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[Technisches Gebiet]
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Katalysatoreinrichtung. Priorität wird für die am 11. April 2019 eingereichte, japanische Patentanmeldung Nr.
2019-075577 beansprucht, deren Inhalt durch Bezugnahme hier aufgenommen wird.
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[Stand der Technik]
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Zu Abgasvorrichtungen für Verbrennungsmotoren gehören Katalysatoreinrichtungen, die zum Reinigen von Abgasen in diesen vorgesehen sind. Eine Katalysatoreinrichtung (ein Metallabgaskatalysator) mit einem Metallkatalysatorträger, der durch Wickeln eines Wellblechs und eines Flachblechs erhalten wird, welche in einem Außenrohr aufgenommen sind, ist in einem kleinen Fahrzeug wie einem Fahrzeug vom Satteltyp eingebaut, wie beispielsweise in der Patentliteratur 1 beschrieben. In der in der Patentliteratur 1 beschriebenen Katalysatoreinrichtung ist lediglich ein Außenumfang einer Abgas-Abströmseite des Metallkatalysatorträgers an einem Innenumfang eines rohrförmigen Trägerelements befestigt und ist ein Frontabschnitt des Trägerelements in eine Abgas-Abströmseite des Außenrohres eingeführt und an dieser befestigt. Zwischen dem Außenrohr und dem Metallkatalysatorträger ist ein Spalt ausgebildet, und der Spalt dient als Luftwärmeisolierschicht, die Wärme des Metallkatalysatorträgers zurückhält.
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[Entgegenhaltungsliste]
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[Patentliteratur]
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[Patentliteratur 1]
Japanische Offenlegungsschrift, erste Veröffentlichungs-Nr.
H7-91239 -
[Zusammenfassung der Erfindung]
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[Technische Aufgabe]
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Um in Zukunft neue Abgasvorschriften zu erfüllen, ist es im Übrigen sinnvoll, die Reinigungsleistung weiter zu verbessern.
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Daher sieht die vorliegende Erfindung eine Katalysatoreinrichtung mit einer verbesserten Reinigungsleistung vor.
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[Problemlösung]
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(1) Eine Katalysatoreinrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung weist Folgendes auf: einen Katalysatorträger (30), der einen Katalysator zum Reinigen von aus einem Verbrennungsmotor (4) ausgestoßenem Abgas abstützt; ein Außenrohr (40), das den Katalysatorträger (30) in diesem abstützt; sowie ein stromabwärtiges Abgasrohr (20), das ein Abgasrohr darstellt, durch welches das Abgas, das den Katalysatorträger (30) passiert hat, strömt, das mit dem Außenrohr (40) auf einer Außenseite des Außenrohres (40) verbunden ist, und das einen zwischen dem stromabwärtigen Abgasrohr (20) und dem Katalysatorträger (30) vorgesehenen Spalt (G) aufweist, in welchen das Abgas, das den Katalysatorträger (30) passiert hat, strömt.
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Gemäß dem vorstehenden Aspekt (1) ist es möglich, da zwischen dem stromabwärtigen Abgasrohr und dem Katalysatorträger, d.h. um den Katalysatorträger herum, eine Luftschicht vorgesehen ist, die Wärmerückhalteleistung des Katalysatorträgers zu verbessern, indem ein Einfluss der auf den Katalysatorträger über das stromabwärtige Abgasrohr übertragenen Außenluft verringert wird. Da das während des Passierens des Katalysatorträgers erhitzte Abgas in den Spalt zwischen dem stromabwärtigen Abgasrohr und dem Katalysatorträger strömt, ist es darüber hinaus möglich, gegenüber einer Struktur, bei der Abgas, das nicht den Katalysatorträger passiert hat, in den Spalt strömt, den Katalysatorträger mithilfe einer Luftschicht mit höherer Temperatur zu umgeben. Somit ist es möglich, die Wärmerückhalteleistung des Katalysatorträgers zuverlässig zu verbessern. Daher kann eine umgehende Aktivierung eines Katalysators erzielt und die Reinigungsleistung verbessert werden.
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Da die Wärmerückhalteleistung des Katalysatorträgers verbessert ist, ist es auch möglich, eine Wärmeisolierstruktur dünn zu gestalten und die Katalysatoreinrichtung klein auszuführen.
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Weiterhin wird, wenn der Spalt zwischen dem stromabwärtigen Abgasrohr und dem Katalysatorträger vorgesehen ist, die Größe des Außenrohres verringert, das den Katalysatorträger in diesem abstützt. Aus diesem Grund kann, da eine auf das Außenrohr übertragene Wärmemenge bei einem Temperaturanstieg des Katalysatorträgers abnimmt, eine umgehende Aktivierung des Katalysatorträgers zuverlässiger erzielt werden. Außerdem kann bei verringerter Größe des Außenrohres das Gewicht der Katalysatoreinrichtung reduziert werden.
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(2) In der Katalysatoreinrichtung gemäß dem vorstehenden Aspekt (1) kann ein abströmseitiger Endabschnitt (30d) des Katalysatorträgers (30) auf einer Abströmseite im Vergleich zu einem abströmseitigen Endabschnitt (40d) des Außenrohres (40) angeordnet sein, und der Spalt (G) kann auf einer Abströmseite des abströmseitigen Endabschnitts (40d) des Außenrohres (40) außerhalb des Katalysatorträgers (30) und innerhalb des stromabwärtigen Abgasrohres (20) vorgesehen sein.
