DE2101643C3 - Abgasnachverbrennungsvorrichtungfür Brennkraftmaschinen - Google Patents
Abgasnachverbrennungsvorrichtungfür BrennkraftmaschinenInfo
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Description
mit dem Innengehäuse starr verbundenen Einlaßstutzen sowohl in Richtung ihrer Achse als auch in einer
zu ihrer Achse senkrecht stehenden Ebene verschiebbar gelagert, da die Einlaßstutzen des 'nnengehäuses
in Buchsen gelagert sind, die senkrecht zur Achse des oder der Einlaßstutzen des Innengehäuses verschiebbar
sind. Wenn sich daher das Innengehäuse auf Grund von Wärmedehnungen senkrecht .tu den Achsen
des oder der Einlaßstutzen bewegt, können die mit dem Innengehäuse fest verbundenen Einlaßstutzen
diese Bewegungen ohne weiteres mitmachen, so daß jegliche Bruchgefahr am Fußpunkt der Einlaßstutzen
ausgeschlossen ist. Wenn sich dagegen das Innengehäuse in der Achse der Einlaßstutzen ausdehnt,
verschieben sich die Einlaßstutzen in den radial verschiebbaren Buchsen unter Zunahme der
Dicke des Innengehäuses, ohne daß dabei durch Wärmespannungen erzeugte Kräfte auf den mit dem
Innengehäuse fest verbundenen Auslaßstutzen einwirken, da der Auslaßstutzen in der Längsachse des
Innengehäuses liegt, die senkrecht zur Achse des oder der Einlaßstutzen des Innengehäuses verläuft.
Bei dieser Ausführungsform der erfindungsgcmäßen
Nachverbrennungsvorrichtung kann sich somit das Innengehäuse frei nach sämtlichen Richtungen bewecen,
ohne daß die Gefahr eines Bruchs durch Wärmespannungen auftritt. Durch die besondere Art der
Lagerung des Innengehäuses im Außengehäuse ist es möglich, die axiale Verschiebbarkeit der Ein- und
Auslaßstutzen des Innengehäuses so einzustellen, daß einerseits eine den Wärmespannungen nachgebende
Verschiebebewegung und andererseits eine ausreichend starre Lagerung zur Verhinderung von
Vibrationsgeräuschen erzielt wird.
Bei einer anderen Ausführungsform der erfindungsgemäßep
Nachverbrennungsvorrichtung wird die der Frfindung zugrunde liegende Aufgabe dadurch
gelöst, daß eines der zylindrischen Teile als Auslaßstutzen und die verschiebbare Lagerstelle jedes
Einlaßstutzens an dessen innerem Ende am Innengehäuse ausgebildet ist und daß jeder Einlaßstutzen
an seinem äußeren Ende eine ringförmige Platte trägt, die am Eintrittsflansch des Außengehäuses radial
gleitbar dichtend gelagert ist.
Bei dieser Ausführungsform ist der Einlaßstutzen des Innengehiiuses am Innengehäuse selbst axial verschieblich
gelagert, während eine am Außenende des Einlaßstutzens befestigte, ringförmige Platte am Eintrittsflansch
des Außengehäuses so gelagert ist, daß der Einlaßstutzen senkrecht zu seiner Längsachse,
d. h. radial verschiebbar ist. Wenn sich daher das Innengehäuse in der Achse des oder der Einlaßstutzen
ausdehnt, wird das Innengehäuse auf dem Einlaßstutzen verschoben, so daß der oder die Einlaßstutzen
mehr oder weniger weit in den Innenraum des Innengehäuses vorstehen. Dehnt sich dagegen das Innengehäuse
senkrecht zur Längsachse des oder der Einlaßstutzen aus, nimmt das Innengehäuse den oder
die Einlaßstutzen mit und verschiebt sie in radialer Richtung. Auch bei dieser Ausführungsform kann
sich das Innengehäuse auf Grund von Wärmedehnungen nach sämtlichen Richtungen ohne die Gefahr
eines Bruchs bewegen. Trotz dieser Verschiebbarkeit ist das lnnengehäus.e zur Verhinderung von Vibrationsgeräuschen
im Außengehäuse genügend starr gelagert.
Bei beiden erfinJungsgemäßen Ausführungsformen
ist gewährleistet, daß der vom Innen- und Außengehäuse eingeschlossene Ringraum in jeder
Lage des Innengehäuses gegen den Innenraum des Innengehäuses vollkommen abgedichtet ist. Da auf
diese Weise keine Abgase in den Ringraum zwischen dem Innen- und Außengehäuse gelangen können,
dient der Ringraum als Wärmedämmraum, so daß einmal das Außengehäuse der Nachverbrennungsvorrichtung
nicht übermäßig heiß wird und andererseits die Nachverbrennungsvorrichtung auf Grund der geringen
Wärmeabstrahlung an die Umgebung beim Kaltstart der Brennkraftmaschine rasch auf ihre Betriebstemperatur
kommt.
