DE102008004435A1 - Abgaskomponente - Google Patents
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Abstract
Vorgeschlagen wird eine Abgaskomponente zur Behandlung von Abgas mit einem Keramikkörper zur Reinigung des Abgases und mit einer Blechmanschette (3) zur Aufnahme des Keramikkörpers. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Blechmanschette (3) aus einem einteiligen Grundkörper (4) als Scharnier wirkende Stege (5) und einem in Längsrichtung geschlitzten Rohr (6) besteht, wobei das geschlitzte Rohr (6) den Keramikkörper an dessen Mantelfläche umschließt und jedes Rohrsegment (8) des geschlitzten Rohrs (6) an einer ersten Stirnseite (9) über einen Steg (5) mit dem Grundkörper (4) einstückig verbunden ist. Ferner wird ein entsprechendes Herstellungsverfahren vorgeschlagen.
Description
- Die Erfindung betrifft eine Abgaskomponente nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 und ein entsprechend angepasstes Herstellungsverfahren.
- Üblicherweise besteht eine Abgaskomponente aus einer Blechmanschette innerhalb der eine Keramikfasermatte und ein Keramikkörper eingesetzt sind. Der Keramikkörper wird von Abgas durchströmt und dient zur Reduktion von Emissionen. Über die Keramikfasermatte wird der Keramikkörper sicher innerhalb der Blechmanschette gehalten. Herstellungsbedingt sind die Toleranzen des Keramikkörpers sehr groß. Zudem ist der Keramikkörper zwar druckfest, jedoch wenig zugfest.
- Aus der
DE 101 04 468 A1 ist eine Blechmanschette aus zwei Halbschalen bekannt, welche miteinander verschweißt oder umgefalzt werden. Kritisch ist die Haltbarkeit, da die Klemmkräfte fast ausschließlich senkrecht zur Teilungsebene des Blechmantels wirken. Eine andere Bauform ist beispielsweise aus derDE 10 2004 005 809 A1 bekannt, bei welcher der Keramikkörper in die einteilige Blechmanschette eingepresst wird. Bei dünnwandigen Keramikkörpern ist dies wegen der geringen Festigkeit kritisch. Die Lagerung eines Keramikkörpers über Biegefedern innerhalb der Blechmanschette ist beispielsweise aus derDE 100 45 502 A1 bekannt. Kritisch ist hierbei der bauliche Aufwand. - Bei diesen Beispielen sind die Keramikkörper fest in die Abgaskomponente eingebaut, welche wiederum direkt in die Abgasleitung eingeschweißt wird. Die Abgaskomponente kann daher nur sehr schwierig wieder ausgebaut werden.
- Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Abgaskomponente mit einem Keramikkörper und mit einer Blechmanschette zu entwerfen, welche einfach herstellbar und leicht montierbar oder demontierbar ist.
- Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Abgaskomponente mit den Merkmalen nach Anspruch 1 und ein entsprechend angepasstes Herstellungsverfahren mit den Merkmalen nach Anspruch 8. Die Ausgestaltungen sind in den jeweiligen Unteransprüchen dargestellt.
- Nach der Erfindung besteht die Blechmanschette aus einem einteiligen Grundköper, als Scharnier wirkende Stege und einem in Längsrichtung geschlitzten Rohr. Das geschlitzte Rohr umschließt den Keramikkörper an dessen Mantelfläche, wobei jedes Rohrsegment des geschlitzten Rohrs an einer ersten Stirnseite über einen Steg mit dem Grundkörper einstückig verbunden ist. Bei der Herstellung der Abgaskomponente wird in einem ersten Schritt das geschlitzte Rohr an der zweiten Stirnseite, welche der ersten Stirnseite gegenüber liegt, aufgeweitet, indem an der zweiten Stirnseite jedes Rohrsegment um den jeweiligen als Scharnier wirkenden Steg radial nach außen verbracht wird. Danach wird in einem zweiten Schritt der mit Keramikfasermatte umwickelte Keramikkörper in das geschlitzte Rohr eingelegt. Auf Grund der Aufweitung ist das Einlegen des Keramikkörpers, auch mehrerer Keramikkörper, kraftneutral und daher problemlos möglich. In einem dritten Schritt wird dann das geschlitzte Rohr an der zweiten Stirnseite zusammengedrückt und in die Ausgangsform zurückgeführt, indem an der zweiten Stirnseite jedes Rohrsegment um den als Scharnier wirkenden Steg radial nach innen verbracht wird.
