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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung, insbesondere einen
Gasbehandlungsraum, zur Behandlung der Abgase eines Verbrennungsmotors
für Kraftfahrzeuge
und andere Anwendungen.
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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Dieselmotor-Abgase
enthalten eine Anzahl schädlicher
Gase wie etwa Stickoxide, Schwefeloxide und Kohlenoxide sowie unverbrannte
Kohlenwasserstoffe, Kohlenstoff und andere Partikel. Die Menge der
Schwefeloxide in den Abgasen hängt
hauptsächlich
von dem Schwefel in dem Kraftstoff ab und wird durch die Qualität des Ausgangsrohöls und durch
die bei der Vorbereitung des Kraftstoffs verwendeten Raffinationstechniken
gesteuert. Allerdings können
die anderen Materialien behandelt werden, um sie weniger schädlich zu
machen. Somit ist es eine übliche
Praxis, die Abgase durch einen oder mehrere Behandlungsräume zu führen, die
einen Katalysator enthalten, in dem die niedrigeren Stickoxide in
NO2 umgewandelt werden. Die Teilchen werden durch
ein Drahtgitter oder -geflecht oder durch ein Keramikfilterelement
aus dem Abgasstrom entfernt. Das NO2 und
der Sauerstoff in dem Gasstrom reagieren mit den in dem Filterelement
gefangenen Kohlenstoffpartikeln, um Kohlendioxid zu bilden, das
daraufhin mit den anderen Abgasen abgeführt wird. Dann können die
gefilterten Gase, falls gewünscht,
durch Injektion von Harnstoff in den Gasstrom, nachdem er das Filterelement
verlassen hat, jedoch bevor er die Schalldämpferbaueinheit verlässt, einer
Reduktion der verbleibenden Stickoxide zu Stickstoff ausgesetzt werden.
Daraufhin wird der behandelte Gasstrom über einen Oxidationskatalysator
geführt,
um das restliche Ammoniak aus dem Harnstoff in Stickstoff und Wasser
umzuwandeln, die akzeptable Abgasemissionen sind. Das Gesamtergebnis
ist eine typische Verringerung schädlicher Komponenten der Abgase
von über
90 %.
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Solche
Behandlungsräume
werden in der Regel auf modularer Basis als eine Reihe von allgemein
zylindrischen Einheiten gebaut, die jeweils eines der gewünschten
Betriebselemente der Behandlung enthalten. In der Regel umfasst
jedes Modul das Betriebselement als einen zylindrischen Körper, der von
einer stoßaufnehmenden
keramischen Hülse umgeben
ist, die durch innere Umfangsrippen oder -flansche in einer Hülse aus
Metall, gewöhnlich
rostfreiem Stahl, angeordnet ist. Somit enthält ein Modul einen Öffnungen
aufweisenden Keramik- oder anderen Träger oder als Drahtnetz, durch
den die Abgase strömen.
Ein zweites Modul enthält
den gegossenen porösen
oder gesinterten Keramikfilter, der das Teilchenmaterial einfängt, worauf
diese Teilchen in Gegenwart von im Katalysatormodul gebildetem NO2 verbrennen. Andere Module können für andere
Behandlungen verwendet werden, zum Beispiel das Einspritzen von
Harnstoff; und darüber
hinaus dienen die Module des Weiteren zur Dämpfung des von dem Motor, dem
die Module dienen, abgegebenen Lärms.
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Die
Verwendung einer modularen Ausführung
gestattet nicht nur dem Konstrukteur eine größere Flexibilität hinsichtlich
der Konstruktion der Behandlungsräume zum Erreichen einer optimalen
Behandlung der Abgase, sondern ermöglicht es dem Bediener auch,
eines oder mehrere der Module zur Reinigung und Wartung oder zum
Austausch zu entfernen. Es hat sich zum Beispiel herausgestellt,
dass die Leistung des Filtermoduls verlängert werden kann, wenn das
Modul entfernt und umgedreht wird.
