Verbindungselemente (8), welche die Motorblockhalterung (5) mit dem Motorblock (6) lösbar verbinden; wobei die Katalysatorstütze (7) mindestens einen zu der Motorblockhalterung (5) hin abgewinkelten Arm (10, 11) aufweist, wobei an dem Arm (10, 11) mindestens eine abgewinkelte Lasche (12, 13) angeordnet ist, die mit einem Katalysatorgehäuse (14) stoffschlüssig verbunden ist, und wobei die Katalysatorbefestigung (1) aus Motorblockhalterung (5) und Katalysatorstütze (7) einteilig ist.
  2. Katalysatorbefestigung nach Anspruch 1, wobei die mindestens eine Lasche (12, 13) der Katalysatorstütze (7) an die Kontur des Katalysatorgehäuses (15) angepasst und mit dem Katalysatorgehäuses (15) stoffschlüssig verbunden ist.
  3. Katalysatorbefestigung nach Anspruch 2, wobei die Motorblockhalterung (5) der Kontur (16) des Motorblockes (6) angepasst ist.
  4. Katalysatorbefestigung nach Anspruch 3, wobei die Motorblockhalterung (6) Bohrungen (17) oder Langlöcher (19) zur Aufnahme der Verbindungselemente (8) zu dem lösbaren Verbinden der Katalysatorbefestigung (1) mit dem Motorblock (6) aufweist.
  5. Katalysatorbefestigung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Verbindungselemente (8) Ausgleichsscheiben (22) zum Ausgleich von Fertigungstoleranzen der Katalysatorbefestigung (1) und zum Ausgleich von Wärmeausdehnungen aufweist.
  6. Katalysatorbefestigung nach Anspruch 5, wobei die Ausgleichsscheiben (22) eine Außenkontur (23) am Außenumfang (24) aufweisen, die der Dicke (d) der Motorblockhalterung (5) und der Kontur (25) der Bohrungen oder Langlöcher angepasst ist.
  7. Katalysatorbefestigung nach Anspruch 5, wobei die Ausgleichsscheiben (22) nachgiebigen Kunststoff aufweisen.
  8. Katalysatorbefestigung nach Anspruch 5, wobei die Ausgleichsscheiben (22) nachgiebige Metalle oder Metalllegierungen aufweisen.
  9. Katalysatorbefestigung nach Anspruch 6, wobei die Langlöcher (19) in der Motorblockhalterung (5) vertikal nach unten offen sind, und wobei die Motorblockhalterung (5) auf die Verbindungselemente (8) am Motorblock (6) mit den nach unten offenen Langlöchern (19) aufschiebbar ist.
  10. Katalysatorbefestigung einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei an der Motorblockhalterung (5) abstandshaltende angeformte Durchzüge oder angeschweißte Buchsen (26) im Bereich von Befestigungsöffnungen (28) der Motorblockhalterung (5) angeordnet sind.
  11. Katalysatorbefestigung nach Anspruch 10, wobei in den abstandshaltenden angeformten Durchzügen oder den angeschweißten Buchsen (28) zylinderförmige Ausgleichselemente (31) zum Ausgleich von Fertigungstoleranzen der Katalysatorbefestigung (1) und zum Ausgleich von Wärmeausdehnungen angeordnet sind.
  12. Katalysatorbefestigung nach Anspruch 10 oder Anspruch 11, wobei die abstandshaltenden angeformten Durchzüge oder angeschweißten Buchsen (26) Innengewinde aufweisen, und wobei die zylinderförmigen Ausgleichselemente (31) mit Außengewinden in die Innengewinde eingeschraubt sind.
  13. Katalysatorbefestigung nach Anspruch 12, wobei die zylindrischen Ausgleichselemente (31) nachgiebige Kunststoffe, nachgiebige Metalle oder Metalllegierungen aufweisen.
  14. Verbrennungsmotor mit einem Katalysator (9), der an einem Motorblock (6) mit einer Katalysatorbefestigung (1) nach einem der vorhergehenden Anspruch fixiert ist.
  15. Verbrennungsmotor nach Anspruch 14, wobei der Katalysator (9) ein Abgaskrümmer-Katalysator ist.
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