Eventuell auftretende Vibrationsgeräusche können weitgehend unterdrückt werden, wenn ein weiteres
Bauteil zur Befestigung des Innengehäuses am Außengehäuse vorgesehen wird; zweckmäßig wird
dieses Bauteil federnd ausgebildet.
Eine einfache Montage der Nachverbrennungsvorrichtung, eine geringe Wärmeleitung vom Auspuffrohr
der Brennkraftmaschine zum Außengehäuse der Nachverbrennungsvorrichtung und ein guter weiterer
Beitrag zur Geräuschdämpfung können dadurch erzielt werden, daß die Einlaßstutzen des Innengehäuses
ein mit der Brennkraftmaschine in Verbindung stehendes Rohrstück unter Bildung eines Ringraums
umgeben.
Im Nachstehenden werden zwei Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Nachverbrennungsvorrichtung
an Hand einer Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt
F i g. 1 einen Längsschnitt durch eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Nachverbrennungsvorrichtung,
F i g. 2 einen Querschnitt längs der Linie II-II in
F i g. 1 und
F i g. 3 einen Teilausschnitt einer anderen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Nachverbrennungsvorrichtung
mit der Darstellung eines abgewandelten Einlaßslutzens.
Die Nachverbrennungsvorrichtung 1 hat ein Innengehäuse 3 und ein Außengehäuse 5, welches das Innengehäuse
3 unter Bildung eines Ringraums 4 umgibt. Das Innengehäuse 3 umschließt eine Reaktionskammer 2 und besteht aus einer oberen Schale 3 α
und einer unteren Schale 3 b. Das Innengehäuse 3 weist an seinen beiden gegenüberliegenden Enden
einen Zapfen 6 und einen Auslaßstutzen 8 auf, der als Lagerzapfen dient und einen Auslaß 7 für das
Abgas bildet. Das Außengehäuse 5 besteht ebenfalls aus einer oberen Schale 5 α und einer unteren Schale
5 b. Das Außengehäuse 5 hat an seinen beiden gegenüberliegenden Enden eine Lagerbuchse 9 und eine
Auslaßleitung 10 zur gleitbaren Lagerung des Innengehäuses 3; das Innengehäuse 3 kann sich deshalb im
Außengehäuse 5 in der Achse des Auslaßstutzens 8 ausdehnen und zusammenziehen. Der Ringraum 4
zwischen dem Innengehäuse 3 und dem Außengehäuse 5 kann mit einem wärmeisolierenden Material
gefüllt werden. Das Innengehäuse 3 weist eine Auslaßöffnung Il auf, in welcher der Auslaßstutzen8
starr befestigt ist. Es ist jedoch auch möglich, daß das Innengehäuse 3 mit seiner Auslaßöffnung 11 auf
dem Auslaßstutzen 8 gleitet und der Auslaßstutzen 8 am Außengehäuse 5 starr befestigt ist.
Das Innengehäuse 3 weist ferner eine oder mehrere
Einlaßöffnungen 12 auf, in denen jeweils ein Einlaßstutzen 13 starr befestigt ist, der durch eine
öffnung 14 im Außengehäuse 5 hindurchgreift. .Der
Durchmesser der öffnung 14 ist größer als der nengehäuses3 sind im Außengehäuse gleitbar dich-
Außendurchmesser des Einlaßstutzens 13, so daß der tend gelagert. Wenn sich das Innengehäuse 3 auf
durch die öffnung 14 hindurchgreifende Einlaßstut- Grund der Wärmeeinwirkung senkrecht zur Achse
zen in seiner Bewegung nicht behindert wird. Der des Einlaßslutzens 13 ausdehnt, wird der Einlaßstut-
Einlaßstutzen 13 ist in einer zylindrischen Buchse 17 5 zen 13 zusammen mit der Buchse 17 in radialer
axial verschiebbar gelagert, die einen radial nach Richtung und der Zapfen 6 und der Auslaßstutzen 8
außen abstehenden Umfangsflansch 18 aufweist. Der in axialer Richtung verschoben, wobei die Reak-
Umfangsflansch 18 der zylindrischen Buchse 17 ist tionskammer 2 gegen den Ringraum 4 abgedichtet
zwischen einem am Außengehäuse 5 starr befestigten bleibt. Wenn sich das Innengehäuse 3 in der Achse
Eintrittsflansch 16 und einem am Eintrittsflansch ab- io des Auslaßstutzens 8 ausdehnt, gleitet der Einlaßstut-
gestützten Gegenhaltering 15 in radialer Richtung zen 13 in der Buchse 17, wobei auch in diesem Fall
verschiebbar dichtend gelagert. Der Umfangsflansch die Reaktionskammer 2 gegen den Ringraum 4 abge-
18 und die Durchtrittsöffnung 19 der zylindrischen dichtet bleibt.