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Solche
Module sind vorzugsweise durch lösbare
Verbindungsmechanismen, bei denen sich nach außen erstreckende radiale Flansche
an einander gegenüberliegenden
Enden benachbarter Module aneinander befestigt sind, wobei eine
zusammendrückbare
Dichtung eine gasdichte Dichtung zwischen den einander gegenüberliegenden
Flächen der
Flansche bildet, als eine axiale Reihe von Komponenten aneinander
befestigt. Die Flansche sind durch ein beliebiges geeignetes Mittel
aneinander befestigt. Zum Beispiel können die Flansche durch eine
Umfangsreihe von Schrauben miteinander verschraubt werden. Dies
ist jedoch mühselig,
und das akzeptierte Verfahren zum Aneinanderbefestigen der Flansche
unter Beibehaltung einer leichten Demontage der Verbindung besteht
darin, die Flansche als einander gegenüberliegende, axial geneigte,
radial nach außen
gerichtete Schultern auszubilden und ein Band mit einem V-förmigen Querschnitt
und einer um den Umfang wirkenden Klemme an den Schultern zweier
benachbarter Module anzubringen. Bei Festziehen der Klemmen ziehen
sich die Bänder
auf der Konizität
der Schultern radial zusammen und verriegeln somit die Module miteinander
und klemmen die Schultern axial an einer zwischen ihnen angeordneten
Dichtung fest, um eine gasdichte Verbindung zwischen den Modulen
zu bilden. Solch eine modulare Ausführung verwendende Behandlungsräume enthaltende
Schalldämpfer
sind von den Anmeldern unter dem Handelsnamen Trade Mark Greencat
im Handel erhältlich.
Zweckmäßigerweise
wird der Begriff Schalldämpfer
im Folgenden dazu verwendet, allgemein Räume zur Behandlung von Abgasen,
um schädliche
Materialien aus dem Gasstrom zu entfernen, zu bezeichnen, die gemäß ihrer
Ausführung oder
zufälligerweise
auch den Lärm
von der Verbrennung von Kraftstoff in einem Verbrennungsmotor dämpfen.
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Es
sind jedoch bei einigen Anwendungen insofern Probleme zutage getreten,
als die radialen Flansche und Klemmvorrichtungen die Abmessungen
des Schalldämpfers
effektiv vergrößern und
somit die Stellen, an denen der Schalldämpfer an einem Fahrzeug montiert
werden kann, beschränken.
Bisher ist keine zufriedenstellende Lösung für dieses Problem gefunden worden,
die die modulare Ausführung
des Schalldämpfers
und die leichte Demontage der Verbindungen im Schalldämpfer, was
ein wichtiges Merkmal des Schalldämpfers ist, beibehalten.
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Es
ist nun eine Verbindungsform konzipiert worden, die das obige Problem
reduziert.
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KURZE DARSTELLUNG
DER ERFINDUNG
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Demgemäß stellt
die vorliegende Erfindung ein modulares System zur Behandlung der
Abgase eines Verbrennungsmotors bereit, das eine Reihe von Kammern
umfasst, die jeweils ein hohles Gehäusekörperglied enthalten, in dem
eine oder mehrere Behandlungen an einem dort hindurch strömenden Gasstrom
durchgeführt
werden sollen, wobei mindestens zwei benachbarte Kammern Gehäusekörperglieder
aufweisen, die einander gegenüberliegende,
nach außen
gerichtete radiale Umfangsflansche an oder neben den benachbarten
Enden davon aufweisen, wodurch die Kammern aneinander befestigt werden
können,
wobei die radialen Flansche eine ringförmige Fläche aufweisen, die axial zum
Gehäusekörper der
Kammer gerichtet ist, wobei die Fläche axial vom Gehäusekörperglied
weg geneigt ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein Endteil mindestens eines
Endes des Gehäusekörperglieds
radial nach innen einwärts
gefaltet worden ist, um eine nach innen gerichtete ringförmige Schulter
zu bilden, und dann nach außen,
um einen radial nach außen
gerichteten, mit der inneren Schulter integralen Flansch zu bilden,
so dass der radiale Flansch im Wesentlichen vollständig innerhalb
der Radialabmessungen des benachbarten Teils des Gehäuseglieds
eingelassen ist.