- Danach wird in einem vierten Schritt die Abgaskomponente in ein Trägergehäuse eingesetzt. Über eine umlaufende Fase, welche an der zweiten Stirnseite des geschlitzten Rohrs ausgebildet ist, wird das Einsetzen erleichtert. Zusätzlich sind optional am Grundköper Montage-/Demontage-Öffnungen ausgebildet, in welche ein Montagewerkzeug eingreift. Die Montagekraft wird über den Grundkörper und nicht über den Keramikkörper ausgeübt. Der Keramikkörper selber bleibt während der Montage kräftefrei. Von Vorteil ist, dass eine ungewollte Beschädigung des Keramikkörpers während der Montage zweifelsfrei ausgeschlossen werden kann. In einem fünften Schritt wird dann die Abgaskomponente mit dem Trägergehäuse verschraubt. Über die Verschraubung und die Montage-/Demontage-Öffnungen ist eine leichte Demontage der Abgaskomponente gewährleistet.
- In den Figuren sind die bevorzugten Ausführungsbeispiele dargestellt. Es zeigen:
-
1 eine Blechmanschette in einer ersten Ausführungsform, -
2 die Blechmanschette in einer anderen Ansicht, -
3 die Abgaskomponente in einer ersten Ausführungsform, -
4 eine Blechmanschette in einer zweiten Ausführungsform, -
5 die Blechmanschette mit Keramikkörpern, -
6 ein Trägergehäuse und -
7 einen Programm-Ablaufplan. - Die
1 und2 werden gemeinsam beschrieben, welche eine Blechmanschette3 in einer ersten Ausführungsform mit kreisrundem Querschnitt zeigt. Die1 zeigt die Blechmanschette3 mit Blick auf den Grundkörper4 , während die2 die Blechmanschette3 mit Blick auf die zweite Stirnseite10 zeigt. Die Blechmanschette3 setzt sich zusammen aus dem einteiligen Grundkörper4 , Stegen5 , beispielsweise Steg5A in1 , und einem in axialer Richtung geschlitzten Rohr6 . Letzteres wiederum umfasst mehrere Rohrsegmente8 . In der1 sind vier Rohrsegmente dargestellt. Jedes Rohrsegment8 ist an einer ersten Stirnseite9 über einen Steg mit dem Grundkörper4 verbunden. Beispielsweise das Rohrsegment8A über den Steg5A . Das Rohrsegment8 , der dazugehörende Steg5 und der einteilige Grundkörper4 sind einstückig miteinander verbunden. Auf der zweiten Stirnseite10 ist eine Fase11 ausgebildet, welche das Einführen der komplettierten Abgaskomponente in ein Trägergehäuse erleichtert. Auf der Mantelfläche7 der Rohrsegmente8 sind Aussparungen15 ausgestanzt. Über die Aussparungen15 kann die Reibung zwischen dem Rohrsegment8 und einer Keramikfasermatte (3 ) erhöht werden. Am Grundkörper4 sind Befestigungsöffnungen12 und Montage-/Demontage-Öffnungen13 ausgebildet. Wie in den Figuren dargestellt, sind hierzu am Grundkörper4 vier entsprechende Nasen17 ausgeformt, in welche die Öffnungen eingebracht sind. - Beim Herstellungsverfahren der Abgaskomponente wird in einem ersten Schritt das geschlitzte Rohr
6 an der zweiten Stirnseite10 aufgeweitet, indem an der zweiten Stirnseite10 jedes Rohrsegment8 um den jeweiligen als Scharnier wirkenden Steg5 radial nach außen verbracht wird. Beispielsweise das Rohrsegment8A um den Steg5A (1 ). In der2 ist dies durch entsprechende Pfeile gekennzeichnet. Danach wird in einem zweiten Schritt der mit der Keramikfasermatte umwickelte Keramikkörper in das geschlitzte Rohr6 eingelegt. In einem dritten Schritt wird dann das geschlitzte Rohr6 an der zweiten Stirnseite10 wieder zusammengedrückt und in die Ausgangsform zurückgeführt, indem an der zweiten Stirnseite10 jedes Rohrsegment8 um den als Scharnier wirkenden Steg5 radial nach innen verbracht wird. In diesem Zustand liegen die Rohrsegmente8 plan an der Umfangsfläche des Keramikkörpers an, d. h. das geschlitzte Rohr6 umschließt vollständig den Keramikkörper. - Die
3 zeigt die komplettierte Abgaskomponente1 als Schnittbild. Innerhalb der Blechmanschette3 sind die Keramikfasermatte14 und der Keramikkörper2 angeordnet. Selbstverständlich können, wie in der Figur dargestellt, innerhalb der Abgaskomponente1 auch mehrere Keramikkörper2 angeordnet sein. Über die Aussparungen15 kann die Reibung zwischen der inneren Mantelfläche des geschlitzten Rohrs6 und der Keramikfasermatte14 erhöht werden. Ebenfalls deutlich sichtbar ist die an der zweiten Stirnseite10 ausgebildete Fase11 , über welche die Abgaskomponente1 leichter in ein Trägergehäuse eingesetzt werden kann. An der ersten Stirnseite9 des geschlitzten Rohrs6 sind die Stege5 angeformt. Die Rohrsegmente8 sind über die Stege5 einstückig mit dem Grundkörper4 verbunden. Beispielsweise das Rohrsegment8A über den Steg5A . - Die
