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Stand der Technik
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Die
Erfindung geht aus von einem Dosiermodul für flüssige Reduktionsmittel, die
zur Verringerung von Stickoxiden in einen Abgasstrang eingeführt werden.
Das flüssige
Reduktionsmittel wird in einem Tank gelagert und wird über eine
Leitung vom Tank zum Dosiermodul gefördert. Das Dosiermodul umfasst
ein Dosierventil, das von einer Haltevorrichtung oder einem Adapter
aufgenommen wird. Dieser Adapter wird mit dem Dosierventil an dem
Abgasrohr befestigt.
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Während des
Betriebs wird das Ventil geschaltet, wodurch Schwingungen entstehen.
Dies führt
zu unerwünschten
Geräuschen.
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Offenbarung der Erfindung
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Die
Erfindung ermöglicht
eine kostengünstige
Geräuschunterdrückung und
erfordert bei der Montage keinen zusätzlichen Aufwand. Gleichzeitig werden
die Geräusche,
welche durch das Schalten des Reduktionsmittel-Dosierventils entstehen,
wirkungsvoll unterdrückt.
Ferner erlaubt die Erfindung eine effektive Unterdrückung des
Körperschalls
sowie des Luftschalls und ermöglicht
gleichzeitig eine stabile Befestigung des Dosierventils.
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Die
Erfindung sieht eine Halterungsvorrichtung vor, die ein Reduktionsmittel-Dosierventil
halten kann und ferner den Innenraum, in dem das Reduktionsmittel-Dosierventil
vorgesehen ist, wirkungsvoll akustisch isoliert. Gemäß einem
Aspekt der Erfindung dient die Halterungsvorrichtung zum einen zum Befestigen
des Reduktionsmittel-Dosierventils und zum anderen zur Dämpfung der
vom Reduktionsmittel-Dosierventil hervorgerufenen Schwingungen.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung liegt darin, dass die Halterungsvorrichtung
Vibrationen des Dosierventils zumindest teilweise absorbiert und
dadurch Luftschall sowie Körperschall
dampft. Ein weiterer Aspekt der Erfindung liegt darin, den Übergang
von Körperschall
bzw. Vibrationen von dem Dosierventil auf die Halterungsvorrichtung
und/oder von der Halterungsvorrichtung auf eine daran anschließbar Abgasstrang- Führungseinrichtung zu unterdrücken und
dadurch die Abgabe von Körperschall
und von Luftschall zu dämpfen.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung sieht eine Dämpfung von Körperschall
insbesondere durch Dämpfung
von Längsschwingungen
in Längsrichtung
des Dosierventils vor, da die durch das Dosierventil vorgesehen
Vibrationen vor allem entlang der Längsrichtung des Dosierventils
verlaufen. Gemäß einem
weiteren Aspekt der Erfindung dämpft
die Halterungsvorrichtung auch Schall, der von dem Reduktionsmittel-Dosierventil in den
umgebenden Luftraum übertragen
wurde. In einigen Ausführungen
der Erfindung wird vor allem der hochfrequente Anteil des vom Dosierventil
erzeugten Schalls gedampft.
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Erfindungsgemäß umschließt die Halterungsvorrichtung
einen Innenraum zur Aufnahme des Reduktionsmittel-Dosierventils
und umfasst eine Schalldämpfungseinrichtung,
zur Reduzierung der aus dem Innenraum austretenden Schallschwingungen.
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Auf
diese Weise hält
die Halterungsvorrichtung das Reduktionsmittel-Dosierventil an seinem Platz
und ermöglicht
ferner die Dämpfung
von Schall, der von den Dosierventil erzeugt wird.
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Zunächst werden
die Schwingungen des Reduktionsmittel-Dosierventils an die innere
Kontaktfläche
der Halterungsvorrichtung übertragen,
vorzugsweise durch elastische Mittel, die die Schwingungen bzw.
Vibrationen dämpfen.
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Der
Schall kann daraufhin durch zwei verschiedene Art und Weisen vermindert
werden. Zum einen umfasst die Halterungsvorrichtung eines oder mehrere
elastische Elemente, die in direktem mechanischen Kontakt mit dem
Reduktionsmittel-Dosierventil stehen. Auf diese Weise können das
oder die elastischen Elemente die Schwingungen absorbieren, die
von dem Reduktionsmittel-Dosierventil verursacht werden. Ferner
wird dadurch erreicht, dass nur ein geringer Teil der Schwingungen
an die statischen äußeren Teile
der Halterungsvorrichtung übertragen wird.