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Gemäß dem vorstehenden Aspekt (2) öffnet sich der Spalt auf der Abströmseite zwischen dem abströmseitigen Endabschnitt des Katalysatorträgers und einer inneren Umfangsfläche des stromabwärtigen Abgasrohres. Somit kann, da der Spalt zwischen dem stromabwärtigen Abgasrohr und dem Katalysatorträger mit einem Raum in Verbindung steht, in dem Abgas aus dem Katalysatorträger ausgestoßen wird, das Abgas, das den Katalysatorträger passiert hat, in den Spalt zwischen dem stromabwärtigen Abgasrohr und dem Katalysatorträger strömen.
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(3) In der Katalysatoreinrichtung gemäß dem vorstehenden Aspekt (1) oder (2) kann das stromabwärtige Abgasrohr (20) auf einer Zuströmseite im Vergleich zu dem Katalysatorträger (30) mit dem Außenrohr (40) verbunden sein.
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Gemäß dem vorstehenden Aspekt (3) kann verhindert werden, da der gemeinsame Abschnitt in dem Außenrohr bezüglich des stromabwärtigen Abgasrohres von einer Stelle getrennt ist, die den Katalysatorträger abstützt, dass der gemeinsame Abschnitt des Außenrohres und des stromabwärtigen Abgasrohres von der durch den Katalysator erzeugten Wärme beeinträchtigt wird.
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(4) In der Katalysatoreinrichtung gemäß einem der vorstehenden Aspekte (1) bis (3) weist die Katalysatoreinrichtung Folgendes auf: einen gemeinsamen Abschnitt (B1) des Katalysatorträgers (30) und des Außenrohres (40), wobei ein abströmseitiger Endabschnitt des gemeinsamen Abschnitts (B1) an derselben Stelle wie ein abströmseitiger Endabschnitt (40d) des Außenrohres (40) vorgesehen sein kann.
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Gemäß dem vorstehenden Aspekt (4) ist es möglich, das Außenrohr gegenüber einem Fall zu verkürzen, bei dem der abströmseitige Endabschnitt des Außenrohres auf der Abströmseite im Vergleich zu dem gemeinsamen Abschnitt des Katalysatorträgers und des Außenrohres angeordnet ist. Daher ist es möglich, das Gewicht der Katalysatoreinrichtung zu verringern, indem die Größe des Außenrohres reduziert wird.
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(5) In der Katalysatoreinrichtung gemäß einem der vorstehenden Aspekte (1) bis (4) kann die Katalysatoreinrichtung Folgendes aufweisen: ein stromaufwärtiges Abgasrohr (10), durch das das in den Katalysatorträger (30) eingeführte Abgas strömt; ein Bundelement (50), das von einer Innenseite eines zuströmseitigen Endabschnitts (40u) des Außenrohres (40) zu einer Innenseite eines abströmseitigen Endabschnitts (10d) des stromaufwärtigen Abgasrohres (10) angeordnet ist; und einen Schweißabschnitt (60), der auf einer Außenseite des Bundelements (50) vorgesehen ist und das Außenrohr (40) und das stromaufwärtige Abgasrohr (10) verbindet.
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Gemäß dem vorstehenden Aspekt (5) ist es möglich, da das Außenrohr und das stromaufwärtige Abgasrohr über einen einzigen Schweißabschnitt verbunden werden kann, den Herstellungsprozess gegenüber einem Fall zu vereinfachen, bei dem das Außenrohr und das Bundelement sowie das stromaufwärtige Abgasrohr und das Bundelement getrennt verbunden werden.
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(6) In der Katalysatoreinrichtung gemäß dem vorstehenden Aspekt (5) kann der zuströmseitige Endabschnitt (40u) des Außenrohres (40) beabstandet von dem abströmseitigen Endabschnitt (10d) des stromaufwärtigen Abgasrohres (10) angeordnet werden.
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Gemäß dem vorstehenden Aspekt (6) ist die zwischen dem zuströmseitigen Endabschnitt des Außenrohres und dem abströmseitigen Endabschnitt des stromaufwärtigen Abgasrohres angeordnete Vertiefung auf der Außenseite des Bundelements vorgesehen. Damit ist es möglich, den Schweißabschnitt durch Ausfüllen des Tals mit einer Schweißraupe stabil auszubilden.
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(7) In der Katalysatoreinrichtung gemäß dem vorstehenden Aspekt (5) oder (6) kann ein zuströmseitiger Endabschnitt (20u) des stromabwärtigen Abgasrohres (20) auf der Abströmseite im Vergleich zum zuströmseitigen Endabschnitt (40u) des Außenrohres (40) angeordnet sein und kann über den Schweißabschnitt (60) mit dem Außenrohr (40) verbunden werden.
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Gemäß dem vorstehenden Aspekt (7) kann ein Absatz zum Verbinden des stromabwärtigen Abgasrohres und des Außenrohres als ein Absatz zum Verbinden des Außenrohres und des stromaufwärtigen Abgasrohres zusammengefasst werden. Somit kann der Herstellungsprozess vereinfacht werden.
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Da weiterhin ein Absatz zwischen dem zuströmseitigen Endabschnitt des stromabwärtigen Abgasrohres und dem zuströmseitigen Endabschnitt des Außenrohres ausgebildet ist, ist es möglich, den Schweißabschnitt durch Ausfüllen des Absatzes mit einer Schweißraupe stabil auszubilden.
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(8) In der Katalysatoreinrichtung gemäß einem der vorstehenden Aspekte (1) bis (7) kann ein Außendurchmesser des Spalts (G) mit einem Außendurchmesser des Außenrohres (40) übereinstimmen.
