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Title:
CATALYST BODY AND EXHAUST SYSTEM FOR A SMALL ENGINE AND METHOD FOR PRODUCTION OF THE CATALYST BODY
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2005/021944
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to an annular catalyst body (1), with a radial throughflow, for assembly in a silencer housing (4) of a small engine, an exhaust system for a small engine and a method for production of the catalyst body (1). The catalyst body (1) is made from a perforated metal film (2). In a preferred embodiment, the holes (3) in the perforated metal film (2) are suitable for noise reduction such that the metal film can also adopt the function of a conventional baffle body. In a further preferred embodiment of the metal film (2) forming the catalyst body (1), webs (5) are arranged between the holes to reinforce the metal film, of a form to prevent a bulging of the metal film in the assembled state. In a yet further preferred embodiment, the ends (6, 7) of the metal film are connected with a detachable positive fit connection (8). Said catalyst body (1) is produced by bending the catalyst body (1) from a perforated metal film strip (2) with subsequent connection of the ends (6, 7) by means of a positive fit connection (8).

Inventors:
MANGOLD MATTHIAS (DE)
MANGOLD CHRISTIAN (DE)
Application Number:
PCT/EP2004/009545
Publication Date:
March 10, 2005
Filing Date:
August 26, 2004
Export Citation:
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Assignee:
OBERLAND MANGOLD GMBH (DE)
MANGOLD MATTHIAS (DE)
MANGOLD CHRISTIAN (DE)
International Classes:
F01N1/08; F01N3/28; F01N13/00; (IPC1-7): F01N3/28; F01N7/00
Foreign References:
US6109026A2000-08-29
US3196976A1965-07-27
US6393835B12002-05-28
US6403039B12002-06-11
US4402871A1983-09-06
Other References:
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 1998, no. 06 30 April 1998 (1998-04-30)
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 0183, no. 10 (M - 1620) 14 June 1994 (1994-06-14)
Attorney, Agent or Firm:
Lang, Friedrich (Bavariaring 29, München, DE)
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Claims:
PATENTANSPRÜCHE
1. Radial durchströmbarer, ringförmiger Katalysatorkörper zum Einbau in ein Schalldämpferge häuse eines Kleinmotors dadurch gekennzeichnet, dass er aus einer gelochten Metallfolie (2,30, 40,50, 60,70) besteht.
2. Katalysatorkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lochungen (3,33, 43) der gelochten Metallfolie (2,30, 40,50, 60,70) so zur Schall reduktion angepasst sind, dass die Metallfolie (2,30, 40,50, 60,70) zugleich die Funktion ei nes herkömmlichen Reflexionskörpers übernimmt.
3. Katalysatorkörper nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Lochungen (3,33, 43) Stege (5,35, 45) zur Versteifung der Metallfolie (2, 30,40, 50,60, 70) angeordnet sind, die so angepasst sind, dass sie ein Ausbauchen der Me tallfolie (2,30, 40,50, 60,70) im eingebauten Zustand verhindern.
4. Katalysatorkörper nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Stege (5,35, 45) entsprechend der auf den Katalysatorkörper (1) wirkenden Kräfte ausgerichtet sind.
5. Katalysatorkörper nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Stege (5,35, 45) koaxial zur Längsachse und/oder in Umfangsrichtung des Katalysa torkörpers (1) ausgerichtet sind.
6. Katalysatorkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallfolie (2,30, 40,50, 60,70) eine Dicke von 0,05 mm bis 2 mm aufweist.
7. Katalysatorkörper nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallfolie (2,30, 40,50, 60,70) eine Dicke von 0,3 mm bis 1 mm aufweist.
8. Katalysatorkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallfolie (2,30, 40,50, 60,70) schnecken, stern, trapezoder wellenförmig aus gebildet ist.
9. Katalysatorkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Enden (6,7) der Metallfolie (2, 30, 40,50, 60, 70) mit einer lösbaren Formschluss verbindung (8) verbunden sind.
10. Katalysatorkörper nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Enden (6,7) der Metallfolie (2,30, 40,50, 60,70) hakenförmig ausgebildet sind.
11. Katalysatorkörper nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das eine Ende (6) der Metallfolie (2,30, 40,50, 60,70) eine Ausnehmung (9) und das andere Ende (7) der Metallfolie (2) ein Gegenstück (10) zum Eingriff in die Ausnehmung (9) aufweist.
12. Katalysatorkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lochungen (3,33, 43) durch Wegbiegen (48,91, 92,93) der Metallfolie (2,30, 40, 50,60, 70) gebildet sind.
13. Abgasanlage für Kleinmotoren mit einem radial durchströmbaren, ringförmigen Katalysator körper, einer Schalldämpfungseinheit und einem Schalldämpfergehäuse, dadurch gekennzeichnet, dass der Katalysatorkörper (1) aus einer gelochten Metallfolie (2,30, 40,50, 60,70) besteht.
14. Abgasanlage nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Lochungen (3,33, 43) der gelochten Metallfolie (2,30, 40,50, 60,70) so zur Schallreduktion angepasst sind, dass die Metallfolie (2,30, 40,50, 60,70) zugleich die Funk tion einer herkömmlichen Schalldämpfungseinheit übernimmt.
15. Abgasanlage nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Katalysatorkörper (1) koaxial zu einer Einströmrichtung (13) des Abgases in das Schalldämpfergehäuse (4) um einen Einlass (14) des Schalldämpfergehäuses (4) angeordnet ist.
16. Abgasanlage nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Katalysatorkörper (1) mit Vorspannung beaufschlagt gegen das Schalldämpfergehäuse (4) verspannt ist.
17. Verfahren zur Herstellung eines radial durchströmbaren, ringförmigen Katalysatorkörpers zum Einbau in ein Schalldämpfergehäuse eines Kleinmotors, dadurch gekennzeichnet, dass der Katalysatorkörper (1) aus einem gelochten Metallfolienstreifen (2,30, 40,50, 60,70) ringförmig gebogen wird und dann die Enden (6,7) des Streifens mittels einer Formschluss verbindung (8) verbunden werden.
18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die gelochten Metallfolienstreifen (2,30, 40,50, 60,70) zuvor aus Endlosware ge schnitten, gestanzt oder an vorab angebrachten Perforationsstellen gebrochen werden.
19. Katalysatorkörper, welcher senkrecht zu seiner Oberseite durchströmbar ist und zum Einbau in ein Schalldämpfergehäuse eines Kleinmotors vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Katalysatorkörper (1) eine mit Schnitten (111) versehene Metallfolie (110) aufweist.
20. Katalysatorkörper nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallfolie (110) in ihrer Längsrichtung schnecken, stern, trapezoder wellenförmig ausgebildet ist.
21. Katalysatorkörper nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallfolie (110) einlagig ausgebildet ist.
22. Katalysatorkörper nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallfolie (110) leporelloförmig ausgebildet ist.
23. Katalysatorkörper nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallfolie (110) in Lagen geschichtet ist.
24. Katalysatorkörper nach einem der Ansprüche 19 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallfolie (110) an ihren Rändern zumindest abschnittweise plan ausgebildet ist.
25. Katalysatorkörper nach einem der Ansprüche 19 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallfolie (110) an ihren Enden (112,113) durch eine Kraftschlussverbindung mit dem Schalldämpfergehäuse montierbar ist.
26. Katalysatorgehäuse nach einem der Ansprüche 19 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass in einem zwischen zwei Schnitten (111) gebildeten Abschnitt (114) die Metallfolie in ih rer Form in eine Richtung orientiert ist, welche zur Form der Metallfolie (110) benachbart zum Abschnitt (114) entgegengesetzt ist.
27. Katalysatorkörper nach einem der Ansprüche 19 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass der Katalysatorkörper (1) im Schalldämpfergehäuse mit einem vorderen Gehäuseteil (18) und einem hinteren Gehäuseteil (19) in einer Zone (116) zwischen zwei die Gehäuseteile verbindenden Stiften (16) angeordnet ist.
28. Katalysatorkörper nach einem der Ansprüche 19 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Stifte (16) im Innenraum des Schalldämpfergehäuses eingebaut sind.
29. Katalysatorkörper nach einem der Ansprüche 19 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass der Katalysatorkörper im Schalldämpfergehäuse so eingebaut ist, dass er einen Abstand (117), welcher im Innenraum des Schalldämpfergehäuses vom vorderen Gehäuseteil (18) zum hinteren Gehäuseteil (19) gebildet wird, ausfüllt.
30. Katalysatorkörper nach einem der Ansprüche 27 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass ein Bereich (118), welcher außerhalb der Zone (116) und innerhalb der Schalldämpfer gehäuses gebildet ist, vom Katalysatorkörper (1) nicht ausgefüllt ist.
31. Abgasanlage für Kleinmotoren mit einem Schalldämpfergehäuse, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgasanlage einen Katalysatorkörper (1) nach einem der Ansprüche 17 bis 27 auf weist.
32. Verfahren zur Herstellung eines Katalysatorkörpers zum Einbau in ein Schalldämpfergehäuse eines Kleinmotors, dadurch gekennzeichnet, dass der Katalysatorkörper aus einer mit Schnitten (111) versehenen Metallfolie (110) leporel loartig gefaltet wird und dann an den Enden (112,113) der Metallfolie (110) mittels einer Kraftschlussverbindung mit dem Schalldämpfergehäuse verbunden wird.
33. Verfahren zur Herstellung eines Katalysatorkörpers, gekennzeichnet, durch folgende Schritte : Anbringen von Gasdurchtrittsöffnungen an mindestens einer Metallfolie (110), die als Endlos band ausgebildet ist, Beschichten des Endlosbandes mit Katalysatormaterial, und Ablängen des beschichteten Endlosbandes in einer dem Katalysatorkörper entsprechenden Länge.
34. Verfahren zur Herstellung eines Katalysatorkörpers nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere mit Gasdurchtrittsöffnungen versehene Metallfolien (110) als Endlosband überein ander geschichtet werden, das die geschichteten Metallfolien (110) in vorgegebenen Abständen flach zusammengepresst und an den flach zusammengepressten Bereichen miteinander verbunden werden, bevor sie katalytisch beschichtet werden.
35. Verfahren zur Herstellung eines Katalysatorkörpers nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennung des Endlosbandes in den flachgepressten Bereichen erfolgt.
Description:
KATALYSATORKÖRPER UND ABGASANLAGE FÜR EINEN KLEINMOTOR SOWIE VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG DES KATALYSATORKÖRPERS [0001] Die Erfindung betrifft einen radial durchströmbaren, ringförmigen Katalysatorkörper zum Einbau in ein Schalldämpfergehäuse, eine Abgasanlage für einen Kleinmotor und ein Verfahren zur Herstellung des Katalysatorkörpers.