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Zum
anderen werden Schwingungen, die von dem Reduktionsmittel-Dosierventil
in die Luft abgegeben wurden, mittels Luftschall-Dämpfungselemente
abgeschwächt,
die von der Halterungsvorrichtung in der Nähe oder direkt an dem Reduktionsmittel-Dosierventil
vorgesehen werden. Gemäß einem Aspekt
der Erfindung sehen diese Luftschall-Dämpfungselemente
einen erhöhten
Strömungswiderstand für Luft vor,
beispielsweise durch ein Lochraster, das die Schallschwelle der
Luft beim Durchtritt der Luft verringert. Als Luftschalldämpfungselemente
eignen sich daher alle Vorrichtungen, die für durchströmende Luft einen erhöhten Strömungswiderstand
bieten, beispielsweise entsprechende Gewebe. Insbesondere am Kopfbereich
der Halterungsvorrichtung, in der das Schaltungselement des Reduktionsmittel-Dosierventils
vorgesehen ist, in dem die Schwingungen hauptsächlich erzeugt werden, umfasst
die umgebende Halterungsvorrichtung vorzugsweise viele kleine Öffnungen
beziehungsweise Bohrungen, die dem dort entstehenden Luftschall
mittels erhöhtem Strömungswiderstand
dämpfen.
Dadurch wird der radial von dem Dosierventil nach außen durch
die Halterungsvorrichtung tretende Luftschall direkt beim Durchgang
durch die entsprechende mechanische Dämpfungsstruktur der Halterungsvorrichtung
gedampft. Ferner verringert die dort vorgesehene mechanische Struktur
den Körperschall.
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Vorzugsweise
wird die Schwingungsenergie durch Interferenzen reduziert, wobei
dies einer breitbandigen Filterung entspricht. Ferner wird die im Kopfbereich
vorgesehene Oberfläche,
die den Körperschall
abstrahlt, durch die Öffnungen
auf ein Minimum reduziert. Gleichwohl wird durch das Vorsehen von Öffnungen
die mechanische Stabilität
der Halterungsvorrichtung nicht beeinträchtigt. Zudem ergibt sich durch
den Luftdurchtritt eine erhöhte
Kühlungswirkung
der Halterungsvorrichtung.
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Es
sind insbesondere im Kopfbereich der Halterungsvorrichtung Perforationen
vorgesehen, aufgrund von Interferenzen in der unmittelbaren Umgebung
der schwingenden mechanischen Struktur die jeweiligen Schwingungen
miteinander destruktiv überlagern,
die von der Halterungsvorrichtung vorgesehen werden. Dies führt ebenfalls
zu einer breitbandigen Filterwirkung hinsichtlich des abgestrahlten Schalls.
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Die
einzelnen entlang der Halterungsvorrichtung verteilten Perforationen
beziehungsweise Öffnungen
werden gemäß dem Huygens-Prinzip
als einzelne Schaltquellen betrachtet, die durch gegenseitige Überlagerung
sich gegenseitig zumindest teilweise auslöschen. Dies führt ebenfalls
zu einer breitbandigen Filterung beziehungsweise Dämpfung.
Daher sieht gemäß einem
weiteren Aspekt der Erfindung die Halterungsvorrichtung eine Dämpfung durch
eine phasenversetzte Schwingungsüberlagerung
vor. Aufgrund der geführten
Luftströmung
kann so eine zumindest teilweise gegenseitige Auslöschung für die Außenraumwirkung
der einzelnen Öffnungen
erreicht werden.
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Vorzugsweise
umfasst die Halterungsvorrichtung einen Kopfbereich, der einen Kopfraum
zylindrisch umschließt.
Dieser entlang des Umfangs zylindrisch umschlossene Kopfraum kann
ein Reduktionsmittel-Dosierventil aufnehmen, welches ebenfalls eine
zylindrische Form aufweist. Erfindungsgemäß sind in dem Kopfbereich der
Halterungsvorrichtung Schalldämpfungsöffnungen
vorgesehen, die dem Reduktionsmittel-Dosierventil gegenüberliegen, wenn
dies in dem Kopfraum eingebaut ist. Die zylindrische Umfangsfläche des
Re duktionsmittel-Dosierventils ist somit zylindrisch von dem Kopfbereich
der Halterungsvorrichtung umschlossen und dämpft so den von der umfänglichen
Außenfläche des
Dosierventils abgestrahlten Luftschall auf direktem Wege mittels
Dämpfung
durch erhöhten
Strömungswiderstand.