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Gemäß dem vorstehenden Aspekt (8) stimmen ein Innendurchmesser eines Abschnitts des außerhalb des Außenrohres angeordneten, stromabwärtigen Abgasrohres und ein Innendurchmesser eines Abschnitts des außerhalb des Katalysatorträgers angeordneten, stromabwärtigen Abgasrohres miteinander überein. Somit wird ein Schritt zum Ändern des Innendurchmessers des stromabwärtigen Abgasrohres überflüssig, da der Spalt zwischen dem stromabwärtigen Abgasrohr und dem Katalysatorträger ohne Änderung eines Innendurchmessers des stromabwärtigen Abgasrohres vorgesehen werden kann. Daher kann verhindert werden, dass der Herstellungsprozess komplex wird.
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(9) In der Katalysatoreinrichtung gemäß einem der vorstehenden Aspekte (1) bis (8) kann der Katalysatorträger (30) ein Flachblech (31) und Wellblech (32) aufweisen, die derart gewickelt werden, dass sie einander überlagern, und das Flachblech (31) und das Wellblech (32) müssen nur an einem zuströmseitigen Endabschnitt (30u) des Katalysatorträgers (30) miteinander verbunden werden.
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Gemäß dem vorstehenden Aspekt (9) ist es möglich, da die Verformung des Katalysatorträgers aufgrund einer Temperaturänderung auf der Abströmseite im Vergleich zum zuströmseitigen Endabschnitt zulässig ist, eine in dem Katalysatorträger erzeugte Wärmebelastung zu reduzieren.
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(10) In der Katalysatoreinrichtung gemäß einem der vorstehenden Aspekte (1) bis (9) kann das stromabwärtige Abgasrohr (20) einstückig einen Abschnitt (22) mit verringertem Durchmesser auf der Abströmseite im Vergleich zum Katalysatorträger (30) aufweisen, wobei dessen Durchmesser von der Zuströmseite zur Abströmseite hin allmählich abnimmt.
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Gemäß dem vorstehenden Aspekt (10) ist es möglich, den Abschnitt des stromabwärtigen Abgasrohres mit dem darin angeordneten Katalysatorträger und den Abschnitt, dessen Durchmesser zu dem abströmseitigen Endabschnitt des stromabwärtigen Abgasrohres hin abnimmt, als ein einziges Bauteil auszubilden. Somit kann die Anzahl an Bauteilen verringert werden.
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[Vorteilhafte Auswirkungen der Erfindung]
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Gemäß der vorstehend beschriebenen Katalysatoreinrichtung ist es möglich, die Reinigungsleistung zu verbessern.
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Figurenliste
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- 1 zeigt eine rechte Seitenansicht eines Hauptteils eines Motorrades mit einer Abgasvorrichtung in einer in diesem eingebauten Ausführungsform.
- 2 zeigt eine Querschnittsansicht eines Hauptteils der Abgasvorrichtung in der Ausführungsform.
- 3 zeigt ein Diagramm zur Erläuterung eines Katalysatorträgers in der Ausführungsform und zeigt eine perspektivische Ansicht des Katalysatorträgers in dem Ausbildungsprozess.
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[Beschreibung von Ausführungsformen]
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Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachstehend mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. In den in der folgenden Beschreibung verwendeten Zeichnungen gibt ein Pfeil UP eine Richtung nach oben und ein Pfeil FR eine Richtung nach vorn an.
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1 zeigt eine rechte Seitenansicht eines Hauptteils eines Motorrades mit einer Abgasvorrichtung in einer in diesem eingebauten Ausführungsform.
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Wie in 1 dargestellt, weist ein Motorrad 1 einen Verbrennungsmotor 4 (einen Motor) in einem unteren Mittelteil des Fahrzeugs zwischen einem Vorderrad 2 und einem Hinterrad 3 auf. Der Verbrennungsmotor 4 weist ein Kurbelgehäuse 5 und ein Zylinderteil 6 auf, das von einem oberen Abschnitt des Kurbelgehäuses 5 nach oben steht. Das Kurbelgehäuse 5 wird von einem Karosserierahmen 7 abgestützt. Eine Abgasvorrichtung 8 (eine Katalysatoreinrichtung) ist mit einem vorderen Abschnitt des Zylinderteils 6 verbunden. Die Abgasvorrichtung 8 reinigt aus dem Verbrennungsmotor 4 ausgestoßenes Abgas. Das gereinigte Abgas wird über einen Abgasschalldämpfer 9 ausgestoßen. In der folgenden Beschreibung bedeutet eine „Zuströmseite“ eine Zuströmseite eines aus dem Verbrennungsmotor 4 ausgestoßenen Abgasstroms und eine „Abströmseite“ bedeutet eine Abströmseite eines aus dem Verbrennungsmotor 4 ausgestoßenen Abgasstroms.
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2 zeigt eine Querschnittsansicht eines Hauptteils der Abgasvorrichtung in der Ausführungsform.
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Wie in 1 und 2 dargestellt, ist die Abgasvorrichtung 8 insgesamt in einer länglichen Zylinderform ausgebildet. Die Abgasvorrichtung 8 weist ein stromaufwärtiges Abgasrohr 10, das mit dem Zylinderteil 6 des Verbrennungsmotors 4 verbunden ist, ein auf der Abströmseite des stromaufwärtigen Abgasrohres 10 vorgesehenes stromabwärtiges Abgasrohr 20, einen in dem stromabwärtigen Abgasrohr 20 angeordneten Katalysatorträger 30 sowie ein Außenrohr 40, das innerhalb des stromabwärtigen Abgasrohres 20 mit dem stromabwärtigen Abgasrohr 20 verbunden ist und den Katalysatorträger 30 in dem stromabwärtigen Abgasrohr 20 abstützt, als Hauptbestandteile auf.
