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Der
Gegenstand der Erfindung bezieht sich auf eine Katalysatorträgeranordnung
und eine Baueinheit sowie auf ein Abgassystem einer Verbrennungskraftmaschine.
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Zur
katalytischen Umsetzung von Komponenten eines Abgases einer Verbrennungskraftmaschine
ist es bekannt, auf einem Katalysatorträgerkörper wenigstens eine katalytisch
wirkende Substanz aufzubringen. Der Katalysatorträgerkörper weist
für ein
Abgas durchströmbare
Gaskanäle
auf. Die Gaskanäle
erstrecken sich in Längsrichtung
des Katalysatorträgerkörpers. Es
ist bekannt, einen Katalysatorträgerkörper wabenförmig auszubilden.
Der Katalysatorträgerkörper kann
aus wenigstens teilweise strukturierten Blechlagen gebildet sein.
Ferner sind Katalysatorträgerkörper bekannt,
die aus einem keramischen Werkstoff bestehen. Solche Katalysatorträgerkörper werden
extrudiert.
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Der
Katalysatorträgerkörper wird
in einem Gehäuse
angeordnet, welches ein Teil eines Abgassystems ist. In Abhängigkeit
von dem Material des Katalysatorträgerkörpers sind unterschiedliche
Ausgestaltungen des Gehäuses
bekannt.
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Durch
die
WO 90/02 251 A1 ein
Gehäuse
mit einem Katalysatorträgerkörper bekannt,
welches insbesondere für
einen motornahen Einbau innerhalb des Abgassystems geeignet ist.
Das Gehäuse
weist einen größeren Querschnitt
auf als der Katalysatorträgerkörper. Das
Gehäuse
weist eine etwa rechteckförmige Öffnung auf,
deren Länge
größer als
die maximale Länge
des Katalysatorträgerkörpers und
deren Breite größer als
die maximale Breite des Katalysatorträgerkörpers sind. Der Katalysatorträgerkörper ist
an einer flachen oder gewölbten
Halteplatte befestigt, die eine größere Länge und Breite hat als die Öffnung im
Gehäuse.
Die Halteplatte dient als Verschlußdeckel des Gehäuses, wobei
der Katalysatorträgerkörper in
einen Innen raum des Gehäuses
hineinragt. Hierdurch wird ein vereinfachter Ein- und Ausbau des
Katalysatorträgerkörpers in
das oder aus dem Gehäuse
ermöglicht.
Weitere motornah einsetzbare Katalysatorträgerkörper sind beispielsweise aus der
DE 43 22 526 A1 ,
DE 26 35 725 A1 ,
DE 43 17 092 A1 und
der
DE 40 38 169 C2 bekannt.
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Weitere
Ausgestaltungen von Katalysatorträgeranordnungen sind beispielsweise
durch die
WO 96/27
735 A1 ,
WO
97/01 698 A1 und
WO
96/19 647 A1 bekannt.
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Insbesondere
bei Verbrennungskraftmaschinen, die in Personenkraftfahrzeugen eingebaut
werden, ist ein motornaher Einbau eines Katalysatorträgerkörpers nicht
unproblematisch, da die räumlichen Gegebenheiten
innerhalb eines Motorraumes des Fahrzeugs relativ beengt sind.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt die Zielsetzung zugrunde, eine Katalysatorträgeranordnung
anzugeben, die eine Anordnung des Katalysatorträgerkörpers in der Nähe der Verbrennungskraftmaschine ermöglicht.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist, eine Baueinheit anzugeben,
durch die eine Montage von wenigstens zwei Katalysatorträgerkörpern in
der Nähe
der Verbrennungskraftmaschine vereinfacht wird. Ein weiteres Ziel
der Erfindung ist, ein Abgassystem einer Verbrennungskraftmaschine
anzugeben, welches mit einem geringen Aufwand herstellbar ist.
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Diese
Aufgabe wird durch eine Katalysatorträgeranordnung nach Anspruch
1, eine Baueinheit nach Anspruch 18 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen
und Ausgestaltungen, der Katalysatorträgeranordnung, und der Baueinheit
sind Gegenstand der jeweiligen Unteransprüche.
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Die
erfindungsgemäße Ausgestaltung
der Katalysatoranordnung weist ein Gehäuse auf, in dem ein Katalysatorträgerkörper mit
einer Vielzahl von durch Trennwänden
voneinander getrennten, sich in einer axialen Richtung des Katalysatorträgerkörpers erstreckenden,
Kanälen
angeordnet ist. Das Gehäuse
erstreckt sich wenigstens teilweise in einer axialen Richtung des
Katalysatroträgerkörpers. Die
erfindungsgemäße Anordnung
weist ein Gehäuse
auf, das wenigstens einen im wesentlichen radial auswärts gerichteten,
den Katalysatorträgerkörper wenigstens
teilweise umgebenden, Kragen aufweist, der zwischen einen Zylinderkopf
und einen Krümmer einer
Verbrennungskraftmaschine anordenbar ist. Erfindungsgemäß wird das
Gehäuse
durch wenigstens zwei Gehäuseteile
gebildet ist, wobei sich jedes Gehäuseteil über ein Teil der Längserstreckung
des Katalysatorträgerkörpers erstreckt.
Durch diese Ausgestaltung der Katalysatorträgeranordnung wird eine motornahe
Anordnung eines Katalysatorträgerkörpers ermöglicht.
Durch diese Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Katalysatorträgeranordnung
wird auch eine Nachrüstung
bereits vorhandener Verbrennungskraftmaschinen ermöglicht,
wodurch eine Emission bestimmter Schadstoffkomponenten des Abgases
verringert werden kann.
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Vorzugsweise
weist die Katalysatorträgeranordnung
solche Abmessungen auf, daß der
Katalysatorträgerkörper wenigstens
teilweise in einen Auslaßkanal
einer Verbrennungskraftmaschine eingebracht werden kann. Durch diese
Anordnung wird erreicht, daß der
Katalysatorträgerkörper, der
mit einem Katalysator versehen ist, rasch auf seine Betriebstemperatur
gebracht werden kann, so daß eine Verringerung
des Ausstoßes
von Schadstoffkomponenten während
einer Kaltstartphase einer Verbrennungskraftmaschine, insbesondere
eines Motors eines Fahrzeugs, erreicht wird.
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Nach
einer vorteilhaften Ausgestaltung der Katalysatorträgeranordnung
wird vorgeschlagen, daß das
Gehäuse
eine Erstreckung in axialer Richtung des Katalysatorträgerkörpers aufweist,
die kleine, vorzugsweise wesentlich kleiner, als eine Länge des
Katalysatorträgerkörpers ist.
Das Gehäuse
kann auch durch den Kragen selbst gebildet sein, so daß wenigstens
bzw. lediglich der Kragen den Katalysatorträgerkörper hält. Hierdurch wird erreicht,
daß die
Katalysatorträgeranordnung
eine relativ geringe Wärmespeichermasse
aufweist, so daß eine
Betriebstemperatur der Katalysator trägeranordnung schneller erreicht
werden kann. Ein weiterer Vorzug dieser Ausgestaltung ist darin
zu sehen, daß die
Außenabmessungen
der Katalysatorträgeranordnung
auf ein notwendiges Maß reduziert
werden kann, so daß bei einer
Anordnung der Katalysatorträgeranordnung
in einem Auslaß einer
Verbrennungskraftmaschine ein Vergrößern eines Auslaßkanals
nicht notwendig ist. Es wird auch erreicht, daß der freie Strömungsquerschnitt
im Auslaßkanal
durch die Katalysatorträgeranordnung
nur unwesentlich verringert wird bzw. das Strömungsverhalten des Abgases
beeinflußt
wird.
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Ein
Gehäuse,
dessen Erstreckung in axialer Richtung des Katalysatorträgerkörpers kleiner,
vorzugsweise wesentlich kleiner, ist als eine Länge des Katalysatorträgerkörpers, ist
insbesondere dazu geeignet metallische Katalysatorträgerkörper, die
spiralig gewunden sind, aufzunehmen.