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Des
Weiteren stellt die Erfindung einen Verbrennungsmotor bereit, der
mit solch einem System versehen ist, und eine Kammer, die sich zur
Verwendung in solch einem System eignet.
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Des
Weiteren stellt die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung des
radialen Flansches an einem Gehäusekörperglied
einer oben beschriebenen Kammer bereit, dadurch gekennzeichnet,
dass es das Einwärtsfalten
mindestens eines der Endteile des Gehäusekörperglieds durch Anlegen eines
radial nach innen gerichteten Drucks an die Wand des Gehäusekörperglieds
an mehreren Stellen um den Umfang des Endteils des Gehäusekörperglieds
umfasst.
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Die
Flansche werden vorzugsweise integral mit dem Gehäusekörperglied
ausgebildet, indem das Wandmaterial des Endteils des Körperglieds
anfangs radial nach innen gefaltet wird, um eine nach innen gerichtete,
ringförmige
Schulter zu bilden, und dann nach außen, um den radial nach außen gerichteten Flansch
zu bilden. Vorzugsweise werden solche Flansche an jedem Ende des
Gehäusekörperglieds ausgebildet,
so dass jede Kammer des Schalldämpfers
unter Verwendung eines erfindungsgemäßen Verbindungssystems an einer
oder mehreren benachbarten Kammern angebracht werden kann.
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Durch
eingelassene Ausbildung der radialen Flansche in den radialen Abmessungen
der Gehäusekörperglieder
ragen die die Kammern aneinander befestigenden Verbindungen nicht
wesentlich radial vor, wodurch das Problem bei der derzeitigen Form von
Schalldämpferverbindungssystemen überwunden
wird. Die Verbindung behält
jedoch die Leichtigkeit der Demontage bei, die durch die Verwendung des
V-förmigen
Umfangsbands und der Umfangsklemmen geboten wird. Die bevorzugte
Form der Flanschausführung
bietet den unerwarteten und zusätzlichen
Vorteil, dass die anfangs radial nach innen gerichtete Schulter
einen inneren Anschlag zur Verwendung bei der Begrenzung der Bewegung
der Behandlungselemente axial im Schalldämpferkörper bereitstellt, der die
im Gehäuseglied
verschweißten zusätzlichen
ringförmigen
inneren Flansche ersetzt, die bisher zur Bereitstellung dieses inneren
Anschlags verwendet wurden.
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Zweckmäßigerweise
wird die Erfindung im Folgenden anhand eines allgemein zylindrischen
Gehäusekörperglieds
beschrieben, das aus rostfreiem Stahl hergestellt ist und bei dem
an jedem Ende die erfindungsgemäßen Flansche
ausgebildet sind. In der Regel enthalten solche Gehäuse einen
zylindrischen Kern des Behandlungselements, das für die in dem
Modul des Schalldämpfers
durchzuführende Behandlung
geeignet ist. Somit enthält
das Gehäuse in
der Regel einen zylindrischen Kern eines keramischen Trägers, der
den in seinen Durchgängen
durch Tauchbeschichtung oder Dampfabscheidung aufgebrachten Katalysator
trägt,
oder einen Filterkern mit mehrere axialen Bohrungen, die an abwechselnden Enden
geschlossen sind, um einen gewundenen Gaspfad durch das Filterelement
bereitzustellen. Solche Kerne, ihre Ausführung und Herstellung können herkömmlicher
Art sein. Die Kerne sind in der Regel von einem keramischen stoßabsorbierenden
Material umgeben, zum Beispiel dem unter dem Handelsnamen Interam
vertriebenen. Das Gehäuseglied
wird in der Regel durch Zusammendrücken eines geteilten Zylinders
aus rostfreiem Stahlband um eine das Behandlungselement einschließende Hülse aus
dem stoßabsorbierenden
Material, um das zylindrische Gehäuse um die inneren Komponenten
herum zu bilden, und Aneinanderbefestigen der aneinander stoßenden Enden
des Bands, hergestellt. Solche Techniken können unter Verwendung einer
beliebigen geeigneten Technologie durchgeführt werden und führen zu
einem Gehäusekörperglied,
das das radial in dem röhrenförmigen Gehäuse befestigte
Behandlungselement enthält.
