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DE10216272A1 - Exhaust gas treatment arrangement for an internal combustion engine - Google Patents

Exhaust gas treatment arrangement for an internal combustion engine

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DE10216272A1
DE10216272A1 DE2002116272 DE10216272A DE10216272A1 DE 10216272 A1 DE10216272 A1 DE 10216272A1 DE 2002116272 DE2002116272 DE 2002116272 DE 10216272 A DE10216272 A DE 10216272A DE 10216272 A1 DE10216272 A1 DE 10216272A1
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tube
carrier body
catalyst carrier
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German (de)
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DE10216272B9 (en
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Gerd Gaiser
Peter Zacke
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J Eberspaecher GmbH and Co KG
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Abstract

Es wird eine Abgasbehandlungsanordnung für eine Brennkraftmaschine mit wenigstens einer Abgasausstoßöffnung 9 vorgeschlagen, welche mehrere brennkraftmaschinennahe Abgaskatalysatoren 29, von denen ein jeder wenigstens einen zylindrischen Katalysatorträgerkörper 42 umfaßt, einen Rohrflansch 17 zur unmittelbaren Ankopplung an die Abgasausstoßöffnung 9 und ein an den Rohrflansch 17 gekoppeltes Katalysatorhalterohr 27, welches einen ersten Rohrbereich 31, in dem der Katalysatorträgerkörper 42 aufgenommen ist, und einen an den ersten Rohrbereich 31 anschließenden zweiten Rohrbereich 39 zum Abführen von in dem Katalysatorträgerkörper 42 behandeltem Abgas aufweist. Die Abgasbehandlungsanordnung zeichnet sich dadurch aus, daß der erste Rohrbereich 31 einen größeren Innendurchmesser D1 aufweist als der zweite Rohrbereich 39. Der Katalysatorträgerkörper 42 ist mittels Hülsen 47 und/oder Drahtgeflechtmanschetten 59 gegenüber dem ersten Rohrbereich 31 abgestützt.An exhaust gas treatment arrangement for an internal combustion engine with at least one exhaust gas discharge opening 9 is proposed, which has a plurality of exhaust gas catalytic converters 29 close to the internal combustion engine, each of which comprises at least one cylindrical catalyst carrier body 42, a pipe flange 17 for direct coupling to the exhaust gas discharge opening 9 and a catalyst holder pipe 27 coupled to the pipe flange 17 which has a first tube region 31, in which the catalyst carrier body 42 is received, and a second tube region 39 adjoining the first tube region 31 for removing exhaust gas treated in the catalyst carrier body 42. The exhaust gas treatment arrangement is characterized in that the first tube region 31 has a larger inner diameter D1 than the second tube region 39. The catalyst carrier body 42 is supported with respect to the first tube region 31 by means of sleeves 47 and / or wire mesh sleeves 59.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Abgasbehandlungsanordnung mit wenigstens einem Abgaskatalysator zur Behandlung von Abgasen einer Brennkraftmaschine mit wenigstens einer Abgasausstoßöffnung. The present invention relates to a Exhaust gas treatment arrangement with at least one exhaust gas catalyst for treatment of exhaust gases from an internal combustion engine with at least one Exhaust gas discharge port.

Zur Reduzierung von Schadstoffen in Abgasen aus Brennkraftmaschinen werden Abgaskatalysatoren im Abgasstrang der Brennkraftmaschine angeordnet. Der Abgasstrang umfaßt wenigstens eine Gruppe von mehreren unmittelbar an die Abgasausstoßöffnungen angekoppelten insbesondere als Auspuffkrümmer bezeichneten Rohrstücken, welche die von den Abgasausstoßöffnungen ausgestoßenen Abgase aufnehmen. An diese Rohrstücke sind Rohrzusammenführungen gekoppelt, um die Abgase aus den mehreren Abgasausstoßöffnungen einer Gruppe von Abgasausstoßöffnungen in einem einzigen Rohr zu sammeln, an welches ein Schalldämpfer angeschlossen ist, aus welchem das Abgas schließlich an die Umgebung abgegeben wird. Vor dem Eintritt in den Schalldämpfer durchläuft das Abgas einen Abgaskatalysator, in welchem in dem Abgas enthaltene Schadstoffe, wie beispielsweise Kohlenmonoxid und Stickoxide in weniger schädliche Produkte umgewandelt werden. Bei Kraftfahrzeugen ist der Abgaskatalysator meist zusammen mit dem Schalldämpfer am Fahrzeugboden des Kraftfahrzeugs angeordnet. To reduce pollutants in exhaust gases Internal combustion engines are catalytic converters in the exhaust system Internal combustion engine arranged. The exhaust line includes at least a group of several directly to the Exhaust ports connected especially as an exhaust manifold designated pipe sections, which by the Pick up exhaust gases emitted. To these pieces of pipe pipe junctions are coupled to the exhaust gases from the multiple exhaust ports of a group of Collect exhaust ports in a single pipe to which a silencer is connected, from which the exhaust gas is finally released to the environment. Before entering The exhaust gas passes through the silencer Exhaust gas catalytic converter, in which pollutants contained in the exhaust gas, such as for example carbon monoxide and nitrogen oxides in less harmful products are converted. In motor vehicles the catalytic converter usually together with the silencer on Vehicle floor of the motor vehicle arranged.

Zur effizienten Behandlung des Abgases muß der Abgaskatalysator eine erhöhte Betriebstemperatur von z. B. über 600°C aufweisen. Beim Kaltstart der Brennkraftmaschine ist eine gewisse Zeitdauer notwendig, bis der Abgaskatalysator seine vorgesehene Betriebstemperatur erreicht, während welcher Zeit dann eine optimale Behandlung der Abgase nicht möglich ist und entsprechend erhöhte Schadstoffmengen an die Umgebung abgegeben werden. Diese Zeitdauer ist bei einem am Fahrzeugboden angeordneten Abgaskatalysator unter anderem deshalb vergleichsweise lange, da der Abgaskatalysator mit einem relativ großen Abstand von der Brennkraftmaschine angeordnet ist und die Abgase bei ihrem Eintritt in den Abgaskatalysator aufgrund des Wärmeaustauschs mit dem zwischen Brennkraftmaschine und Abgaskatalysator vorgesehenen Rohrverbindungen im Vergleich zum Austritt unmittelbar aus der Brennkraftmaschine stark abgekühlt sind. For efficient treatment of the exhaust gas, the Exhaust gas catalyst an increased operating temperature of z. B. above 600 ° C exhibit. When the engine starts cold, there is one certain period of time necessary until the catalytic converter its intended operating temperature reached, during which time then optimal treatment of the exhaust gases is not possible and accordingly increased amounts of pollutants to the environment be delivered. This time period is one on the vehicle floor arranged catalytic converter, among other things, therefore comparatively long because the catalytic converter with a relative large distance from the internal combustion engine is arranged and the exhaust gases when they enter the catalytic converter due to the heat exchange with that between the internal combustion engine and catalytic converter provided pipe connections in the Comparison to exit directly from the internal combustion engine have cooled down greatly.

Deshalb wurden Abgaskatalysatoren entwickelt, welche näher an der Brennkraftmaschine, beispielsweise im Abgaskrümmer, angeordnet sind und welche nach einem Kaltstart entsprechend schneller ihre vorgesehene Betriebstemperatur erreichen, welche selbst sogar höher sein kann als die von vergleichbaren Abgaskatalysatoren, die im Bereich des Fahrzeugbodens angeordnet sind. Therefore, catalytic converters have been developed that are closer to the internal combustion engine, for example in the exhaust manifold, are arranged and which accordingly after a cold start reach their intended operating temperature faster, which itself can be even higher than that of comparable Exhaust gas catalysts in the area of the vehicle floor are arranged.

Ein solcher nahe an der Abgasausstoßöffnung der Brennkraftmaschine angeordneter Abgaskatalysator ist aus US 6,062,020 bekannt. Dieser Abgaskatalysator weist einen Katalysatorträgerkörper von kegelstumpfförmiger Gestalt auf, welcher in ein sich konisch verjüngendes Abgasrohr eingefügt ist. Der Katalysatorträgerkörper ist gegenüber dem sich konisch verjüngenden Rohr durch eine Fasermatte abgestützt. Die Fasermatte weist eine gewisse Elastizität auf, welche den empfindlichen Katalysatorträgerkörper vor den nahe an der Brennkraftmaschine auftretenden starken Vibrationen schützt. Such close to the exhaust port of the Internal combustion engine arranged catalytic converter is from US 6,062,020 known. This catalytic converter has one Catalyst carrier body of frustoconical shape, which in a conically tapered exhaust pipe is inserted. The The catalyst carrier body is conical compared to that tapered tube supported by a fiber mat. The Fiber mat has a certain elasticity, which the sensitive catalyst carrier body in front of the close to the Protects strong vibrations occurring internal combustion engine.

Dieses Halterungskonzept für den Katalysatorträgerkörper wird allerdings als nachteilig empfunden, da zu einer ordnungsgemäßen Halterung des Katalysatorträgerkörpers dieser mit einem relativ präzise einzustellenden axialen Druck in den sich konisch verjüngenden Rohrabschnitt gepreßt werden muß. Ferner schließt dieses Halterungskonzept den Einsatz von zylindrischen Katalysatorträgerkörpern aus, welche im Hinblick auf eine Durchströmung desselben vorteilhaft wären. This mounting concept for the catalyst carrier body is however perceived as disadvantageous because proper mounting of the catalyst carrier body with a relatively precise to adjust the axial pressure in the conical tapered pipe section must be pressed. Further this bracket concept excludes the use of cylindrical catalyst carrier bodies, which with regard to a flow through it would be advantageous.