4 zeigt die Blechmanschette3 in einer zweiten Ausführungsform mit rechteckigem Querschnitt. Die Blechmanschette3 umfasst den Grundkörper4 , das geschlitzten Rohr6 und Stege5 . Die Rohrsegmente8 des geschlitzten Rohrs6 sind über den jeweiligen Steg einstückig mit dem Grundkörper4 verbunden. Beispielsweise das Rohrsegment8A über den Steg5A . Am Grundkörper4 ausgebildet sind die Befestigungsöffnungen12 und die Montage-/Demontage-Öffnungen13 . Auch hier wird bei der Komplettierung der Abgaskomponente in einem ersten Schritt das geschlitzte Rohr6 an der zweiten Stirnseite10 aufgeweitet wird, indem an der zweiten Stirnseite10 jedes Rohrsegment8 um den als Scharnier wirkenden Steg5 nach außen verbracht wird. In der Figur ist dies exemplarisch für das Rohrsegment8A mit einem Pfeil gekennzeichnet. In einem zweiten Schritt wird dann der mit Keramikfasermatte umwickelten Keramikkörper in das geschlitzte Rohr6 eingelegt. In einem dritten Schritt wird dann das geschlitzte Rohr6 an der zweiten Stirnseite10 wieder zusammengedrückt und in die Ausgangsform zurückgeführt, indem an der zweiten Stirnseite10 jedes Rohrsegment8 um den als Scharnier wirkenden Steg5 nach innen verbracht wird. Siehe hierzu die5 , welche die Abgaskomponente1 mit – in diesem Beispiel – mehreren eingesetzten Keramikkörpern2 zeigt. Zur Erhöhung der Reibung zwischen dem Rohrsegment8 und der Keramikfasermatte14 sind Aussparungen15 aus dem Rohrsegment8 ausgestanzt. Auf der zweiten Stirnseite10 ist auch bei dieser Ausführungsform die Fase11 angeordnet. - Die
6 zeigt ein Trägergehäuse16 zur Aufnahme mehrerer Abgaskomponenten1 . Im Trägergehäuse16 sind erste Öffnungen18 zur Aufnahme von Abgaskomponenten nach3 ausgebildet. Zweite Öffnungen19 im Trägergehäuse16 sind für die Aufnahme einer Abgaskomponente nach5 vorgesehen. Eingesetzt werden die Abgaskomponenten in das Trägergehäuse16 , indem ein Montagewerkzeug in die Montage-/Demontage-Öffnungen (5 :13 ) eingreift und die Abgaskomponente1 von oben in das Trägergehäuse16 eingeführt wird. Die Montagekraft wird auf den Grundkörper und die Blechmanschette ausgeübt und nicht auf den Keramikkörper. Damit wird ein unbeabsichtigter Bruch des Keramikkörpers zweifelsfrei ausgeschlossen. Das Trägergehäuse16 übt eine radiale Haltekraft auf den Keramikkörper über die Blechmanschette und die Keramikfasermatte aus. Nachdem die Abgaskomponenten montiert sind, werden diese über die Befestigungsöffnungen mit dem Trägergehäuse16 verschraubt. Bei einer defekten Abgaskomponente wird diese in umgekehrter Reihenfolge zur Montage ausgebaut. - Die
7 zeigt einen Programm-Ablaufplan zum Herstellen einer Abgaskomponente und Einbringen in ein Trägergehäuse. In einem ersten Schritt S1 wird das geschlitzte Rohr an der zweiten Stirnseite (1 :10 ) aufgeweitet, indem an der zweiten Stirnseite jedes Rohrsegment um den jeweiligen als Scharnier wirkenden Steg radial nach außen verbracht wird. In einem zweiten Schritt S2 wird dann der mit Keramikfasermatte umwickelte Keramikkörper bzw. werden die umwickelten Keramikkörper in das geschlitzte Rohr eingelegt. Anschließend wird in einem dritten Schritt das geschlitzte Rohr an der zweiten Stirnseite zusammengedrückt, indem an der zweiten Stirnseite jedes Rohrsegment um den als Scharnier wirkenden Steg radial nach innen verbracht wird. In einem vierten Schritt S4 wird die Abgaskomponente mittels eines Montagewerkzeugs, welches an den Montage-/Demontage-Öffnungen des Grundkörpers angreift, in das Trägergehäuse eingesetzt. Abschließend wird in einem fünfen Schritt S5 die Abgaskomponente mit dem Trägergehäuse verschraubt. Damit ist der Programmablauf für die Montage beendet. Bei der Demontage wird genau umgekehrt vorgegangen. - Zusammenfassend ergeben sich folgende Vorteile:
- – der Keramikkörper erfährt weder bei der Montage noch bei der Demontage eine axial wirkende Kraft. Eine Beschädigung kann daher zweifelsfrei ausgeschlossen werden;
- – die radiale Haltekraft ist sehr gleichmäßig auf der Mantelfläche des Keramikkörpers verteilt;
- – die Herstellung ist einfach und damit günstig;
- – innerhalb der Blechmanschette können mehrere Keramikkörper (seriell/parallel) angeordnet sein.