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Soll
statt eines spiralig gewundenen Katalysatorträgerkörpers beispielsweise ein S-förmig gewundener Katalysatorträgerkörper im
Gehäuse
angeordnet werden, so wird erfindungsgemäß das Gehäuse durch wenigstens zwei Gehäuseteile
gebildet, wobei sich jedes Gehäuseteil über ein
Teil der Längserstreckung
des Katalysatorträgerkörpers erstreckt. Diese
Ausgestaltung des Gehäuses
hat den Vorteil, daß ein
Aufspreizen des Katalysatorträgerkörpers durch
die Gehäuseteile
verhindert wird. Es ist nicht notwendig, daß die Gesamtlänge der
einzelnen Gehäuseteile
der Gesamtlänge
des Katalysatorträgerkörpers entspricht.
Zwischen einzelnen Gehäuseteilen
können
freie Abschnitte vorliegen.
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Nach
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Katalysatorträgeranordnung
wird vorgeschlagen, daß der
Kragen oder die Gehäuseteile ringförmig ausgebildet
ist bzw. sind. Diese Ausgestaltung hat den Vorzug, daß das Gehäuse bzw.
die Gehäuseteile
relativ einfach herstellbar sind. Die Außenkontur des Gehäuses bzw.
der Gehäu seteile
entspricht vorzugsweise dem Querschnitt des Auslaßkanals
bzw. des sich an den Auslaßkanal
anschließenden
Abgaßströmungswegs.
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Nach
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen,
daß der
Kragen mit einem Gehäuse
oder mit einem Gehäuseteil eine
einteilige, insbesondere eine einstückige, Trageinheit bildet.
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Dies
hat den Vorteil, daß eine
Manipulation mehrere Teile nicht notwendig ist. Insbesondere wird vorgeschlagen,
daß die
Trageinheit durch einen Umformvorgang hergestellt ist. Diese Herstellungsart
ermöglicht
eine kostengünstige
Herstellung der Trageinheit. Der Vorteil dieses Herstellungsvorgangs
kann auch darin gesehen werden, daß der Umformvorgang rasch und
mit einer hohen Maßhaltigkeit
verwirklicht werden kann. Vorzugsweise erfolgt die Herstellung der
Trageinheit durch einen Tiefziehvorgang.
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Alternativ
zu einem Umformvorgang wird vorgeschlagen, daß die Trageinheit durch einen
Urformvorgang hergestellt ist. Vorzugsweise besteht die Trageinheit
wenigstens teilweise aus einem Sintermetall.
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Nach
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Trageinheit wird
vorgeschlagen, daß das Gehäuse oder
ein Gehäuseteil
wenigstens einen zur Anlage an einen Katalysatorträgerkörper bringbaren Anschlag
aufweist. Hierdurch wird eine definierte Einbaulage eines Katalysatorträgerkörpers innerhalb des
Gehäuses
bzw. des Gehäuseteiles
ermöglicht. Vorzugsweise
weist das die Trageinheit bildende Gehäuseteil einen solchen Anschlag.
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Vorzugsweise
ist die Katalysatorträgeranordnung
so ausgestaltet, daß der
Kragen wenigstens eine Dichtfläche
zur gasdichtenden Verbindung mit einem Krümmer und einem Zylinderkopf
aufweist. Die Dichtfläche
ist vorzugsweise ringförmig
ausgebil det, so daß diese
den Katalysatorträgerkörper umgibt.
Bevorzugt ist hierbei eine Ausgestaltung der Katalysatoranordnung,
bei der der Kragen selbst eine Dichtung bildet.
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Eine
solche Ausgestaltung der Katalysatorträgeranordnung ist besonders
bei einer unmittelbaren Anordnung der Katalysatorträgeranordnung
an der Verbrennungskraftmaschine geeignet, da auf zusätzliche
Dichtungsmittel verzichtet werden kann. So bildet der Kragen eine
Dichtung zwischen einem Motorblock und einem Krümmer der Verbrennungskraftmaschine.
Durch die Nähe
der Katalysatorträgeranordnung
zum Verbrennungsraum einer Verbrennungskraftmaschine wird ein relativ
schnelles Aufheizen des Katalysatorträgerkörpers erreicht, wodurch innerhalb
kurzer Zeit die Katalysatorträgeranordnung ihre
volle Wirksamkeit entfalten kann. Vorzugsweise bildet der Kragen
eine metallische Dichtung.
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In
Abhängigkeit
von der Geometrie der Dichtung ist es unter Umständen zweckmäßig der Kragen mit wenigstens
einem Dichtungselement auszugestalten, wodurch die Herstellungskosten
des Kragens verringert werden können,
da eine genaue Ausbildung von Dichtflächen am Kragen nicht notwendig ist.
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Nach
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Katalysatorträgeranordnung
wird vorgeschlagen, daß der
Kragen einen dem Gehäuse
bzw. den Gehäuseteilen
benachbarten Abschnitt aufweist, der einen im wesentlichen dreiecksförmigen Querschnitt
hat. Statt eines dreieckförmigen
Querschnitts kann der Abschnitt auch einen rechteckförmigen Querschnitt
aufweisen. Weitere Querschnittsformen des Kragens sind möglich. Durch
diese Ausgestaltungen des Kragens wird eine relativ große Dichtfläche erreicht.
Die Ausgestaltung des Kragens hat auch den Vorteil, daß die Katalysatorträgeranordnung
im Einbauzustand selbstzentrierend ist. Andere Geometrien bzw. Querschnitte
des Kragens sind möglich.
Diese hängen
im wesentlichen von der Ausgestaltung des Krümmers bzw. des Auslaßkanals des
Zylinderkopfes ab.
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Nach
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Katalysatorträgeranordnung
wird vorgeschlagen, daß der
Kragen wenigstens einen plattenförmigen
Abschnitt aufweist. Der plattenförmige
Abschnitt kann sich auch an den dreieckförmigen bzw. rechteckförmigen Abschnitt
des Kragens anschließen.
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Bei
einem plattenförmigen
Abschnitt des Kragens kann dieser so ausgebildet sein, daß der plattenförmige Abschnitt
des Kragens eine Flachdichtung, insbesondere eine metallische Flachdichtung,
bildet. Der Kragen als solcher kann auch selbst plattenförmig sein.
Unter plattenförmig
wird eine Geometriestruktur verstanden, bei der die Dicke des Kragens
im Verhältnis
zu den weiteren geometrischen Abmessungen des Kragens wesentlich
kleiner ist. In diesem Sinne kann ein plattenförmiger Kragen auch ein bandförmiger Kragen
sein.
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Gemäß einer
weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Katalysatorträgeranordnung
wird vorgeschlagen, daß der
Katalysatorträgerkörper ein
metallischer Katalysatorträgerkörper ist.
Vorzugsweise handelt es sich hierbei um einen monolithischen Wabenkörper. Die
Verwendung eines metallischen Katalysatorträgerkörpers hat den Vorteil, daß der Katalysatorträgerkörper wenigstens
mit der Trageinheit verlötbar
ist. Ein weiterer Vorteil dieser Ausgestaltung der Katalysatorträgeranordnung
ist eine erhöhte
Stabilität
der Katalysatorträgeranordnung,
die dadurch erreicht wird, daß der
Katalysatorträgerkörper mit
der Trageinheit verlötet
ist. Durch diese Ausgestaltung wird auch erreicht, daß die vom
Katalysatorträgerkörper und/oder
einem Gehäuseteil
bewirkten Kräfte
in den Kragen eingeleitet werden.
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Der
metallische Katalysatorträgerkörper kann
aus wenigstens teilweise strukturierten Blechlagen bestehen. Alternativ
kann der Katalysatorträgerkörper aus
einem Sintermetall hergestellt sein.