Demgemäß ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Abgasbehandlungsanordnung vorzuschlagen, mit welcher insbesondere zylindrische Katalysatorträgerkörper nahe an der Brennkraftmaschine anordenbar sind. Accordingly, an object of the present invention is a Propose exhaust gas treatment arrangement with which especially cylindrical catalyst carrier body close to the Internal combustion engine can be arranged.

Unter einem ersten Aspekt geht die Erfindung aus von einer Abgasbehandlungsanordnung für eine Brennkraftmaschine mit wenigstens einer Abgasausstoßöffnung, wobei mehrere Abgaskatalysatoren vorgesehen sind, und wobei ein jeder Abgaskatalysator einer separaten Abgasausstoßöffnung der Brennkraftmaschine zugeordnet ist. Der Abgaskatalysator umfaßt einen Katalysatorträgerkörper, welcher eine Oberfläche bereitstellt, auf der das Katalysatormaterial bereitgestellt ist, welches die chemische Reaktion zur Umwandlung der schädlichen Verbrennungsprodukte in weniger schädliche Produkte fördert. Insbesondere stellt der Katalysatorträgerkörper in seinem Inneren eine Vielzahl von Strömungskanälen bereit, deren Innenoberfläche mit dem Katalysatormaterial versehen sind. Die Strömungskanäle sind bevorzugterweise Kanäle von entlang ihrer Länge im wesentlichen gleichförmigem Querschnitt, um eine Durchströmung des Abgaskatalysators mit möglichst geringen Strömungsverlusten zu ermöglichen. Entsprechend weist der Katalysatorträgerkörper eine im wesentlichen zylindrische Gestalt auf, wobei die zylindrische Gestalt nicht unbedingt die Form eines Kreiszylinders haben muß. Vielmehr sind Zylindergestalten mit beliebiger Grundfläche vorgesehen, wie etwa hexogonaler oder quadratischer Grundfläche. In a first aspect, the invention is based on one Exhaust gas treatment arrangement for an internal combustion engine at least one exhaust gas discharge opening, wherein several Catalytic converters are provided, and each being Exhaust gas catalytic converter of a separate exhaust gas discharge opening of the Internal combustion engine is assigned. The catalytic converter comprises one Catalyst carrier body, which has a surface on which the catalyst material is provided, which is the chemical reaction to transform the harmful Promotes combustion products into less harmful products. In particular, the catalyst carrier body in its Inside a variety of flow channels ready Are provided on the inside surface with the catalyst material. The Flow channels are preferably channels from along their length is substantially uniform in cross section a flow through the exhaust gas catalyst as possible to allow low flow losses. Accordingly, the Catalyst carrier body is essentially cylindrical Shape, with the cylindrical shape not necessarily the Must have the shape of a circular cylinder. Rather are Cylinder shapes are provided with any footprint, such as hexagonal or square base.

Der Katalysatorträgerkörper ist in einem Katalysatorhalterohr aufgenommen, welches indirekt an die Abgasausstoßöffnung der Brennkraftmaschine gekoppelt ist. Vorzugsweise ist das Katalysatorhalterohr jedoch direkt, d. h. ohne das Einfügen weiterer separater Rohrabschnitte an die Abgasausstoßöffnung gekoppelt. The catalyst carrier body is in a catalyst holder tube added, which indirectly to the exhaust gas outlet of the Internal combustion engine is coupled. Preferably that is However, catalyst support tube directly, i.e. H. without inserting further separate pipe sections to the exhaust gas discharge opening coupled.

Die Erfindung zeichnet sich hierbei dadurch aus, daß das Katalysatorhalterohr hintereinander zwei Rohrbereiche aufweist, wobei der Katalysatorträgerkörper, gesehen in Strömungsrichtung des Abgases, in einem vorderen ersten Rohrbereich aufgenommen ist, welcher einen größeren Innendurchmesser aufweist als ein dem ersten Rohrbereich in Strömungsrichtung des Abgases nachfolgender zweiter Rohrbereich. The invention is characterized in that the Catalytic converter holding pipe two pipe sections in a row having, wherein the catalyst carrier body, seen in Flow direction of the exhaust gas, in a front first Pipe area is included, which is a larger Has inner diameter as a the first tube area in Direction of flow of the exhaust gas subsequent second pipe area.

Dieser Auslegung liegt die Überlegung zugrunde, daß von dem Gesamtquerschnitt des Katalysatorträgerkörpers lediglich ein Teil als Strömungsquerschnitt für das Abgas zur Verfügung steht. Im Hinblick auf eine Reduzierung der Strömungsverluste in dem Katalysatorträgerkörper ist dessen Querschnitt im Vergleich zu dem Querschnitt des zweiten Rohrbereichs erhöht. This interpretation is based on the consideration that of the Total cross section of the catalyst carrier body only one Part available as a flow cross-section for the exhaust gas stands. With a view to reducing flow losses in the catalyst carrier body, its cross section is in Compared to the cross section of the second pipe area increased.

Insbesondere ist hierbei vorgesehen, daß der Querschnitt des Abgaskatalysatorträgerkörpers gleich oder größer ist als der Innendurchmesser des zweiten Rohrbereichs. In particular, it is provided that the cross section of the Exhaust gas catalyst carrier body is equal to or larger than that Inner diameter of the second pipe area.

Im Hinblick auf eine einfache Fertigung des Katalysatorhalterohrs ist dieses vorzugsweise aus einem einzigen Rohrstück integral geformt. Dies bedeutet, daß der erste und der zweite Rohrbereich nicht durch separate Rohrstücke bereitgestellt sind, welche durch Verbindungstechniken, wie beispielsweise Verschweißen oder Verschrauben zusammengefügt sind. With a view to simple manufacture of the Catalyst holder tube is preferably made of a single Pipe piece integrally formed. This means that the first and the second pipe area not by separate pipe sections are provided, which by connection techniques such for example welding or screwing together are.

Unter einem zweiten Aspekt sieht die Erfindung eine brennkraftmaschinennahe Anordnung von Abgaskatalysatoren vor, wobei ein jeder Abgaskatalysator mehreren Abgasausstoßöffnungen der Brennkraftmaschine zugeordnet ist, wobei allerdings nicht ein einziger Abgaskatalysator sämtlichen Abgasausstoßöffnungen zugeordnet ist. Entsprechend sind mehrere Abgaskatalysatoren vorgesehen, von denen ein jeder in einem separaten Katalysatorhalterohr aufgenommen ist. Entsprechend ist in Strömungsrichtung vor dem Abgaskatalysator eine Rohrverzweigung vorgesehen, um ein jedes Katalysatorhalterohr mit mehreren Abgasausstoßöffnungen zu koppeln. Weiterhin ist in Strömungsrichtung hinter den mehreren Abgaskatalysatoren eine Rohrzusammenführung vorgesehen, um die mehreren Katalysatorhalterohre zu einem einzigen weiterführenden Abgasrohr zusammenzuführen. The invention provides a second aspect arrangement of exhaust gas catalysts close to the engine, wherein each catalytic converter has a plurality of exhaust gas discharge openings is assigned to the internal combustion engine, although not a single catalytic converter all Exhaust ports are assigned. Accordingly, there are several Exhaust gas catalysts are provided, each in a separate Catalyst holding tube is added. Accordingly, in Flow direction upstream of the catalytic converter Pipe branching provided around each catalyst support pipe couple multiple exhaust ports. Furthermore, in Flow direction behind the several catalytic converters Pipe junction provided to the several Catalyst holder pipes to a single exhaust pipe merge.

Vorzugsweise ist als ein Übergang zwischen dem ersten und dem zweiten Rohrabschnitt ein dritter Rohrabschnitt eingefügt, dessen Innendurchmesser kleiner als der des ersten Rohrbereichs und größer als der des zweiten Rohrbereichs ist. Dieser dritte Rohrabschnitt stellt vorzugsweise eine Radialschulter bereit, an welcher der Katalysatorträgerkörper selbst oder unter Zwischenfügung einer weiteren Haltestruktur axial abgestützt ist, so daß er gegenüber Verrutschen in einer Axialrichtung zu dem zweiten Rohrbereich hin fixiert ist. Preferably, as a transition between the first and the inserted into the second pipe section, a third pipe section, whose inside diameter is smaller than that of the first Pipe area and is larger than that of the second pipe area. This third pipe section preferably represents one Radial shoulder ready on which the catalyst carrier body itself or with the interposition of another holding structure is axially supported so that it slips in fixed in an axial direction towards the second tube region is.