Die Behandlungselemente können
gegen axiale Bewegung in dem Gehäuse festgelegt
werden, indem eine(r) oder mehrere nach innen gerichtete Rippen
oder Flansche vorgesehen werden, an denen die freiliegenden Endteile
der Behandlungselemente angreifen. Wie oben angedeutet, bildet die
Herstellung der eingelassenen Flansche der vorliegenden Erfindung
jedoch eine anfängliche radial
nach innen gerichtete Schulter, die als Anschlag dienen kann, der
die Axialbewegung des Behandlungselements im Gehäuse zurückhält.
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Zweckmäßigerweise
wird die Erfindung im Folgenden anhand eines Moduls beschrieben,
das ein allgemein zylindrisches, röhrenförmiges Gehäusekörperglied aus rostfreiem Stahl,
das um ein zylindrisches Behandlungselement herum geformt ist, und
eine oder mehrere Zwischenschichten aus einem keramischen stoßabsorbierenden
Material zwischen dem röhrenförmigen Gehäuse und
dem Behandlungselement umfasst, dessen axial freiliegende Querenden
zu der radial nach innen gerichteten Schulter der eingelassenen
Verbindung der Erfindung an jedem Ende des röhrenförmigen Gehäuseglieds weisen oder von dem
ein Teil davon daran angreift. Falls gewünscht, kann eine ringförmige Metallnetzdichtung
oder ein anderes verformbares thermisch stabiles Material als eine
komprimierbare Zwischenfläche
zwischen der axial freiliegenden Endfläche des Behandlungselements
und der gegenüberliegenden
Schulter im röhrenförmigen Gehäuseglied enthalten
sein.
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Die
eingelassene Verbindung umfasst zwei Komponenten, einen radial nach
innen gerichteten proximalen Teil und einen radial nach außen gerichteten
geneigten distalen Teil, an dem das V-förmige Band angeordnet werden
soll. Die beiden Teile müssen
sich nicht gleich weit radial erstrecken, und der proximale Teile
kann sich radial weiter erstrecken als der distale Teil, so dass
der Umfang des distalen Teils in den radialen Abmessungen des Gehäuseglieds eingefügt ist.
Je tiefer dieser Umfang in dem Gehäuse eingefügt ist, desto schwieriger ist
es jedoch für
einen Bediener, einen Schraubenschlüssel, einen Innensechskantschlüssel oder
ein anderes Werkzeug an die Klemmen anzulegen, um das V-förmige Band in
Position zu befestigen. Deshalb wird bevorzugt, dass der proximale
Teil im Wesentlichen über
den gleichen Abstand oder bis zu 10% weiter als die radiale Erstreckung
des distalen Teils ragt.