[0002] Derartige Kleinmotoren kommen beispielsweise in Rasenmähern, Motorsägen, Handsensenma- schinen, Stromaggregaten und auch in Zweirädern zum Einsatz. Aufgrund des zunehmenden Umwelt- bewusstseins hat sich mit der Zeit das Bedürfnis entwickelt, die Abgasreinigung und Schalldämpfung von Kleinmotoren ständig zu verbessern. Die immer strenger werdenden Emissionsvorschriften erfordern es, dass die Bauteile ständig den sich ändernden Anforderungen angepasst werden.

[0003] Bei der Abgasbehandlung ist es bei solchen Geräten bisher bekannt, Katalysatorkörper radialer oder axialer Bauart zur Reduktion der im Abgas enthaltenen Schadstoffen zu verwenden. Unter radial bzw. axial wird dabei die Hauptströmungsrichtung des Abgases, in welcher es den Katalysatorkörper durchströmt, verstanden. Dazu ist es ferner bekannt, derartige Katalysatorkörper in Form von Hohlzylin- dern vorzusehen. Diese Form ergibt sich herstellungsbedingt, strömungstechnisch oder aufgrund der vorgesehenen Befestigungsart. In der Praxis kommen insbesondere ringförmige Katalysatorkörper zum Einsatz. Derartige Ringkörper bestehen bisher meist aus gepresstem Metalldrahtgestrick oder gebogenem Metalldrahtgewebe. Bei der praktischen Anwendung hat sich jedoch herausgestellt, dass derartige Drahtstrukturen eine geringe mechanische Stabilität aufweisen, und es insbesondere im Einsatz in einem Schalldämpfergehäuse aufgrund der dort gegebenen schwingungstechnischen und strömungstechni- schen Beanspruchungen und der Elastizität der Drahtstruktur zu Stauchungen und Ausbauchungen kommen kann. Bei einem unter Vorspannung in dem Schalldämpfergehäuse fixierten Katalysatorkörper ergeben sich zusätzliche Belastungen auf den Katalysatorkörper. Durch die elastischen und plastischen Verformungen einzelner Drähte bzw. des gesamten Ringkörpers löst sich die katalytisch aktive Be- schichtung und der Washcoat ab, wodurch die Leistung des Katalysators herabgesetzt und dadurch die Effizienz der Schadstoffreduktion vermindert wird. Es kann auch zu einem Aneinanderreiben einzelner Drähte kommen, wodurch ein Abbröckeln bzw. Absprengen der Beschichtungen der Drähte verursacht wird. Bei Verwendung von Drahtgewebe kommt es selbst bei einer Verlötung der Drähte ebenfalls zu Abknickungen und Ausbauchungen. Zudem erfordern aus Draht bestehende geschlossene Ringstruktu- ren einen hohen Aufwand bei der Herstellung. Als kostspielig erweist sich ebenfalls der Transport derar- tig vorgefertigter Ringkörper, da aufgrund des inneren Hohlraumes ein großer Platzbedarf erforderlich ist.

[0004] Als weiterer Bestandteil bei bekannten Abgasanlagen von Kleingeräten wird neben dem Kataly- satorkörper eine Schalldämpfungseinheit in das Schalldämpfergehäuse eingebaut. Die Schalldämpfungs- einheit besteht dabei in der Regel aus einem sogenannten Reflexionskörper. Das Abgas wird in das Rohr eingeleitet und die in dem Rohr befindlichen Öffnungen bewirken eine Brechung des Schalls und somit eine Lärmreduzierung. Hinsichtlich der Anordnung von Katalysatorkörper und Schalldämpfereinheit ist es üblich diese in Reihe zu schalten, d. h. dass das Abgas nach Eintritt in das Schalldämpfergehäuse zu- erst dem Reflexionskörper zugeführt wird und anschließend den Katalysatorkörper axial bzw. radial durchströmt. Bei Verwendung eines Radialkatalysators wird dieser oft koaxial und beabstandet um den Reflexionskörper herum angeordnet. Dies erfordert eine Abstimmung der geometrischen Abmessungen der anzuordnenden Bauteile, eine Vielzahl von Mitteln zur Befestigung der Bauteile und eine zeitauf- wendige Montage. Zudem können die Katalysatorkörper bzw. Schalldämpfungseinheiten nicht bei je- dem Abgasanlagentyp eines Kleinmotors als Ersatz für verbrauchte Bauteile eingesetzt werden.

[0005] Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, einen radial durchströmbaren, ringförmigen Katalysatorkörper zu schaffen, welcher einfach herzustellen ist, einen geringen Platzbedarf beim Trans- port benötigt und gleichzeitig die Anforderungen hinsichtlich der katalytischen Wirkung und einer aus- reichenden Stabilität erfüllt, so dass er während dem Einsatz in einer Abgasanlage auch formstabil bleibt.

Weiterhin ist es Aufgabe der Erfindung, eine Abgasanlage zu schaffen, weiche einen geringeren Monta- geaufwand hat und auch eine bessere Austauschbarkeit der Bestandteile erreicht wird. Es ist auch Auf- gabe der Erfindung ein Verfahren zur Herstellung des Katalysatorkörpers zu schaffen, mit dem eine zeit- und kostenmäßig effektivere Herstellung möglich ist.

[0006] Die Aufgabe wird für einen radial durchströmbaren, ringförmigen Katalysatorkörper dadurch gelöst, dass er aus einer gelochten Metallfolie besteht. Dadurch wird ein Katalysatorkörper mit hoher mechanischer Stabilität geschaffen, der auch einfach und kostengünstig herzustellen ist. Ferner weist die Metallfolie vor der Montage im ebenen Zustand ein geringes Volumen auf und kann so platzsparender transportiert werden. Die Stabilität der Metallfolie trägt auch dazu bei, dass aufgebrachte katalytische Beschichtungen dauerhaft halten.

[0007] Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind die Lochungen der gelochten Metallfolie so zur Schallreduktion angepasst sind, dass die Metallfolie zugleich die Funktion eines herkömmlichen Reflex- onskörpers übernimmt. Die zur Schallreduktion als Ersatz für eine herkömmliche Schalidämpfungsein- heit angepasste Metallfolie weist dabei neben der katalytischen Wirkung auch gute Stabilitätseigen- schaften auf. Dadurch, dass die Lochungen zur Schallreduktion und zur Schadstoffreduktion angepasst sind, kann auf den Reflexionskörper verzichtet werden, wodurch ein Bauteil der Abgasanlage eingespart wird.

[0008] Unter dem Begriff"Metallfolie"soll jede metallische Lage verstanden werden, die so beschaffen ist, dass die vorgesehenen Lochungen eingebracht werden können und diese zu einem Ring geformt werden kann. Der Begriff"Metallfolie"beinhaltet also auch Bleche, wobei all diese Materialien auch mit einer katalytischen Beschichtung versehen werden können. Aus dem metallischen Basismaterial wird ein Streifen bestimmter Abmessungen gewonnen und in die Form eines geschlossenes Ringes gebracht.

