Eine derartige Anordnung ist beispielsweise aus der EP 0 212 243 bekannt. In diesem Dokument wird eine Halterung für einen metallischen Abgaskatalysator- Trägerkörpers in einem Mantelrohr vorgeschlagen. Dabei ist der Katalysator- Trägerkörper so eingebettet beziehungsweise befestigt, daß eine thermische Län- gendehnung nicht behindert ist. Die Halterung ist mit zwei oder mehreren Dis- tanzhaltern ausgebildet, wodurch der Katalysator-Trägerkörper innerhalb des Mantelrohres in einem Abstand von einigen Millimetern gehaltert wird. Dabei ist nur ein Distanzhalter sowohl mit dem Katalysator-Trägerkörper als auch mit dem Mantelrohr fest verbunden. Auf diese Weise wird verhindert, daß aufgrund unter- schiedlichen thermischen Ausdehnungsverhaltens von Mantelrohr und Katalysa- tor-Trägerkörper Spannungen entstehen, welche die Lebensdauer einer solchen Halterung negativ beeinflussen können.

Untersuchungen haben gezeigt, daß während des Betriebes von im Automobilbau eingesetzten Motoren, in dem angrenzenden Abgassystem enorme Körperschwin- gungen auftreten. Diese resultieren im wesentlichen aus den explosionsartigen und zeitlich getakteten Verbrennungsvorgängen des Kraftstoff-Luft-Gemisches in dem Motor. Dabei treten insbesondere bei den einzelnen Komponenten des Ab- gassystems sehr große Beschleunigungskräfte auf, welche die Lebensdauer einer Halterung eines Katalysator-Trägerkörpers in einem Abgassystem gefährden kön- nen.

Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Anordnung zum Fixieren eines Katalysator-Trägerkörpers in einem Gehäuse anzugeben, wel- che insbesondere geeignet ist, eine hohe Verweildauer des Katalysator- Trägerkörpers in einem Gehäuse an einer vorgebbaren Stelle zu gewährleisten, wobei insbesondere eine Übertragung von in einem Abgassystem auftretenden Körperschwingungen auf den Katalysator-Trägerkörper gedämpft wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Anordnung mit den Merkmalen des An- spruchs 1 vorgeschlagen. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den abhän- gigen Ansprüchen angegeben.

Die erfindungsgemäße Anordnung zum Fixieren eines Katalysator-Trägerkörpers in einem Gehäuse umfaßt einen Katalysator-Trägerkörper mit einem Mantelrohr und mit einem für ein Abgas durchströmbaren Wabenkörper. Derartige Katalysa- tor-Trägerkörper werden insbesondere zur Reinigung eines Abgases beziehungs- weise zur katalytischen Umsetzung von im Abgas befindlichen Schadstoffen der Verbrennungskraftmaschine eingesetzt. Der Wabenkörper ist zumindest in einem Teilbereich mit dem Mantelrohr verbunden, insbesondere verlötet. Das Mantel- rohr weist dabei mindestens eine erste und eine zweite Auswölbung mit Flanken- flächen auf. Das Gehäuse hat mindestens eine erste und eine zweite Vertiefung mit Seitenflächen. Die erfindungsgemäße Anordnung zeichnet sich dadurch aus, daß sich die Auswölbungen zumindest teilweise so in die Vertiefungen erstrecken, daß ein Festlager und mindestens ein Loslager mit einem axialen Lagerspiel ge- bildet sind. Das Festlager gewährleistet dabei eine dauerhafte Fixierung des Kata- lysator-Trägerkörpers in dem Gehäuse. Das Loslager erlaubt aufgrund seines axia- len Lagerspiels Dehnungen des Katalysator-Trägerkörpers, welche aufgrund der Temperaturerhöhungen des Katalysator-Trägerkörpers auftreten.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die mindestens erste und/oder zwei- te Auswölbung axial umlaufend ausgeführt. Dies hat zur Folge, daß eine gleich- mäßige Lagerung über den Umfang des Mantelrohres gewährleistet ist.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung schließen die Flankenflächen der Auswöl- bungen und die Mantelfläche des Mantelrohres jeweils einen Außenwinkel ein.

Der Außenwinkel des Festlagers ist dabei kleiner als der Außenwinkel des Losla- gers. Vorzugsweise liegt der Außenwinkel des Festlagers im Bereich von 90° bis 110°. Auf diese Weise sind auch hohe axiale Kräfte über das Festlager aufnehm- bar, wie sie beispielsweise aufgrund von Körperschwingungen und Pulsation im Abgasstrom auftreten.