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Der
proximale Teil wird zweckmäßigerweise durch
Anlegen eines radial nach innen gerichteten Drucks an den Endteil
des röhrenförmigen Gehäuseglieds,
um die Wand des Gehäuses
nach innen zu falten, geformt. Vorzugsweise wird der Druck an mehreren
Stellen um den Umfang des röhrenförmigen Gehäuses durch
mehrere Formstücke
angelegt, die durch einen oder mehrere Hydraulikzylinder oder dergleichen
radial nach innen gedrückt
werden. Es wird besonders bevorzugt, das das (die) Behandlungselement(e)
darin tragende röhrenförmige Gehäuse auf
eine Grundplatte zu stellen, so dass der freiliegende Rand des röhrenförmigen Gehäuses eine
bekannte Beziehung zu an dem Basisglied vorgesehenen radial wirkenden
Schubgliedern annimmt. Weiterhin kann erwünscht sein, das röhrenförmige Gehäuse um seine
Längsachse
zu drehen, so dass eine radiale Walzverformung des Endes des röhrenförmigen Glieds
erfolgt. Überraschenderweise hat
sich herausgestellt, dass es solch eine Technik zum Formen der proximalen
Einwärtsfaltung
des Endes des röhrenförmigen Gehäuses ermöglicht,
den proximalen Teil mit einem hohen Grad an axialer Genauigkeit
bei der Positionierung der Einwärtsfaltung oder
Schulter zu erhalten, an der das Behandlungselement im röhrenförmigen Gehäuse angreifen
soll. Falls gewünscht,
kann die Wand des röhrenförmigen Gehäuseglieds
um den Umfang gekerbt oder geschnitten sein, um eine Bildung einer
scharfen Biegung in der Wand des Glieds zu unterstützen. Es
hat sich jedoch herausgestellt, dass dies nicht zwingend notwendig
ist.
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Das
erreichte Ausmaß des
Winkels der Einwärtsfaltung
bezüglich
der Längsachse
des röhrenförmigen Glieds
beträgt
in der Regel ca. 90°,
so dass der proximale Teil eine radiale Schulter bildet, an den der
freiliegende Endteil des Behandlungselements angreift. Falls gewünscht, kann
die Einwärtsfaltung jedoch
mehr als 90° betragen,
so dass der nach innen gefaltete Teil des röhrenförmigen Glieds ein ringförmiges Netz
oder eine andere Dichtung in Eingriff nimmt und gegen den freiliegenden
Endteil des Behandlungselements drückt, um das Behandlungselement
axial in der Bohrung des röhrenförmigen Körperglieds
festzuklemmen. Als Alternative dazu kann die Einwärtsfaltung
des proximalen Teils des röhrenförmigen Glieds
30 bis 90°,
vorzugsweise von 60 bis 85–90° betragen.
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Da
Ausmaß und
die Form der Einwärtsfaltung
des proximalen Teils des röhrenförmigen Glieds wird
in erster Linie durch den Winkel und die Form der Fläche des
an das röhrenförmige Glied
angelegten Presswerkzeugs bestimmt. In der Regel umfasst das Presswerkzeug
einen radial einwärtigen
Teil zur Abstützung
der Innenfläche
der Wand des röhrenförmigen Glieds
und einen entsprechenden äußeren Teil,
der radial nach innen gegen die Wand des röhrenförmigem Glieds gedrückt wird.
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Der
Flansch der Verbindung der Erfindung wird durch Falten des distalen
Teils des röhrenförmigen Glieds,
das heißt
des Teils neben dem freiliegenden axialen Ende des röhrenförmigen Glieds,
radial nach außen
geformt. Dieses Auswärtsfalten
kann sich direkt an das Einwärtsfalten
des proximalen Teils anschließen.
Es wird jedoch gewöhnlich
bevorzugt, einen Zwischenteil mit ungefähr zylindrischer Form zwischen
dem proximalen und dem distalen Teil zu formen. Dieser Zwischenteil
weist im Wesentlichen einen gleichförmigen Durchmesser auf, der
kleiner ist als der volle Durchmesser des röhrenförmigen Gehäuses. Er dient dazu, einen
axialen Raum zwischen dem radial nach außen gerichteten Flansch des
distalen Teils und dem Rest des röhrenförmigen Glieds zu bilden. Die
optimalen radialen und axialen Abmessungen für dieses Zwischenteil können durch
einfache Trial-and-Error-Tests leicht bestimmt werden.