Buchse 17 sind so ausgelegt, daß eine axiale Ver- Der Umfangsflansch 18 der Buchse 17 kann auch
Schiebung des Einlaßstutzens 13 in der zylindrischen 15 gleitbar dichtend zwischen dem Motorblock und dem
Buchse 17 und eine radiale Verschiebung des Um- Außengehäuse 5, zwischen dem Außengehäuse und
fangsflansches 18 zwischen dem Eintrittsflansch 16 dem Eintritlsflansch 16, zwischen dem Eintrittsund
dem Gegenhaltering 15 möglich ist, aber ein flansch 16 und dem Motorblock oder zwischen dem
Eintreten des Abgases in den wärmedämmenden Eintrittsflansch 16 und dem Umfangsflansch der Ein-Ringraum
4 verhindert wird. Das Spiel zwischen den ao laßleitung 20 eingesetzt sein. Selbst wenn beispielssich
bewegenden Teilen wird also so klein gehalten, weise die Einlaßleitung 20 und der Gegenhaltering
daß gerade noch eine gegenseitige Verschiebung 15 weggelassen werden, ist die Buchse 17 zwischen
möglich ist, aber ein Durchtreten von Abgas an den dem Außengehäuse 5 und dem Eintrittsflansch 16
Gleitflächen verhindert wird. gleitbar dichtend gelagert, so daß die Nachverbren-
Die mit der Brennkraftmaschine in Verbindung as nungsvorrichtung die an sie gestellten Anforderun-
stehende Einlaßleitung 29 weist einen radial nach gen voll erfüllen kann.
außen abstehenden Umfangsflansch auf, der am Ein- Einlaßstutzen 13 und der Auslaßstutzen 8 können
trittsflansch 16 des Außengehäuses 5 abgestützt ist. auch vertauscht werden, ohne daß freie Beweglich-
Die Einlaßleitung 20 taucht in den Einlaßstutzen 13 keit des Innengehäuses 3 im Außengehäuse 5 beein-
des Innengehäuses ein. Der Außendurchmesser der 30 trächtigt wird.
Einlaßleitung 20 ist kleiner als der Innendurchmesser Eine strichpunktiert dargestellte Prallplatte 23
des Einlaßstutzens 13, so daß die Bewegungsfreiheit dient zur Verwirbelung und Umlenkung des Abgases
nicht beschränkt ist. in der Reaktionskammer 2, um die Verweilzeit des
Das Innengehäuse 3 ist durch ein weiteres Bauteil Abgases in der Reaktionskammer zu erhöhen. Wenn
21 am Außengehäuse befestigt. Das Bauteil 21 ist bei 35 die Prallplatte 23 am Ende der Einlaßleitung 20 andern
in den F i g. 1 und 2 dargestellten Ausführungs- gebracht ist, kann der dynamische Druck des Abgabeispiel
in Form eines abgewinkelten Tragstegs aus- ses nicht direkt auf das Innengehäuse 3 einwirken,
gebildet und mit seinen beiden Enden am Innenge- wodurch die Lebensdauer des Innengehäuses 3 vcrhäuse
befestigt und in seiner Mitte mittels einer längen und gleichzeitig das durch den dynamischen
Schraube 20 an der Unterseite des Eintrittsflansches 40 Druck hervorgerufene Vibrationsgeräusch verringert
16 angeschraubt. Während das Innengehäuse 3 durch werden kann.