Im Unterschied zu den beispielsweise am Fahrzeugboden kurz vor dem Schalldämpfer angeordneten Abgaskatalysator ist der hier in Rede stehende brennkraftmaschinennahe Abgaskatalysator besonderen mechanischen und thermischen Belastungen und insbesondere erhöhten Strömungspulsationen ausgesetzt. Ein solcher brennkraftmaschinennaher Abgaskatalysator ist vorzugsweise weniger als 1 m, insbesondere weniger als 0,5 m und insbesondere weniger als 0,25 m von der Brennkraftmachine entfernt angeordnet, wobei sich diese Länge nicht auf eine geometrische Entfernung zwischen dem Katalysatorträgerkörper und der Brennkraftmaschine bezieht, sondern auf eine Länge der Rohrverbindung zwischen Katalysatorträgerkörper und Abgasausstoßöffnung der Brennkraftmaschine. In contrast to the short, for example on the vehicle floor The catalytic converter in front of the silencer is the close to the internal combustion engine in question Exhaust gas catalytic converter special mechanical and thermal loads and exposed in particular to increased flow pulsations. On is such an exhaust gas catalytic converter near the engine preferably less than 1 m, in particular less than 0.5 m and in particular less than 0.25 m from the internal combustion engine remotely arranged, this length is not on a geometric distance between the catalyst carrier body and relates to the internal combustion engine, but to a length the pipe connection between the catalyst carrier body and Exhaust gas discharge opening of the internal combustion engine.

Vorzugsweise ist der Katalysatorträgerkörper durch den Rohrflansch hindurch in das Katalysatorhalterohr eingefügt, und zwar weiter bevorzugt derart, daß der Katalysatorträgerkörper mit seiner gesamten Länge in dem ersten Rohrbereich aufgenommen ist. The catalyst carrier body is preferably through the Pipe flange inserted into the catalyst holder tube, and more preferably such that the catalyst carrier body with its entire length in the first tube area is included.

Der Katalysatorträgerkörper kann beispielsweise durch eine keramische Struktur, eine metallische Struktur oder auch eine andere Struktur gebildet sein, welche jedoch aufgrund der im Hinblick auf eine möglichst große Katalysatoroberfläche großen Zahl von Strömungskanälen mechanisch fragil und empfindlich gegenüber Deformationen und Brüchen ist. Deshalb ist es bevorzugt, daß der Katalysatorträgerkörper selbst nicht unmittelbar an dem Katalysatorhalterohr anliegt, sondern vielmehr mit Abstand von einem Innenmantel des ersten Rohrbereichs angeordnet ist. Entsprechend sind zwischen dem Katalysatorträgerkörper und dem Innenmantel des ersten Rohrbereichs Haltestrukturen zur Halterung des Katalysatorträgerkörpers vorgesehen, um diesen in dem ersten Rohrbereich ausreichend mechanisch zu fixieren und gleichzeitig eine Übertragung von Erschütterungen von dem Katalysatorhalterohr auf den Katalysatorträgerkörper zu dämpfen. The catalyst carrier body can, for example, by a ceramic structure, a metallic structure or even a other structure can be formed, but due to the im With regard to the largest possible catalyst surface large number of flow channels mechanically fragile and is sensitive to deformations and breaks. Therefore it is preferred that the catalyst carrier body itself is not in direct contact with the catalyst holder tube, but rather at a distance from an inner jacket of the first Pipe area is arranged. Accordingly, between the Catalyst carrier body and the inner shell of the first Pipe area holding structures for holding the Catalyst carrier body provided to this in the first tube area to fix it sufficiently mechanically and at the same time Transmission of vibrations from the catalyst support tube to dampen the catalyst carrier body.

Derartige Haltestrukturen sind vorzugsweise, gesehen in Strömungsrichtung des Abgases, an einem vorderen Endbereich und einem hinteren Endbereich des Katalysatorträgerkörpers vorgesehen. Vorzugsweise sind zwischen dem vorderen und hinteren Endbereich axiale Bereiche an dem Katalysatorträgerkörper vorgesehen, welche nicht durch zwischengefügte Strukturen an dem Katalysatorhalterohr abgestützt sind, so daß an diesen Bereichen auch ein Wärmetransport von dem Katalysatorträgerkörper auf das Katalysatorhalterohr reduziert ist, was im Hinblick auf ein schnelleres Erreichen der Betriebstemperatur des Katalysators vorteilhaft ist. Es sind dann lediglich an dem vorderen und hinteren Endbereich direkte Wärmebrücken zwischen dem Katalysatorträgerkörper und dem Katalysatorhalterohr durch die Haltestrukturen gebildet. Such holding structures are preferred, as seen in FIG Flow direction of the exhaust gas, at a front end region and a rear end portion of the catalyst carrier body intended. Are preferably between the front and rear end area axial areas on the Catalyst carrier body provided, which is not by interposed Structures are supported on the catalyst support tube so that these areas also heat transfer from the Catalyst carrier body is reduced to the catalyst holding tube, what with a view to reaching the Operating temperature of the catalyst is advantageous. Then there are direct only at the front and rear end portions Thermal bridges between the catalyst carrier body and the Catalyst support tube formed by the support structures.

Eine solche Trägerstruktur ist vorzugsweise durch eine Distanzhülse gebildet, welche insbesondere in Umfangsrichtung geschlossen ausgebildet ist, um ein Umströmen des Abgaskatalysators durch die Abgase zu blockieren. Such a support structure is preferably a Spacer sleeve formed, which in particular in the circumferential direction is designed to flow around the To block the catalytic converter through the exhaust gases.

Im Hinblick auf eine Dämpfung von auf den Katalysatorträgerkörper übertragenen Schwingungen weist die Distanzhülse eine Federwirkung auf, indem sie sich in einem Bereich sowohl in Axial- als auch in Radialrichtung erstreckt. With regard to a damping from on The spacer sleeve has a vibration transmitted to the catalyst carrier body Spring action by being in an area both in Extends axially as well as in the radial direction.

Die Distanzhülse liegt vorzugsweise reibschlüssig an dem Innenmantel des ersten Rohrbereichs an. Alternativ oder ergänzend hierzu kann jedoch an dem Innenmantel des ersten Rohrbereichs eine Umfangsnut vorgesehen sein, in welche die Distanzhülse insbesondere einrastet, wenn der Abgaskatalysator in den ersten Rohrbereich eingeführt wird. Alternativ oder ergänzend hierzu ist ebenfalls vorgesehen, die Distanzhülse mit dem Innenmantel des ersten Rohrbereichs zu verschweißen oder zu verlöten oder auf andere Weise fügetechnisch zu verbinden. The spacer sleeve is preferably frictionally on the Inner jacket of the first pipe area. Alternatively or in addition to this, however, on the inner jacket of the first Pipe area a circumferential groove can be provided, in which the Spacer snaps in particular when the Exhaust gas catalyst is introduced into the first pipe area. alternative or in addition to this, it is also provided that Spacer sleeve with the inner jacket of the first tube area weld or solder or otherwise joining technology.

Alternativ oder ergänzend kann eine Haltestruktur auch durch eine zwischen dem Katalysatorträgerkörper und dem Innenmantel des ersten Rohrbereichs eingefügte Manschette gebildet sein, welche als ein Geflecht oder Gewirk oder Flies oder Gewebe oder Filz aus Draht oder einem anderen Material gebildet ist. As an alternative or in addition, a holding structure can also be used one between the catalyst carrier body and the inner jacket inserted cuff of the first tube area, which as a braid or knitted fabric or fleece or woven fabric or felt made of wire or other material.

Besonders bevorzugt ist hierbei eine Halterung, bei der die Haltestruktur des vorderen Endbereichs durch eine Distanzhülse und die Haltestruktur am hinteren Endbereich des Katalysatorträgerkörpers durch eine Drahtgeflechtmanschette gebildet ist. Dies erleichtert das Einfügen des Katalysatorträgerkörpers in den ersten Rohrbereich, wobei vorzugsweise die dem Rohrflansch nahe Distanzhülse mit dem Katalysatorhalterohr verschweißt sein kann. A holder in which the Support structure of the front end area by a Spacer sleeve and the holding structure at the rear end area of the Catalyst carrier body through a wire mesh sleeve is formed. This makes it easier to insert the Catalyst carrier body in the first tube area, preferably the spacer sleeve close to the pipe flange with the Catalyst holder tube can be welded.

Ferner ist vorgesehen, daß radial zwischen einem sich in dem ersten Rohrbereich abstützenden Bereich der Distanzhülse und dem Katalysatorträgerkörper eine Manschette von solcher Art eingefügt ist, wie sie vorangehend als unmittelbar zwischen dem ersten Rohrbereich und dem Katalysatorträgerkörper eingefügte Manschette beschrieben wurde. It is also provided that radially between one in the first tube area supporting area of the spacer sleeve and the catalyst carrier body a cuff of this type is inserted as it was previously as immediately between the first tube area and the catalyst carrier body inserted cuff has been described.

Nachfolgend werden Ausführungsformen der Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert. Hierbei zeigt: Embodiments of the invention are described below with reference to Drawings explained in more detail. Here shows:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Abgasbehandlungsanordnung, Fig. 1 is a schematic representation of a first embodiment of an exhaust gas treatment apparatus of the invention,

Fig. 2 eine Detailansicht in Axiallängsschnitt der in Fig. 1 gezeigten Abgasbehandlungsanordnung, FIG. 2 shows a detailed view in axial longitudinal section of the exhaust gas treatment arrangement shown in FIG. 1,

Fig. 3 bis 7 jeweils Detailansichten nach Art der Fig. 2 von weiteren Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Abgasbehandlungsanordnung, FIGS. 3 to 7 are detail views on the type of Fig. 2 of further embodiments of the exhaust treatment device according to the invention,

Fig. 8 eine schematische Darstellung noch einer weiteren Ausführungsform der Abgasbehandlungsanordnung, Fig. 8 is a schematic representation of yet another embodiment of the exhaust treatment device,

Fig. 9 noch eine weitere Ausführungsform der Abgasbehandlungsanordnung und Fig. 9, yet another embodiment of the exhaust treatment device and

Fig. 10 eine Detailansicht der in Fig. 9 gezeigten Abgasbehandlungsanordnung. FIG. 10 shows a detailed view of the exhaust gas treatment arrangement shown in FIG. 9.