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Das stromaufwärtige Abgasrohr 10 und das stromabwärtige Abgasrohr 20 bilden Hauptrohre der Abgasvorrichtung 8 und sind miteinander verbunden. In den Katalysatorträger 30 eingebrachtes Abgas strömt durch das stromaufwärtige Abgasrohr 10. Abgas, das den Katalysatorträger 30 passiert hat, strömt durch das stromabwärtige Abgasrohr 20. Ein stromabwärtiger Abschnitt mit einem abströmseitigen Endabschnitt 10d in dem stromaufwärtigen Abgasrohr 10 weist einen Durchmesser auf, der allmählich von der Zuströmseite zur Abströmseite zunimmt. Ein zuströmseitiger Endabschnitt 20u des stromabwärtigen Abgasrohres 20 liegt dem abströmseitigen Endabschnitt 10d des stromaufwärtigen Abgasrohres 10 in einer Richtung gegenüber, in welche Abgas strömt. Ein Innendurchmesser des zuströmseitigen Endabschnitts 20u des stromabwärtigen Abgasrohres 20 ist größer als ein Innendurchmesser des abströmseitigen Endabschnitts 10d des stromaufwärtigen Abgasrohres 10. Das stromabwärtige Abgasrohr 20 weist einstückig einen stromaufwärtigen Abschnitt 21 auf, der den zuströmseitigen Endabschnitt 20u aufweist und sich mit einem gleichbleibenden Innendurchmesser und Außendurchmesser erstreckt, und einen Abschnitt mit verringertem Durchmesser 22, der auf der Abströmseite mit dem stromaufwärtigen Abschnitt 21 verbunden ist und einen Durchmesser hat, der von der Zuströmseite zur Abströmseite hin allmählich abnimmt. Der Katalysatorträger 30 ist in dem stromaufwärtigen Abschnitt 21 angeordnet. Der Abschnitt mit verringertem Durchmesser 22 ist auf der Abströmseite im Vergleich zum Katalysatorträger 30 vorgesehen. Der Abgasschalldämpfer 9 ist mit einem abströmseitigen Endabschnitt des stromabwärtigen Abgasrohres 20 verbunden.
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Wie in 2 dargestellt, ist das Außenrohr 40 zylinderförmig ausgebildet. Ein Außendurchmesser des Außenrohres 40 stimmt mit einem Innendurchmesser des stromaufwärtigen Abschnitts 21 des stromabwärtigen Abgasrohres 20 überein. Das Außenrohr 40 ist fest in den zuströmseitigen Endabschnitt 20u des stromabwärtigen Abgasrohres 20 eingesetzt. Der stromaufwärtige Abschnitt 21 des stromabwärtigen Abgasrohres 20 ist auf einer Außenseite des Außenrohres 40 mit dem Außenrohr 40 verbunden. Ein zuströmseitiger Endabschnitt 40u des Außenrohres 40 befindet sich auf der Zuströmseite im Vergleich zum zuströmseitigen Endabschnitt 20u des stromabwärtigen Abgasrohres 20. Das heißt, das Außenrohr 40 steht stromaufwärts aus dem stromabwärtigen Abgasrohr 20 hervor. Somit ist zwischen dem zuströmseitigen Endabschnitt 40u des Außenrohres 40 und dem zuströmseitigen Endabschnitt 20u des stromabwärtigen Abgasrohres 20 ein Absatz ausgebildet. Der zuströmseitige Endabschnitt 40u des Außenrohres 40 ist in einem Abstand auf der Abströmseite von dem abströmseitigen Endabschnitt 10d des stromaufwärtigen Abgasrohres 10 angeordnet. Ein abströmseitiger Endabschnitt 40d des Außenrohres 40 stützt den Katalysatorträger 30 in diesem ab.
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Der Katalysatorträger 30 ist in dem stromaufwärtigen Abschnitt 21 des stromabwärtigen Abgasrohres 20 angeordnet. Der Katalysatorträger 30 ist säulenförmig ausgebildet und verläuft in einer Richtung, in der Abgas strömt. Ein zuströmseitiger Endabschnitt 30u des Katalysatorträgers 30 befindet sich auf der Abströmseite im Vergleich zu dem zuströmseitigen Endabschnitt 40u des Außenrohres 40 und dem zuströmseitigen Endabschnitt 20u des stromabwärtigen Abgasrohres 20. Ein Mittelabschnitt des Katalysatorträgers 30 befindet sich auf der Abströmseite im Vergleich zum abströmseitigen Endabschnitt 40d des Außenrohres 40. Ein „Mittelabschnitt“ ist in der Ausführungsform ein Abschnitt, der von beiden Enden eines Zielelements gleich weit entfernt ist. Ein abströmseitiger Endabschnitt 30d des Katalysatorträgers 30 befindet sich auf der Abströmseite im Vergleich zum abströmseitigen Endabschnitt 40d des Außenrohres 40 und auf der Zuströmseite im Vergleich zu einem abströmseitigen Endabschnitt des stromaufwärtigen Abschnitts 21 des stromabwärtigen Abgasrohres 20. Der Katalysatorträger 30 ist mit dem Außenrohr 40 verbunden. Um genau zu sein, ist eine äußere Umfangsfläche des stromaufwärtigen Abschnitts einschließlich des zuströmseitigen Endabschnitts 30u des Katalysatorträgers 30 mit einer inneren Umfangsfläche des Außenrohres 40 verlötet. Ein gemeinsamer Abschnitt B1 des Katalysatorträgers 30 und des Außenrohres 40 fällt mit einem Bereich zusammen, in dem sich der Katalysatorträger 30 und das Außenrohr 40 in einer Richtung überlagern, in der Abgas strömt. Das heißt, ein abströmseitiger Endabschnitt des gemeinsamen Abschnitts B1 des Katalysatorträgers 30 und des Außenrohres 40 ist an derselben Stelle vorgesehen wie der abströmseitige Endabschnitt 40d des Außenrohres 40.