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Anstelle
eines metallischen Katalysatorträgerkörpers kann
auch ein keramischer Katalysatorträgerkörper verwendet werden. Hierbei
ist jedoch zu beachten, daß die
unterschiedlichen thermischen Dehnungen aufgrund verschiedener Ausdehnungskoeffizienten
der Werkstoffe des Katalysatorträgerkörpers und
des Gehäuses,
bei dem es sich um ein metallisches Gehäuse handelt, durch entsprechende Maßnahmen
kompensiert werden müssen.
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Nach
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Katalysatorträgeranordnung
wird vorgeschlagen, daß der
Katalysatorträgerkörper wenigstens
einen Bereich aufweist, der wenigstens einen Kanal hat, der gegenüber den
weiteren Kanälen
einen vergrößerten Querschnitt
aufweist. Durch diese Maßnahme
wird bewirkt, daß das
Strömungsverhalten
des Abgasstromes nicht oder nur in einem sehr geringen Maße durch
den Katalysatorträger
beeinflußt
wird. Diese Beeinflussung ist insbesondere dann von Bedeutung, wenn
diese eine Rückkopplung auf
die Gemischbildung innerhalb eines Verbrennungsraumes einer Verbrennungskraftmaschine
hat.
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Weiterhin
wird eine Baueinheit mit wenigstens zwei erfindungsgemäßen Katalysatorträgeranordnungen
vorgeschlagen, wobei die Katalysatorträgeranordnungen einen gemeinsamen
Kragen aufweisen. Die Anzahl der Katalysatorträgeranordnungen entspricht vorzugsweise
einer Anzahl der Auslaßkanäle einer
Verbrennungskraftmaschine. Hierdurch kann der Montageaufwand der
Katalysatorträgeranordnungen
verringert werden. Insbesondere bei einer Baueinheit, deren Anzahl
der Katalysatorträgeranordnungen
der Anzahl der Auslaßkanäle einer
Verbrennungskraftmaschine entspricht, kann bei geeigneter Ausgestaltung
der Verbrennungskraftmaschine und an diese angepaßte Ausbildung
der Baueinheit, diese Baueinheit unmittelbar mit der Verbrennungskraftmaschine
verbunden werden, so daß ein Teil
eines jeden Katalysatorträgerkörpers in
einen Auslaßkanal
der Verbrennungskraftmaschine hineinragt.
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Vorzugsweise
ist eine solche Baueinheit derart ausgestaltet, daß ein jeder
Katalysatorträger
innerhalb einer Dichtfläche
angeordnet ist. Alternativ können
für jeden
Katalysatorträger
an dem gemeinsamen Kragen entsprechende Dichtungen ausgebildet sein.
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Weiterhin
wird ein Abgassystem einer Verbrennungskraftmaschine mit einer erfindungsgemäßen Katalysatorträgeranordnung
und/oder mit einer erfindungsgemäßen Baueinheit
vorgeschlagen, wobei das Abgassystem wenigstens einen Abgasströmungsweg
aufweist, in dem ein Katalysatorträgerkörper wenigstens teilweise angeordnet
ist. Das Abgassystem ermöglicht
einen Einbau von Katalysatorträgerkörpern in
unmittelbarer Nähe
einer Verbrennungskraftmaschine.
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Vorzugsweise
ist in einem jeden Strömungsweg
jeweils ein Katalysatorträgerkörper angeordnet, wodurch
eine Reduktion der Emission von Schadstoffkomponenten des Abgases
verringert werden kann.
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Um
eine möglichst
hohe Wirksamkeit des Abgassystems zu bewirken, und um Bypaßströmungen einen
Abgases zu vermeiden wird vorgeschlagen, daß jeder Katalysatorträgerkörper mit
einem Gehäuse
einen Querschnitt aufweist, der im wesentlichen einem Querschnitt
eines Abgasströmungsweges
entspricht.
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Nach
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Abgassystems mit
wenigstens einem Krümmer,
der wenigstens einen Flansch zum Anschluß an eine Verbrennungskraftmaschine
aufweist, wird vorgeschlagen, daß der Kragen wenigstens teilweise
an dem Flansch anliegt. Insbesondere ist der Kragen so ausgebildet,
daß dieser
gasdicht mit dem Flansch verbindbar ist.
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Weitere
Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden anhand der in der
Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele
erläutert.
Es zeigen:
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1 im
Schnitt ein erstes Ausführungsbeispiel
einer Katalysatorträgeranordnung,
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2 im
Schnitt ein zweites Ausführungsbeispiel
einer Katalysatorträgeranordnung,
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3 die
Katalysatorträgeranordnung
nach 1 bis 2 in einer Vorderansicht,
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4 ein
drittes Ausführungsbeispiel
einer Katalysatorträgeranordnung
im Schnitt,
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5 ein
viertes Ausführungsbeispiel
einer Katalysatorträgeranordnung
im Schnitt,
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6 ein
fünftes
Ausführungsbeispiel
einer Katalysatorträgeranordnung
im Schnitt,
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7 im
Schnitt ein sechstes Ausführungsbeispiel
einer Katalysatorträgeranordnung,
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8 ein
siebtes Ausführungsbeispiel
einer Katalysatorträgeranordnung,
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9 ein
achtes Ausführungsbeispiel
einer Katalysatorträgeranordnung
in einer Vorderansicht,
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10 die
Katalysatorträgeranordnung nach 9 in
einer Seitenansicht und im Vollschnitt,
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11 vergrößert eine
Einzelheit X nach 10,
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12 ein
neuntes Ausführungsbeispiel
einer Katalysatorträgeranordnung
in einer Vorderansicht,
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13 die
Katalysatorträgeranordnung nach 12 in
einer Seitenansicht und im Vollschnitt,
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14 eine
Einzelheit X nach 13,
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15 ein
zehntes Ausführungsbeispiel
einer Katalysatorträgeranordnung
im Vollschnitt,
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16 eine
Einzelheit X nach 15,
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17 ein
elftes Ausführungsbeispiel
einer Katalysatorträgeranordnung
in einer Vorderansicht,
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18 die
Katalysatorträgeranordnung nach 17 in
einer Seitenansicht und im Schnitt,
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19 vergrößert eine
Einzelheit X nach 18,
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20 ein
zwölftes
Ausführungsbeispiel
einer Katalysatorträgeranordnung
in einer Vorderansicht,
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21 die
Katalysatorträgeranordnung nach 20 im
Vollschnitt,
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22 eine
Einzelheit X nach 21,
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23 ein
erstes Ausführungsbeispiel
einer Trageinheit in einer Vorderansicht und im Vollschnitt,
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24 eine
Draufsicht der Trageinheit nach 23,
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25 ein
zweites Ausführungsbeispiel
einer Trageinheit in einer Vorderansicht und im Vollschnitt,
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26 die
Trageinheit nach 25 in einer Draufsicht,
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27 eine
Anordnung einer Trageinheit mit Katalysatorträgerkörpern im Vollschnitt,
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28 die
Anordnung nach 27 in einer Draufsicht,
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29 ein
drittes Ausführungsbeispiel
einer Trageinheit mit Katalysatorträgerkörpern in einer Draufsicht und
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30 ein
Teil eines Abgassystems im Vollschnitt.
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1 zeigt
ein erstes Ausführungsbeispiel einer
Katalysatorträgeranordnung
im Vollschnitt. Die Katalysatorträgeranordnung weist ein Gehäuse 1 auf.
In dem Gehäuse 1 ist
ein Katalysatorträgerkörper 4 angeordnet.
Der Katalysatorträgerkörper 4 weist
eine Vielzahl von durch Trennwände 7 voneinander
getrennte Kanäle 8 auf.
Die Kanäle 8 erstrecken
sich in axialer Richtung des Katalysatorträgerkörpers 4. Mit dem Bezugszeichen 12 ist
eine Langsachse des Katalysatorträgerkörpers 4 bezeichnet.