den Zapfen 6 und den Auslaßstutzen 8 im Außenge- Die zweite Ausführungsform der erfindungsgemä-
häuse 5 verschiebbar gelagert ist, kann das Bauteil 21 ßen Nachverbrennungsvorrichtung gemäß F i g. 3 un-
die Entstehung von Schwingungen verhindern, die terscheidet sich von der ersten Ausführungsform Ie-
auf die Eigenschwingungen des Motors, den dynami- 45 diglich durch einen anderen Aufbau des Einlaßstut-
schen Druck des Abgases und die Verbrennung des zens. Bei dieser Ausführungsform ist das innere Ende
Abgases in der Reaktionskammer 2 zurückzuführen des Einlaßstutzens 13 nicht in der Einlaßöffnung 12
sind. Das Bauteil 21 wird vorteilhafterweise an einer des Innengehäuses 3 befestigt, sondern gleitend und
Stelle angebracht, die nicht von der relativen Längen- dichtend in der Einlaßöffnung 12 geführt. Am äuße-
änderung zwischen Innengehäuse 3 und Außen- 50 ren Ende des Einlaßstutzens 13 ist eine ringförmige
gehäuse 5 beeinflußt wird. So kann das Bauteil 21 Platte 17' starr befestigt, die in ähnlicher Weise wie
beispielsweise zwischen zwei Einlaßstutzen 13 des der Umfangsflansch 18 der Buchse 17 bei der ersten
Innengehäuses angeordnet werden. Die dämpfende Ausführungsform zwischen dem Motorblock und
Wirkung des Bauteils 21 kann noch dadurch erhöht dem Außengehäuse 5 in radialer Richtung gleitbar
werden, daß es federnd ausgebildet wird. 55 dichtend gelagert ist. Der Einlaßstutzen 13 kann sich
Bei der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausfüh- daher zusammen mit dem Innengehäuse3 in gleicher
rungsform ist der Einlaßstutzen 13 des Innengehäu- Weise wie bei der ersten Ausführungsform bewegen,
ses 3 gleitbar dichtend in der Buchse 17 gelagert. Die wenn sich das Innengehäuse senkrecht zur Achse des
Buchse 17 ist mit ihrem Umfangsflansch 18 zwischen Emlaßstutzens 13 ausdehnt Wenn sich das Innenge-
dem Eintrittsflansch 16 und dem Gegenhaltering 15 60 häuse3 in der Achse des Einlaßstutzens 13 ausdehnt
dichtend und in radialer Richtung verschiebbar gela- oder zusammenzieht, wird das Innengehäuse 3 dich-
gert Der Zapfen 6 und der Auslaßstutzen 8 des In- tend auf dem Einlaßstutzen 13 verschoben.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (5)
1. Abgasnachverbrennungsvorrichtung für die in Büchsen des Außengehäuses axial verschieb-Brennkraftmaschinen,
bei welcher in einem mit 5 bar gelagert sind. Das Innenrohr weist radial absteeiner
Einlaß- und einer Auslaßleitung fest ver- hcnde Einlaßstutzen auf, die starr mit dem Innenrohr
bundenen Außengehäuse unter Bildung eines verbunden sind und in die sich konusförmig nach
Ringraums ein Innengehäuse durch jeweils ein an auße« verjüngende Einlaßleitungen des Außengehäujeder
Stirnseite angeordnetes zylindrisches Teil in ses eintauchen. Die Einlaßstutzen des Innenrohrs
Längsrichtung und durch wenigstens einen senk- io sind auf diese Weise in den Einlaßleitungen des
recht dazu angeordneten Einlaßstutzen in Quer- Außengehäuses verschiebbar dichtend gelagert,
richtung verschiebbar dichtend gelagert ist, da- Das von der Brennkraftmaschine ankommende
durch gekennzeichnet, daß eines der Abgas tritt durch die Einlaßstutzen des Innenrohrs in
zylindrischen Teile als Auslaßstutzen (8) und die dessen Innenraum ein, wird dort verwirbelt und nach
verschiebbare Lagerstelle jeJes Einlaßtfutzens 15 der Verwirbelung und nach Oxydation über die offe-(13)
in je einer im Außengehäuse (5) radial ver- nen Stirnseiten des Innenrohrs in den Ringraum zvischiebbaren
Buchse (17) ausgebildet ist (F i g. 1 sehen dem Innenrohr und dem Außengehäuse einge-
und 2). leitet und aus diesem Ringraum über die am Außen-
2. Abgasnachverbrennungsvorrichtung für gehäuse starr befestigte Auslaßleitung abgeleitet. Die
Brennkraftmaschinen, bei welcher in einem mit ao Achsen der Ein- und Auslaßleitungen des Außengeeiner
Einlaß- und einer Auslaßleitung fest ver- häuses verlaufen hierbei parallel zueinander,
bundenen Außengehäuse unter Bildung eines Wenn sich bei dieser bekannten Nachverbren-Ringraums
ein Innengehäuse durch jeweils ein an nungsvorrichtung das Innenrohr auf Grund einer
jeder Stirnseite angeordnetes zylindrisches Teil in Wärmedehnung in der Achse der in den Stirnseilen