In Fig. 1 ist eine Abgasbehandlungsanordnung 1 schematisch dargestellt. Diese dient zur Behandlung von Abgasen einer Vierzylinder-Viertakt-Brennkraftmaschine 3 mit einem Zylinderkopf 5. Den Zylindern der Brennkraftmaschine 3 wird über an den Zylinderkopf angeschlossene Ansaugkrümmer Frischluft zugeführt, und das bei der Verbrennung in den Zylindern entstehende Abgas wird aus an dem Zylinderkopf 5 vorgesehenen Abgasausstoßöffnungen 9 ausgestoßen. An exhaust gas treatment arrangement 1 is shown schematically in FIG. 1. This serves to treat exhaust gases from a four-cylinder, four-stroke internal combustion engine 3 with a cylinder head 5 . Fresh air is supplied to the cylinders of the internal combustion engine 3 via intake manifolds connected to the cylinder head, and the exhaust gas produced in the cylinders during combustion is expelled from exhaust gas discharge openings 9 provided on the cylinder head 5 .

Die durch die Abgasausstoßöffnungen 9 ausgegebenen Verbrennungsabgase werden von einer Auspuffanlage 11, die die Abgasbehandlungsanordnung 1 umfaßt, über ein Auspuffende 13 an die Umgebung abgegeben. Die Auspuffanlage 11 umfaßt vier Auspuffkrümmerrohre 15, welche jeweils mit einem Rohrflansch 17 mit einer Abgasausstoßöffnung 9 verschraubt sind. Die vier Auspuffkrümmerrohre 15 sind an ihren den Rohrflanschen 17 entgegengesetzten Enden über eine Rohrzusammenführung 19 miteinander verbunden, um die von den vier Zylindern ausgestoßenen Abgase in einem Sammelrohr 21 zusammenzufassen, welches über eine Flanschverbindung 23 mit der Rohrzusammenführung 19 verschraubt ist. Das Auspuffsammelrohr 21 führt die Abgase durch einen Schalldämpfer 25 dem Auspuffende 13 zu. The combustion exhaust gases discharged through the exhaust gas discharge openings 9 are discharged to the environment from an exhaust system 11 , which includes the exhaust gas treatment arrangement 1 , via an exhaust end 13 . The exhaust system 11 comprises four exhaust manifold pipes 15 , each of which is screwed to a pipe flange 17 with an exhaust gas outlet opening 9 . The four exhaust manifold pipes 15 are connected to one another at their ends opposite the pipe flanges 17 via a pipe junction 19 in order to combine the exhaust gases expelled from the four cylinders in a manifold 21 which is screwed to the pipe junction 19 via a flange connection 23 . The exhaust manifold 21 leads the exhaust gases through a silencer 25 to the exhaust end 13 .

An die Rohrflansche 17 sich anschließende Rohrbereiche der Auspuffkrümmerrohre 15 sind als Katalysatorhalterohre 27 ausgebildet, von welchen ein jedes in seinem Inneren einen Abgaskatalysator 29 aufnimmt. Die Verbrennungsabgase durchlaufen die Abgaskatalysatoren, welche in den Abgasen enthaltene schädliche Verbrennungsprodukte in weniger schädliche Produkte umwandeln. Insbesondere werden Stickoxide zu Stickstoff reduziert, Kohlenmonoxid wird zu Kohlendioxid oxidiert und Kohlenwasserstoffe werden zu Kohlendioxid und Wasser oxidiert. Pipe areas of the exhaust manifold pipes 15 adjoining the pipe flanges 17 are designed as catalyst holder pipes 27 , each of which receives an exhaust gas catalytic converter 29 in its interior. The combustion exhaust gases pass through the exhaust gas catalysts, which convert harmful combustion products contained in the exhaust gases into less harmful products. In particular, nitrogen oxides are reduced to nitrogen, carbon monoxide is oxidized to carbon dioxide and hydrocarbons are oxidized to carbon dioxide and water.

In Fig. 2 ist die Anordnung des Katalysators 29 in dem Katalysatorhalterohr 27 im Detail dargestellt. Das Katalysatorhalterohr 27 weist einen mit dem Flansch 17 versehenen ersten Rohrbereich 31 auf, wobei der Flansch 17 unter Zwischenfügung einer Dichtung 33 mit Schrauben 35 fest mit dem Zylinderkopf 5 verbunden ist. Innerhalb des ersten Rohrbereichs 31 ist der Abgaskatalysator 29 aufgenommen. In einer Abgasströmungsrichtung 37 hinter dem ersten Rohrbereich 31 geht das Abgashalterohr 27 in einen zweiten Rohrbereich 39 über, welcher die Abgase nach Durchströmen des Abgaskatalysators 29 zu der Rohrzusammenführung 19 führt. Der erste Rohrbereich 31 weist einen größeren Innendurchmesser D1 auf als der zweite Rohrbereich 39, welcher einen Innendurchmesser D2 aufweist. Das Katalysatorhalterohr 27 ist mit seinen beiden Rohrbereichen 31, 39 einstückig ausgebildet, wobei zwischen den beiden Rohrbereichen 31, 39 eine Rohrverjüngung 41 als Übergang vorgesehen ist. In FIG. 2, the arrangement of the catalyst 29 is shown in the catalyst holding tube 27 in detail. The catalyst holder tube 27 has a first tube region 31 provided with the flange 17 , the flange 17 being fixedly connected to the cylinder head 5 with screws 35 with the interposition of a seal 33 . The exhaust gas catalytic converter 29 is accommodated within the first tube region 31 . In an exhaust gas flow direction 37 behind the first pipe area 31 , the exhaust gas holding pipe 27 merges into a second pipe area 39 , which leads the exhaust gases to the pipe junction 19 after flowing through the exhaust gas catalytic converter 29 . The first tube region 31 has a larger inner diameter D1 than the second tube region 39 , which has an inner diameter D2. This catalyst holding tube 27 is formed in one piece with its two pipe portions 31, 39, wherein a taper pipe 41 is provided as a transition between the two tube portions 31,. 39

Der Abgaskatalysator 29 umfaßt einen als Wabenkörper ausgebildeten Katalysatorträgerkörper 42, welcher in seinem Inneren eine Vielzahl von schematisch dargestellten Strömungskanälen 43 aufweist, deren Oberflächen mit Katalysatormaterial, wie etwa Platin und Palladium belegt sind. Die Strömungskanäle 43 weisen entlang ihrer Länge im wesentlichen gleichen Querschnitt auf, so daß der gesamte Katalysatorträgerkörper 42 eine zylindrische Gestalt aufweist, deren Querschnitt in der in Fig. 2 beschriebenen Ausführungsform kreisförmig ist. Der Katalysatorträgerkörper 42 weist an seinem Außenumfang einen Mantel 45 auf. Der Katalysatorträgerkörper 42 ist aus einem Keramikmaterial gebildet, und der Mantel 45 ist an seiner Außenfläche mit einer Metallschicht versehen, welche mit einer metallenen Hülse 47 fügetechnisch fest verbunden ist. Die Hülse 47 haltert den Katalysator 29 innerhalb des ersten Rohrbereichs 31 derart, daß der Mantel 45 mit einem Abstand A von dem Katalysatorhalterohr 27 angeordnet ist. Die Hülse 47 weist im Querschnitt die Gestalt eines langgestreckten S auf, wobei sich ein mit dem Mantel 45 des Katalysatorträgerkörpers 42verbundener Bereich 49 und ein an der Innenwand des ersten Rohrbereichs 31 anliegender Bereich 51 der Hülse 47 parallel zu einer Achse 53 des zylindrischen Katalysatorträgerkörpers 42 erstrecken. Zwischen den Bereichen 49 und 51 erstreckt sich ein mittlerer Bereich 55 der Hülse 47 ausgehend von dem Bereich 49 hin zu dem Flansch 17 nach radial außen. Der an dem Innenmantel des ersten Rohrbereichs 31 anliegende Bereich 51 der Hülse 47 ist mit dem Katalysatorhalterohr 27 verschweißt, wobei eine Schweißnaht 57 in Fig. 2 symbolisch angedeutet ist. The exhaust gas catalytic converter 29 comprises a catalyst carrier body 42 which is designed as a honeycomb body and has in its interior a multiplicity of schematically illustrated flow channels 43 , the surfaces of which are covered with catalyst material, such as platinum and palladium. The flow channels 43 have essentially the same cross section along their length, so that the entire catalyst carrier body 42 has a cylindrical shape, the cross section of which is circular in the embodiment described in FIG. 2. The catalyst carrier body 42 has a jacket 45 on its outer circumference. The catalyst carrier body 42 is formed from a ceramic material, and the outer surface 45 of the jacket 45 is provided with a metal layer which is firmly connected to a metal sleeve 47 by joining technology. The sleeve 47 holds the catalytic converter 29 within the first pipe region 31 in such a way that the jacket 45 is arranged at a distance A from the catalytic converter holding pipe 27 . The sleeve 47 has the shape of an elongated S in cross section, with an area 49 connected to the jacket 45 of the catalyst carrier body 42 and an area 51 of the sleeve 47 bearing against the inner wall of the first tube area 31 parallel to an axis 53 of the cylindrical catalyst carrier body 42 extend. Between the regions 49 and 51 , a central region 55 of the sleeve 47 extends radially outwards from the region 49 to the flange 17 . The area 51 of the sleeve 47 which bears against the inner jacket of the first tube area 31 is welded to the catalyst holder tube 27 , a weld seam 57 being indicated symbolically in FIG. 2.