[0009] Der weiterhin die Erfindung betreffende Begriff"Lochung"bezeichnet jede Art von Öffnung in der Metallfolie. Diese kann eine runde, eckige, kreisförmige, elliptische, schlitzförmige und weitere line- are bzw. nichtlineare Formen aufweisen und auf bekannte Art und Weise in die Metallfolie eingebracht werden.

[0010] Die Dicke der Metallfolie kann entsprechend den Anforderungen hinsichtlich der Schadstoffbe- handlung, der Schallreduktion und den aus dem Gasdruck und der Befestigung im Schalldämpfergehäu- se resultierenden Belastungen angepasst werden.

[0011] Mit der erfindungsgemäßen Metallfolie wird ein Katalysatorkörper geschaffen, welcher einfach herzustellen ist, auch als Ersatz für einen herkömmlichen Reflexionskörper dienen kann, und eine einfa- che Handhabung bei der Montage ermöglicht. Ferner erlaubt die zunächst ebene Metallfolie einen ver- einfachten Transport mit geringerem Platzbedarf. Nach endgültiger Formgebung zu einem geschlosse- nen Ring wird auch eine ausreichende Stabilität zum Einsatz in einem Schalldämpfergehäuse erreicht.

[0012] Eine weitere bevorzugte Ausführungsform besteht darin, dass zwischen den Lochungen Stege zur Versteifung der Metallfolie angeordnet sind, die so angepasst sind, dass sie ein Ausbauchen der Me- tallfolie im eingebauten Zustand verhindern. Diese Verbindungsstege bzw. Materialbrücken ergeben sich somit im Zusammenspiel mit der Anordnung der Lochungen und stehen mit diesen in einem ge- genseitigen Abhängigkeitsverhältnis. Die Abmessungen und die Dicken der Stege sind so zu bemessen, dass sie allen nach dem Einbau in das Schalldämpfergehäuse auftretenden Belastungen, d. h. sowohl im Ruhezustand als auch im Betrieb des Gerätes, auf Dauer widerstehen. Derartige Stege gewährleisten die Formstabilität des Katalysatorkörpers. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird dies dadurch erreicht, dass die Stege entsprechend der auf den Katalysatorkörper wirkenden Kräfte ausgerichtet sind.

In der Regel treten in Richtung der Längsachse des ringförmigen Katalysatorkörpers Druckkräfte auf, insbesondere wenn dieser mit einer Vorspannung beaufschlagt im Schalldämpfergehäuse befestigt ist, wohingegen senkrecht dazu Zugkräfte auftreten können. Die Stege können auch schräg über den Um- fang des ringförmigen Katalysatorkörpers verlaufen. Die so gebildete gitterartige Verstrebung stabilisiert den Katalysatorkörper und verhindert Verquetschungen oder fassförmige Ausbauchungen. In einer wei- teren zweckmäßigen Ausführung sind die Stege koaxial zur Längsachse und/oder in Umfangsrichtung des Katalysatorkörpers ausgerichtet. Insbesondere bei senkrecht aufeinander stehenden Stegrichtungen wird eine optimale Verstrebung erreicht.

[0013] Aus den vorstehend beschriebenen Anforderungen hinsichtlich der auftretenden Belastungen sowie im Hinblick auf die Abgasbehandlung und die Montage ergeben sich bestimmte Anforderungen an die Dicke der Metallfolie. Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Metallfolie eine Dicke von 0,05 mm bis 2 mm und vorzugsweise von 0,3 mm bis 1 mm auf. Die Dicke richtet sich dabei auch nach dem gewünschten inneren Hohlquerschnitt des Ringes bzw. bei kreisförmiger Ausbil- dung nach dem gewünschten inneren Durchmesser. Sie sollte nämlich einerseits so gewählt sein, dass die Metallfolie noch ausreichend biegsam zur Bildung der Ringform ist und andererseits aber auch eine ausreichende Formstabilität aufweist. Die Metallfolie sollte des weiteren hitzebeständig ausgeführt sein und kann dazu beispielsweise Anteile von Chrom und Aluminium aufweisen.

[0014] Zur Optimierung der katalytischen und/oder schalldämpfenden Wirkung ist die Metallfolie zweckmäßigerweise schnecken-, stern-, trapez-oder wellenförmig ausgebildet. Derartige Formen kön- nen einfach durch entsprechende Werkzeuge in die zunächst ebene Metallfolie eingeprägt werden. Die an den Anströmkanten bewirkten Verwirbelungen erhöhen die Kontaktierung des Abgases mit der kata- lytischen Schicht und tragen zur Brechung des Schalles bei.

[0015] Zur Vereinfachung der Montage und Reduzierung der dafür notwendigen Vorrichtungen ist in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform vorgesehen, dass die Enden der Metallfolie mit einer lös- baren Formschlussverbindung verbunden sind. Dabei erweist es sich als vorteilhaft, wenn die Enden der Metallfolie hakenförmig ausgebildet sind und so einfach mit wenigen Handgriffen in Eingriff gebracht werden können. Zur Ausbildung der Haken können die Enden der Metallfolie gegensinnig umgebogen werden.

[0016] Als lösbare Formschlussverbindung ist es ebenfalls zweckmäßig, dass das eine Ende der Metall- folie eine Ausnehmung und das andere Ende der Metallfolie ein Gegenstück zum Eingriff in die Aus- nehmung aufweist. Dabei kann das Gegenstück, nachdem es in die Ausnehmung eingeführt worden ist und mit dieser in Eingriff steht, eine größere Ausdehnung als die Ausnehmung haben, so dass sich die Verbindung nicht von alleine lösen bzw. öffnen kann. insbesondere bei der Ausgestaltung der Enden der Metallfolie mit einer Ausnehmung bzw. einem Gegenstück können diese beim Ausstanzen bzw. Aus- schneiden des Metallstreifens leicht in diesen integriert werden. Die Ausnehmung und das Gegenstück können aufeinander abgestimmte Formen jeglicher linearer oder nichtlinearer Art haben, wie z. B. rechteckige, ovale oder gebogene Formen. Die vorgenannten Formschlussverbindungen können bei Bedarf auch durch fügetechnische Maßnahmen gesichert werden, indem beispielsweise in den Eckbe- reichen des einen Endes eine oder mehrere Punktschweißungen zur permanenten Fixierung mit dem anderen Ende der Metallfolie gesetzt werden.

[0017] Die Ausgestaltung der Lochungen betreffend, sind diese in einer weiteren bevorzugten Ausfüh- rungsform durch Wegbiegen der Metallfolie gebildet. Dabei wird zumindest ein Teil der Umrisslinie der späteren Lochung beispielsweise durch Stanzen oder Anschneiden auf der zunächst ebenen Metallfolie vorbestimmt und anschließend das an der Stelle der herzustellenden Lochung befindliche Material so weggebogen, dass der weggebogene Teil der Metallfolie noch eine Verbindung zur Metallfolie bzw. zum angrenzenden Steg hat. Das Wegbiegen kann dabei in verschiedene Richtungen erfolgen. Die durch das Wegbiegen gebildeten Vorsprünge bewirken in Verbindung mit den Öffnungen zumindest in deren Umfeld eine zwischenzeitliche Umlenkung des Abgases von der radialen zur horizontalen Richtung. Zur gleichzeitigen Ausbildung von Distanzhaltern erfolgt das Wegbiegen in eine Richtung, beispielsweise nach außen. Alternativ können die Lochungen auch dadurch hergestellt sein, dass das an der vorgese- henen Stelle zunächst noch vorhandene Material beispielsweise durch Ausstanzen vollständig entfernt wird. Bezüglich des Anordnungsmusters der Lochungen wird grundsätzlich ein symmetrisches Muster in Form von in Umfangsrichtung des Ringes parallel verlaufenden Reihen mit oder ohne Versatz gewählt.

Eine asymmetrische bzw. unregelmäßige Verteilung der Lochungen ist allerdings ebenfalls möglich.

[0018] Die erfindungsgemäße Aufgabe wird für eine Abgasanlage dadurch gelöst, dass der Katalysator- körper aus einer gelochten Metallfolie besteht. Dadurch lässt sich der Katalysatorkörper einfacher und kostengünstiger herstellen und besser in der Abgasanlage einbauen.

[0019] Bei einer bevorzugten Ausführungsform besteht der Katalysatorkörper aus einer gelochten Me- tallfolie, wobei die Lochungen der gelochten Metallfolie so zur Schallreduktion angepasst sind, dass die Metallfolie zugleich die Funktion einer herkömmlichen Schalldämpfungseinheit übernimmt. Dadurch wird die in einer Abgasanlage eines Kleinmotors benötigte Anzahl von Bauteilen zur Abgasbehandlung reduziert. Dies führt zu einer Verringerung der Herstellungskosten und des Montageaufwands sowie zu einer besseren Austauschbarkeit der Bauteile. Hierzu wird auch auf das hinsichtlich der erstgenannten Lösung zur Ausbildung des erfindungsgemäßen Katalysatorkörpers Gesagte verwiesen.