Der in dem Kopfraum aufgenommene Abschnitt des Reduktionsmittel-Dosierventils
umfasst vorzugsweise einen Schließabschnitt des Ventils, in dem
eine Mechanik zur Öffnung
und Schließung
des Ventils, beispielsweise mittels eines Aktuators, vorgesehen
ist, die Körperschall,
vor allem in Längsrichtung
des Ventils, erzeugt. Wie bereits bemerkt, wird der erhöhte Strömungswiderstand
durch die Schalldämpfungsöffnungen
vorgesehen. In dieser Struktur sind daher die Luftschall-Dämpfungselemente
in der direkten Ausbreitungsrichtung des Luftschalls vorgesehen.
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In
einer Ausführung
der Halterungsvorrichtung umfasst diese Kühlrippen, die sich senkrecht
zu einer Längsachse
der Halterungsvorrichtung erstrecken. Die Kühlrippen sind vorzugsweise
in einer radialen Ebene angeordnet, die senkrecht zu der Längsachse
der Halterungsvorrichtung ist. Vorzugsweise sind die Kühlrippen
scheibenförmig
und rotationssymmetrisch zur Längsachse
der Halterungsvorrichtung. Die Kühlrippen
dienen der Wärmeabfuhr
des Reduktionsmittel-Dosierventils. Da zum Zweck der Wärmeableitung
die Kühlrippen
nahe dem Reduktionsmittel-Dosierventil vorgesehen sind und vorzugsweise
mechanischen Kontakt mit diesem aufweisen, haben diese einen wesentlichen
Einfluss auf die Schallleitung. Erfindungsgemäß umfassen daher die Kühlrippen Öffnungen,
die die Übertragung
des Luftschalls und des Körperschalls
einschränken.
Diese Öffnungen
sind senkrecht zur Kühlrippenebene
angeordnet und vorzugsweise parallel zu der Längsachse der Halterungsvorrichtung.
Durch das Vorsehen der Öffnungen
werden die Kühlrippen
verstärkt von
der umgebenden Luft durchströmt,
wodurch sich gleichzeitig eine bessere Wärmeableitung in die Umgehungsluft
erzielen lässt.
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Gemäß einer
weiteren Ausführung
der Erfindung umfasst die Halterungsvorrichtung an einer Anschlussstelle,
die zum Befestigen an einen Abgasstrang dient, ein Dichtelement,
das das aufgenommene Reduktionsmittel-Dosierventil abdichtet. Zur Abdichtung
wird vorzugsweise ein elastisches Material verwendet, das das Reduktionsmittel-Dosierventil gasdicht
mit einem Abgasstrang-Anschlussabschnitt verbindet. Gleichzeitig
wird die Abdichtung erfindungsgemäß zur Dämpfung des Körperschalls
verwendet, der von dem Reduktionsmittel-Dosierventil ausgeht. In
einer ersten Ausführung
umgreift die Abdichtung eine von dem Dosierventil weg führende Leitung,
die mit dem Dosierventil verbunden ist. Gemäß einer weiteren Ausführung umgreift
die Abdichtung weiterhin die Umfangs-Außenfläche des
Reduktionsmittel-Dosierventils teilweise oder vollständig. Auf
diese Weise kann eine Abdichtung vorgesehen werden, die bis zu dem
Kopfbereich der Halterungsvorrichtung reicht und sich ferner noch
in den Kopfbereich der Halterungsvorrichtung hineinerstrecken kann,
die zum einen das Reduktionsmittel-Dosierventil abdichtet und zum
anderen hinsichtlich der Schallausstrahlung isoliert. Daher erfüllt die
Elastizität
der Abdichtung, die zum abgedichteten Anschluss des Dosierventils
notwendig ist, gleichzeitig den Zweck der Schalldämpfung.
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Eine
erfindungsgemäße Vorrichtung
sieht eine elastische Halterung des Reduktionsmittel-Dosierventils vor,
die in Längsrichtung,
d. h. Axialrichtung des Dosierventils eine sehr geringe Federsteifigkeit
aufweist. Da der in dem Dosierventil vorgesehene Aktuator vor allem
durch starke Abbremsungen in Längsrichtung
Körperschall
als Längsvibrationen erzeugt,
kann das Dosierventil gleichzeitig gut gedampft und in radialer
Richtung gehalten werden. Es werden elastische Elemente vorgesehen,
die geeignet sind, das Dosierventil in der Halterungsvorrichtung
halten, und das Dosierventil hinsichtlich insbesondere hochfrequenter
Längsschwingungsanteile gegenüber der
Halterungsvorrichtung zu isolieren.