Gemäß noch einer weiteren Ausgestaltung hat das Gehäuse eine Innenfläche, wo- bei die Seitenflächen der Vertiefungen und die Innenfläche des Gehäuses jeweils einen Innenwinkel einschließen und der Innenwinkel des Festlagers kleiner als der Innenwinkel des Loslagers ist. Auf diese Weise werden den Flankenflächen der Auswölbungen korrespondierende Seitenflächen der Vertiefungen bereitgestellt, so daß zwischen Auswölbung und Vertiefung ein möglichst großflächiger Formschluß gewährleistet ist. Dies ermöglicht insbesondere bei dem Festlager eine gute Körperschalldämpfung und bei dem Loslager gegebenenfalls eine gute radiale Führung.

Dabei ist es besonders vorteilhaft, daß der Innenwinkel maximal 5'gober als der Außenwinkel des Festlagers ist. Vorzugsweise ist der Innenwinkel gleich groß wie der Außenwinkel des Festlagers. Eine gleich große Ausprägung des Innen- winkels und des Außenwinkels hat den Vorteil, daß die Flankenflächen und die Seitenflächen parallel zueinander angeordnet sind. Dies ermöglicht eine besonders stabile Ausführungsform eines Fest-beziehungsweise Loslagers.

Gemäß noch einer weiteren Ausgestaltung haben die Vertiefungen eine Tiefe und die Auswölbungen eine Höhe, wobei die Tiefe mindestens 2 mm größer als die Höhe ist. Dies erlaubt auch eine radiale thermische Ausdehnung des Katalysator- Trägerkörpers, wobei das Auftreten von thermischen Spannungen in der Lagerung verhindert wird.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung liegen zumindest bei dem Festlager die Flankenflächen der Auswölbungen an den Seitenflächen der Vertiefungen an.

Dabei ist insbesondere ein flächiger Anlagebereich gebildet. Die direkte Anlage hat eine besonders dämpfende Wirkung auf auftretenden Körperschall, wobei die hieraus resultierenden Beschleunigungskräfte nur in stark reduziertem Maße von

dem Gehäuse auf den Katalysator-Trägerkörper übergehen. Dies ermöglicht eine besonders langlebige Fixierung des Katalysator-Trägerkörpers in dem Abgassys- tem.

Gemäß noch einer weiteren Ausgestaltung ist zumindest bei dem mindeste einen Loslager zwischen den Flankenflächen der Auswölbungen und den Seitenflächen der Vertiefungen ein Füllmaterial angeordnet. Dabei handelt es sich vorzugsweise um ein Material, welches temperaturbeständig und für den Einsatz in einem Ab- gassystem geeignet ist. Ein solches Füllmaterial, wie beispielsweise Glimmer, erlaubt thermische Dehnungen des Katalysator-Trägerkörpers, wobei das thermi- sche Ausdehnungsverhalten des Füllmaterial so angepaßt ist, daß thermisch ent- standene Spalte oder Hohlräume zwischen Mantelrohr und Gehäuse durch das Füllmaterial geschlossen werden. Somit ist eine exakte Fixierung in der Lagerung gewährleistet.

Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn der Katalysator-Trägcrkörper im wesent- lichen von dem Füllmaterial umgeben ist. Dies hat zur Folge, daß der gesamte Katalysator-Trägerkörper schwingungsarm gelagert ist weil das Füllmaterial einen Übergang der Beschleunigungskräfte von dem Gehäuse zum Katalysator- Trägerkörper hin deutlich reduziert.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist zwischen den Auswölbungen des Mantel- rohres und dem Wabenkörper ein umlaufender Hohlraum gebildet, in welchem vorzugsweise ein wärmeisolierendes Medium, insbesondere Luft, angeordnet ist.

Auf diese Weise kommt den Auswölbungen neben der Lagerung des Katalysator- Trägerkörpers eine weitere Funktion hinzu. Der Hohlraum verhindert einen Wär- mefluß vom Wabenkörper zum Mantelrohr hin, wodurch das Anspringverhalten des Wabenkörpers verbessert wird. Dies erlaubt eine frühzeitigere katalytische Umsetzung von Schadstoffen in einem den Wabenkörper durchströmenden Ab- gas.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung hat der Auswölbung des Festlagers eine ers- te axiale Länge von 1 bis 20 mm, wobei die Auswölbung des Loslagers vorzugs- weise eine zweite axiale Länge von 10 bis 30 mm hat. Die erste axiale Länge kann

beispielsweise deshalb kleiner ausgeführt werden, da die Innen-beziehungsweise Außenwinkel des Festlagers kleiner ausgeführt sind als die des Loslagers. Ist die Auswölbung des Festlagers als ein kragenförmig angeordnetes Blech ausgeführt, kann die erste axiale Länge auf sehr wenige Millimeter begrenzt werden. Grund- sätzlich hat das Loslager lediglich die Aufgabe, eine radiale Führung bereitzustel- len und eine thermische Ausdehnung auch in axialer Richtung zu gewährleisten.