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Das
Gehäuse 1 erstreckt
sich in dem dargestellten Ausführungsbeispiel über die
gesamte axiale Erstreckung des Katalysatorträgerkörpers 4. Das Gehäuse 1 weist
einen radial auswärts
gerichteten Kragen 5 auf. Der Kragen 5 ist umlaufend
ausgebildet. Er umgibt den Katalysatorträgerkörper 4. Der Kragen 5 ist
zwischen einem Zylinderkopf 16 und einem Krümmer 20 einer
Verbrennungskraftmaschine angeordnet. Wie aus der 1 ersichtlich
ist, ragt der Katalysatorträgerkörper 4 teilweise
in einen Auslaßkanal 17 des
Zylinderkopfes 16 einer nicht dargestellten Verbrennungskraftmaschine
hinein. Ein weiterer Teil des Katalysatorträgerkörpers 4 ragt in einen
Abgaskanal 21 des Krümmers 20 hinein.
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In
dem dargestellten Ausführungsbeispiel weist
der Kragen 5 einen im wesentlichen dreieckförmigen Querschnitt
auf. Die Seitenflächen 34, 35 des Kragens 5 bilden
Dichtflächen.
Die Seitenfläche 34 liegt
an einer am Zylinderkopf 16 durch eine Fase 33 gebildete
Dichtfläche
an. Die Seitenfläche 35 liegt
an einer durch eine Fase 32 am Krümmer 20 gebildete Dichtfläche an.
Die Fasen 32, 33 begrenzen eine Aufnahme, in der
der Kragen 5 gehaltert ist. Durch die Ausgestaltung des
Kragens 5 sowie der Fasen 32, 33 wird
die Katalysatorträgeranordnung
durch den Zylinderkopf 16 und den Krümmer 20 in einer vorgegebenen
Position gehalten. Zur ggf. weiteren Abdichtung einer Trennfuge
zwischen dem Zylinderkopf 16 und dem Krümmer 20 ist eine Dichtung 31 vorgesehen. Ist
die Abdichtung zwischen dem Kragen 5 und dem Zylinderkopf 16 sowie
dem Krümmer 20 ausreichend,
so kann ggf. auf die Dichtung 31 verzichtet werden.
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Die
Außenkontur
der Katalysatorträgeranordnung
umfassend das Gehäuse 1 mit
dem Katalysatorträgerkörper 4 entspricht
im wesentlichen der Innenkontur des Auslaßkanals 17 bzw. des
Abgaskanals 21.
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In
dem in der 1 dargestellten Ausführungsbeispiel
einer Katalysatorträgeranordnung
ist der Kragen 5 mit dem Gehäuse 1 einstückig ausgebildet.
Der Kragen 5 und das Gehäuse 1 können aus einem
Sintermetall bestehen. Das Gehäuse 1 sowie der
Kragen 5 können
auch beispielsweise durch einen Umformvorgang, insbesondere durch
Kneten, hergestellt sein.
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2 zeigt
ein zweites Ausführungsbeispiel einer
Katalysatorträgeranordnung
im Vollschnitt. Die Katalysatorträgeranordnung weist ein Gehäuse 1 auf.
In dem Gehäu se 1 ist
ein Katalysatorträgerkörper 4 angeordnet.
Der Katalysatorträgerkörper 4 weist
voneinander getrennte, sich in einer axialen Richtung des Katalysatorträgerkörpers 4 erstreckende
Kanäle 8 auf.
Die Kanäle 8 sind
durch Trennwände 7 voneinander
getrennt.
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Das
Gehäuse 1 weist
einen radial auswärts gerichteten
Kragen 5 auf. Der Kragen 5 ist umlaufend ausgebildet.
Er weist einen im wesentlichen rechteckförmigen Querschnitt auf. Der
Kragen 5 ist zwischen einem Zylinderkopf 16 und
einem Krümmer 20 angeordnet.
Der Zylinderkopf 16 und der Krümmer 20 weisen Ausnehmungen
auf, in die der Kragen 5 eingebracht ist. In einer Trennfuge
zwischen dem Zylinderkopf 16 und dem Krümmer 20 ist eine Dichtung 31 angeordnet,
die eine gasdichte Verbindung zwischen dem Zylinderkopf 16 und
dem Krümmer 20 bildet.
Der Kragen 5 weist Seitenflächen 34, 35 auf,
die gegenüberliegend
ausgebildet sind. Die Seitenflächen 34, 35 können zugleich
Dichtflächen
bilden. Die Seitenfläche 34 liegt
am Zylinderkopf 16 und die Seitenfläche 35 liegt am Krümmer 20 an.
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In
dem dargestellten Ausführungsbeispiel ragt
ein Teil des Katalysatorträgerkörpers 4 in
einen Auslaßkanal 17 des
Zylinderkopfs 16 hinein. Ein Teil des Katalysatorträgerkörpers 4 ragt
in einen Abgaskanal 21 des Krümmers 20 hinein.
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In
der
3 ist die Katalysatoranordnung nach
1 bzw.
2 in
einer Seitenansicht dargestellt. Die
3 zeigt
einen Katalysatorträgerkörper
4,
der durch glatte
29 und strukturierte
30 Bleche
gebildet ist, die im wesentlichen S-förmig verschlungen sind. Andere
Ausgestaltungen des Katalysatorkörpers
4 sind
möglich.
3 zeigt,
daß der
Katalysatorträgerkörper
4 zwei
im Abstand zueinander ausgebildete Hauptkanäle
14 hat. Die Hauptkanäle
14 weisen einen
wesentlich größeren Querschnitt
auf als die Kanäle
8.
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind
die Hauptkanäle
14 in
den Bereichen ausgebildet, in denen Wickeldorne für die Herstellung
des Katalysatorträgerkörpers
4 aus
glatten und strukturierten Blechlagen eingreifen. Die Her stellung
eines solchen Katalysatorträgerkörpers
4 erfolgt
vorzugsweise nach dem durch die
WO 97/00 725 A1 oder
WO 97/00 135 A1 bekannten
Verfahren. Andere Verfahren sind auch möglich, soweit diese zweckmässig sind.
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4 zeigt
ein weiteres Ausführungsbeispiel einer
Katalysatorträgeranordnung.
Die Katalysatorträgeranordnung
weist ein Gehäuse 1 auf,
in dem ein Katalysatorträgerkörper 4 angeordnet
ist. Der Katalysatorträgerkörper 4 weist
durch Trennwände 7 begrenzte
Kanäle 8 auf,
die sich in einer axialen Richtung des Katalysatorträgerkörpers 4 erstrecken.
Das Gehäuse 1 weist
einen radial auswärts
gerichteten Kragen 5 auf. Der Kragen 5 ist vorzugsweise
umlaufend ausgebildet. In dem in der 4 dargestellten Ausführungsbeispiel
erstreckt sich der Kragen 5 über einen Teil der axialen
Erstreckung des Gehäuses 1. Er
bildet eine wulstartige Verdickung des Gehäuses 1. Der Kragen 5 und
das Gehäuse 1 sind
vorzugsweise einstückig.
Sie sind insbesondere aus einem Sintermetall hergestellt. Der Übergangsbereich 36 zwischen
dem Kragen 5 und dem Gehäuse 1 kann in Form
einer Dichtfläche
ausgebildet sein, so daß diese
Dichtfläche
zur Anlage an einen Zylinderkopf oder einen Krümmer einer Verbrennungskraftmaschine gebracht
werden kann. Diese Katalysatorträgeranordnung
kann teilweise in einen Auslaßkanal
eines Zylinderkopfs und/oder in einem Abgaskanal eines Krümmers eingebracht
werden.
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5 zeigt
eine weitere Ausführungsform
einer Katalysatorträgeranordnung.