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Der
radiale Flansch der erfindungsgemäßen Verbindung wird durch Auswärtsfalten
des distalen Teils des röhrenförmigen Glieds
bereitgestellt. Dieses Auswärtsfalten
erfolgt in der Regel zur Bildung eines Flansches, der um ca. 45
bis 85°,
vorzugsweise 60 bis 80°,
von der Längsachse
des röhrenförmigen Glieds
abgewinkelt ist, so dass der Flansch vom Rest des röhrenförmigen Glieds
weg abgewinkelt ist, um die sich verjüngende Fläche bereitzustellen, an der das
Umfangsband angreift. Falls gewünscht,
kann der Flansch mit einer hinterschnittenen Umfangsnut, einer hinterschnittenen
Umfangsrippe oder einem hinterschnittenen Umfangsabsatz ausgebildet
sein, in den ein entsprechender Teil des Bands eingreift, um das
Band an den Flansch zu verriegeln, nachdem es ausreichend festgezogen
worden ist.
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Das
Auswärtsfalten
des distalen Teils des röhrenförmigen Körpers kann
in einem von dem Einwärtsfalten
des proximalen Teils getrennten Arbeitsgang unter Verwendung einer
beliebigen geeigneten Technik erfolgen. Es wird jedoch bevorzugt,
das Auswärtsfalten
in dem gleichen Arbeitsgang wie das Einwärtsfalten des proximalen Teils
durchzuführen.
Dies kann durch die Verwendung von zweckmäßig geformten Träger- und
Schieberblöcken
bei dem oben beschriebenen bevorzugten Verfahren zur Ausbildung
der Einwärtsfaltung
erreicht werden.
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Das
Auswärtsfalten
des distalen Teils des röhrenförmigen Glieds
bildet möglicherweise
nicht einen vollständig
flachen Flansch, wobei der Flansch leicht axial von dem Rest des
röhrenförmigen Glieds weg gebogen
ist. Bei einigen Verbindungsformen kann dieses Biegen der Fläche des
Flansches dazu verwendet werden, eine ringförmige Punktbelastung beim Zusammenklemmen
der beiden einander gegenüberliegenden
Flansche bereitzustellen, wodurch die Bildung einer gasdichten Verbindung
zwischen den Flächen
der Flansche unterstützt
wird.
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Im
Gebrauch wird der Schalldämpfer
durch Anordnung der gewünschten
Module in einer Ende-an-Ende-Beziehung hergestellt, um die gewünschte Schalldämpferkonfiguration
zu erhalten. Die Module brauchen nicht alle die gleiche axiale Länge aufzuweisen,
und es kann mehr als ein Modul verwendet werden, das die gleiche
Behandlung des dort hindurch strömenden
Gasstroms erreicht. Dann werden die Module durch Anbringen eines
Bands mit V-förmigem
Querschnitt an der Umfangskrone der Umfänge zweier benachbarter Flansche
aneinander befestigt. Das Band ist in der Regel ein Band aus rostfreiem
Stahl, das axial so gefaltet worden ist, dass es einen V-förmigen Kanal
bildet, und das mit Endklemmgliedern versehen ist, die miteinander
verbunden und dann festgezogen werden können. Solche Bänder und
Klemmglieder können
jene sein, die herkömmlicherweise
bei solchen Verbindungen verwendet werden. Falls gewünscht, können die Klemmglieder
aus einem Metall oder einer Legierung hergestellt werden, das bzw.
die sich verschieden zum Band und zu dem röhrenförmigen Glied ausdehnt, so dass
die Klemme während
des Erwärmens des
Schalldämpfers
und des Bands im Gebrauch, insbesondere auf Temperaturen über 250°C, in der Regel über 300
bis 600°C,
bei Anwendungen der Erfindung fest bleibt.