-
- 1
- Abgaskomponente
- 2
- Keramikkörper
- 3
- Blechmanschette
- 4
- Grundkörper
- 5
- Steg
- 5A
- Steg
- 6
- geschlitztes Rohr
- 7
- Mantelfläche
- 8
- Rohrsegment
- 8A
- Rohrsegment
- 9
- erste Stirnseite
- 10
- zweite Stirnseite
- 11
- Fase
- 12
- Befestigungsöffnung
- 13
- Montage-/Demontage-Öffnung
- 14
- Keramikfasermatte
- 15
- Aussparung
- 16
- Trägergehäuse
- 17
- Nase
- 18
- erste Öffnung
- 19
- zweite Öffnung
- ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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- Zitierte Patentliteratur
-
- - DE 10104468 A1 [0003]
- - DE 102004005809 A1 [0003]
- - DE 10045502 A1 [0003]
Claims (9)
- Abgaskomponente (
1 ) zur Behandlung von Abgas mit einem Keramikkörper (2 ) zur Reinigung des Abgases und mit einer Blechmanschette (3 ) zur Aufnahme des Keramikkörpers (2 ), dadurch gekennzeichnet, dass die Blechmanschette (3 ) aus einem einteiligen Grundköper (4 ), als Scharnier wirkende Stege (5 ) und einem in Längsrichtung geschlitzten Rohr (6 ) besteht, wobei das geschlitzte Rohr (6 ) den Keramikkörper (2 ) an dessen Mantelfläche umschließt und jedes Rohrsegment (8 ) des geschlitzten Rohrs (6 ) an einer ersten Stirnseite (9 ) über einen Steg (5 ) mit dem Grundkörper (4 ) einstückig verbunden ist. - Abgaskomponente (
1 ) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an einer zweiten Stirnseite (10 ) des geschlitzten Rohrs (6 ) eine umlaufende Fase (11 ) als Montagehilfe ausgebildet ist. - Abgaskomponente (
1 ) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass am Grundköper (4 ) Befestigungsöffnungen (12 ) und Montage-/Demontage-Öffnungen (13 ) ausgebildet sind. - Abgaskomponente (
1 ) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Keramikkörper (2 ) und dem geschlitzten Rohr (6 ) eine Keramikfasermatte (14 ) angeordnet ist. - Abgaskomponente (
1 ) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Mantelfläche (7 ) eines jeden Rohrsegments (8 ) Aussparungen (15 ) zur Erhöhung der Reibung zwischen dem geschlitzten Rohr (6 ) und der Keramikfasermatte (14 ) ausgebildet sind. - Abgaskomponente (
1 ) nach einem der vorausgegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Keramikkörper (2 ) enthalten sind. - Abgaskomponente (
1 ) nach einem der vorausgegangen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Abgaskomponente (1 ) in ein Trägergehäuse (16 ) eingesetzt ist. - Verfahren zur Herstellung einer nach Anspruch 1 ausgeführten Abgaskomponente (
1 ), dadurch gekennzeichnet, dass in einem ersten Schritt das geschlitzte Rohr (6 ) an der zweiten Stirnseite (10 ) aufgeweitet wird, indem an der zweiten Stirnseite (10 ) jedes Rohrsegment (8 ) um den jeweiligen als Scharnier wirkenden Steg (5 ) radial nach außen verbracht wird, in einem zweiten Schritt der/die mit Keramikfasermatte (14 ) umwickelte/n Keramikkörper (2 ) in das geschlitzte Rohr (6 ) eingelegt wird/werden und in einem dritten Schritt das geschlitzte Rohr (6 ) an der zweiten Stirnseite (10 ) zusammengedrückt und in die Ausgangsform zurückgeführt wird, indem an der zweiten Stirnseite (10 ) jedes Rohrsegment (8 ) um den als Scharnier wirkenden Steg (5 ) radial nach innen verbracht wird. - Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass in einem vierten Schritt die Abgaskomponente (
1 ) mittels eines Montagewerkzeugs, welches an den Montage-/Demontage-Öffnungen (13 ) des Grundkörpers (4 ) angreift, in das Trägergehäuse (16 ) eingesetzt wird und in einem fünften Schritt mit diesem verschraubt wird.
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