Auch diese Katalysatorträgeranordnung
weist einen Katalysatorträgerkörper 4 auf,
der in einem Gehäuse 1 angeordnet
ist. Das Gehäuse 1 weist
einen radial auswärts
gerichteten, den Katalysatorträgerkörper 4 wenigstens
teilweise umgebenden, Kragen 5 auf. Der Kragen 5 weist
einen im wesentlichen rechteckförmigen
Querschnitt auf. Der Kragen 5 ist in Nähe einer Stirnfläche 37 der
Katalysatorträgeranordnung
ausgebildet.
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Der
Kragen 5 ist zwischen einen Zylinderkopf und einen Krümmer einer
Verbrennungskraftmaschine anordenbar. Dadurch, daß der Kragen 5 im
Bereich einer Stirnfläche 37 ausgebildet
ist, kann der Katalysatorträgerkörper entweder
in einen Auslaßkanal
eines Zylinderkopfs oder in einen Abgaskanal eines Krümmers hineinragen.
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Der
Kragen 5 ist vorzugsweise so ausgebildet, daß dieser
als eine Dichtung zwischen dem Zylinderkopf und dem Krümmer wirkt.
Hierzu weist der Kragen 5 zwei gegenüberliegende Seitenflächen 34, 35 auf,
die als Dichtflächen
ausgebildet sind.
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6 zeigt
eine Ausführungsform
einer Katalysatorträgeranordnung,
die im wesentlichen der Ausgestaltung der Katalysatorträgeranordnung
nach 5 entspricht. Die Katalysatorträgeranordnung nach 6 unterscheidet
sich von der in der 5 dargestellten Ausführungsform
im wesentlichen dadurch, daß der
Kragen 5 eine größere radiale
Erstreckung aufweist. Im Kragen 5 ist ferner wenigstens eine
Bohrung 6 ausgebildet, wobei die Achse der Bohrung 6 im
wesentlichen parallel zur Längsachse 12 des
Katalysatorträgerkörpers 4 verläuft.
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Der
Kragen 5 kann flanschartig ausgebildet sein. Vorzugsweise
weist dieser mehrere, insbesondere äquidistant zueinander ausgebildete,
Bohrungen 6 auf. Die Bohrungen 6 können zur
Festlegung der Katalysatorträgeranordnung
am Zylinderkopf bzw. am Krümmer
dienen. Es sind beispielsweise Durchgangsbohrungen für Befestigungsmittel.
Sie können
auch als Positionierhilfe dienen, so daß in eine Bohrung 6 beispielsweise
ein Zentrierzapfen, der am Zylinderkopf bzw. am Krümmer angeordnet ist,
hineinragt, so daß die
Katalysatorträgeranordnung
im montierten Zustand eine vorgegebene Einbaulage einnimmt.
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Die
Ausgestaltungen der Katalysatorträgeranordnungen nach den 4 bis 6 ermöglichen auch
die Verwendung zweier solcher Anordnungen für einen Auslaßkanal und
einen Abgaskanal. Die eine Katalysatorträgeranordnung ragt dabei in
einen Auslaß kanal
eines Zylinderkopfes hinein. Die andere Katalysatorträgeranordnung
ragt in einen Abgaskanal eines Krümmers hinein. Die Stirnflächen 37 der Katalysatorträgeranordnungen
können
aneinander anliegen.
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7 zeigt
eine weitere Variante einer Katalysatorträgeranordnung. Die Katalysatorträgeranordnung
weist ein Gehäuse 1 auf.
In dem Gehäuse 1 ist ein
Katalysatorträgerkörper 4 angeordnet.
Der Katalysatorträgerkörper 4 weist,
sich in einer axialen Richtung des Katalysatorträgerkörpers erstreckende, Kanäle 8 auf.
Die Kanäle 8 sind
durch Trennwände 7 begrenzt. 7 zeigt,
daß das
Gehäuse 1 einen
Kragen 5 aufweist, der sich radial auswärts vom Gehäuse 1 erstreckt. Der
Kragen 5 bildet eine ringförmige Scheibe. In dem Kragen 5 sind
wenigstens zwei Bohrungen 6 ausgebildet, wobei in der 7 lediglich eine
Bohrung 6 dargestellt ist. Der Kragen 5 ist so ausgebildet,
daß dieser
zwischen einen Zylinderkopf und einen Krümmer einer nicht dargestellten
Verbrennungskraftmaschine angeordnet werden kann. Der Querschnitt
des Kragens 5 ist im wesentlichen rechteckig. Der Kragen 5 ist
so angeordnet, daß sich der
Katalysatorträgerkörper 4 im
wesentlichen symmetrisch beidseits des Kragens 5 erstreckt.
-
8 zeigt
ein weiteres Ausführungsbeispiel einer
Katalysatorträgeranordnung.
Die Katalysatorträgeranordnung
umfaßt
einen Katalysatorträgerkörper 4.
Der Katalysatorträgerkörper 4 ist
in einem Gehäuse 1 angeordnet.
Das Gehäuse 1 weist
einen Kragen 5 auf. Der Kragen 5 erstreckt sich
radial auswärts
von dem Gehäuse 1.
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel
ist der Kragen 5 im Bereich einer Stirnfläche 37 der
Katalysatorträgeranordnung
ausgebildet. In dem in der 8 dargestellten
Ausführungsbeispiel
weist das Gehäuse 1 einen
radial einwärts
gerichteten Anschlag 38 auf, an dem der Katalysatorträgerkörper 4 anliegt.
Der Anschlag 38 ist ringförmig ausgebildet. Statt eines
ringförmigen
Anschlags 38 können
auch mehrere über
den Innenumfang des Gehäuses 1 verteilte
Anschläge
vorgesehen sein. Der Anschlag 38 ist im Bereich eines Endabschnitts
des Gehäuses 1 ausgebildet.
Vorzugsweise nimmt der Anschlag 38 die vom Abgas einer Verbrennungskraftmaschine
auf den Katalysatorträgerkörper 4 einwirkende
Kräfte
auf. Der Anschlag 38 ist hierzu auf der Gasaustrittsseite
des Katalysatorträgerkörpers angeordnet.
-
Ein
oder mehrere Anschläge 38 können auch bei
den in den 1 bis 7 dargestellten
Ausführungsformen
einer Katalysatorträgeranordnung
vorgesehen sein.
-
Der
Katalysatorträgerkörper 4 kann
mit dem Gehäuse 1 verbunden
sein. Insbesondere kann der Katalysatorträgerkörper mit dem Gehäuse verlötet sein.
Wenigstens ein Abschnitt des Katalysatorträgerkörpers ist vorzugsweise mit
dem Gehäuse 1 verlötet.
-
9 und 10 zeigen
ein weiteres Ausführungsbeispiel
einer Katalysatorträgeranordnung. Die
Katalysatorträgeranordnung
weist ein Gehäuse 1 auf,
welches zweiteilig ausgebildet ist. Das Gehäuse 1 weist ein erstes
Gehäuseteil 2 und
ein zweites Gehäuseteil 3 auf.
Das erste 2 und das zweite 3 Gehäuseteil
sind im wesentlichen rohrförmig
ausgebildet. Innerhalb des Gehäuses 1 ist
ein Katalysatorträgerkörper 4 angeordnet.
Der Katalysatorträgerkörper 4 weist
eine Vielzahl von durch Trennwände 7 voneinander
getrennten, sich in Längsrichtung
der Längsachse 12 des
Katalysatorträgerkörpers 4 erstreckenden,
Kanälen 8 auf.
-
In
dem dargestellten Ausführungsbeispiel
ist der Katalysatorträgerkörper 4 durch
wenigstens teilweise strukturierte Blechlagen gebildet, die im wesentlichen
S-förmig
verschlungen sind, wie dies aus der 9 ersichtlich
ist. Andere Ausgestaltungen des Katalysatorträgerkörpers 4 sind möglich.
-
Das
Gehäuse 1 ist
in einer im wesentlichen quer zur Längsrichtung der Kanäle 8 verlaufenden Teilungsebene
E unterteilt. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel liegt die Teilungsebene
E im wesentlichen in einer Symmetrieebene des Katalysatorträgerkörpers 4.