Das dazu benötigte Lagerspiel muß somit ebenfalls bei der Auslegung der axialen zweiten Länge berücksichtigt werden.

Gemäß einer besonders vorteilhaften Weiterbildung wird der Wabenkörper in einer bevorzugten Strömungsrichtung von Abgas durchströmt, wobei das Festla- ger stromabwärts des Loslagers angeordnet ist. Der heißeste Bereich des Waben- körpers ist zumeist nahe der Eintrittsseite angeordnet. Dies hat zur Folge, daß in diesem Bereich auch die thermischen Dehnungen in verstärktem Maße auftreten.

Eine Anordnung des Loslagers in diesem Bereich erlaubt diese thermischen Deh- nungen, wodurch lebensdauerbegrenzende Spannungen verhindert werden.

Gemäß noch einer weiteren Ausgestaltung ist das Gehäuse zweiteilig mit Halb- schalen ausgeführt, wobei diese Halbschalen mit einer Längsnaht Hugetechnisch verbunden, insbesondere verschweißt sind. Die Ausfuehrung eines Gehäuses mit zwei Halbschalen unterstützt beispielsweise bei der Montage die Anordnung von Füllmaterial um den Katalysator-Trägerkörper, um eine Entkoppelung des Kataly- sator-Trägerkörpers von den Körperschwingungen des Gehäuses zu ermöglichen.

Weitere Vorteile und besonders bevorzugte Ausgestaltungen der erfindungsgemä- ßen Anordnung zum Fixieren eines Katalysator-Trägerkörpers in einem Gehäuse werden anhand der nachfolgenden Zeichnungen beschrieben. Dabei zeigen : Fig. 1 schematisch einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Anordnung, Fig. 2 eine stirnseitige Ansicht einer Ausgestaltung eines Wabenkörpers mit ei- nem Mantelrohr,

Fig. 3 eine Detailansicht einer Auswölbung des Mantelrohres mit einer korres- pondierenden Vertiefung des Gehäuses und Fig. 4 perspektivisch und schematisch eine Anordnung eines Katalysator- Trägerkörpers in einem zweiteiligen Gehäuse.

Figur 1 zeigt schematisch und in einem Schnitt eine Ausgestaltung einer erfin- dungsgemäßen Anordnung zum Fixieren eines Katalysator-Trägerkörpers 1 in einem Gehäuse 2. Der Katalysator-Trägerkörper 1 umfaßt einen für ein Abgas in einer bevorzugten Strömungsrichtung 14 durchströmbaren Wabenkörper 4, der von einem Mantelrohr 3 umgeben ist. Das Mantelrohr 3 ist in einem Teilbereich 7 mit dem Wabenkörper 4 verbunden, vorzugsweise verlötet. Das Mantelrohr 3 weist eine erste 5 und eine zweite Auswölbung 6 auf. Das Gehäuse 2 weist dazu korrespondierend eine erste 8 und zweite Vertiefung 9 auf. Die Auswölbungen 5 und 6 erstrecken sich so in die Vertiefungen 8 und 9, daß ein Festlager 20 und ein Loslager 21 mit einem axialen 10 Lagerspiel 11 gebildet sind. Die erste 5 und die zweite Auswölbung 6 sind axial 10 umlaufend ausgeführt. Das Loslager 21 ist stromaufwärts 14 des Festlagers 20 angeordnet. Der Katalysator-Trägerkörper 1 ist zusätzlich von einem Füllmaterial 25 umgeben. Eine derartige Fixierung des Katalysator-Trägerkörpers l in dem Gehäuse 2 hat den Vorteil, daß ein Übergang von Körperschwingungen von dem Gehäuse 2 auf den Katalysator-Trägerkörper 1 verhindert wird.

Die erste Auswölbung 5 des Mantelrohres 3 weist einen den Wabenkörper 4 um- laufenden Hohlraum 28 auf, in dem ein wärmeisolierendes Medium angeordnet ist. Dieser Hohlraum 28 unterbindet einen Wärmeübergang vom Wabenkörper 4 auf das Mantelrohr 3, wodurch eine schnellere Aufheizung des Wabenkörpers 4 und somit auch eine frühzeitigere katalytische Umsetzung von Schadstoffen im Abgas gewährleistet ist. Die zweite Auswölbung 6 ist hierbei als eine Art Kragen ausgeführt, welcher auf das Mantelrohr 3 aufgeschweißt wurde. Dies gewährleis- tet einerseits eine durchgängige Verbindung des Mantelrohres 3 mit dem Waben- körper 4 im Teilbereich 7 und erlaubt ebenfalls, die erste axiale Länge 30 (nicht dargestellt) des Festlagers 20 relativ klein auszuführen.