An einem von dem Flansch 17 abgewandten Ende des Katalysatorträgerkörpers 42 ist zwischen dessen Mantel 45 und der Innenwand des ersten Rohrbereichs 31 eine Drahtgeflechtmanschette 59 eingefügt, welche den Katalysatorträgerkörper 42 radial gegenüber dem Katalysatorhalterohr abstützt. At one end of the catalyst carrier body 42 facing away from the flange 17, a wire mesh sleeve 59 is inserted between its jacket 45 and the inner wall of the first tube region 31 , which supports the catalyst carrier body 42 radially with respect to the catalyst holding tube.

Zur Montage des Abgaskatalysators 29 in dem Katalysatorhalterohr 27 wird zunächst die Manschette 59 stramm über das eine Ende des Katalysatorträgerkörpers 42 gestülpt, sodann wird der Katalysatorträgerkörper zunächst mit der Manschette 59 in die Öffnung des ersten Rohrbereichs 31 eingeführt und so weit hineingeschoben, daß der Katalysatorträgerkörper 42 vollständig in dem ersten Rohrbereich 31 aufgenommen ist und ein Abstand B zwischen einer Stirnfläche des Katalysatorträgerkörpers 42 und dem Rohrflansch 17 etwa 5 mm beträgt. Sodann wird die Schweißnaht 57 zwischen dem Katalysatorhalterohr 27 und dem Bereich 51 der Hülse 47 entweder über den vollen Umfang oder lediglich an einem Teilumfang, etwa durch Punktschweißen, gefertigt. Somit ist der Katalysatorträgerkörper 42 durch die Hülse 47 in Axialrichtung in dem Katalysatorhalterohr festgelegt und sowohl durch die Hülse als auch durch die Manschette 59 in Radialrichtung gegenüber dem Katalysatorhalterohr 27 abgestützt. To assemble the exhaust gas catalytic converter 29 in the catalyst holding tube 27 , the sleeve 59 is first pulled tightly over one end of the catalyst carrier body 42 , then the catalyst carrier body is first inserted with the sleeve 59 into the opening of the first tube region 31 and pushed so far that the catalyst carrier body 42 is completely accommodated in the first tube region 31 and a distance B between an end face of the catalyst carrier body 42 and the tube flange 17 is approximately 5 mm. The weld seam 57 is then produced between the catalyst holder tube 27 and the region 51 of the sleeve 47 either over the entire circumference or only on a partial circumference, for example by spot welding. Thus, the catalyst carrier body 42 is defined by the sleeve 47 in the axial direction in the catalyst holding tube and supported by both the sleeve and through the sleeve 59 in the radial direction relative to the catalyst holding tube 27th

Nachfolgend werden Varianten der anhand der Fig. 1 und 2 erläuterten Ausführungsform dargestellt. Dabei sind Komponenten, die hinsichtlich ihres Aufbaus und ihrer Funktion Komponenten der Fig. 1 und 2 entsprechen, mit den selben Bezugsziffern wie in den Fig. 1 und 2 bezeichnet, zu ihrer Unterscheidung jedoch mit einem zusätzlichen Buchstaben versehen. Hierbei wird auf die gesamte vorangehende Beschreibung Bezug genommen. Variants of the embodiment explained with reference to FIGS. 1 and 2 are shown below. Components which correspond to components of FIGS. 1 and 2 in terms of their structure and function are designated with the same reference numerals as in FIGS . 1 and 2, but are provided with an additional letter to distinguish them. Here, reference is made to the entire preceding description.

Ein in Fig. 3 im Axiallängsschnitt dargestellter Abgaskatalysator 29a weist einen ähnlichen Aufbau auf, wie der in den Fig. 1 und 2 erläuterte Abgaskatalysator. Im Unterschied hierzu ist ein Katalysatorträgerkörper 42a jedoch sowohl an seinem vorderen wie auch seinem hinteren Ende durch eine Hülse 47a in einem ersten Rohrbereich 31a eines Katalysatorhalterohrs 27a gehaltert. Die beiden Hülsen 47a weisen jeweils S-förmige Gestalt auf, wobei sie sich beide ausgehend von an einem Außenmantel 45a eines Katalysatorträgerkörpers 42a festgemachten Bereich 49a über einen Zwischenbereich 55a nach radial außen und hin zu einem Rohrflansch 17a erstrecken und mit einem Endbereich 51a reibschlüssig an einer Innenwand des ersten Rohrbereichs 31a anliegen. An exhaust gas catalytic converter 29 a shown in FIG. 3 in an axial longitudinal section has a structure similar to that of the exhaust gas catalytic converter explained in FIGS . 1 and 2. In contrast to this, however, a catalyst carrier body 42 a is held both at its front and at its rear end by a sleeve 47 a in a first tube region 31 a of a catalyst holder tube 27 a. The two sleeves 47 a each have an S-shaped shape, both of which, starting from area 49 a attached to an outer jacket 45 a of a catalyst carrier body 42 a, extend radially outward over an intermediate area 55 a and towards a pipe flange 17 a and with an end region 51 a frictionally abut an inner wall of the first tube region 31 a.

Das Katalysatorhalterohr ist wiederum einstückig ausgebildet, wobei der erste Rohrbereich 31a einen Innendurchmesser D1 aufweist, der wesentlich größer ist als ein Innendurchmesser D2 eines an den ersten Rohrbereich 31a anschließenden Rohrbereichs 39a zum Abführen der Abgase. Hierbei ist der erste Rohrbereich 31a gegenüber dem zweiten Rohrbereich 39a derart erweitert, daß der in dem ersten Rohrbereich 31a aufgenommene Katalysatorträgerkörper 42a einen Querschnittsdurchmesser D3 aufweist, der größer ist als der Innendurchmesser D2 des zweiten Rohrbereichs 39a. The catalyst holder tube is in turn formed in one piece, the first tube region 31 a having an inner diameter D1 which is substantially larger than an inner diameter D2 of a tube region 39 a adjoining the first tube region 31 a for removing the exhaust gases. Here, the first pipe portion 31 a opposite to the second tube portion 39 is a so extends that which has in the first pipe portion 31 a recorded catalyst carrier body 42 a has a cross-sectional diameter D3 which is larger than the inner diameter D2 of the second tube portion 39 a.

Eine in Fig. 4 dargestellte Ausführungsform der Abgasbehandlungsanordnung ist ähnlich aufgebaut wie die in Fig. 2 gezeigte Anordnung. Im Unterschied hierzu ist ein von einem Rohrflansch 17b abgewandtes Ende eines Katalysatorträgerkörpers 42b nicht durch eine Drahtgeflechtmanschette gegenüber einem Katalysatorhalterohr 27b abgestützt, sondern durch eine weitere Blechhülse 47b, welche einen an dem Katalysatorträgerkörper 42b festgelegten Bereich 49b, einen sich nach radial außen und weg von dem Rohrflansch 17b erstreckenden mittleren Bereich 55b und einen an einem ersten Rohrbereich 31b des Katalysatorhalterohrs 27b reibschlüssig anliegenden Bereich 51b aufweist. Um ein Einführen der Hülse 47b und damit des Katalysatorträgerkörpers 42b in den ersten Rohrbereich 31b durch eine Öffnung des Flansches 17b zu erleichtern, erstreckt sich die Hülse 47b über den an dem Katalysatorrohr 27b anliegenden Bereich 51b hinaus mit einem Endbereich 65 wieder nach radial innen. An embodiment of the exhaust gas treatment arrangement shown in FIG. 4 is constructed similarly to the arrangement shown in FIG. 2. In contrast to this, an end of a catalyst carrier body 42 b facing away from a tube flange 17 b is not supported by a wire mesh sleeve relative to a catalyst holder tube 27 b, but by a further sheet metal sleeve 47 b, which has an area 49 b fixed to the catalyst carrier body 42 b, one after the other radially outside and away from the tube flange 17 b extending central region 55 b and a region 51 b frictionally abutting a first tube region 31 b of the catalyst holder tube 27 b. In order to facilitate insertion of the sleeve 47 b and thus of the catalyst carrier body 42 b into the first tube region 31 b through an opening of the flange 17 b, the sleeve 47 b extends beyond the region 51 b which is in contact with the catalyst tube 27 b with an end region 65 radially inward again.