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Zum
anderen eignen sich diese und/oder weitere Komponenten der Halterungsvorrichtung
zur Dämpfung
von Schwingungen durch Absorption. Dies kann beispielsweise durch
eine Anzahl von Bördel-,
Pressitz- oder Klebeverbindungen vorgesehen werden, die einzelne
Blechteile der Halterungsvorrichtung miteinander verbinden. Ferner
können
Teile der Halterungsvorrichtung ausgeformt werden, um eine sehr
geringe Steifigkeit in Axialrichtung des Reduktionsmittel-Dosiermoduls
vorzusehen und gleichzeitig eine gute radiale Stabilität zu erreichen,
beispielsweise durch Ausformen von Blechen mit geringen Stärken in
Axialrichtung und mit vergleichsweise weit radial erstreckenden
Hohlrippen.
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Die
Maßnahmen
zur Luftschalldämpfung können beliebig
mit den Maßnahmen
zur Körperschalldämpfung kombiniert
werden, beispielsweise können
die in axialer Richtung stark elastischen Hohlrippen kleine Öffnungen
zur Luftschalldämpfung aufweisen.
Gleichermaßen
können
Blechabschnitte oder Komponenten aus elastischen Materialien verwendet
werden, die Körperschall
absorbieren und gleichzeitig die Überleitung von Körperschall
unterbinden, beispielsweise Elastomere.
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Erfindungsgemäß wird ferner
ein Adapter vorgesehen, der eine erfindungsgemäße Halterungsvorrichtung umfasst,
sowie Kontaktelemente zum Anschluss einer Reduktionsmittelzuführung, sowie Kontaktelemente
zum Anschluss an einen Abgasstrang. Die Kontaktelemente können Schraubverbindungen,
Flansche oder Bayonett-Verschlüsse
beziehungsweise eine beliebige Kombination hiervon sein. Vorzugsweise
sind die Öffnungen
und die geometrischen Abmaße
der jeweiligen Kontaktelemente an den jeweiligen Anschluss angepasst.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden
Beschreibung näher
erläutert.
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Es
zeigen:
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1 eine
Halterungsvorrichtung mit einem darin aufgenommenen Reduktionsmittel-Dosierventil und
einen Abgasstrang, an dem die Halterungsvorrichtung befestigt ist;
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2 den
Kopfbereich einer Ausführung
der erfindungsgemäßen Halterungsvorrichtung;
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3a den
Kopfbereich einer weiteren Ausführung
der erfindungsgemäßen Halterungsvorrichtung;
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3b den
Querschnitt der in 3a dargestellten Rippe, die
im unteren Abschnitt des Kopfteils von 3a angeordnet
ist;
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4a eine
technische Ausführung
der erfindungsgemäßen Halterungsvorrichtung
in einer Prinzipdarstellung;
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4b ein
detailliertes mechanisches Schaltbild der Ausführung von 4a;
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4c ein
vereinfachtes mechanisches Schaltbild der Ausführung von 4a;
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5 eine
Ausführung
der Erfindung zur Dämpfung
von Längsvibrationen
durch axial- bzw. längselastische
Halterungselemente;
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6 eine
Ausführung
der Erfindung zur Dämpfung
von Körperschall
durch Absorption sowie durch axialelastische Halterungselemente;
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7 eine
Ausführung
der Erfindung zur Dämpfung
von Körperschall
durch Absorption sowie durch axialelastische Halterungselemente,
die ferner Kühlelemente
aufweist; und
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8 eine
weitere Ausführung
der Erfindung zur Dämpfung
von Körperschall
durch Absorption sowie durch axialelastische Halterungselemente.
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Ausführungsformen der Erfindung
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In
der 1 ist eine Halterungsvorrichtung 10 dargestellt,
die dafür
vorgesehen ist, ein Reduktionsmittel-Dosierventil 20 zu
halten. Die Halterungsvorrichtung weist einen im Wesentlichen zylindrischen
Innenraum auf, der das darin vorgesehene Reduktionsmittel-Dosierventil 20 umfänglich umschließt. Der
obere Abschnitt 10a der Halterungsvorrichtung 10 umfasst
ein Kopfteil, welches den Schließabschnitt des Reduktionsmittel-Dosierventils 20 umfasst.