Dies ist jedoch nicht zwingend notwendig.
-
Zwischen
dem ersten 2 und dem zweiten 3 Gehäuseteil
ist ein Kragen 5 ausgebildet. Der Kragen 5 liegt
in der Teilungsebene E. Der Katalysatorträgerkörper 4 durchdringt
den Kragen 5. Hierzu weist der Kragen 5 eine an
die Außenkontur
des Katalysatorträgerkörpers 4 angepaßte Durchgangsöffnung 13 auf.
-
Der
Kragen 5 sowie das Gehäuseteil 2 bilden eine
einteilige Trageinheit 27. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel
ist die Trageinheit 27 einstückig ausgebildet. Das Gehäuseteil 2 sowie
das Verbindungselement 5 sind durch einen Umformvorgang hergestellt.
Alternativ kann das Verbindungselement 5 mit dem Gehäuseteil 2 auch
verlötet
oder verschweißt
sein. Die Trageinheit 27 kann auch aus einem Sintermetall
bestehen.
-
Wie
insbesondere aus der 11 ersichtlich ist, ist das
Gehäuseteil 3 mit
einem gewissen Abstand in axialer Richtung zu dem Kragen 5 angeordnet.
Dieses ist jedoch nicht zwingend notwendig. Das Gehäuseteil 3 kann
auch unmittelbar an dem Kragen 5 anliegen, wie dies insbesondere
aus der 14 ersichtlich ist.
-
Der
metallische Katalysatorträgerkörper 4 ist vorzugsweise
wenigstens teilweise mit dem ersten 2 und dem zweiten 3 Gehäuseteil
des Gehäuses 1 verbunden.
Die Verbindung zwischen dem Katalysatorträgerkörper 4 und dem ersten 2 bzw.
dem zweiten 3 Gehäuseteil
ist vorzugsweise eine Lötverbindung. Auch
zwischen dem Kragen 5 und dem Katalysatorträgerkörper 4 besteht
vorzugsweise eine Lötverbindung.
-
Der
Kragen 5 weist zwei Bohrungen 6 auf, durch die
sich Befestigungselemente, insbesondere Schrauben, hindurcherstrecken
können,
mittels derer die Katalysatorträgeranordnung
mit einem Zylinderkopf und/oder einem Krümmer einer nicht dargestellten
Verbrennungskraftmaschine verbunden wird. Die Bohrungen liegen auf
einer gemeinsamen Achse 10.
-
Der
Kragen 5 ist plattenförmig
ausgebildet. Er bildet eine Dichtung, die wenigstens eine Dichtfläche 9 aufweist.
-
Wie
insbesondere aus der
9 ersichtlich ist, weist der
Katalysatorträgerkörper
4 zwei
im Abstand zueinander ausgebildete Hauptkanäle
14 auf, die gegenüber den
weiteren Kanälen
8 des
Katalysatorträgerkörpers
4 einen
größeren Querschnitt
aufweisen. Die Kanäle
14 sind
im wesentlichen im zentralen Bereich des Katalysatorträgerkörpers
4 ausgebildet.
Bei dem in der
1 dargestellten Katalysatorträgerkörper
4 sind
die Hauptkanäle
14 in
den Bereichen ausgebildet, in denen Wickeldorne für die Herstellung
des Katalysatorträgerkörpers
4 eingreifen.
Die Herstellung des Katalysatorträgerkörpers erfolgt vorzugsweise
entsprechend dem durch die
WO 97/00725 oder
WO 97/00135 bekannten Verfahren.
-
12 und 13 sowie 14 zeigen eine
weitere Ausführungsform
einer Katalysatorträgeranordnung.
Die Katalysatorträgeranordnung weist
ein zweiteiliges Gehäuse 1 auf.
In dem Gehäuse 1 ist
ein Katalysatorträgerkörper 4 angeordnet. Der
Katalysatorträgerkörper 4 hat
eine Vielzahl von durch Trennwände 7 voneinander
getrennten Kanälen 8.
Die Kanäle 8 erstrecken
sich in Längsrichtung des
Katalysatorträgerkörpers. Die
Trennwände 7 können durch
wenigstens teilweise strukturierte Bleche gebildet sein.
-
Das
Gehäuse 1 ist
in einer im wesentlichen quer zur Längsrichtung der Kanäle 8 verlaufenden Teilungsebene
E unterteilt, so daß das
Gehäuse 1 ein erstes
Gehäuseteil 2 und
ein zweites Gehäuseteil 3 aufweist.
-
Ein
jedes Gehäuseteil 2, 3 umgibt über einen Teil
der axialen Erstreckung den Katalysatorträgerkörper 4. Zwischen dem
ersten 2 und dem zweiten 3 Gehäuseteil des Gehäuses 1 ist
ein Kragen 5 angeordnet. Der Kragen 5 ist plattenförmig ausgebildet.
-
Er
ist in der Teilungsebene E angeordnet. Der Kragen 5 weist
eine Durchgangsöffnung 13 auf, durch
die sich der Katalysatorträgerkörper 4 erstreckt.
Die Gestalt der Durchgangsöffnung 13 entspricht
im wesentlichen der Außenkontur
des Katalysatorträgerkörpers 4.
Der Innenrand 15 der Durchgangsöffnung 13 liegt am
Außenmantel
des Katalysatorträgerkörpers 4 an.
Der Kragen 5 und das Gehäuseteil 2 bilden eine
Trageinheit 27.
-
In
dem dargestellten Ausführungsbeispiel weist
der Kragen 5 Dichtungselemente 11 auf, die beidseits
des Kragens 5 angeordnet sind. Die Dichtungselemente 11 enden
mit Abstand zu dem ersten 2 und dem zweiten 3 Gehäuseteil,
wie dies insbesondere aus der 14 ersichtlich
ist.
-
In
den dargestellten Ausführungsbeispielen nach 9-14 entspricht
die axiale Erstreckung des Gehäuses 1 im
wesentlichen der axialen Erstrekung des Katalysatorträgerkörpers 4.
Dies ist nicht zwingend notwendig. Die axiale Erstreckung der einzelnen
oder beider Gehäuseteile 2, 3 kann
auch geringer sein als die axiale Erstreckung des Katalysatorträgerkörpers 4.
Der Katalysatorträgerkörper 4 kann
auch aus dem Gehäuse 1 vorstehen.
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15 zeigt
ein weiteres Ausführungsbeispiel
einer Katalysatorträgeranordnung
in Vollschnitt. Die Katalysatorträgeranordnung weist einen Katalysatorträgerkörper 4 auf.
Der Katalysatorträgerkörper 4 weist
eine Vielzahl von durch Trennwände 7 voneinander
getrennten, sich in Längsrichtung
der Längsachse 12 des
Katalysatorträgerkörpers erstreckenden,
Kanälen 8 auf.
-
Das
Gehäuse 1 umgibt
den Katalysatorträgerkörper 4.
Das Gehäuse 1 weist
eine Erstreckung in Längsrichtung
des Katalysatorträgerkörpers 1 auf, die
kleiner, insbesondere wesentlich kleiner, ist als die Länge des
Katalysatorträgerkörpers 4.
Das Gehäuse 1 ist
ringförmig
ausgebildet. Das Gehäuse 1 ist mit
einem Kragen 5 ver bunden, der mit dem Gehäuse 1 eine
einteilige Trageinheit 27 bildet. Der Kragen 5 als
solcher kann eine Dichtung bilden.
-
Zusätzlich zu
dem in der 15 dargestellten Gehäuse 1 kann
mit Abstand zum Gehäuse 1 wenigstens
ein Gehäuseteil
vorgesehen sein. Eine solche Anordnung ist besonders dann zweckmäßig, wenn
es sich bei dem Katalysatorträgerkörper 4 um einen
S-förmig
gewundenen, metallischen Katalysatorträgerkörper handelt.