Eine in Fig. 5 gezeigte Ausführungsform der Abgasbehandlungsanordnung weist einen ähnlichen Aufbau auf, wie die in Fig. 3 gezeigte Abgasbehandlungsanordnung. Ein Katalysatorträgerkörper 42c ist wiederum an seinen beiden axialen Enden durch Blechhülsen 47c gegenüber einem Katalysatorhalterohr 27c abgestützt. Jedoch ist die einem Rohrflansch 17c des Katalysatorhalterohrs 27c zugewandte Metallhülse 47c mit einem an einer Innenwand eines ersten Rohrbereichs 31c des Katalysatorhalterohrs 27c anliegenden Bereich 51c mit dem Katalysatorhalterohr 47c durch eine Schweißnaht 57c fest verbunden. Die andere Metallhülse 47c liegt mit einem Bereich 51c an einer Innenwand des ersten Rohrbereichs 31c reibschlüssig an. Zwischen dem Bereich 51c dieser Metallhülse 47c und einem Außenmantel 45c eines Katalysatorträgerkörpers 42c ist eine Drahtgeflechtmanschette 59c eingefügt, welche dazu vorgesehen ist, Schwingungen des Katalysatorträgerkörpers 42c innerhalb des Katalysatorhalterohrs 27c zu dämpfen. An embodiment of the exhaust gas treatment arrangement shown in FIG. 5 has a structure similar to that of the exhaust gas treatment arrangement shown in FIG. 3. A catalyst carrier body 42 c is in turn supported at its two axial ends by sheet metal sleeves 47 c with respect to a catalyst holder tube 27 c. However, a pipe flange 17 c of the catalyst holding tube 27 c facing metal sleeve 47 c with an inner wall of a first tube portion 31 c of the catalyst holding tube 27 c abutting portion 51 c with the catalyst holding tube 47 c by a weld 57 c firmly connected. The other metal sleeve 47 c rests with an area 51 c on an inner wall of the first tube area 31 c in a friction-locking manner. Between the area 51 c of this metal sleeve 47 c and an outer jacket 45 c of a catalyst carrier body 42 c, a wire mesh sleeve 59 c is inserted, which is intended to dampen vibrations of the catalyst carrier body 42 c within the catalyst holder tube 27 c.

Eine in Fig. 6 dargestellte weitere Ausführungsform der Abgasbehandlungsanordnung weist einen ähnlichen Aufbau auf, wie die anhand der Fig. 5 erläuterte Abgasbehandlungsanordnung. Im Unterschied hierzu ist jedoch eine einem Rohrflansch 17d zugewandte Metallhülse 47d zur Abstützung eines Katalysatorträgerkörpers 42d nicht mit einem Katalysatorhalterohr 27d verschweißt, sondern lediglich reibschlüssig in dieses eingefügt. Zur weiteren Schwingungsdämpfung ist bei beiden Metallhülsen 47d zwischen deren an einem ersten Rohrbereich 31d des Katalysatorhalterohrs 27d anliegenden Bereichen 51d der Metallhülsen 47d und einem Außenmantel 45d des Katalysatorträgerkörpers 42d eine Metallgeflechtmanschette 59d eingefügt. A further embodiment of the exhaust gas treatment arrangement shown in FIG. 6 has a structure similar to that of the exhaust gas treatment arrangement explained with reference to FIG. 5. In contrast to this, however, a metal sleeve 47 d facing a pipe flange 17 d for supporting a catalyst carrier body 42 d is not welded to a catalyst holder tube 27 d, but is only inserted into it in a frictional manner. For further vibration damping, a metal braided sleeve 59 d is inserted in the two metal sleeves 47 d between their areas 51 d of the metal sleeves 47 d, which are in contact with a first tube area 31 d of the catalyst holding tube 27 d, and an outer jacket 45 d of the catalyst carrier body 42 d.

Ferner geht der erste Rohrbereich 31d mit einem Innendurchmesser D1 nicht unmittelbar in einen zweiten Rohrbereich 39d mit einem Innendurchmesser D2 über. Vielmehr ist zwischen den beiden Rohrbereichen 31d, 39d ein dritter Rohrbereich 67 mit einem Innendurchmesser D4 vorgesehen, welcher kleiner ist als der Innendurchmesser D1 und größer als der Innendurchmesser D2. An einer Verjüngung 69 zwischen dem ersten Rohrbereich 31d und dem dritten Rohrbereich 67 ist eine Anschlagschulter gebildet, an welcher die von dem Rohrflansch 17d abgewandte Blechhülse 47d zur Anlage kommt, um ein Verrutschen des Katalysatorträgerkörpers 42 in das Katalysatorhalterohr 27d hinein zu verhindern. Furthermore, the first tube region 31 d with an inner diameter D1 does not directly transition into a second tube region 39 d with an inner diameter D2. Rather, between the two tube portions 31 d, 39 d, a third pipe portion 67 with an inner diameter D4 provided which is smaller than the inner diameter D1 and larger than the inner diameter D2. A stop shoulder is formed on a taper 69 between the first tube region 31 d and the third tube region 67 , on which the sheet metal sleeve 47 d facing away from the tube flange 17 d comes to rest in order to prevent the catalyst carrier body 42 from slipping into the catalyst holder tube 27 d ,

Eine in Fig. 7 gezeigte Ausführungsform der Abgasbehandlungsanordnung weist einen ähnlichen Aufbau auf, wie die anhand der Fig. 6 erläuterte Ausführungsform. Im Unterschied hierzu weist ein erster Rohrbereich 31e eines Katalysatorhalterohrs 27e eine Umfangsnut 71 auf, in welcher eine Blechhülse 47e zur Abstützung eines Katalysatorträgerkörpers 42e gegenüber dem ersten Rohrbereich 31e mit einem Bereich 51e eingerastet ist, um den Katalysatorträgerkörper 42e sowohl in Richtung in das Katalysatorhalterohr 27e hinein als auch in die hierzu entgegengesetzte Richtung axial festzulegen. An embodiment of the exhaust gas treatment arrangement shown in FIG. 7 has a structure similar to that of the embodiment explained with reference to FIG. 6. In contrast to this, a first tube region 31 e of a catalyst holder tube 27 e has a circumferential groove 71 , in which a sheet metal sleeve 47 e for supporting a catalyst carrier body 42 e with respect to the first tube region 31 e is engaged with a region 51 e, both around the catalyst carrier body 42 e in the direction into the catalyst holder tube 27 e and axially in the opposite direction.

Eine in Fig. 8 dargestellte Abgasbehandlungsanordnung 1f weist einen ähnlichen Aufbau auf, wie die anhand der Fig. 1 und 2 erläuterte Abgasbehandlungsanordnung. Im Unterschied hierzu ist jedoch eine vordere Stirnfläche von Katalysatorträgerkörpern 42f nicht im wesentlichen unmittelbar an Abgasausstoßöffnungen 9f angeordnet. Vielmehr weisen diese Stirnflächen von den Abgasausstoßöffnungen einen Abstand B von etwa 20 cm auf. An exhaust gas treatment arrangement 1 f shown in FIG. 8 has a structure similar to that of the exhaust gas treatment arrangement explained with reference to FIGS. 1 and 2. In contrast to this, however, a front end face of catalyst carrier bodies 42 f is not arranged essentially directly at exhaust gas outlet openings 9 f. Rather, these end faces are at a distance B of approximately 20 cm from the exhaust gas discharge openings.

Eine in Fig. 9 schematisch dargestellte Abgasbehandlungsanordnung 1g weist einen Aufbau auf, der der in Fig. 8 gezeigten Abgasbehandlungsanordnung ähnlich ist. Auch hier sind vordere Stirnflächen von Abgaskatalysatoren 29g mit einem vergrößerten Abstand B von etwa 30 cm von Abgasausstoßöffnungen 9g eines Zylinderkopfes 5g angeordnet. Allerdings ist ein jeder Abgaskatalysator 29g nicht separat einer einzigen Abgasausstoßöffnung 9g zugeordnet. Vielmehr ist ein jeder Abgaskatalysator 29g einer Gruppe aus zwei Abgasausstoßöffnungen 9g zugeordnet. Hierbei ist zwischen einem ersten Rohrbereich eines Katalysatorhalterohrs 27g, in dem der Abgaskatalysator 29g aufgenommen ist, und Rohrflanschen 17g, welche mit den Abgasausstoßöffnungen 9g verschraubt sind, eine Rohrzusammenführung 75 angeordnet, um die Abgase von zwei Abgasausstoßöffnungen 9g einem Abgaskatalysator 29g zuzuführen. An exhaust gas treatment arrangement 1 g shown schematically in FIG. 9 has a structure that is similar to the exhaust gas treatment arrangement shown in FIG. 8. Here, too, front end faces of exhaust gas catalysts 29 g are arranged with an enlarged distance B of approximately 30 cm from exhaust gas discharge openings 9 g of a cylinder head 5 g. However, each exhaust gas catalytic converter 29 g is not separately assigned to a single exhaust gas discharge opening 9 g. Rather, each exhaust gas catalytic converter 29 g is assigned to a group of two exhaust gas discharge openings 9 g. Here, a pipe junction 75 is arranged between a first pipe region of a catalyst holder tube 27 g, in which the exhaust gas catalytic converter 29 g is received, and pipe flanges 17 g, which are screwed to the exhaust gas discharge openings 9 g, in order to remove the exhaust gases from two exhaust gas discharge openings 9 g of an exhaust gas catalytic converter 29 g feed.