In diesem Schließabschnitt
des Dosierventils erzeugt ein Aktuator, der zur Ventilsteuerung vorgesehen
ist, die zu dampfenden Schließgeräusche. An
den Schließabschnitt
des Reduktionsmittel-Dosierventils schließt sich eine Röhre an,
die den Schließabschnitt
mit dem Innenraum des Abgasstrangs 40 verbindet. Ein Zuleitungsabschnitt 10b der
erfindungsgemäßen Halterungsvorrichtung 10 umschließt diese
Röhre 16.
Da die Röhre
einen kleineren Durchmesser als der Schließabschnitt des Dosierventils 20 aufweist,
ist auch der umgebende Zuleitungsabschnitt in 10b im Durchmesser
kleiner als der Kopfabschnitt 10a des Reduktionsmittel-Dosierventils.
Im Zuleitungsabschnitt 10b der Halterungsvorrichtung dient
eine Abdichtung 16 dazu, die Röhre des Reduktionsmittel-Dosierventils mit
dem Zuleitungsabschnitt 10b der Halterungsvorrichtung 10 zu dichten.
Die Dichtung umfasst vorzugsweise ein elastisches Material. Die
Röhre des
Reduktionsmittel-Dosierventils tritt durch eine Öffnung des Abgasstrangs 40 hindurch,
wobei an der Stelle des Durchtritts vorzugsweise ein minimaler Abstand
zwischen der Außenseite
der Röhre
und der Öffnung
des Abgasstrangs 40 besteht. Dieser minimale Abstand ist vorzugsweise
so ausgelegt, dass trotz einer durch Vibration hervorgerufene Bewegung
der Röhre
des Reduktionsmittel-Dosierventils immer noch einen ausreichenden
Abstand zu der Öffnung
des Abgasstrangs vorgesehen wird, um zu vermeiden, dass Körperschall
von dem Reduktionsmittel-Dosierventil über die Röhre an die Abgasstrang-Führung übertragen
wird.
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Der
Kopfabschnitt 10a der erfindungsgemäßen Halterungsvorrichtung 10 weist
an einem oberen Ende des Kopfabschnitts 10a eine nach außen gerichtete
Wölbung
auf, die sich senkrecht zur Längsachse
der Halterungsvorrichtung 10 erstreckt. Ein Scheibenring 18,
der ebenfalls senkrecht zur Längsachse
der Halterungsvorrichtung 10 ausgebildet ist, liegt auf
der Auswölbung
auf. Ein Clip beziehungsweise eine Klammer 14 umgreift
den Scheibenring und die Auswölbung
umfänglich
in einem federnden Presssitz, sodass der Scheibenring 18 auf
die Auswölbung
gepresst wird. Gleichzeitig weist der Scheibenring eine innere konzentrische Öffnung auf,
in der das Reduktionsmittel-Dosierventil an einem oberen Ende des
Schließabschnitts
gehalten werden kann, das vorzugsweise eine Nut aufweist, in die
der Scheibenring eingreift. Auf diese Weise wird das Reduktionsmittel-Dosierventil
nicht nur an einem ersten Punkt 16 durch die Dichtung,
sondern auch an einem zweiten Punkt durch den Scheibenring 18 gehalten, der
am entgegengesetzten Ende des Reduktionsmittel-Dosierventils angeordnet ist.
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Vorzugsweise
definiert die Innenfläche
der Halterungsvorrichtung einen Innenraum, der das Reduktionsmittel-Dosierventil 20 aufnehmen
kann, wobei zwischen der Außenseite
des Reduktionsmittel-Dosierventils und der Innenseite der Halterungsvorrichtung
ein minimaler Abstand gewährleistet bleibt.
Dieser minimale Abstand gewährleistet,
dass Schwingungen des Reduktionsmittel-Dosierventils nicht direkt
auf die Halterungsvorrichtungen übertragen
werden. Die an dem unteren Ende im Zuleitungsbereich 10b der
Halterungsvorrichtung 10 vorgesehene Dichtung 16 ist
schon alleine auf Grund der Dichtungsfunktion elastisch ausgebildet
und erlaubt so eine Dämpfung
der Schwingung und vermindert gleichzeitig eine Übertragung des Körperschalls
des Dosierventils 20. Am oberen Ende des Kopfabschnitts 10a der
Halterungsvorrichtung 10 hält der Scheibenring das Reduktionsmittel-Dosierventil 20 in Position.