-
17 und 18 zeigen
ein weiteres Ausführungsbeispiel
einer Katalysatorträgeranordnung. Die
Katalysatorträgeranordnung
weist ein Gehäuse 1 auf,
welches zweiteilig ausgebildet ist. Das Gehäuse 1 weist ein erstes
Gehäuseteil 2 und
ein zweites Gehäuseteil 3 auf.
Das erste 2 und das zweite 3 Gehäuseteil
ist im wesentlichen rohrförmig
ausgebildet. Innerhalb des Gehäuses 1 ist
ein Katalysatorträgerkörper 4 angeordnet.
Der Katalysatorträgerkörper 4 weist
eine Vielzahl von durch Trennwände 7 voneinander
getrennten, sich in Längsrichtung
der Längsachse 12 des
Katalysatorträgerkörpers 4 erstrekenden,
Kanälen 8 auf.
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel
ist der Katalysatorträgerkörper 4 durch wenigstens
teilweise strukturierte Blechlagen gebildet, die im wesentlichen
S-förmig
verschlungen sind. Andere Ausgestaltungen des Katalysatorträgerkörpers 4 sind
möglich.
-
Das
Gehäuse 1 ist
in einer im wesentlichen quer zur Längsrichtung der Kanäle 8 verlaufenden Teilungsebene
E unterteilt. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel liegt die Teilungsebene
E im wesentlichen in einer Symmetrieebene des Katalysatorträgerkörpers 4.
Dies ist jedoch nicht zwingend notwendig.
-
Zwischen
dem ersten 2 und dem zweiten 3 Gehäuseteil
ist ein Kragen 5 angeordnet. Der Kragen 5 liegt
in der Teilungsebene E. Der Katalysatorträgerkörper 4 durchdringt
den Kragen 5. Hierzu weist der Kragen 5 eine an
die Außenkontur
des Katalysatorträgerkörpers 4 angepaßte Durchgangsöffnung 13 auf.
-
Der
metallische Katalysatorträgerkörper 4 ist wenigstens
teilweise mit dem ersten 2 und dem zweiten 3 Gehäuseteil
des Gehäuses 1 verbunden.
Die Verbindung zwischen dem Katalysatorträgerkörper 4 und dem ersten
bzw. dem zweiten Gehäuseteil
ist vorzugsweise eine Lötverbindung.
Auch zwischen dem Kragen 5 und dem Katalysatorträgerkörper 4 besteht
vorzugsweise eine Lötverbindung.
Zusätzlich kann
zwischen dem Kragen 5 und dem ersten 2 und/oder
dem zweiten 3 Gehäuseteil
des Gehäuses 1 eine
Lötverbindung
bestehen.
-
Der
Kragen 5 weist zwei Bohrungen 6 auf, durch die
sich Befestigungselemente, insbesondere Schrauben, hindurcherstrecken
können,
mittels derer die Katalysatorträgeranordnung
mit einem Abgassystem verbunden wird.
-
Der
Kragen 5 ist als eine Dichtung ausgebildet, die wenigstens
eine Dichtfläche 9 aufweist.
-
Wie
insbesondere aus der
17 ersichtlich ist, weist der
Katalysatorträgerkörper
4 zwei
im Abstand zueinander ausgebildete Kanäle
14 auf, die gegenüber den
weiteren Kanälen
8 des
Katalysatorträgerkörpers
4 einen
größeren Querschnitt
aufweisen. Die Kanäle
14 sind
im wesentlichen im zentralen Bereich des Katalysatorträgerkörpers
4 ausgebildet.
Bei dem in der
17 dargestellten Katalysatorträgerkörper
4 sind
die Kanäle
14 in
den Bereichen ausgebildet, in denen Wickeldorne für die Herstellung
des Katalysatorträgerkörpers
4 eingreifen.
Die Herstellung des Katalysatorträgerkörpers erfolgt vorzugsweise
entsprechend dem durch die
WO
97/00725 oder
WO 97/00135 bekannten
Verfahren.
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20 und 21 sowie 23 zeigen
ein weiteres Ausführungsbeispiel
einer Katalysatorträgeranordnung.
Die Katalysatorträgeranordnung
weist ein zweiteiliges Gehäuse 1 auf.
In dem Gehäuse 1 ist ein
Katalysatorträgerkörper 4 angeordnet.
Der Katalysa torträgerkörper 4 hat
eine Vielzahl von durch Trennwände 7 voneinander
getrennten Kanälen 8. Die
Kanäle 8 erstrecken
sich in Längsrichtung
des Katalysatorträgerkörpers. Die
Trennwände
können durch
wenigstens teilweise strukturierte Bleche gebildet sein.
-
Das
Gehäuse 1 ist
in einer im wesentlichen quer zur Längsrichtung der Kanäle 8 verlaufenden Teilungsebene
E unterteilt, so daß das
Gehäuse 1 ein erstes
Gehäuseteil 2 und
ein zweites Gehäuseteil 3 aufweist.
Ein jedes Gehäuseteil 2, 3 umgibt
teilweise den Katalysatorträgerkörper 4.
-
Zwischen
dem ersten 2 und dem zweiten 3 Gehäuseteil
des Gehäuses 1 ist
ein Kragen 5 angeordnet. Der Kragen 5 ist plattenförmig ausgebildet.
Er ist in der Teilungsebene E angeordnet. Der Kragen 5 weist
eine Durchgangsöffnung 13 auf,
durch die sich der Katalysatorträgerkörper 4 erstreckt.
Die Gestalt der Durchgangsöffnung 13 entspricht
im wesentlichen der Außenkontur
des Katalysatorträgerkörpers 4.
Der Innenrand 15 der Durchgangsöffnung 13 liegt am
Außenmantel
des Katalysatorträgerkörpers 4 an. Der
Kragen 5 ist vorzugsweise mit dem Katalysatorträgerkörper 4 verlötet.
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Der
Kragen 5 weist beidseits Dichtungselemente 11 auf.
Die Dichtungselemente 11 enden mit Abstand zu dem ersten 2 und
dem zweiten 3 Gehäuseteil,
wie dies insbesondere aus der 22 ersichtlich
ist.
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23 zeigt
eine Baueinheit 25 mit mehreren Gehäusen 1, die einen
gemeinsamen Kragen 5 aufweisen. Der Kragen 5 ist
mit den Gehäusen 1 verbunden,
vorzugsweise einstückig
ausgebildet. Der Kragen 5 ist im wesentlichen quer zur
Längserstreckung
der Gehäuse 5 ausgebildet.
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Ein
jedes Gehäuse 1 ist
in dem dargestellten Ausführungsbeispiel
nach 23 rohrförmig
ausgebildet. Andere Querschnitte der Gehäuse 1 sind möglich. Diese
können
beispielsweise einen ovalen oder einen polygonalen Querschnitt aufweisen.
Es ist nicht zwingend notwendig, daß ein jedes Gehäuse 1 den
gleichen Querschnitt aufweisen. Die Anpassung der Querschnitte der
Gehäuse 1 sowie
der Abstand der Gehäuse
zueinander kann unterschiedlich sein. Die Ausgestaltung der Querschnitte
der Gehäuse
sowie deren Anordnung relativ zueinander wird im wesentlichen von
der Geometrie einer Verbrennungskraftmaschine, insbesondere von
der Anordnung der Auslaßkanäle sowie
deren Anzahl, bestimmt. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel
sind vier im Abstand zueinander ausgebildete Gehäuse 1 vorgesehen.
-
Die
Baueinheit 25 ist vorzugsweise durch einen Umformvorgang,
insbesondere einen Tiefziehvorgang, hergestellt. Die Baueinheit
kann auch durch einen Urformvorgang hergestellt sein. Vorzugsweise besteht
die Baueinheit aus einem Sintermetall.