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3 zeigt ein Diagramm zur Erläuterung eines Katalysatorträgers in der Ausführungsform und zeigt eine perspektivische Ansicht des Katalysatorträgers in dem Prozess seiner Herstellung.
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Wie in 3 dargestellt, weist der Katalysatorträger 30 ein Flachblech 31 und eine Wellblech 32 auf, die derart gewickelt sind, dass sie einander überlagern, und säulenförmig mit einer Wabenstruktur ausgebildet sind. Das Flachblech 31 und das Wellblech 32 stützen einen Katalysator für Abgas ab. Der Katalysatorträger 30 lässt Abgas innerhalb des äußersten Flachblechs 31 passieren, reinigt das eingebrachte Abgas und stößt das Abgas aus. Das Flachblech 31 und das Wellblech 32, welche den Katalysatorträger 30 bilden, werden in einem gewickelten Zustand derart miteinander verbunden, dass sie einander überlagern. Ein Verfahren zum Wickeln des Katalysatorträgers 30 ist nicht auf das in 3 dargestellte Verfahren beschränkt.
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Wie in den 2 und 3 gezeigt, sind das Flachblech 31 und das Wellblech 32 auf der Zuströmseite im Vergleich zu dem Mittelabschnitt des Katalysatorträgers 30 miteinander verbunden. Das Flachblech 31 und das Wellblech 32 werden durch einen Lötvorgang nur an dem zuströmseitigen Endabschnitt 30u des Katalysatorträgers 30 miteinander verbunden. Ein gemeinsamer Bereich B2 des Flachblechs 31 und des Wellblechs 32 ist in einer Richtung, in der Abgas strömt, schmäler als der gemeinsame Abschnitt B1 des Katalysatorträgers 30 und des Außenrohres 40 vorgesehen. Das heißt, ein abströmseitiger Endabschnitt des gemeinsamen Bereichs B2 des Flachblechs 31 und des Wellblechs 32 befindet sich auf der Zuströmseite im Vergleich zum abströmseitigen Endabschnitt 40d des Außenrohres 40.
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Wie in 2 dargestellt, ist zwischen dem Katalysatorträger 30 und dem stromaufwärtigen Abschnitt 21 des stromabwärtigen Abgasrohres 20 ein Spalt G vorgesehen, in welchen Abgas, das den Katalysatorträger 30 passiert hat, strömt. Der Spalt G ist auf der Abströmseite des abströmseitigen Endabschnitts 40d des Außenrohres 40 außerhalb des Katalysatorträgers 30 und innerhalb des stromaufwärtigen Abschnitts 21 des stromabwärtigen Abgasrohres 20 vorgesehen. Ein Außendurchmesser des Spalts G stimmt mit dem Außendurchmesser des Außenrohres 40 überein. Der Spalt G öffnet sich auf der Abströmseite und steht mit einem Raum in Verbindung, in dem Abgas aus dem Katalysatorträger 30 abgeführt wird. Der Spalt G ist durchgehend über den gesamten Umfang des Katalysatorträgers 30 vorgesehen.
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Die Abgasvorrichtung 8 weist ferner ein Bundelement 50 und einen Schweißabschnitt 60 auf, die zum Verbinden des stromaufwärtigen Abgasrohres 10, des stromabwärtigen Abgasrohres 20 und des Außenrohres 40 ausgeführt sind.
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Das Bundelement 50 ist zylinderförmig ausgebildet. Das Bundelement 50 ist von der Innenseite des zuströmseitigen Endabschnitts 40u des Außenrohres 40 zur Innenseite des abströmseitigen Endabschnitts 10d des stromaufwärtigen Abgasrohres 10 angeordnet. Ein Außendurchmesser des Bundelements 50 stimmt mit einem Innendurchmesser des Außenrohres 40 überein. Das Bundelement 50 wird in den zuströmseitigen Endabschnitt 40u des Außenrohres 40 eingeführt. Ein abströmseitiger Endabschnitt 50d des Bundelements 50 befindet sich auf der Zuströmseite im Vergleich zum zuströmseitigen Endabschnitt 30u des Katalysatorträgers 30. Das Bundelement 50 ist so vorgesehen, dass es stromaufwärts aus dem Außenrohr 40 hervorsteht. Somit wird zwischen einem zuströmseitigen Endabschnitt 50u des Bundelements 50 und dem zuströmseitigen Endabschnitt 40u des Außenrohres 40 ein Absatz gebildet. Der zuströmseitige Endabschnitt 50u des Bundelements 50 wird in den abströmseitigen Endabschnitt 10d des stromaufwärtigen Abgasrohres 10 eingeführt. Somit erstreckt sich eine zwischen dem abströmseitigen Endabschnitt 10d des stromaufwärtigen Abgasrohres 10 und dem zuströmseitigen Endabschnitt 40u des Außenrohres 40 angeordnete Vertiefung V ringförmig auf der Außenseite des Bundelements 50.