Da der Scheibenring 18 ausgebildet ist, in eine Nut des
Reduktionsmittel-Dosierventils einzugreifen, ist dieser vorzugsweise
zur besseren Montage elastisch ausgebildet. Gleichzeitig kann die
Elastizität
des Scheibenrings 18 vorgesehen werden, um auch am oberen
Ende der Halterungsvorrichtung 10a Übertragung von Schwingungen
des Reduktionsmittel-Dosierventils 20 zu vermeiden und
um gleichzeitig diese Schwingungen zu absorbieren.
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Zusammenfassend
sieht die erfindungsgemäße Halterungsvorrichtung 10 eine
2-Punkt-Halterung
für das
Reduktionsmittel-Dosierventil vor, die auf Grund der jeweils elastisch
ausgeführten
Aufhängung
die Übertragung
von Körperschall
gewonnenen Reduktionsmittel-Dosierventil auf die Halterungsvorrichtung
unterbindet. Somit kann die Halterungsvorrichtung direkt an die
Abgasstrang-Führung 40 angebracht
werden, ohne dass die Gefahr besteht, dass wesentliche Anteile des
Schallgeräuschs
des Dosierventils auf das Kraftfahrzeug übertragen wird.
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In
weiteren Ausführungen
der erfindungsgemäßen Halterungsvorrichtung
umschließt
die Dichtung 16 auch Teile des Schließabschnitts des Reduktionsmittel-Dosierventils,
um eine weitere Schalldämpfung
vorzusehen. Ferner kann der Scheibenring 18 neben elastischem
Material auch zusätzliche Perforationen
aufweisen, die Luftschall durch erhöhten Strömungswiderstand dampfen. Ferner
weist gemäß einer
bevorzugten Ausführung
der Erfindung der Zuleitungsabschnitt 10b der Halterungsvorrichtung
Kühlrippen 30 auf,
die sich radial von der Längsachse
der Halterungsvorrichtung 10 weg erstrecken. Diese sind
vorzugsweise mit Öffnungen
ausgestattet, die sich in der Richtung der Längsachse erstrecken und ebenfalls
zur Dämpfung
von Luftschall beitragen, der von der Halterungsvorrichtung abgestrahlt
wird. Ferner umfasst der Kopfabschnitt 10a der Halterungsvorrichtung 10 Perforationen,
die sich im Wesentlichen senkrecht zur Längsachse radial nach außen erstrecken,
um den Luftschall zu dampfen, der von dem Schließabschnitt des Reduktionsmittel-Dosierventils 20 in
radialer Richtung nach außen
abgestrahlt wird. Die Öffnungen
in dem Kopfabschnitt sowie in den Kühlungsrippen sehen zum einen
eine Dämpfung
durch Strömungsverluste
der Luftvibrationen vor, und zum anderen eine Dämpfung durch Interferenzen
beziehungsweise Beugung durch phasenversetzte Schwingungsüberlagerung
unter den einzelnen Öffnungen.
Vorzugsweise wird durch diese Luftschalldämpfung eine breitbandige Filterwirkung erzielt,
wobei die einzelnen Öffnungen
als einzelne Schallquellen zu interpretieren sind, deren gegenseitige
Interferenz zur breitbandige Filterung beziehungsweise Dämpfung führt.
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Durch
die Öffnungen
beziehungsweise Perforation in den Kühlrippen wird ferner erreicht,
dass die Körperschall-abstrahlende
Rippenoberfläche
verringert ist, wobei insbesondere im Zwischenraum zwischen den
einzelnen Rippen Interferenzen, Beugungs- und Reflektionseffekte
zu weiteren Dämpfungseffekten
beitragen. Gemäß einer
Ausführung werden
die Rippen aus Flüsterblech
gefertigt, welches aus zwei Teilblechen besteht, zwischen dem schalldämpfendes
Material eingebracht ist. Ferner können die Rippen aus Lochblech
gefertigt sein. Zur weiteren Dämpfung
können
schallschluckende Materialien wie Stahlwolle oder Gewebe mit ähnlichen
Effekten verwendet werden, wobei diese Materialien vorzugsweise
um den Kopfabschnitt der Halterungsvorrichtung herum und/oder zwischen
beziehungsweise an den Kühlrippen
angeordnet werden. Diese Dämpfungsmaterialien
verhindern durch diese Anordnung zum einen das Abstrahlen von Luftschall und
zum anderen die Dämpfung
von bereits abgestrahltem Luftschall, der in der Nähe der Halterungsvorrichtung
anzutreffen ist.