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Wie
oben erwähnt,
ermöglicht
das Verbindungssystem der Erfindung die Herstellung eines Schalldämpfers,
bei dem die Verbindungen nicht radial über die Umhüllung des röhrenförmigen Glieds vorragen. Da
der proximale Teil der Verbindung eine integrale, nach innen gerichtete Schulter
zur Abstützung
der Behandlungselements gegen Axialbewegung bildet, ist es nicht
erforderlich, getrennte ringförmige
Flansche und dergleichen im röhrenförmigen Glied
bereitzustellen.
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Die
Erfindung ist oben anhand der Verwendung von Flanschen und Klemmen
mit V-förmigem Querschnitt
beschrieben worden, die ein Maß an
axialem Klemmen der Module erreichen, wenn die Klemme radial zusammengezogen
wird. Es versteht sich jedoch, dass sich entweder der Flansch oder
die Innenfläche
der Klemme im Wesentlichen genau radial erstrecken kann, während sich
das jeweils andere Element in einem Winkel bezüglich des anderen befindet,
um eine relative Konizität
zwischen den einander gegenüberliegenden
Flächen
zu bilden. Somit kann sich der Flansch in einem Winkel von 90° zur Längsache
des Moduls befinden, und die innere Form des V-förmigen Klemmbands kann die
Konizität bereitstellen,
die zum Erreichen des axialen Festklemmens zwischen zwei einander
gegenüberliegenden
Modulen erforderlich ist.
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Die
Erfindung ist oben anhand eines Schalldämpfers zur Verwendung mit einem
Dieselmotor beschrieben worden. Diese Erfindung kann jedoch auch
auf andere Motorformen angewandt werden, zum Beispiel einen Ottomotor,
und der Motor kann ein stationärer
Motor sein, zum Beispiel in einer Elektrizitätserzeugungs- oder einer hydraulischen
Fluidkompressionseinheit, oder er kann ein Schiffsmotor sein. Weiterhin
kann die Erfindung dort angewandt werden, wo immer eine modulare
Einheit zur Behandlung eines Gasstroms erwünscht ist, zum Beispiel bei
der Behandlung von Abgasen von einem Kohleverbrennungsofen oder
der Emissionen aus einem LPG-angetriebenen Motor.
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BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Es
wird nunmehr eine bevorzugte Form der erfindungsgemäßen Verbindung
zur Veranschaulichung unter Bezugnahme auf einen Schalldämpfer, wie
in den beigefügten
Zeichnungen gezeigt, beschrieben, wobei
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1 ein
Axialschnitt durch den Schalldämpfer
ist,
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2 eine
alternative Form der Verbindung zur Verwendung in dem Schalldämpfer von 1 zeigt
und
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3 eine
schematische Darstellung einer Maschine zum Formen der Verbindungen
der Erfindung ist.
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BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
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Der
Schalldämpfer
umfasst zwei oder mehr Module, die jeweils ein röhrenförmiges Gehäusekörperglied 1 umfassen,
das ein im Wesentlichen zylindrisches Behandlungselement 2 enthält, welches
von einer Hülse 3 aus
dem keramischen stoßabsorbierenden
Material umgeben ist, das unter dem Handelsnamen Interam vertrieben
wird.
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Zum
Beispiel ist in einem röhrenförmigen Gehäusekörperglied
ein Öffnungen
aufweisender keramischer Frittenkern angeordnet, der einen Rhodium/Platin-Katalysator
trägt,
welcher auf den freiliegenden Flächen
im Kern aufgebracht ist; in einem andren röhrenförmigen Gehäusekörperglied ist ein gegossenes
oder extrudiertes Keramikfilterelement angeordnet, das mehrere axiale
Durchgänge
darin aufweist, die abwechselnd zu jedem Ende des Elements offen
sind und aus einer porösen
Keramik so geformt sind, dass der Gasströmungsweg durch das Filterelement
gewunden ist.