Längsrichtung und durch wenigstens einen senk- 25 des Außengehäuses gelagerten Zapfen bewegt, treien
recht dazu angeordneten Einlaßstutzen in Quer- am Fußpunkt der mit dem Innenrohr verbundenen
richtung verschiebbar dichtend gelagert ist, da- Einlaßstutten große Biegespannungen auf, da das radurch
gekennzeichnet, daß eines der zylindri- dial außenliegende Ende des Einlaßstutzens des Inschen
Teile als Auslaßstutzen (8) und die ver- nenrohrs in der konusförmigen Einlaßleitung des
schiebbare Lagerstelle jedes Einlaßstutzens (13) 30 Auliengehäuses festgehalten und das radial innenliean
dessen innerem Ende am Innengehäuse (3) gende Ende des Einlaßstutzens mit dem Innenrohr in
ausgebildet ist und daß jeder Einlaßstutzen (13) dessen Axialrichtung verschoben wird. Die am Fußan
seinem äußeren Ende eine ringförmige Platte punkt des oder der Einlaßstutzen des Innenrohrs auf-(17')
trägt, die am Eintrittsflansch (16) des tretenden Kräfte und Biegemomente sind dabei so
Außengehäuses (5) radial gleitbar dichtend gela- 35 groß, daß die Einlaßstutzen aus dem Innenrohr hergert
ist (F i g. 3). ausgerissen werden. In diesem Fall gelangt jedoch
3. Nachverbrennungsvorrichtung nach An- nurmehr ein Bruchteil des von der Brennkraftmaspruch
1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß schine ankommenden Abgases in den Innenraum des
das Innengehäuse (3) durch ein weiteres Bauteil Innenrohrs, so daß die Vorrichtung bereits nach kur-(21),
insbesondere zwischen zwei Einlaßstutzen 40 zer Betriebszeit wirkungslos ist.
(13), am Außengehäuse (5) befestigt ist. Bei Nachverbrennungsvorrichtungen der eingangs
4. Nachverbrennungsvorrichtung nach An- genannten Art muß das Innengehäuse gegen das
sprach 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Befe- Außengehäuse nach sämtlichen Richtungen verstigungsbauteil
(21) federnd ausgebildet ist. schiebbar sein, damit die durch Wärmeeinwirkung
5. Nachverbrennungsvorrichtung nach einem 45 hervorgerufenen Längenänderungen ohne die Gefahr
der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, eines Bruces ausgeglichen werden. Außerdem mvß
daß die Einlaßstutzen (13) des Innengehäuses (3) das Innengehäuse so fest im Außengehäuse gelagert
ein mit der Brennkraftmaschine in Verbindung sein, daß es nicht durch die Druckschwankungen des
stehendes Rohrstück (20) unter Bildung eines eintretenden Abgases gegen das Außengehäuse ver-Ringraums
umgeben. 50 schoben wird, wodurch Vibrations- und Klingelgeräusche
auftreten können. Die Lagerung des Innengehäuses im Außengehäuse muß also zwei entgegengesetzt
gerichteten Anforderungen genügen.
Es war daher die der Erfindung zugrunde liegende 55 Aufgabe, eine Abgasnachverbrennungsvorrichlung
Die Erfindung betrifft eine Abgasnachverbren zu schaffen, bei welcher einerseits das Innengehäuse
nungsvorrichtung für Brennkraftmaschinen, bei wel- zum Ausgleich von Wärmedehnungen gegen das
eher in einem mit einer Einlaß- und einer Auslaßlei- Außengehäuse nach sämtlichen Richtungen bewegtung
fest verbundenen Außengehäuse unter Bildung lieh und andererseits zur Verhinderung von Vibraeines
Ringraums ein Innengehäuse durch jeweils ein 60 tionsgeräuschen im Außengehäuse genügend starr gean
jeder Stirnseite angeordnetes zylindrisches Teil in lagert ist.
Längsrichtung und durch wenigstens einen senkrecht Dies wird gemäß einer Ausführungsform der Er-
dazu angeordneten Einlaßstutzen in Querrichtung findung dadurch erreicht, daß eines der zylindrischen
verschiebbar dichtend gelagert ist. Teile als Auslaßstutzen und die verschiebbare Lager-
Eine bekannte Nachverbrennungsvorrichtung weist 65 stelle jedes Einlaßstutzens in je einer im Außengcein
Außengehäuse mit starr verbundenen Ein- und häuse radial verschiebbaren Buchse ausgebildet ist.
Auslaßleitungen und ein mit dem Außengehäuse Bei dieser Ausführungsform der erfindungsgemä-
einen Ringraum einschließendes Innengehäuse auf, ßen Nachverbrennungsvorrichtung sind der oder die
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1971
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C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
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