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Gemäß einer
nicht dargestellten Ausführung weist
auch der Kopfabschnitt 10a sich radial nach außen erstreckenden
Kühlrippen 30 auf,
die ebenfalls vorzugsweise mit Perforationen ausgestattet sind, um
den Luftschall zu dämpfen.
Am unteren Ende der Halterungsvorrichtung 10, die an den
Abgasstrang 40 anschließt, ist vorzugsweise ein Schraub-,
Steck- oder Flanschverbindung vorgesehen, um ein Montage der Halterungsvorrichtung
mit dem Abgasstrang 40 zu erlauben. Ebenso sieht das obere
Kopfende des Reduktionsmittel-Dosierventils
vorzugsweise ein Anschlusselement vor, das beispielsweise eine Schraubverbindung,
eine Steckverbindung, eine Flanschverbindung vorsieht. In einer
weiteren Ausführung
ist der Clip 14 federnd bzw. dämpfend vorgesehen und sieht
daher eine weitere Dämpfung
des Körperschalls
vor.
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In
der 2 ist der Kopfabschnitt 110 sowie eine
Kühlrippe 130 dargestellt.
Der Kopfabschnitt 110, der geeignet ist, einen Schließabschnitt
eines Reduktionsmittel-Dosierventils 20 aufzunehmen, weist
eine Vielzahl kleiner Öffnungen
auf. Ferner weist der Kopfabschnitt einen nach radial nach außen gerichtete
Ausstülpung 150 auf,
die eine Kontaktfläche
für einen
Scheibenring definiert. Die Öffnungen
haben einen relativ kleinen Durchmesser, beispielsweise zwischen
0,05 mm und 2 mm, und können
in ein Blech, das die Halterungsvorrichtung bildet, eingestanzt
oder gebohrt sein. Vorzugsweise beträgt der Durchmesser der Öffnungen
zwischen 0,1 mm und 1 mm. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform
beträgt
der Durchmesser der Öffnungen
zwischen 0,2 mm und 0,5 mm. Die Öffnungen
sind vorzugsweise regelmäßig angeordnet,
beispielsweise in Reihen. Alternativ kann jede Öffnung zu allen jeweiligen
direkten Nachbarn den gleichen Abstand aufweisen. Ebenso sind in
der dargestellten Kühlrippe 130 Öffnungen 132 vorgesehen,
die sich parallel zur Längsachse
der Halterungsvorrichtung erstrecken und die zur Dämpfung dienen.
Im allgemeinen entstehen durch den kleinen Durchmesser der Öffnungen
Verwirbelungen, die, neben dem erhöhten Strömungswiderstand, für eine weitere
Abbremsung der Luftschallschnelle führen. Ferner hat die perforierte
Kühlrippe
im Vergleich zu einer unperforierten Kühlrippe eine verringerte effektive
Schallabstrahlungsoberfläche.
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In
der 3 ist ein Kopfabschnitt einer
weiteren Ausführung
der erfindungsgemäßen Halterungsvorrichtung
dargestellt, der ebenfalls Öffnungen 260 umfasst.
Jedoch sind die in 2 dargestellten Öffnungen
kreisrund und haben einen geringen Durchmesser, während die Öffnungen 260 in
der 3 größer sind und eine unregelmäßige Form
aufweisen. Auf Grund von Beugungseffekten und Interferenzen an der
Innenkante der Öffnungen 260 ergeben
sich Differenzeffekte und Beugungseffekte, die zur weiteren Dämpfung beitragen.
Diese Beugungs- und Differenzeffekte ergeben sich auch bei den in 2 dargestellten Öffnungen.
Der Kopfabschnitt, der in 3a dargestellten
Halterungsvorrichtung weist ferner eine Kühlrippe 230 auf, die
in der 3b im Querschnitt dargestellt
ist.