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Jedes
Ende des röhrenförmigen Glieds 1 ist mit
einem einwärts
gefalteten Teil 5, einem axialen Zwischenteil 6 und
einem nach außen
gefalteten abgewinkelten Flansch 7 ausgebildet. Wie in 1 gezeigt,
kann der Teil 5 in einem Winkel von mindestens 90° einwärts gefaltet
werden, um eine ringförmige Schulter 8 in
dem röhrenförmigen Glied
zu bilden, die eine ringförmige
Dichtung 9 axial in Eingriff nimmt und an dem Ende des
Behandlungselements 10 im röhrenförmigen Glied anliegt, um das
Element 10 gegen eine Axialbewegung im röhrenförmigen Glied festzulegen.
Als Alternative dazu kann der Teil 5, wie in 2 gezeigt,
in einem Winkel von weniger als 90° einwärts gefaltet werden, wobei
es dann erforderlich sein kann, getrennte, innere ringförmige Flansche 11 im
röhrenförmigen Glied
bereitzustellen, um die Elemente 10 festzuhalten.
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Die
Module des Schalldämpfers
werden durch Anbringen eines Bands 20 mit einem inneren V-förmigen Querschnitt
um die und an der Krone der einander gegenüberliegenden Flansche 7 aneinander
befestigt, wobei zwischen den einander gegenüberliegenden Flächen der
Flansche 7 eine ringförmige
Dichtung 21 angeordnet ist. Aufgrund des inneren Winkels
des V-förmigen
Querschnitts des Bands und des Neigungswinkels des Flansches 7,
wenn das Band 20 durch (nicht gezeigte) um den Umfang wirkende
Klemmen festgezogen wird, werden die Bänder 20 radial auf
den Flanschen 7 festgezogen und ziehen sie axial auf der
Dichtung 21 zusammen, um zwischen den Modulen eine gasdichte
Verbindung zu bilden.
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Wie
in 3 gezeigt, lässt
sich das Einwärts-
und Nachaußenfalten
der Teile 5 und 7 der Verbindungen mit einem überraschenden
Grad an Genauigkeit leicht erreichen, indem das röhrenförmige Glied 1 aufrecht
mit einem Ende auf einem Basistisch 30 montiert wird. Der
Tisch ist mit mehreren, zum Beispiel 12 bis 15,
radial wirkenden Hydraulikzylindern 31 versehen, die symmetrisch
um den Umfang des Glieds 1 angeordnet sind. Jeder Zylinder trägt ein Formendteil 32,
das der gewünschten
radial äußeren Form
der Verbindung entspricht. In dem röhrenförmigen Glied 1 ist
eine entsprechende Reihe von Stützteilen 33 angeordnet,
gegen die die Formteile 32 das Material des röhrenförmigen Glieds 1 drücken, um
die gewünschte
Form der Verbindung herzustellen. Falls gewünscht, kann die Wirkung der Formteile 32 in
zwei Schritten erfolgen, um anfangs den Einwärtsfaltteil 5 und
den Zwischenteil 6 und anschließend den nach außen gefalteten
Flansch 7 zu formen. Die Stützteile 33 können radial
nach innen zurückgezogen
werden, um ein leichtes Entfernen des geformten Endes des röhrenförmigen Glieds 1 von
der Maschine zu gestatten. Solch eine Maschine kann leicht dazu
ausgelegt werden, eine Reihe von Verbindungen an röhrenförmigen Gliedern
verschiedener Durchmesser herzustellen, indem lediglich die Form-
und Stützteile 32 und 33 ausgewechselt
werden.
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Obgleich
die Erfindung oben anhand eines Körperglieds mit im Wesentlichen
kreisförmigem Querschnitt
beschrieben worden ist, versteht sich, dass auch andere Querschnittsformen
verwendet werden können,
zum Beispiel eine elliptische oder ovale, wobei das Material des
Bands 21 flexibel genug ist, sich an die Form des Körperglieds
anzupassen, um eine gasdichte Dichtung zwischen den einander gegenüberliegenden
Flanschen benachbarter Körperglieder
zu erreichen.