An die ersten Rohrbereiche 31g, in welchen die Abgaskatalysatoren 29g aufgenommen sind, schließen sich zweite Rohrbereich 39g der Katalysatorhaltekohr 27g an, welche in einer weiteren Rohrzusammenführung 19g münden, um die Abgase aller vier Zylinder des Motors 5g zu einem gemeinsamen Sammelrohr 21g zusammenzuführen. The first pipe areas 31 g, in which the exhaust gas catalysts 29 g are received, are followed by second pipe areas 39 g of the catalyst holding tube 27 g, which open into a further pipe junction 19 g in order to combine the exhaust gases of all four cylinders of the engine 5 g Merge collector tube 21 g.

Wie in Fig. 10 dargestellt ist, sind der erste Rohrbereich 31g und der zweite Rohrbereich 39g wiederum aus einem einzigen Rohrstück gefertigt. Die Rohrzusammenführung 75 ist mit dem ersten Rohrbereich 31g mit einer Schweißnaht 77verschweißt, welche gefertigt wurde, nachdem der Katalysatorträgerkörper 42g in den ersten Rohrbereich eingefügt wurde. As shown in FIG. 10, the first tube area 31 g and the second tube area 39 g are in turn made from a single piece of tube. The tube junction 75 is welded to the first tube area 31 g with a weld seam 77 , which was produced after the catalyst carrier body 42 g was inserted into the first tube area.

In den vorangehend beschriebenen Ausführungsformen ist der Katalysatorträgerkörper ein keramischer Katalysatorträgerkörper, welcher an seinem Außenmantel metallisiert ist, um daran eine Metallhülse zur Abstützung des Katalysatorträgerkörpers in dem Katalysatorhalterohr metallurgisch befestigen zu können. Es ist jedoch auch vorgesehen, den Katalysatorträgerkörper nicht aus einem Keramikmaterial zu fertigen, sondern aus einem Metallmaterial, wobei dann die Befestigung der Metallhülse vereinfacht ist. In the above-described embodiments, the Catalyst carrier body a ceramic Catalyst carrier body, which is metallized on its outer jacket in order attached to it a metal sleeve to support the Fasten the catalyst carrier body metallurgically in the catalyst holder tube to be able to. However, it is also envisaged that Not to manufacture the catalyst carrier body from a ceramic material, but from a metal material, then the attachment the metal sleeve is simplified.

In den vorangehend beschriebenen Ausführungsformen wurde ferner eine Drahtgeflechtmanschette dazu verwendet, den Katalysatorträgerkörper schwingungsdämpfend gegenüber dem Katalysatorhalterohr abzustützen. Abweichend davon ist diese Funktion jedoch nicht auf eine Drahtgeflechtmanschette beschränkt. Vielmehr können andere Manschetten vorgesehen werden, wie beispielsweise Gewirke oder Gewebe aus Drähten, Bändern usw., welche auch nicht unbedingt aus Metall gefertigt sein müssen und etwa Mineralfasern oder ähnliches beinhalten können. In the previously described embodiments also used a wire mesh sleeve to the Vibration-damping catalyst carrier body compared to Support the catalyst holder tube. This function is different but not limited to a wire mesh sleeve. Rather, other cuffs can be provided, such as for example knitted fabrics or woven fabrics made of wires, ribbons, etc., which do not necessarily have to be made of metal and may include mineral fibers or the like.

In den vorangehend beschriebenen Ausführungsformen ist jeweils in dem ersten Bereich des Katalysatorhalterohrs jeweils ein einziger Katalysatorträgerkörper angeordnet. Es ist jedoch ebenfalls möglich, in dem ersten Rohrbereich mehrere Katalysatorträgerkörper anzuordnen, und zwar insbesondere axial hintereinander. In the above-described embodiments in each case in the first region of the catalyst holding tube a single catalyst carrier body arranged. It is however also possible, several in the first tube area Arrange catalyst carrier body, in particular axially one after the other.

Claims (21)