Figur 2 zeigt eine stirnseitige Ansicht einer Ausführungsform eines Wabenkörpers 4 mit einem Mantelrohr 3. Der Wabenkörper 4 weist Blechlagen 12 auf, welche so strukturiert sind, daß diese für ein Abgas durchströmbar sind. Die Blechlagen 12 umfassen glatte 32 und gewellte Bleche 33, so daß für ein Abgas durchström- bare Kanäle 13 gebildet sind. Die Blechlagen 12 wurden geschichtet oder gesta- pelt und anschließend geschlungen beziehungsweise gewunden, wodurch der Wabenkörper 4 gebildet ist.

Figur 3 zeigt schematisch eine Detailansicht einer Auswölbung 5,6 des Mantel- rohres 3 mit einer korrespondierenden Vertiefung 8,9 des Gehäuses 2. Das Man- telrohr 3 weist eine Mantelfläche 17 auf, welche mit den Flankenflächen 15 der Auswölbung 5,6 einen Außenwinkel 18 einschließen. Zusätzlich weist die Aus- wölbung 5,6 eine Höhe 24 ausgehend von der Mantelfläche 17 auf. Die Auswöl- bung 5,6 erstreckt sich zumindest teilweise in eine korrespondierende Vertiefung 8,9.

Die Vertiefungen 8 und 9 weisen zwei vorzugsweise umlaufend ausgebildete Sei- tenflächen 16 auf, welche mit der Innenfläche 22 des Gehäuses 2 einen Innenwin- kel 19 einschließen. Ein symmetrischer Aufbau der Vertiefungen 8 und 9 bezie- hungsweise Auswölbungen 5 und 6 ist nicht notwendig, verringert jedoch den Herstellungsaufwand. Die Tiefe 23 der Vertiefung 8,9 ist vorzugsweise mindes- tens 2 mm größer als die Höhe 24 der Auswölbung 5,6.

Figur 4 zeigt perspektivisch und schematisch eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Anordnung zum Fixieren eines Katalysator-Trägerkörpers 1 in einem Gehäuse 2. Das Gehäuse 2 ist mit zwei Halbschalen 26 ausgeführt, wel- che nach der Anordnung des Katalysator-Trägerkörpers 1 im Inneren des Gehäu- ses 2 an zwei Längsnähten 27 miteinander verbunden werden. Vorzugsweise wer- den die Halbschalen 26 an den Längsnähten 27 verschweißt. Das Gehäuse 2 be- stehend aus den Halbschalen 26 weist hierbei ebenfalls Vertiefungen 8 und 9 auf, welche mit den Auswölbungen 5 und 6 des Mantelrohres 3 des Katalysator- Trägerkörpers 1 korrespondieren. Diese Ausgestaltung des Gehäuses 2 mit zwei Halbschalen 26 eignet sich insbesondere zur Anordnung von Füllmaterial 25 (nicht dargestellt), das den Katalysator-Trägerkörper 1 umgibt und eine Weiterlei-

tung von Körperschwingungen des Gehäuses 2 auf das Mantelrohr 3 verhindert.

Das Füllmaterial 25 ist dabei so angeordnet, daß die Stirnseite des Wabenkörpers 4 nicht verringert wird.

Die erfindungsgemäße Anordnung gewährleistet insbesondere bei auftretenden Körperschwingungen des Abgassystems einer Verbrennungskraftmaschine eine dauerhafte Fixierung des Katalysator-Trägerkörpers, was insbesondere bei Wa- benkörpem aus sehr dünnen Metallfolien, von einer Dicke unter 30 u vorteilhaft angewandt werden kann.

Bezugszeichenliste Katalysator-Trägerkörper 2 Gehäuse 3 Mantelrohr 4 Wabenkörper 5 erste Auswölbung 6 zweite Auswölbung 7 Teilbereich 8 erste Vertiefung 9 zweite Vertiefung 10 Achse 11 Lagerspiel 12 Blechlage 13 Kanal 14 Strömungsrichtung 1 5 Flankenfläche 1 6 Seitenfläche 1 7 Mantelfläche 1 8 Außenwinkel 19Innenwinkel 20 Festlager 21 Loslager 22 Innenfläche <BR> 23 Tiefe<BR> 24 Höhe 25 Füllmaterial 26 Halbschale 27 Längsnaht 28 Hohlraum 29 Medium 30 erste Länge

31 zweite Länge 32 glattes Blech 33 gewelltes Blech