[0020] Vorzugsweise ist der Katalysatorkörper koaxial zu einer Einströmrichtung des Abgases in das Schalldämpfergehäuse um einen Einlass des Schalldämpfergehäuses angeordnet. Dadurch werden ge- eignete Strömungsverhältnisse innerhalb des Schalldämpfergehäuses und insbesondere im Hinblick auf die radiale Anströmung der Metallfolie von innen geschaffen, wodurch gute Ergebnisse hinsichtlich der Schalldämpfung und Schadstoffreduzierung erzielt werden.

[0021] In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Katalysatorkörper mit Vorspannung be- aufschlag gegen das Schalldämpfergehäuse verspannt. Zur Lagefixierung des Katalysatorkörpers vor und nach dem Verspannen sind entsprechend den Enden des Katalysatorkörpers geformte Einprägungen in den betreffenden Teilen des Schalldämpfergehäuses und/oder Zusatzteile wie Halteringe oder Halte- :) latten vorgesehen. Die zum Verspannen der Gehäuseteile eingesetzten Befestigungsmittel, wie z. B.

Schrauben, können dabei gleichzeitig dazu dienen, das Schalldämpfergehäuse an oder in der Nähe des ileinmotors bzw. an dem betreffenden Gerät zu befestigen. Durch das Verspannen des Katalysatorkör- ers zwischen den Cehäuseteilen oder Zusatzteilen des Schalldämpfergehäuses kann auf aufwendige festigungsmaßnahmen innerhalb des Schalldämpfergehäuses verzichtet werden.

[0022] Die erfindungsgemäße Aufgabe wird für die Herstellung des erfindungsgemäßen Katalysatorkör- pers dadurch gelöst, dass der Katalysatorkörper aus einem gelochten Metallfolienstreifen ringförmig ge- bogen wird und dann die Enden des Streifens mittels einer Formschlussverbindung verbunden werden.

[0023] Bei einem bevorzugten Herstellungsverfahren wird der gelochte Metallfolienstreifen zuvor aus Endlosware geschnitten, gestanzt oder an vorab angebrachten Perforationsstellen gebrochen. Die Her- stellung aus Endlosware ermöglicht auch einen kontinuierlichen Beschichtungsprozess und insbesondere eine erhebliche Kosteneinsparung. Die Folien bzw. Blechstreifen können auch einzeln in Abschnitten hergestellt werden.

[0024] Das im Ausgangszustand ebene metallische Basismaterial kann vorab auch mit einer katalytisch aktiven Beschichtung versehen werden. Die Beschichtung kann allerdings auch nach Gewinnung der Metallfolienstreifen erfolgen. Die Enden der Metallfolie werden mit einer Formschlussverbindung bei- spielsweise verhakt. Zur dauerhaften Fixierung der Enden der Metallfolie können diese auch verpresst oder punktuell geschweißt werden.

[0025] Die Aufgabe wird für einen Katalysatorkörper, welcher senkrecht zu seiner Oberseite durch- strömbar ist und zum Einbau in ein Schalldämpfergehäuse eines Kleinmotors vorgesehen ist, dadurch gelöst, dass der Katalysatorkörper eine mit Schnitten versehene Metallfolie aufweist. Schnitte in einer Metallfolie lassen sich einfach herstellen, wobei eine solche Metallfolie ein für den Transport einfach stapelbares Produkt mit geringem Transportvolumen darstellt. Eine mit Schnitten versehene Metallfolie erlaubt es ferner, dass sie in den Bereichen zwischen den Schnitten einfach umgeformt wird. Dadurch lassen sich Kanäle bilden, durch welche katalytisch zu behandelndes Gas in eine gewünschte Strö- mungsrichtung gelenkt wird.

[0026] Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Metallfolie in ihrer Längsrichtung schnecken-, stern, trapez-oder wellenförmig ausgebildet. Derartige Formen lassen sich einfach in eine zunächst ebene Folie einprägen, wobei die mechanische Stabilität der so bearbeiteten Metallfolie er- höht wird. Ferner werden somit zusätzliche Anströmkanten gebildet, welche zu weiteren Verwirbelun- gen führen und die Wahrscheinlichkeit erhöhen, dass das Abgas mit der Oberfläche der beschichteten Metallfolie in Kontakt kommt.

[0027] Bei der einfachsten Ausführungsform ist die Metallfolie einlagig ausgebildet. Die Größe der O- berfläche der Metallfolie bestimmt sich dabei durch die gewünschte Reinigungswirkung. Falls bei einer einlagigen Ausführung die Anforderungen an eine Abgasreinigung nicht erfüllt werden und im Schall- dämpfergehäuse noch ausreichend Platz verfügbar ist, kann nach einer weiteren Ausgestaltung der Er- findung die Metallfolie leporelloförmig ausgebildet sein. Eine leporelloförmige Metallfolie ist zum Bei- spiel durch Falten einfach herstellbar, wobei die einzelnen Folienlagen stets miteinander verbunden sind und die Breite jeder Lage in Abhängigkeit vom verfügbaren Bauraum variabel ausgebildet sein kann.

Falls sich zum Beispiel die Lagenbreiten deutlich voneinander unterscheiden und eine Leporellofaltung aufwändig herzustellen ist, kann gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung der Katalysatorkör- per Metallfolien aufweisen, welche in Lagen geschichtet sind. Es ist nicht erforderlich, dass die einzelnen Metallfolien mechanische fest miteinander verbunden sind. Übliche Fixierungsverfahren wie Löten oder Schweißen erhöhen jedoch die Stabilität des Katalysatorkörpers besonders bei vielen aufeinander ge- schichteten Lagen.

[0028] Ist die Metallfolie in ihrer Längsrichtung an ihren beiden Enden plan ausgebildet, können die Enden bevorzugt für eine Fixierung der Metallfolie verwendet werden. Eine einfache und kostengünstige Fixierung wird erreicht, wenn die Metallfolie an ihren Enden durch eine Kraftschlussverbindung mit dem Schalldämpfergehäuse montiert ist. Dies kann zum Beispiel durch Klemmen geschehen. Eine Möglich- keit besteht darin, die Enden der Metallfolie zwischen den Fügeflächen des Gehäuses einzuklemmen. In diesem Fall sind keine weiteren Montageelemente erforderlich. Sind andere Bauelemente wie zum Bei- spiel Abstandshalter im Innenraum des Schalldämpfergehäuses vorgesehen, können die Enden der Folie zwischen den Bauelementen und dem Gehäuse eingeklemmt werden. Eine kraftschlüssige Klemmver- bindung sollte derart ausgebildet sein, dass zusätzliche Montageelemente wie zum Beispiel Schrauben nicht erforderlich sind. Dies vereinfacht den Aufbau des Schalldämpfergehäuses und Katalysatorkörpers und trägt zum kostengünstigen Aufbau bei.

[0029] Die Metallfolie ist gemäß einer bevorzugten Ausführungsform derart ausgebildet, dass in einem zwischen zwei Schnitten gebildeten Abschnitt die Metallfolie in ihrer Form in eine Richtung orientiert ist, welche zur Form der Metallfolie benachbart zum Abschnitt entgegengesetzt ist. Bei einer wellenför- m. igen Metallfolie lässt sich zum Beispiel in einem Wellental die Folie in einem Abschnitt zwischen zwei Schnitten so umbiegen, dass ein Wellenberg entsteht. Bei unveränderter Folienhöhe und Folienbreite ist es damit möglich, nahezu eine Verdoppelung der Anströmkanten und Verwirbelungen zu erzeugen, so dass die Reinigungswirkung des Katalysatorkörpers erhöht wird.

[0030] Ist der Katalysatorkörper im Schalldämpfergehäuse mit einem vorderen Gehäuseteil und einem hinteren Gehäuseteil in einer Zone zwischen zwei die Gehäuseteile verbindenden Stiften angeordnet, kann der Katalysatorkörper durch die Stifte seitlich geführt werden. Besonders bei einem leporelloförmi- gen oder geschichteten Katalysatorkörper ist damit sichergestellt, dass ein Ausbauchen oder Einknicken bei Druckbeanspruchung in Längsachse des gefalteten oder geschichteten Katalysatorkörpers vermieden wird. Diese Führung durch Stifte erfordert keine zusätzlichen Befestigungsmittel für den Katalysatorkör- per, schließt sie jedoch nicht aus, wenn zum Beispiel ein Schwingungsknoten im Katalysatorkörper er- zeugt werden soll.