1. Abgasbehandlungsanordnung für eine Brennkraftmaschine (39) mit mehreren Abgasausstoßöffnungen (9g), umfassend:
mehrere brennkraftmaschinennahe Abgaskatalysatoren (29g), von denen ein jeder wenigstens einen zylindrischen Katalysatorträgerkörper (42g) umfaßt,
eine Mehrzahl von Gruppen von jeweils mehreren Rohrflanschen (17g), wobei ein jeder Rohrflansch (17g) zur unmittelbaren Ankopplung an jeweils eine der mehreren Abgasausstoßöffnungen (9g) vorgesehen ist, und
eine Mehrzahl von Katalysatorhalterohren (27g), mit jeweils einem ersten Rohrbereich (31g), in dem wenigstens ein Katalysatorträgerkörper (42g) aufgenommen ist, wobei ein jedes der Katalysatorhalterohre (27g) über eine Rohrverzweigung (75) an die Rohrflansche (17g) jeweils einer Gruppe von Rohrflanschen gekoppelt ist.
An exhaust gas treatment arrangement for an internal combustion engine ( 39 ) with a plurality of exhaust gas discharge openings ( 9 g), comprising:
a plurality of exhaust gas catalysts ( 29 g) close to the internal combustion engine, each of which comprises at least one cylindrical catalyst carrier body ( 42 g),
a plurality of groups of in each case a plurality of pipe flanges ( 17 g), each pipe flange ( 17 g) being provided for direct coupling to one of the plurality of exhaust gas discharge openings ( 9 g), and
a plurality of catalyst holder tubes ( 27 g), each with a first tube area ( 31 g), in which at least one catalyst carrier body ( 42 g) is accommodated, each of the catalyst holder tubes ( 27 g) being connected to the tube flanges ( 75 ) via a tube branch ( 75 ) 17 g) a group of pipe flanges is coupled.
2. Abgasbehandlungsanordnung nach Anspruch 1, wobei das Katalysatorhalterohr (27g) ferner einen an den ersten Rohrbereich (31g) anschließenden zweiten Rohrbereich (39g) zum Abführen von in dem Katalysatorträgerkörper (42g) behandeltem Abgas aufweist und wobei der erste Rohrbereich (31g) einen größeren Innendurchmesser (D1) aufweist als der zweite Rohrbereich (39g). 2. The exhaust gas treatment arrangement as claimed in claim 1, the catalyst holding tube ( 27 g) further comprising a second tube region ( 39 g) adjoining the first tube region ( 31 g) for discharging exhaust gas treated in the catalyst carrier body ( 42 g), and wherein the first tube region ( 31 g) has a larger inner diameter (D1) than the second tube area ( 39 g). 3. Abgasbehandlungsanordnung für eine Brennkraftmaschine (3) mit wenigstens einer Abgasausstoßöffnung (9), umfassend:
mehrere brennkraftmaschinennahe Abgaskatalysatoren (29), von denen ein jeder wenigstens einen zylindrischen Katalysatorträgerkörper (42) umfaßt,
mehrere Rohrflansche (17) zur unmittelbaren Ankopplung an jeweils eine Abgasausstoßöffnung (9) und
ein an den Rohrflansch (17) gekoppeltes Katalysatorhalterohr (27), welches einen ersten Rohrbereich (31), in dem der Katalysatorträgerkörper (42) aufgenommen ist, und einen an den ersten Rohrbereich (31) anschließenden zweiten Rohrbereich (39) zum Abführen von in dem Katalysatorträgerkörper (42) behandeltem Abgas aufweist,
dadurch gekennzeichnet, daß der erste Rohrbereich (31) einen größeren Querschnitt (D1) aufweist als der zweite Rohrbereich (39).
3. An exhaust gas treatment arrangement for an internal combustion engine ( 3 ) with at least one exhaust gas discharge opening ( 9 ), comprising:
a plurality of exhaust gas catalytic converters ( 29 ) close to the internal combustion engine, each of which comprises at least one cylindrical catalyst carrier body ( 42 ),
a plurality of pipe flanges ( 17 ) for direct coupling to an exhaust gas outlet opening ( 9 ) and
a catalyst holding tube ( 27 ) coupled to the tube flange ( 17 ), which has a first tube area ( 31 ) in which the catalyst carrier body ( 42 ) is accommodated, and a second tube area ( 39 ) adjoining the first tube area ( 31 ) for removing in has treated exhaust gas from the catalyst carrier body ( 42 ),
characterized in that the first tube region ( 31 ) has a larger cross section (D1) than the second tube region ( 39 ).
4. Abgasbehandlungsanordnung nach Anspruch 2 oder 3, wobei ein Querschnitt (D3) des Katalysatorträgerkörpers (42a) gleich oder größer ist als der Querschnitt (D2) des zweiten Rohrbereichs (39a). 4. Exhaust treatment arrangement according to claim 2 or 3, wherein a cross section (D3) of the catalyst carrier body ( 42 a) is equal to or larger than the cross section (D2) of the second tube region ( 39 a). 5. Abgasbehandlungsanordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei der erste und der zweite Rohrbereich (31, 39) des Katalysatorhalterohrs (27) aus einem einzigen Rohrstück integral geformt sind. 5. The exhaust gas treatment arrangement according to one of claims 2 to 4, wherein the first and the second tube region ( 31 , 39 ) of the catalyst holder tube ( 27 ) are integrally formed from a single tube piece. 6. Abgasbehandlungsanordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei zwischen dem ersten und dem zweiten Rohrbereich (31d, 39d) ein dritter Rohrbereich (67) des Katalysatorhalterohrs (27d) angeordnet ist, wobei ein Innendurchmesser (D4) des dritten Rohrbereichs (67) größer ist als der des ersten Rohrbereichs (31d) und kleiner als der des zweiten Rohrbereichs (39d). 6. Exhaust gas treatment arrangement according to one of claims 2 to 5, wherein between the first and the second tube region ( 31 d, 39 d), a third tube region ( 67 ) of the catalyst holding tube ( 27 d) is arranged, wherein an inner diameter (D4) of the third tube region ( 67 ) is larger than that of the first pipe section ( 31 d) and smaller than that of the second pipe section ( 39 d). 7. Abgasbehandlungsanordnung nach Anspruch 6, wobei zwischen dem ersten und dem dritten Rohrbereich (31d, 67) eine Radialschulter (69) an dem Katalysatorhalterohr (27d) vorgesehen ist, um den Abgaskatalysatorträgerkörpers (42d) in einer Axialrichtung (37d) zu fixieren. 7. The exhaust gas treatment arrangement according to claim 6, wherein a radial shoulder ( 69 ) is provided on the catalyst holding tube ( 27 d) between the first and the third tube region ( 31 d, 67 ), in order to support the exhaust gas catalyst carrier body ( 42 d) in an axial direction ( 37 d) to fix. 8. Abgasbehandlungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei ein Abstand (B) zwischen dem Rohrflansch (17) und dem Katalysatorträgerkörper (42) kleiner als 1 m, insbesondere kleiner als 0,5 m und insbesondere kleiner als 0,25 m ist. 8. Exhaust gas treatment arrangement according to one of claims 1 to 7, wherein a distance (B) between the tube flange ( 17 ) and the catalyst carrier body ( 42 ) is less than 1 m, in particular less than 0.5 m and in particular less than 0.25 m , 9. Abgasbehandlungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der den Katalysatorträgerkörper (42) aufnehmende erste Rohrbereich (31) durch ein einstückiges Rohr gebildet ist und der Katalysatorträgerkörper (42) mit im wesentlichen seiner gesamten axialen Länge darin aufgenommen ist. 9. Exhaust treatment arrangement according to one of claims 1 to 8, wherein the catalyst carrier body ( 42 ) receiving the first tube region ( 31 ) is formed by a one-piece tube and the catalyst carrier body ( 42 ) is received therein with essentially its entire axial length. 10. Abgasbehandlungsanordnung nach Anspruch 9, wobei ein Außenmantel (45) des Abgaskatalysatorträgerkörpers (42) mit Abstand (A) von einem Innenmantel des ersten Rohrbereichs (31) angeordnet ist. 10. The exhaust gas treatment arrangement according to claim 9, wherein an outer jacket ( 45 ) of the exhaust gas catalyst carrier body ( 42 ) is arranged at a distance (A) from an inner jacket of the first tube region ( 31 ). 11. Abgasbehandlungsanordnung nach Anspruch 9 oder 10 oder dem Oberbegriff von Anspruch 3, wobei der Katalysatorträgerkörper (42) einen dem Rohrflansch (17) zugewandten axial vorderen Endbereich und einen von dem Rohrflansch (17) abgewandten axial hinteren Endbereich aufweist und wenigstens an den vorderen und hinteren Endbereichen radial gegenüber dem ersten Rohrbereich (31) abgestützt ist. 11. The exhaust gas treatment arrangement according to claim 9 or 10 or the preamble of claim 3, wherein the catalyst carrier body ( 42 ) has an axially front end region facing the pipe flange ( 17 ) and an axially rear end region facing away from the pipe flange ( 17 ) and at least on the front and rear end regions is supported radially with respect to the first tube region ( 31 ). 12. Abgasbehandlungsanordnung nach Anspruch 11, wobei in dem vorderen oder/und hinteren Endbereich eine Distanzhülse (47) vorgesehen ist, die einerseits an dem Katalysatorträgerkörper (42) festgelegt ist und andererseits gegenüber dem ersten Rohrbereich (31) radial abgestützt ist. 12. The exhaust gas treatment arrangement according to claim 11, wherein a spacer sleeve ( 47 ) is provided in the front and / or rear end region, which is fixed on the one hand to the catalyst carrier body ( 42 ) and on the other hand is supported radially with respect to the first tube region ( 31 ). 13. Abgasbehandlungsanordnung nach Anspruch 12, wobei, gesehen im Axiallängsschnitt, die Distanzhülse (47) sich ausgehend von einem an dem Katalysatorträgerkörper (42) festgelegten Bereich (49) in Axialrichtung und nach radial außen zu einem an dem ersten Rohrbereich (31) sich abstützenden Bereich (51) erstreckt. 13. Exhaust gas treatment arrangement according to claim 12, wherein, seen in the axial longitudinal section, the spacer sleeve ( 47 ) starting from a region ( 49 ) fixed on the catalyst carrier body ( 42 ) in the axial direction and radially outward to a support on the first tube region ( 31 ) Area ( 51 ) extends. 14. Abgasbehandlungsanordnung nach Anspruch 13, wobei die Distanzhülse (47b) sich in Axialrichtung über den abstützenden Bereich (51b) hinaus und nach radial innen erstreckt. 14. The exhaust gas treatment arrangement according to claim 13, wherein the spacer sleeve ( 47 b) extends in the axial direction beyond the supporting region ( 51 b) and radially inward. 15. Abgasbehandlungsanordnung nach Anspruch 13 oder 14, wobei sowohl an dem vorderen als auch an dem hinteren Endbereich eine Distanzhülse (47a) festgelegt ist, wobei beide Distanzhülsen (47a) sich in eine gemeinsame Axialrichtung von ihrem an dem Katalysatorträgerkörper (42a) festgelegten Bereich (49a) zu dem an dem ersten Rohrbereich (31a) abstützenden Bereich (51a) erstrecken. 15. Exhaust gas treatment arrangement according to claim 13 or 14, wherein a spacer sleeve ( 47 a) is fixed both on the front and on the rear end region, wherein both spacer sleeves ( 47 a) extend in a common axial direction from their on the catalyst carrier body ( 42 a) defined area ( 49 a) extend to the area ( 51 a) supporting on the first tube area ( 31 a). 16. Abgasbehandlungsanordnung nach einem der Ansprüche 12 bis 15, wobei ein Innenmantel des ersten Rohrbereichs (31e) eine Umfangsnut (71) aufweist und die Distanzhülse (47e) mit der Umfangsnut (71) in Eingriff steht und insbesondere in diese eingerastet ist. 16. Exhaust gas treatment arrangement according to one of claims 12 to 15, wherein an inner jacket of the first tube region ( 31 e) has a circumferential groove ( 71 ) and the spacer sleeve ( 47 e) is in engagement with the circumferential groove ( 71 ) and in particular is engaged therein. 17. Abgasbehandlungsanordnung nach einem der Ansprüche 12 bis 16, wobei die Distanzhülse (47a) reibschlüssig an dem Innenmantel des ersten Rohrbereichs (31a) anliegt. 17. Exhaust gas treatment arrangement according to one of claims 12 to 16, wherein the spacer sleeve ( 47 a) rests frictionally on the inner jacket of the first tube region ( 31 a). 18. Abgasbehandlungsanordnung nach einem der Ansprüche 12 bis 16, wobei die Distanzhülse (47) mit dem Innenmantel des ersten Rohrbereichs (31) verschweißt oder verlötet ist. 18. Exhaust gas treatment arrangement according to one of claims 12 to 16, wherein the spacer sleeve ( 47 ) is welded or soldered to the inner jacket of the first tube region ( 31 ). 19. Abgasbehandlungsanordnung nach einem der Ansprüche 12 bis 18, wobei in dem vorderen oder/und hinteren Endbereich eine als ein Geflecht oder/und Gewirk oder/und Gewebe ausgebildete Manschette (59) aus insbesondere Draht zwischen dem Katalysatorträgerkörper (42) und dem Innenmantel des ersten Rohrbereichs (31) eingefügt ist. 19. Exhaust gas treatment arrangement according to one of claims 12 to 18, wherein in the front and / or rear end region a as a braid and / or knitted fabric and / or fabric sleeve ( 59 ) made in particular of wire between the catalyst carrier body ( 42 ) and the inner jacket of the first pipe section ( 31 ) is inserted. 20. Abgasbehandlungsanordnung nach Anspruch 19, wobei der Katalysatorträgerkörper (42) an dem vorderen Endbereich durch die Distanzhülse (47) und an seinem hinteren Endbereich durch die Drahtgeflechtmanschette (59) gegenüber dem ersten Rohrbereich abgestützt ist. 20. The exhaust gas treatment arrangement according to claim 19, wherein the catalyst carrier body ( 42 ) is supported at the front end region by the spacer sleeve ( 47 ) and at its rear end region by the wire mesh sleeve ( 59 ) with respect to the first tube region. 21. Abgasbehandlungsanordnung nach Anspruch 19, wobei die Drahtgeflechtmanschette (59c) radial zwischen einem sich an dem ersten Rohrbereich (31c) abstützenden Bereich (51c) der Distanzhülse (47c) und dem Katalysatorträgerkörper (42c) eingefügt ist. 21. The exhaust gas treatment arrangement according to claim 19, wherein the wire mesh sleeve ( 59 c) is inserted radially between a region ( 51 c) of the spacer sleeve ( 47 c) which is supported on the first tube region ( 31 c) and the catalyst carrier body ( 42 c).
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