-
Der
Kragen 5 ist vorzugsweise so ausgebildet, daß die gegenüberliegenden
Seitenflächen 34, 35 jeweils
eine Dichtfläche
bilden. Die Dichtflächen dienen
zur dichtenden Verbindung der Baueinheit 25 zwischen einem
Zylinderkopf und einem Krummer einer nicht dargestellten Verbrennungskraftmaschine.
-
Insbesondere
ist aus der 24 ersichtlich, daß die Seitenfläche 34 eine
Dichtfläche 39 aufweist, die
umlaufend ausgebildet ist. Ein jedes Gehäuse 1 ist innerhalb
der durch die Dichtfläche 39 begrenzten Fläche des
Kragens 5 angeordnet. Alternativ kann ein jedes Gehäuse 1 von
wenigstens einer Dichtfläche
umgeben sein. Statt der unmittelbaren Ausbildung einer Dichtfläche auf
dem Kragen 5 kann auch ein Dichtungselement verwendet werden,
welches zur Anlage an den Kragen 5 gelangt.
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Zur
Verbindung der Baueinheit 25 mit einem Zylinderkopf und/oder
einem Krümmer
einer Verbrennungskraftmaschine weist der Kragen 5 Bohrungen 6 auf,
durch die sich jeweils ein Verbindungselement, beispielsweise eine
Schraube oder ein Gewindestift, hindurch erstrecken kann.
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Die 25, 26 zeigen
ein weiteres Ausführungsbeispiel
einer Baueinheit 25. Die Baueinheit 25 weist Gehäuse 1 auf,
die mit einem im wesentlichen plattenförmig ausgebildeten Kragen 5 verbunden
sind. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind
die Gehäuse 1 und
der Kragen 5 einstückig
ausgebildet. Der Kragen 5 erstreckt sich im wesentlichen quer
zur Längserstrekung
der Gehäuse 1.
-
Jedes
Gehäuse 1 weist
eine Aufnahme 28 auf, die zur Aufnahme eines Katalysatorträgerkörpers geeignet
ist. Jedes Gehäuse 1 weist
in dem in der 25 dargestellten Ausführungsbeispiel
jeweils einen in die Aufnahme 28 hineinragenden Anschlag 38 auf.
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel
ist der Anschlag 38 ringförmig ausgebildet. Der ringförmige Anschlag 38 läßt einen
Durchlaß 40 frei.
Der Anschlag 38 kann auch in Form von Vorsprüngen ausgebildet
sein. Der Anschlag 38 dient zur Festlegung eines in der
Aufnahme 28 angeordneten Katalysatorträgerkörpers.
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Zur
Festlegung des Kragens 5 an einem Zylinderkopf oder einem
Krümmer
weist der Kragen 5 Bohrungen 6 auf, durch die
sich beispielsweise eine Schraube hindurch erstrecken kann.
-
In
den 27 und 28 ist
beispielhaft eine Ausgestaltung einer Baueinheit 25 dargestellt. Die
Baueinheit 25 weist einen Kragen 5 sowie ein Gehäuse 1, 41 auf.
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In
dem Gehäuse 1 ist
ein Katalysatorträgerkörper 4 angeordnet.
Die Längserstreckung
des Katalysatorträgerkörpers 4 entspricht
im wesentlichen der axialen Länge
des Gehäuses 1.
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel
ist der Katalysatorträgerkörper 4 ein
metallischer Wabenkörper,
der aus glatten 29 und strukturierten 30 Blechen
besteht, die Kanäle 8 für ein Abgas
begrenzen.
-
Das
Gehäuse 41 entspricht
dem in den 25, 26 dargestellten
Gehäusen.
Das Gehäuse 41 weist
einen Anschlag 38 auf, an dem ein Katalysatorträgerkörper 42 anliegt.
Der Anschlag 38 läßt einen
Durchlaß 40 frei,
durch den ein den Katalysatorträgerkörper 42 durchströmendes Abgas
ausströmt.
Die Strömungsrichtung
des Abgases ist in der 27 mit Pfeilen angedeutet. Der
Aufbau des Katalysatorträgerkörpers 42 entspricht
im wesentlichen dem Aufbau des Katalysatorträgerkörpers 4. Statt eines
metallischen Katalysatorträgerkörpers kann auch
ein keramischer Katalysatorträgerkörper verwendet
werden. Bei einer solchen Verwendung eines keramischen Katalysatorträgerkörpers ist
zwischen dem Katalysatorträgerkörper und
dem Gehäuse
eine Dämmatte
angeordnet, wodurch unterschiedliche thermische Ausdehnungen des
Wabenkörpers
in der Baueinheit komprimiert werden.
-
27 zeigt,
daß sich
der Katalysatorträgerkörper 42 beidseits
des Kragens 5 erstreckt.
-
An
dieser Stelle sei angemerkt, daß die
in den 1 bis 29 dargestellten Ausführungen der
Katalysatorträgeranordnungen
und der Baueinheit beispielhaft sind. Kombinationen unterschiedlicher
Ausgestaltungen sind möglich.
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Die
erfindungsgemäße Katalysatorträgeranordnung
ist besonders für
einen motornahen Einbau geeignet. 30 zeigt
die in der 10 dargestellte Katalysatorträgeranordnung
im eingebauten Zustand. Ein Zylinderkopf 16 einer Verbrennungskraftmaschine
weist einen Auslaßkanal 17 auf.
Die Mündung
des Auslaßkanals 17 ist
umgeben von einer Dichtfläche 18.
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In
den Auslaßkanal 17 ragt
teilweise ein Katalysatorträgerkörper 4 hinein.
Der Katalysatorträgerkörper 4 ist
in einem zweiteiligen Gehäuse
angeordnet. Der in der Trageinheit 27 angeordnete Abschnitt des
Katalysatorträgerkörpers 4 ragt
in den Auslaß kanal 17 hinein.
Der Kragen 5 liegt an der Dichtfläche 18 des Zylinderkopfes 16 an.
Der Kragen 5 ist als eine metallische Dichtung ausgebildet.
Durch die Öffnungen 6 des
Kragens 5 erstrecken sich Gewindebolzen 19.
-
Das
zweite Gehäuseteil 3 ragt
mit dem in dem zweiten Gehäuseteil 3 angeordneten
Abschnitt des Katalysatorträgerkörpers 4 in
einen Abgaskanal 21 des Krümmers 20 hinein. Der
Abgaskanal 21 bildet einen Abgasströmungsweg für ein Abgas der Verbrennungskraftmaschine.
-
Der
Krümmer 20 weist
einen Flansch 22 auf. Der Flansch 22 hat Bohrungen 23,
die entsprechend den Bohrungen 6 des Kragens 5 ausgebildet
sind. Durch die Bohrungen 6 des Kragens 5 und
die Bohrungen 23 des Flansches 22 erstrecken sich
die Gewindebolzen 19, die mit dem Zylinderkopf 16 verbunden
sind. Zur Festlegung des Krümmers 20 und
des Kragens 5 an dem Zylinderkopf 16 sind auf
die Gewindebolzen 19 Mutter 24 aufgeschraubt.
-
Wie
bereits vorstehend ausgeführt
ist der Kragen 5 in Form einer metallischen Dichtung ausgebildet.
Durch diese Ausgestaltung des Kragens 5 wird zwischen dem
Zylinderkopf 16 und dem Krümmer 20 eine gasdichte
Verbindung hergestellt. Hierzu liegt der Kragen 5 an der
Dichtfläche 18 des
Zylinderkopfes 16 an. Der Flansch 22 weist auch
eine Dichtfläche 26 auf,
die zur Anlage an den Kragen 5 kommt. Der Krümmer 20 bildet
mit der Katalysatorträgeranordnung
einen Teil eines Abgassystems einer Verbrennungskraftmaschine.
-
Weist
eine Verbrennungskraftmaschine mehrere Auslaßkanäle 17 auf, so kann
in jedem Auslaßkanal
eine Katalysatorträgeranordnung
eingebracht werden, wie dies in der 7 dargestellt
ist.