[0031] Bevorzugt sind die Stifte im Innenraum des Schalldämpfergehäuses eingebaut. Damit ist es mög- lich, ein rundum geschlossenes Gehäuse zu bauen, welches Montageelemente und Filter ausschließlich im Innenraum aufweist. Sind Stifte am Rand des Gehäuses vorgesehen, um zum Beispiel das Gehäuse von außen zu verschrauben, müsste die Metallfolie bis zum Gehäuserand geführt und dort mittels Kraft- schlussverbindung geklemmt werden. Damit würde die Metallfolie die gesamte Innenbreite des Gehäu- ses einnehmen. Durch die erfindungsgemäße Ausführungsform kann dies vermieden werden, so dass die Metallfolie nur einen begrenzten und definierten Teil des Innenraums einnehmen kann.

[0032] Ist der Katalysatorkörper im Schalldämpfergehäuse so eingebaut, dass er einen Abstand, welcher im Innenraum des Schalldämpfergehäuses vom vorderen Gehäuseteil zum hinteren Gehäuseteil gebildet wird, ausfüllt, wird ein maximal verfügbarer Strömungsweg bei maximaler Reinigungswirkung zur Verfü- gung gestellt. Die angesaugte Luft kann somit vom Einlass des Gehäuses beginnend durch den zum Bei- spiel geschichtet angeordneten Katalysatorkörper passieren und aus dem Katalysatorkörper erst unmit- telbar vor dem Auslass des Schalldämpfergehäuses austreten.

[0033] Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist ein Bereich, welcher außerhalb der Zone zwischen zwei die Gehäuseteile verbindenden Stiften und innerhalb des Schalldämpfergehäuses gebildet ist, vom Katalysatorkörper nicht ausgefüllt. Damit kann ein Strömungswiderstand des Schall- dämpfers und somit die Schalldämpfung beeinflusst werden. Das Schalldämpfergehäuse ist somit nicht nur für die Aufnahme einer das Abgas reinigenden Metallfolie, welche für eine genügende Reinigungs- wirkung einen großen Teil des Innenraums ausfüllen muss, vorgesehen. Zusätzlich wird durch den vom Katalysatorkörper nicht ausgefüllten Bereich ein im Vergleich zum Katalysatorkörper unterschiedlich gestaltbarer Raum bereitgestellt, welcher für eine noch wirksamere Schallbrechung optimal angepasst sein kann.

[0034] Die Erfindung betrifft ferner eine Abgasanlage für Kleinmotoren mit einem Schalldämpfergehäu- se, wobei die Abgasanlage einen Katalysatorkörper wie zuvor beschrieben aufweist. Durch den Einsatz eines solchen Katalysatorkörpers ist eine insgesamt einfache und kostengünstige Herstellung einer Ab- gasanlage möglich.

[0035] Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Katalysatorkörpers zum Einbau in ein Schalldämpfergehäuse eines Kleinmotors, bei dem der Katalysatorkörper aus einer mit Schnitten versehenen Metallfolie leporelloartig gefaltet wird und dann an den Enden der Metallfolie mittels einer Kraftschlussverbindung mit dem Schalldämpfergehäuse verbunden wird. Damit wird eine im Hinblick auf Zeit und Kosten effektive Montage eines Katalysatorkörpers erreicht.

[0036] Nachfolgend wird die Erfindung anhand mehrerer bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Be- zugnahme auf die Zeichnungen weiter erläutert. Es zeigen schematisch : Fig. 1 eine explosionsartige Darstellung einer Abgasanlage mit einer ersten Ausführungsform der Metallfolie als radial durchströmbaren, ringförmigen Katalysatorkörper ; und Fig. 2 eine Draufsicht einer zweiten Ausführungsform der Metallfolie ; und Fig. 3a eine Draufsicht einer dritten Ausführungsform der Metallfolie ; und Fig. 3b eine perspektivische Ansicht eines Vorsprungs der Metallfolie gemäß Fig. 3a ; und Fig. 3c einen Querschnitt eines weiteren Vorsprungs der erfindungsgemäßen Metallfolie ; und Fig. 3d einen Querschnitt eines weiteren Vorsprungs der erfindungsgemäßen Metallfolie ; und Fig. 3e einen Querschnitt eines weiteren Vorsprungs der erfindungsgemäßen Metallfolie ; und Fig. 3f eine Draufsicht auf mehrere Schnittlinienmuster in einer erfindungsgemäße Metallfolie zur Ausbildung der Vorsprünge bzw. Lochungen ; und Fig. 4a eine Seitenansicht der Metallfolie gemäß Fig. 3a ; und Fig. 4b eine Seitenansicht einer vierten Ausführungsform der Metallfolie ; und Fig. 4 c eine Seitenansicht einer fünften Ausführungsform der Metallfolie ; und Fig. 4d eine Seitenansicht einer sechsten Ausführungsform der Metallfolie ; und Fig. 5a einen Querschnitt einer ersten Formschlussverbindung einer Metallfolie ; und Fig. 5b einen Querschnitt einer zweiten Formschlussverbindung einer Metallfolie ; und Fig. 6 eine explosionsartige Darstellung einer weiteren Abgasanlage mit einer erfindungs- gemäßen Metallfolie als radial durchströmbaren, ringförmigen Katalysatorkörper ; und Fig. 7 eine perspektivische Darstellung einer mit Schnitten versehenen Metallfolie vor dem Umformen und nach dem Umformen ; und Fig. 8 eine Metallfolie mit in Längsrichtung wellenförmigem Profil ; und Fig. 9 eine Seitenansicht einer leporelloförmig gefalteten Metallfolie mit entgegengesetzt zur Wellenform der Metallfolie umgebogenen Abschnitten ; und Fig. 10 einen Katalysatorkörper mit einer Zwischenlage ; und Fig. 11 ein Katalysatorkörper mit plan ausgebildeten Enden ; und Fig. 12 einen Ausschnitt eines Endlosbandes von drei übereinander gelegten Metallfolien ; und Fig. 13 einen Querschnitt durch ein Schalldämpfergehäuse mit einer einlagigen Metallfolie im Innenraum des Schalldämpfergehäuses ; und Fig. 14 einen Querschnitt durch ein Schalldämpfergehäuse mit einer mehrlagigen Metallfolie im Innenraum des Schalldämpfergehäuses.

[0037] Fig. 1 zeigt in einer explosionsartigen Ansicht einen radial durchströmbaren, ringförmigen Kata- lysatorkörper 1 als Teil einer erfindungsgemäßen Abgasanlage 11. Der Katalysatorkörper 1 besteht dabei aus einer Metallfolie 2, welche eine Vielzahl von Lochungen 3 und Stegen 5 aufweist, wobei die Me- tallfolie 2 und insbesondere deren Lochungen 3 und Stege 5 zur Schallreduktion angepasst sind. Die Ausbildung der Bestandteile der Metallfolie 2 und deren Materialbeschaffenheit, Oberflächenstruktur und Abmessungen sind derart angepasst, dass die Metallfolie 2 zugleich die Funktion eines herkömmli- chen Reflexionskörpers übernimmt.

[0038] Zur Erläuterung der Ausgestaltung der Metallfolie 2 an sich, werden im Folgenden die Figuren 2 bis 5 herangezogen. Fig. 2 zeigt die Abwicklung einer Metallfolie 30 in einer Draufsicht. Die Dicke der Metallfolie beträgt 230 um. Die rechteckig ausgebildeten Lochungen 33 sind in drei Reihen und in symmetrischer Weise angeordnet. Zwischen den Lochungen 33 befinden sich in Längs-und Querrich- tung verlaufende Materialbrücken bzw. Stege 35. Die Stege 35 zwischen der obersten bzw. untersten Reihe der Lochungen 33 und dem jeweiligen längsseitigen Rand 38 bzw. 39 sind breiter als die Stege 35 zwischen den Lochungen 33 ausgebildet, um die Versteifung in Querrichtung zu erhöhen. Dies dient auch einer ausreichenden Stabilität hinsichtlich der späteren Befestigung der Metallfolie 30. Ausgehend von der dargestellten ebenen Form wird die Metallfolie 30 zu einem ovalen bzw. elliptischen Ring ge- bogen. Anschließend werden die Enden 36 und 37 miteinander verbunden, so dass der Katalysatorkör- per 1 entsteht. Zum Einbau in ein Schalldämpfergehäuse 4 wird die ringförmige Metallfolie 30 dann mit dessen Rändern 38 bzw. 39 an den Rückwänden 24 der Gehäuseteile 18 bzw. 19 oder an Zusatzteilen angelegt und im Schalldämpfergehäuse verspannt (siehe auch Fig. 1).