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Der Schweißabschnitt 60 ist auf der Außenseite des Bundelements 50 vorgesehen. Der Schweißabschnitt 60 ist eine Schweißraupe, die zum Ausfüllen der Vertiefung V auf der Außenseite des Bundelements 50 vorgesehen ist. Der Schweißabschnitt 60 ist auf der Zuströmseite im Vergleich zum Katalysatorträger 30 vorgesehen. Der Schweißabschnitt 60 ist dazu vorgesehen, den abströmseitigen Endabschnitt 10d des stromaufwärtigen Abgasrohres 10, den zuströmseitigen Endabschnitt 40u des Außenrohres 40 und den zuströmseitigen Endabschnitt 20u des stromabwärtigen Abgasrohres 20 abzudecken. Der Schweißabschnitt 60 verbindet den abströmseitigen Endabschnitt 10d des stromaufwärtigen Abgasrohres 10, das Bundelement 50, den zuströmseitigen Endabschnitt 40u des Außenrohres 40 sowie den zuströmseitigen Endabschnitt 20u des stromabwärtigen Abgasrohres 20. Der Schweißabschnitt 60 verbindet das stromaufwärtige Abgasrohr 10 luftdicht mit dem Bundelement 50. Der Schweißabschnitt 60 verbindet das Bundelement 50 und das Außenrohr 40 und verbindet das Außenrohr 40 und das stromabwärtige Abgasrohr 20. Der Schweißabschnitt 60 schließt zwischen einer äußeren Umfangsfläche des Bundelements 50 und der inneren Umfangsfläche des Außenrohres 40 von der Zuströmseite her ab. Der Schweißabschnitt 60 schließt zwischen einer äußeren Umfangsfläche des Außenrohres 40 und einer inneren Umfangsfläche des stromabwärtigen Abgasrohres 20 von der Zuströmseite her ab.
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Wie vorstehend beschrieben, weist die Abgasvorrichtung 8 in der Ausführungsform das Außenrohr 40, das den Katalysatorträger 30 in diesem abstützt, sowie das stromabwärtige Abgasrohr 20 auf, das mit dem Außenrohr 40 auf der Außenseite des Außenrohres 40 verbunden ist und den zwischen dem stromabwärtigen Abgasrohr 20 und dem Katalysatorträger 30 vorgesehenen Spalt G aufweist, in welchen Abgas strömt, das den Katalysatorträger 30 passiert hat.
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Gemäß der Struktur ist es möglich, da zwischen dem stromabwärtigen Abgasrohr 20 und dem Katalysatorträger 30, d.h. um den Katalysatorträger 30 herum, eine Luftschicht vorgesehen ist, die Wärmerückhalteleistung des Katalysatorträgers 30 zu verbessern, indem ein Einfluss der auf den Katalysatorträger 30 über das stromabwärtige Abgasrohr 20 übertragenen Außenluft vermindert wird. Da weiterhin das während des Passierens des Katalysatorträgers 30 erhitzte Abgas in den Spalt G zwischen dem stromabwärtigen Abgasrohr 20 und dem Katalysatorträger 30 strömt, ist es möglich, den Katalysatorträger 30 mithilfe einer Luftschicht mit höherer Temperatur im Vergleich zu einer Struktur zu umgeben, bei der Abgas, das den Katalysatorträger nicht passiert hat, in den Spalt G strömt. Somit ist es möglich, die Wärmerückhalteleistung des Katalysatorträgers 30 zuverlässig zu verbessern. Daher lässt sich eine frühe Aktivierung eines Katalysators erzielen und die Reinigungsleistung verbessern.
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Da die Wärmerückhalteleistung des Katalysatorträgers 30 verbessert wird, ist es auch möglich, einen Wärmeisolierungsaufbau dünn zu gestalten und die Abgasvorrichtung 8 klein auszuführen.
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Weiterhin wird, wenn der Spalt G zwischen dem stromabwärtigen Abgasrohr 20 und dem Katalysatorträger 30 vorgesehen ist, die Größe des Außenrohres 40, das den Katalysatorträger 30 in diesem abstützt, verringert. Aus diesem Grund ist es möglich, da eine auf das Außenrohr 40 übertragene Wärmemenge abnimmt, wenn eine Temperatur des Katalysatorträgers 30 ansteigt, zuverlässiger eine frühe Aktivierung des Katalysatorträgers 30 zu erzielen. Außerdem kann bei verringerter Größe des Außenrohres 40 das Gewicht der Abgasvorrichtung 8 reduziert werden.
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Der abströmseitige Endabschnitt 30d des Katalysatorträgers 30 befindet sich außerdem auf der Abströmseite im Vergleich zum abströmseitigen Endabschnitt 40d des Außenrohres 40. Der Spalt G ist auf der Abströmseite des abströmseitigen Endabschnitts 40d des Außenrohres 40 außerhalb des Katalysatorträgers 30 und innerhalb des stromabwärtigen Abgasrohres 20 vorgesehen.
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Gemäß der Struktur öffnet sich der Spalt G auf der Abströmseite zwischen dem abströmseitigen Endabschnitt 30d des Katalysatorträgers 30 und der inneren Umfangsfläche des stromabwärtigen Abgasrohres 20. Da somit der Spalt G zwischen dem stromabwärtigen Abgasrohr 20 und dem Katalysatorträger 30 mit einem Raum in Verbindung steht, in dem Abgas aus dem Katalysatorträger 30 abgeführt wird, kann das Abgas, das den Katalysatorträger 30 passiert hat, in den Spalt G zwischen dem stromabwärtigen Abgasrohr 20 und dem Katalysatorträger 30 strömen.