[0039] Figur 3a zeigt in einer weiteren Ausführungsform eine Metallfolie 40. Hinsichtlich der Dicke der Metallfolie 40, der Anordnung der Lochungen 43 und Stege 45 gilt gleiches wie bei Fig. 2. Die Öffnun- gen bzw. Lochungen 43 sind hier bogenförmig ausgebildet und durch Wegbiegen der Metallfolie 40 nach oben gebildet. Die dadurch gebildeten Vorsprünge 44 dienen zur Oberflächenvergrößerung der Metallfolie 40, um eine Verwirbelung des Abgases zur Schadstoffreduzierung und auch eine Brechung des Schalls herbeizuführen. Sie können aber auch gleichzeitig als Distanzhalter dienen. Zur Ausbildung des Katalysatorkörpers 1 wird die Metallfolie 40 wiederum zu einem Ring gebogen. Anschließend wer- den die Enden 46 und 47 miteinander verbunden. Fig. 3b zeigt in einer perspektivischen Ansicht einen Ausschnitt der Metallfolie 40 mit zwei bogenförmigen Lochungen 43 und zwei dazwischen angeordne- ten Laschen 48. Die Laschen 48 bzw. Vorsprünge 44 sind gleichsinnig aus der Metallfolie 40 weggebo- gen. Um das Wegdrücken zu ermöglichen wird die Metallfolie an den vorbestimmten Stellen vorab zu- mindest angeschnitten oder gestanzt. Die Laschen 48 bzw. Vorsprünge 44 können eine beliebige lineare oder nichtlineare Form annehmen.

[0040] Die Figuren 3c bis 3f zeigen weitere Ausführungsformen der Lochungen bzw. Vorsprünge der erfindungsgemäßen Metallfolie. Die Ausführungsformen in den Figuren 3c bis 3e sind im Querschnitt dargestellt. Fig. 3f zeigt in einer Draufsicht sechs Ausbildungsarten der anzusetzenden Schnittlinien oder Perforationsstellen. Diese ermöglichen dann ein Wegdrücken der zwischen den Schnittlinien befindli- chen Metallfolienbereiche, wodurch u. a. die Lochungen und Vorsprünge gemäß der Fig. 3c bis 3e ent- stehen.

[0041] Im Detail zeigt Fig. 3 c eine dachförmige bzw. V-förmige Ausbildung eines Vorsprunges 91. Das von unten anströmende Abgas durchtritt schräg oder vertikal den unterhalb der Vorsprunges 91 liegen- den horizontalen Öffnungsquerschnitt und prallt an die Unterseite der beiden Schenkel 94. Von dort wird das Abgas nahezu horizontal abgelenkt und strömt über dreiecksförmige schräg oder vertikal aus- gerichtete Öffnungsquerschnitte oberhalb der Metallfolienebene nach oben weg. Fig. 3d zeigt einen Vorsprung 92, wobei der schräg aus der Metallfolienebene weggebogene Schenkel 95 an seinem freien Ende waagrecht ausgerichtet ist. Das von unten anströmende Abgas wird dadurch noch stärker hori- zontal umgelenkt. Bei einer spiralförmigen Aufwicklung der Metallfolie kann dieser Vorsprung 92 gleich- zeitig als Abstandshalter dienen. Fig. 3e stellt einen weiteren Vorsprung 93 dar, welcher durch ein Weg- biegen des betreffenden Metallfolienbereichs in entgegengesetzte Richtungen entsteht. Die schrägen Schenkel 96 und 97 bewirken wiederum einen Aufprall und eine Umlenkung des Abgases. Die Über- gänge sämtlicher Schenkel 94,95, 96,97 untereinander bzw. in die Metallfolienebene können kanten- artig oder ausgerundet ausgebildet sein. Das Abgas kann auch von oben anströmen.

[0042] Fig. 3f zeigt eine Draufsicht auf mehrere Schnittlinienmuster 100 bis 105 zur Ausbildung der Vorsprünge bzw. Lochungen in einer erfindungsgemäße Metallfolie. Diese Schnittlinienmuster werden durch die durchgezogen dargestellten An-, Einschnitt-bzw. Durchtrennungslinien (in folgenden Schnitt- linien genannt) gebildet. Die gestrichelten Linien kennzeichnen die sich beim Wegdrücken der Metall- folienbereiche ergebenden Knickstellen. Zur Ausbildung der Vorsprünge 91,92, 93 aus den Figuren 3c, 3d, 3e sind die Schnittlinienmuster 100,101, 102 zu wählen. Die Schnittlinien ermöglichen also ein Wegdrücken der durch die Schnitt-und Knicklinien begrenzten Metallfolienbereiche, wodurch die schenkelartig von der restlichen Metallfolie hervorstehenden Vorsprünge entstehen. Das Schnittlinien- muster 104 eignet sich zur Ausbildung des Vorsprungs 44 gemäß Fig. 3b. Die Muster 103 und 105 stel- len zusätzliche Alternativen dar. Die in den Figuren 3b bis 3f gezeigten Möglichkeiten zur Ausbildung der Vorsprünge können bei jeder im Rahmen dieser Erfindung beschriebenen Metallfolien einheitlich oder gemischt verwendet werden.

[0043] Fig. 4a zeigt die Metallfolie 40 aus Fig. 3a in einer schneckenförmigen Aufwicklung in einer Sei- tenansicht, wobei die Vorsprünge 44 auch als Distanzhalter dienen. Die Seitenansichten in den Figuren 4b bis 4d zeigen eine wellenförmige Metallfolie 50, eine sternförmige Metallfolie 60 und eine trapez- förmige Metallfolie 70. Dabei können deren Lochungen 3 durch Ausstanzen, Ausschneiden, Umbiegen bzw. Wegdrücken gebildet werden. Das Abgas muss die jeweilige Lochung 3 nicht zwingend radial durchströmen, sondern kann in deren Umgebung auch geringfügig umgelenkt werden. Falls die Lo- chung 3 durch Wegbiegen der Metallfolie 2 so ausgebildet ist, dass die Durchtrittsfläche der Öffnung bzw. Lochung 3 schräg oder vertikal verläuft, wird das Abgas in diesem Bereich kurzfristig umgelenkt, um die Lochung 3 durchströmen zu können. Beispielsweise können die Lochungen 3 dann schräg oder vertikal verlaufen, wenn das weggedrückte Material eine Dachform annimmt. Derartige V-bzw. U- förmige aus der Ebene der Metallfolie herausgedrückte Dächer können in den Bergen oder Tälern der Metallfolien 40,50, 60 oder 70 angeordnet sein.

[0044] Die Figuren 5a und 5b zeigen zwei Möglichkeiten der Ausbildung einer lösbaren Formschluss- verbindung 8 zur Befestigung der beiden Enden 6 und 7 der Metallfolie 2. Dies gilt dementsprechend ebenso für alle anderen vorgenannten Metallfolien. In Fig. 5a wird die Formschlussverbindung 8 durch eine hakenförmige Ausbildung der Enden 6 und 7 der Metallfolie 2 ermöglicht. So kann die Metallfolie 2 mit wenigen Handgriffen vor dem Zusammenbau der Abgasanlage zu einem Ring gebogen und an- schließend verhakt werden. In Fig. 5b ist das eine Ende 6 der Metallfolie 2 mit einer Ausnehmung 9 und das andere Ende 7 mit einem Gegenstück 10 zum Eingriff in die Ausnehmung 9 versehen. Die recht- eckige Ausnehmung 9 wird durch ein Wegbiegen eines Teils der Metallfolie 2 unter Ausbildung einer Lasche 75 geschaffen. Das andere Ende 7 der Metallfolie 2 wird unter Ausbildung einer Lasche 76 als Gegenstück 10 umgebogen, so dass dieses Ende 7 nach Einfädeln des Gegenstücks 10 in die Ausneh- mung 9 mit dem anderen Ende 6 in Eingriff steht. Somit kann die Formschlussverbindung 8 mit wenigen Handgriffen montiert bzw. demontiert werden. Grundsätzlich besteht aber auch die Möglichkeit, die Formschlussverbindung 8 durch eine oder mehrere Punktschweißungen für einen permanenten Halt zu fixieren.

[0045] Aus Fig. 1 ist weiterhin die Zusammensetzung der erfindungsgemäßen Abgasanlage 11 ersicht- lich. Dabei wird der Katalysatorkörper 1 durch die Metallfolie 2 gebildet. Anstelle der Metallfolie 2 kann aber auch jede andere im Rahmen dieser Erfindung beschriebene Ausführungsform der Metallfolien 30, 40,50, 60 oder 70 in der Abgasanlage 11 verwendet werden. Aus Gründen der Vereinfachung wird lediglich die Ausführungsform mit der Metallfolie 2 erläutert.