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Außerdem ist das stromabwärtige Abgasrohr 20 mit dem Außenrohr 40 auf der Zuströmseite im Vergleich zum Katalysatorträger 30 verbunden.
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Gemäß der Struktur ist der gemeinsame Abschnitt (nämlich der Schweißabschnitt 60) in dem Außenrohr 40 mit dem stromabwärtigen Abgasrohr 20 von einer Stelle zur Abstützung des Katalysatorträgers 30 getrennt. Somit kann verhindert werden, dass der gemeinsame Abschnitt des Außenrohres 40 und des stromabwärtigen Abgasrohres 20 durch die aufgrund des Katalysators erzeugte Wärme beeinträchtigt wird.
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Ferner ist ein abströmseitiger Endabschnitt des gemeinsamen Abschnitts B1 des Katalysatorträgers 30 und des Außenrohres 40 an derselben Stelle wie der abströmseitige Endabschnitt 40d des Außenrohres 40 vorgesehen.
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Gemäß der Struktur ist es möglich, das Außenrohr 40 gegenüber einem Fall zu verkürzen, bei dem sich der abströmseitige Endabschnitt des Außenrohres auf der Abströmseite im Vergleich zu dem gemeinsamen Abschnitt des Katalysatorträgers und des Außenrohres befindet. Damit kann das Gewicht der Abgasvorrichtung 8 verringert werden, indem die Größe des Außenrohres 40 reduziert wird.
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Außerdem weist die Abgasvorrichtung 8 das von der Innenseite des zuströmseitigen Endabschnittes 40u des Außenrohres 40 zur Innenseite des abströmseitigen Endabschnitts 10d des stromaufwärtigen Abgasrohres 10 angeordnete Bundelement 50 sowie den Schweißabschnitt 60 auf, der auf der Außenseite des Bundelements 50 vorgesehen ist und das Außenrohr 40 mit dem stromaufwärtigen Abgasrohr 10 verbindet.
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Gemäß der Struktur ist es möglich, da das Außenrohr 40 und das stromaufwärtige Abgasrohr 10 über einen einzigen Schweißabschnitt 60 verbunden werden können, den Herstellungsprozess gegenüber einem Fall zu vereinfachen, bei dem das Außenrohr 40 und das Bundelement 50 sowie das stromaufwärtige Abgasrohr 10 und das Bundelement 50 getrennt verbunden werden.
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Da außerdem der zuströmseitige Endabschnitt 40u des Außenrohres 40 beabstandet von dem abströmseitigen Endabschnitt 10d des stromaufwärtigen Abgasrohres 10 angeordnet ist, ist die zwischen dem zuströmseitigen Endabschnitt 40u des Außenrohres 40 und dem abströmseitigen Endabschnitt 10d des stromaufwärtigen Abgasrohres 10 angeordnete Vertiefung V auf der Außenseite des Bundelements 50 vorgesehen. Somit ist es möglich, den Schweißabschnitt 60 durch Ausfüllen der Vertiefung V mit einer Schweißraupe stabil auszubilden.
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Ferner befindet sich der zuströmseitige Endabschnitt 20u des stromabwärtigen Abgasrohres 20 auf der Abströmseite im Vergleich zum zuströmseitigen Endabschnitt 40u des Außenrohres 40 und wird über den Schweißabschnitt 60 mit dem Außenrohr 40 verbunden.
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Gemäß der Struktur kann ein Absatz zum Verbinden des stromabwärtigen Abgasrohres 20 und des Außenrohres 40 als ein Absatz zum Verbinden des Außenrohres 40 und des stromaufwärtigen Abgasrohres 10 zusammengefasst werden. Somit ist es möglich, den Herstellungsprozess zu vereinfachen.
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Darüber hinaus ist es möglich, da der Absatz zwischen dem zuströmseitigen Endabschnitt 20u des stromabwärtigen Abgasrohres 20 und dem zuströmseitigen Endabschnitt 40u des Außenrohres 40 ausgebildet ist, den Schweißabschnitt 60 durch Ausfüllen des Absatzes mit einer Schweißraupe stabil auszubilden.
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Außerdem stimmt ein Außendurchmesser des Spalts G mit dem Außendurchmesser des Außenrohres 40 überein.
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Gemäß der Struktur stimmen ein Innendurchmesser eines Abschnitts des außerhalb des Außenrohres 40 angeordneten, stromabwärtigen Abgasrohres 20 und ein Innendurchmesser eines Abschnitts des außerhalb des Katalysatorträgers 30 angeordneten, stromabwärtigen Abgasrohres 20 miteinander überein. Da der Spalt G zwischen dem stromabwärtigen Abgasrohr 20 und dem Katalysatorträger 30 vorgesehen werden kann, ohne einen Innendurchmesser des stromabwärtigen Abgasrohres 20 zu verändern, wird daher ein Schritt zum Ändern des Innendurchmessers des stromabwärtigen Abgasrohres 20 überflüssig. Somit kann verhindert werden, dass der Herstellungsprozess komplex wird.
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Der Katalysatorträger 30 wird außerdem durch Wickeln des Flachblechs 31 und des Wellblechs 32 derart gebildet, dass diese einander überlagern und das Flachblech 31 und das Wellblech 32 nur an dem zuströmseitigen Endabschnitt 30u des Katalysatorträgers 30 miteinander verbunden werden.