[0046] Neben der Metallfolie 2, welche zugleich die Schalldämpfungseinheit einer herkömmlichen Abgasanlage bildet, sind weiterhin das aus den Gehäuseteilen 18 und 19 bestehende Schalldämpferge- häuse 4 und zwei Metallstifte 16 zu erkennen. Die Metallstifte 16 werden von Schrauben oder anderen Befestigungsmitteln zur Verspannung der Gehäuseteile 18 und 19 mit dazwischen angeordneter Me- tallfolie 2 durchsetzt. Die Schrauben werden zugleich zur Befestigung des Schalldämpfergehäuses 4 an oder in der Nähe eines Kleinmotors (nicht dargestellt) herangezogen. Das Gehäuseteil 18 weist an des- sen Rückwand 24 einen tellerförmig eingeprägten Zentralbereich 22 auf. Darin sind ein Einlass 14 und zwei Öffnungen 23 zum Durchführen der Schrauben eingebracht. Das andere Gehäuseteil 19 weist an dessen Rückwand 24 ebenfalls einen tellerförmigen Zentralbereich 22 sowie zwei Öffnungen 23 auf.

Zur Ableitung des Abgases aus dem Schalldämpfergehäuse 4 ist an einer Seitenwand des Gehäuseteils 19 ein Auslass 15 angeordnet. Zur vereinfachten Handhabung bei der Montage sollte der Außendurch- messer der ringförmig gebogenen Metallfolie 2 maximal so groß wie der Innendurchmesser des kreis- förmigen Zentralbereichs 22 sein, so dass die Metallfolie 2 zumindest zur vorübergehenden Lagefixie- rung beim Zusammenbau der Abgasanlage 11 in den im Verhältnis zur umliegenden Rückwand ver- senkten tellerförmigen Zentralbereich 22 eingesetzt werden kann. Nach Einführen je einer Schraube oder ähnlicher Befestigungsmittel entlang der Achse 25 in die Öffnungen 23 des einen Gehäuseteils 18 können die Metallstifte 16 über die Schrauben geschoben werden, um anschließend die Schraubenen- den in die Öffnungen 23 des anderen Gehäuseteil 19 einzuführen und dieses bis zum Anschlag an den umlaufenden Rand 20 des Gehäuseteils 18 zu schieben. Die umlaufenden Ränder 20 und 21 der Ge- häuseteile 18 und 19 sind jeweils als stegartige Umbördelung ausgeformt, so dass ein gasdichter Ver- schluss der Gehäuseteile 18 und 19 erreicht wird. Dazu können auch weitere Dichtungsmaßnahmen, wie z. B. Gummidichtungen, angebracht werden. Die Öffnungen 23 und der Anschluss des Einlasses 14 an den Motor sind ebenfalls gasdicht ausgeführt. Die Umbördelungen 20 bzw. 21 können auch derart geformt sein, dass ein Gehäuseteil das andere zumindest teilweise umgreift.

[0047] Hinsichtlich der geometrischen Abmessungen der entlang der Achse 25 zusammenzusetzenden Bauteile haben die schalenartigen Gehäuseteile 18 und 19 eine bestimmte Tiefe, so dass nach Einsetzen der Metallfolie 2 in die beiden tellerförmigen Zentralbereiche 22 die entlang der Achse 25 gerichteten Enden der Metallfolie 2 jeweils an der Rückwand 24 anliegen und auch die Umbördelungen 20 und 21 aufeinander liegen. Die entlang der Achse 25 verlaufenden Schrauben durchsetzen die Metallstifte 16 sowie die beiden Gehäuseteile 18 und 19, und stehen über das Schalldämpfergehäuse 4 hinaus. Um die Metallfolie 2 und somit den Katalysatorkörper 1 in dem Schalldämpfergehäuse 4 bzw. gegen die Gehäuseteile 18 und 19 zu verspannen, weisen die Metallstifte 16 also eine kürzere Länge als die Me- tallfolie 2 auf. Die so zusammengeschraubte und mit Vorspannung beaufschlagte Abgasanlage 11 kann schließlich noch über die herausstehenden Enden der Schrauben an einem Kleinmotor bzw. in dessen Nähe angebracht werden.

[0048] Zur Reduzierung der Schadstoffe und zur Schallreduktion strömt das Abgas über den Einlass 14 in das Innere des Schalldämpfergehäuses 4 ein und gelangt in einen inneren, zylinderförmigen Hohl- raum 26, welcher durch die Metallfolie 2 und die Rückwände 24 der Gehäuseteile 18 und 19 begrenzt wird. Von dort strömt das Abgas radial nach außen und trifft auf die Metallfolie 2. Je nach Ausgestaltung der Lochungen 3 und Stege 5 kommt es dabei zu einer Kontaktierung mit der katalytisch aktiven Be- schichtung der Metallfolie 2 und somit zu einer Reduktion der Schadstoffe des Abgases. Das Auftreffen des Abgasstromes auf die Metallfolie 2 führt auch zu einer Brechung der Schallwellen und damit zu einer Schallreduktion. Nachdem das Abgas die Metallfolie 2 durchströmt hat, gelangt es über den Aus- lass 15 in die Umwelt.

[0049] Fig. 6 zeigt in einer explosionsartigen Darstellung eine weitere Ausführungsform einer Abgasan- lage mit dem erfindungsgemäßen Katalysatorkörper 1 gemäß Fig. 1. Hier sind gleiche Teile wie aus Fig.

1 mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Insbesondere werden für die Metallfolie 2 und die Ge- häuseteile 18 und 19 die gleichen Bauteile wie aus Fig. 1 verwendet. Es können aber auch alle anderen zuvor beschriebenen Metallfolien 30,40, 50,60 oder 70 eingesetzt werden. Die Ausbildung der Be- standteile der Metallfolie 2 und deren Materialbeschaffenheit, Oberflächenstruktur und Abmessungen sind derart angepasst, dass die Metallfolie 2 die Funktion eines Katalysators übernimmt. Als weitere Bauteile dieser Ausführungsform sind als Zusatzteile zwei Halteplatten 82 und 83 und ein Reflexions- rohr 80 dargestellt. Das Reflexionsrohr 80 besteht aus Blech und weist mehrere Lochungen 81 zur Schallreduktion auf. Die Halteplatten 82 und 83 haben zur Anbringung an dem Reflexionsrohr 80 je- weils mittig eine Öffnung 84, welche dem Außenumriss der Querschnittsform des Reflexionsrohrs 80 entspricht. Die äußeren Ränder der Halteplatten 82,83 haben jeweils eine umlaufende Einbuchtung bzw. Rille (nicht dargestellt), welche zur Halterung der Metallfolie 2 dient.

[0050] Bei der Montage der Abgasanlage gemäß Fig. 6 werden die einzelnen Bauteile entlang den Ach- sen 25 ineinander geschoben. Zuerst wird die Halteplatte 82 so auf das Reflexionsrohr 80 aufgescho- ben, dass sie mit einem bestimmten Abstand zu dem dem Gehäuseteil 18 gegenüberliegenden Ende des Reflexionsrohres 80 zu liegen kommt. Daraufhin wird die ringförmige Metallfolie 2 koaxial und beabstandet zum Reflexionsrohr 80 über das Reflexionsrohr 80 geführt und in die Einbuchtung der Halteplatte 82 gedrückt. Anschließend wird die zweite Halteplatte 83 über das Reflexionsrohr 80 ge- schoben bis der noch freie Rand der Metallfolie 2 in die Einbuchtung der Halteplatte 83 gelangt. Die in Richtung der Achse 25 gerichteten Längenabmessungen der Metallfolie 2 und des Reflexionsrohres 80 können auch so gewählt werden, dass zumindest eine der Halteplatten 82, 83 an einer Stirnseite des Reflexionsrohres zu liegen kommt. Bei einer Befestigung der Halteplatte 82 bzw. 83 an einem stirnseiti- gen Ende kann auch auf die Öffnung 84 verzichtet werden. Die Halteplatten 82,83 können auch beide an den Stirnseiten des Reflexionsrohres 80 oder mit Abstand zum jeweiligen Ende des Reflexionsrohres 80 auf diesem angeordnet werden und wahlweise zusätzlich angeschweißt werden. Zur anschließenden Verspannung der außenliegenden Gehäuseteile 18 und 19 werden die gleichen Maßnahmen getroffen, wie bereits zu Fig. 1 erläutert. Die Ausbildung der umlaufenden Ränder 20 und 21 der Gehäuseteile 18 und 19 erfolgt wiederum in Form von stegartigen Umbördelungen, so dass ein gasdichter Verschluss der Gehäuseteile 18 und 19 erreicht wird. Ähnlich wie bei Fig. 1 können die Rückwände 24 der Gehäuse- teile 18,19 auch entsprechend den Enden des Reflexionsrohres mit versenkten Zentralbereichen aus- gestattet sein. Diese Versenkungen oder Einbuchtungen können nach innen oder außen gerichtet sein.

[0051] Zur Schadstoff-und Schallreduzierung strömt das Abgas über den Einlass 14 in das Innere des Schalldämpfergehäuses 4 ein und gelangt in das Reflexionsrohr 80. Von dort strömt das Abgas radial nach außen und trifft auf das Reflexionsrohr 80. Je nach Ausgestaltung der Lochungen 81 kommt es dabei zu einer bestimmten Reflexion bzw. Brechung der Schallwellen. Anschließend durchströmt das Abgas die Lochungen 81, strömt radial nach außen weiter und trifft auf die Metallfolie 2. Dort kommt es zu einer Kontaktierung mit der katalytisch aktiven Beschichtung der Metallfolie 2 und somit zu einer Reduktion der Abgasschadstoffe. Das Auftreffen des Abgasstromes auf die Metallfolie 2 führt zudem auch zu einer Brechung der Schallwellen und damit ebenfalls zu einer Schallreduktion. Nachdem das Abgas die Lochungen 3 der Metallfolie 2 durchströmt hat, gelangt es über den Auslass 15 in die Um- welt.

[0052] In Figur 7 ist eine Metallfolie 110 mit Schnitten 111 dargestellt, welche parallel zueinander in die Metallfolie eingebracht sind. Ein Schnitt stellt hier keine Lochung dar, bei dem Material entnommen wird. Im Idealfall wird nur das Material an den vorgesehenen Stellen voneinander getrennt. In einem sich daran anschließenden Fertigungsschritt kann die Metallfolie in einem Abschnitt 114, welcher zwi- schen zwei Schnitten angeordnet ist, verformt werden. Wird in diesem Abschnitt 114 die Metallfolie 110 nach außen gezogen, entsteht eine Erhebung 115, durch welche ein auf der Oberseite 119 der Metallfolie strömendes Gas in Richtung zur Unterseite 120 der Metallfolie umgelenkt werden kann, siehe Pfeile in Fig. 7. Ist die Metallfolie wellenförmig ausgebildet, siehe Fig. 8, kann in dem Abschnitt 114 die Metallfolie 110 in ihrer Form in eine Richtung orientiert sein, welche zur Form der Metallfolie benachbart zu dem Abschnitt 114 entgegengesetzt ist. Bei einer durch die Wellenform vorgegebenen Bauhöhe der Metallfolie 110 können durch das Vorsehen von Erhebungen 115 im Abschnitt 114 wei- tere Anströmkanten und somit Möglichkeiten zur Verwirbelung des Gases bereitgestellt werden.

[0053] Wird die Metallfolie senkrecht zu ihrer Oberseite 119 angeströmt, siehe Figur 9, kann aufgrund der Erhebungen 115 das Gas von der Oberseite 119 in Richtung zur Unterseite 120 hindurchtreten, siehe Pfeile in Fig. 9. Bei wellenförmig gestalteter Metallfolie, welche als Leporello gefaltet ist und deren Wellenberge jeweils aufeinander treffen, strömt das durch eine erste Leporellolage hindurchtretende Gas seitlich in Richtung zu einem Wellental der darunter befindlichen Leporellolage. Dort kann es auf eine weitere Erhebung 115 treffen, unter welcher es hindurchtritt, so dass ein senkrecht zur Oberseite der ersten Leporellolage einströmendes Gas sukzessiv von einer Lage zur nächsten Lage und auch seit- lich geleitet wird. Das Gas kann auch senkrecht zur Zeichenebene in Fig. 9 im Zwischenraum zwischen Wellentälern und Wellenbergen strömen, siehe in Fig. 9 Markierung mit Punkt als Symbol für eine Strömung aus der Zeichenebene nach oben heraus oder Markierung mit Kreuz als Symbol für eine Strömung in die Zeichenebene nach unten hinein. Durch diese Vielfalt an Strömungsrichtungen entste- hen genügend Verwirbelungen, um das Gas mit der katalytisch beschichteten Oberfläche der Metallfolie in Kontakt zu bringen.

[0054] Schwingungen im Gehäuse und in dem Katalysatorkörper können dazu führen, dass ein Wel- lenberg einer Lage in ein Wellental einer benachbarten Folienlage eindringt und somit den Strömungs- querschnitt deutlich verringert. Eine ebene Zwischenlage 121 kann dazu beitragen, dass dieser Vorgang gehemmt wird. Bei mehreren Folienlagen ist es somit vorteilhaft, ebene Zwischenlagen 121 vorzusehen, welche die zum Beispiel wellenförmig ausgebildeten Metallfolien daran hindern, ineinander zu gleiten, vgl. Fig. 10.

[0055] In Figur 11 ist ein Katalysatorkörper dargestellt, welcher zwei wellenförmige Metallfolien 110 und eine dazwischen angeordnete gasdurchlässige, plane Zwischenlage 121 aufweist. Die Metallfolien und die Zwischenlage sind jeweils so gestaltet, dass sie in Längsrichtung an ihren beiden Enden 112 und 113, plan ausgebildet sind. Diese nicht wellenförmigen bzw. nicht unebenen Stellen eignen sich beson- ders für eine Klemmverbindung zum Beispiel mit dem Schalldämpfergehäuse. Die planen Enden 112, 113 können auch in einem Endlosband mit einzelnen Folienlagen, siehe Figur 12, vorgesehen sein. Da- bei ist es vorteilhaft, die geschichteten Blechlagen in vorgegebenen Abständen flach aufeinander zu pressen und an diesen Stellen mittels Punktschweißen zu verbinden. Diese flach gepressten Bereiche eigenen sich besonders, um aus dem Endlosband einzelne Katalysatorkörper abzutrennen. Entspre- chende Trennebenen 122 sind schematisch in Fig. 11 dargestellt.

[0056] Derartige Endlosbänder aus einzelnen Folienlagen oder mit mehreren geschichteten Folienlagen werden bevorzugt nach dem Anbringen der Öffnungen und gegebenenfalls nach dem Verbinden der einzelnen Folien mit Katalysatormaterial beschichtet, bevor die Teilung in die einzelnen Katalysatorkör- per durchgeführt wird.

[0057] Die einfachste Ausführungsform eines Katalysatorkörpers ist eine einlagige Metallfolie. In Figur 13 ist ein Metallfolie 110 in einem Schalldämpfergehäuse mit vorderem Gehäuseteil 18 und hinterem Gehäuseteil 19 direkt am Gaseinlass 14 in einer Zone 116 zwischen zwei die Gehäuseteile verbinden- den Stiften 16 angeordnet. Die Stifte sind im Innenraum des Gehäuses vorgesehen, wobei die Metallfo- lie 110 an ihren planen Enden 112,113 mittels der Stifte 16 kraftschlüssig mit dem Gehäuseteil 18 ver- bunden ist. Für die Metallfolie sind somit keine weiteren Montageelemente erforderlich. Das Gas strömt senkrecht zur Oberseite 119 auf die Metallfolie 110. Damit das Gas durch die Metallfolie passieren kann, muss die Metallfolie Öffnungen wie zum Beispiel Lochungen oder Erhebungen 115 aufweisen.

Nach Passieren durch die Metallfolie strömt das Gas weiter durch das Schalldämpfergehäuse und tritt am Auslass 22 aus.

[0058] Ist die Metallfolie leporelloartig ausgebildet oder sind mehrere Metallfolien aufeinander ge- schichtet, können sie einen Katalysatorkörper bilden, welcher entlang eines Abstandes 117 den Innen- raum des Schalldämpfergehäuses vom vorderen Gehäuseteil 18 zum hinteren Gehäuseteil 19 ausfüllt, siehe Figur 14. Damit wird eine maximale Filterwirkung erreicht. Auch bei dieser Ausführungsform ist der Katalysatorkörper kraftschlüssig mit dem Gehäuse mittels Stiften 16 verbunden. Den Bereich 118, welcher außerhalb der Zone 116 aber noch innerhalb des durch die Gehäuseteile 18, 19 vorgegebenen Innenraumes des Schalldämpfergehäuses bestimmt ist, füllt der Katalysatorkörper nicht aus. Der Bereich 118 kann völlig frei oder mit schalldämpfenden Elementen versehen sein, so dass der Schalldämpfer neben der Filterwirkung durch den Katalysatorkörper auch eine hohe schalldämpfende Eigenschaft er- reicht.

[0059] Mit der erfindungsgemäßen Metallfolie wird also eine Möglichkeit geschaffen, die Schadstoff- und Schallreduktion eines Kleinmotors insbesondere durch die Ausbildung der in der Metallfolie ent- haltenen Lochungen und Erhebungen sowie deren freien Querschnitt zu steuern. Der freie Querschnitt der Lochungen kann dabei auch mit dem Öffnungsquerschnitt des Motorauslasses in Beziehung ge- bracht werden. Hierbei beträgt ein geeignetes Verhältnis des Querschnittes des Motorauslasses zum freien Querschnitt der Lochungen z. B. eins zu zwei.