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Gemäß der Struktur kann, da die Verformung des Katalysatorträgers 30 aufgrund einer Temperaturänderung auf der Abströmseite im Vergleich zum zuströmseitigen Endabschnitt 30u zulässig ist, in dem Katalysatorträger 30 erzeugte Wärmebelastung reduziert werden.
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Weiterhin hat das stromabwärtige Abgasrohr 20 den Bereich 22 mit verringertem Durchmesser einstückig auf der Abströmseite im Vergleich zu dem Katalysatorträger 30, dessen Durchmesser von der Zuströmseite zur Abströmseite hin allmählich abnimmt.
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Gemäß der Struktur ist es möglich, den Abschnitt (den stromaufwärtigen Abschnitt 21) des stromabwärtigen Abgasrohres 20 mit dem darin angeordneten Katalysatorträger 30 und den Abschnitt (den Abschnitt 22 mit verringertem Durchmesser), dessen Durchmesser in Richtung des abströmseitigen Endabschnitts 20 des stromabwärtigen Abgasrohres abnimmt, als ein einziges Bauteil auszubilden. Somit kann die Anzahl an Bauteilen reduziert werden.
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Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebene Ausführungsform beschränkt, die mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben ist, und es sind verschiedene abgewandelte Beispiele in deren technischem Bereich denkbar.
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Auch wenn beispielsweise in der vorstehenden Ausführungsform ein Beispiel beschrieben worden ist, in dem eine Katalysatoreinrichtung der vorliegenden Erfindung auf eine Abgasvorrichtung eines Motorrades angewandt wird, ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt. Die Katalysatoreinrichtung der vorliegenden Erfindung kann in verschiedene Fahrzeuge mit einem Verbrennungsmotor eingebaut werden und kann beispielsweise auf eine Abgasvorrichtung für ein Dreirad oder ein vierrädriges Fahrzeug angewandt werden.
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Auch wenn das Flachblech 31 und das Wellblech 32 des Katalysatorträgers 30 in der vorstehenden Ausführungsform durch Verlöten miteinander verbunden werden, ist die vorliegende Erfindung auch nicht darauf beschränkt. Das Flachblech 31 und das Wellblech 32 können durch Diffusionsverbinden miteinander verbunden werden. Dies gilt auch für das Verbinden zwischen dem Katalysatorträger 30 und dem Außenrohr 40.
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Auch wenn der zuströmseitige Endabschnitt 50u des Bundelements 50 in den abströmseitigen Endabschnitt 10d des stromaufwärtigen Abgasrohres 10 in der vorstehenden Ausführungsform eingeführt wird, ist die vorliegende Erfindung weiterhin nicht darauf beschränkt. Das Bundelement und das stromaufwärtige Abgasrohr müssen nur luftdicht miteinander verbunden werden. Beispielsweise kann ein zuströmseitiger Endabschnitt des Bundelements an derselben Stelle wie ein abströmseitiger Endabschnitt des stromaufwärtigen Abgasrohres in einer Richtung angeordnet werden, in der Abgas strömt. Zusätzlich können das Bundelement und das stromaufwärtige Abgasrohr ein einziges Element darstellen, in dem das Bundelement und das stromaufwärtige Abgasrohr einstückig ausgebildet sind.
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Auch wenn in der vorstehenden Ausführungsform der Katalysatorträger 30 vor dem Verbrennungsmotor 4, wie in 1 gezeigt, angeordnet ist, ist auch eine Position des Katalysatorträgers 30 nicht besonders beschränkt. Der Katalysatorträger 30 kann beispielsweise unter dem Verbrennungsmotor 4 angeordnet sein.
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Auch wenn die gesamte Abgasvorrichtung 8 in der vorstehenden Ausführungsform als die Katalysatoreinrichtung der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird, ist weiterhin die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt. Die Katalysatoreinrichtung kann ein Teil der Abgasvorrichtung sein. Außerdem kann die Abgasvorrichtung ferner eine Hitzeschildröhre bezüglich der Außenseite aufweisen, die zum Abdecken des stromaufwärtigen Abschnitts 21 des stromabwärtigen Abgasrohres 20 um den Katalysatorträger 30 herum vorgesehen ist.
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Außerdem ist es möglich, die Bestandteile in der vorstehend beschriebenen Ausführungsform gegebenenfalls durch bekannte Bestandteile zu ersetzen, ohne vom Kern der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
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Bezugszeichenliste
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- 4
- Verbrennungsmotor
- 8
- Abgasvorrichtung (Katalysatoreinrichtung)
- 10
- stromaufwärtiges Abgasrohr
- 10d
- abströmseitiger Endabschnitt des stromaufwärtigen Abgasrohres
- 20
- stromabwärtiges Abgasrohr
- 20u
- zuströmseitiger Endabschnitt des stromabwärtigen Abgasrohres
- 22
- Abschnitt mit verringertem Durchmesser
- 30
- Katalysatorträger
- 30d
- abströmseitiger Endabschnitt des Katalysatorträgers
- 30u
- zuströmseitiger Endabschnitt des Katalysatorträgers
- 31
- Flachblech
- 32
- Wellblech
- 40
- Außenrohr
- 40d
- abströmseitiger Endabschnitt des Außenrohres
- 40u
- zuströmseitiger Endabschnitt des Außenrohres
- 50
- Bundelement
- 60
- Schweißabschnitt
- B1
- gemeinsamer Abschnitt
- G
- Spalt
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2019075577 [0001]
- JP H791239 [0003]