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Die Öffnungen
der in 3b dargestellten Kühlrippe
sind gleichmäßig um den
Mittelpunkt der Kühlrippe
verteilt und vorzugsweise rund. Die Öffnungen können konzentrische Ringe bilden
und einen gleichmäßigen Radialabstand
zueinander aufweisen. Die Halterungsvorrichtung sieht erfindungsgemäß Mittel
vor, die den Austritt von Schall aus dem Dosierventil als Luftschall
in die Luft und als Körperschall
in Befestigungselemente reduzieren. Die Vibrationen des Reduktionsmittel-Dosierventils
werden zum einen direkt durch elastische Halterung gedämpft, beispielsweise
mittels elastischen Materialien oder Federn, und zum anderen wird
die Übertragung
von dadurch erzeugten Körperschall
an weitere Fahrzeugteile, ebenfalls durch elastische Materialien
oder Federn unterbunden. Ferner wird abgestrahlter Luftschall durch
die Verwendung von Luftschall-Dämpfungselementen
verringert, die auf dem Prinzip erhöhten Strömungswiderstands kleiner Öffnungen
sowie auf Verwirbelungen beruhen. Ferner ergeben sich Dämpfungseffekte
durch Beugung und Interferenz der Öffnungen. Die Öffnungen
werden vorzugsweise mit kleinem Durchmesser vorgesehen und sind
in dem Kopfabschnitt der Halterungsvorrichtung und/oder in sich
radial erstreckenden Kühlrippen
vorgesehen. Die Öffnungen
in den Kühlrippen
dämpfen bereits
aus der Halterungsvorrichtung ausgetretenen Luftschall, während die Öffnungen
in dem Kopfabschnitt der Halterungsvorrichtung die Übertragung vom
Luftschall von dem inneren der Halterungsvorrichtung in die Umgebung
dämpfen.
Zur Dämpfung des
bereits abgestrahlten Luftschalls und zur Verringerung der Abstrahlung
von Luftschall durch Körperschall
sind, neben Öffnungen,
die als Durchgangslöcher
ausgebildet sind, auch als Sacklöcher
ausgebildete Öffnungen
geeignet.
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Vorzugsweise
wird das Reduktionsmittel-Dosierventil über eine dampfende Verbindung
mit dem Reduktionsmitteltank verbunden, um zu verhindern, dass Körperschall
von dem Reduktionsmittel-Dosierventil über den Reduktionsmitteltank
oder über
die dorthin führende
Fluidverbindung an Fahrzeugteile übertragen wird.
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Im
Allgemeinen wird die Schallausbreitung von Körperschall durch Impedanzsprünge des
akustischen Mediums gedampft, beispielsweise die Verwendung von
Gummi- oder Federelementen, die an starren Elementen angekoppelt
sind, welche Vibrationen unterliegen.
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Die 4a zeigt
eine technische Ausführung der
erfindungsgemäßen Haltungsvorrichtung
gemäß eines
weiteren Aspekts der vorliegenden Erfindung, wobei die 4b das
entsprechende mechanische Ersatzmodell im Detail und 4c das
mechanische Ersatzmodell in vereinfachter Form darstellt.
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Die 4a zeigt
eine Abgasstrang-Führungseinrichtung
in Form eines Abgasrohrs 440, das eine Öffnung 442 aufweist.
Durch diese Öffnung 442 wird
Reduktionsmittel in den Abgasstrang eingesprüht. Daher ist an dem Abgasrohr 440 in
der Höhe der Öffnung 442 die
erfindungsgemäße Halterungsvorrichtung 410 montiert,
in deren Mitte konzentrisch das Dosierventil 420 eingepasst
ist. In dem Dosierventil 420 ist ein Ventilanker vorgesehen,
der sich beim Schalten des Dosierventils bewegt und in Längsrichtung
des Dosierventils auf den Ventilsitz schlägt. Die erfindungsgemäße Halterungsvorrichtung
wird üblicherweise
für Dosierventile
verwendet, deren Aktuatoreinrichtung eine Bewegung entlang der Längsachse
ausführt,
wobei die Bewegung zum Schalten des Dosierventils verwendet wird.
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Das
beim Schalten des Dosierventils entstehende Geräusch wird im Wesentlichen von
dieser Bewegung entlang der Längsrichtung
hervorgerufen, insbesondere wenn die Bewegung schnell abgebremst
wird, beispielsweise durch den mechanischen Kontakt zwischen Ventilanker
und Ventilsitz. Dieses Schaltgeräusch,
welches im Wesentlichen die Geräuschbelästigung
hervorruft, wird bei mangelhafter Dämpfung an das Abgasrohr 440 übertragen
und von diesem durch die große
Außenoberfläche des Abgasrohrs
verstärkt.
Gemäß dem in
den 4a–4c dargestellten
Aspekt der Erfindung wird daher insbesondere die Abdämpfung des
Körperschalls
betrachtet, der durch das Schlagen innerhalb des Dosierventils entlang
dessen Längsachse verursacht
wird.
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Erfindungsgemäß wird das
Frequenzverhalten anhand der Art des Geräuschs betrachtet, das beispielsweise
durch das Schlagen des Ventilankers in den Ventilsitz ausgelöst wird.
Daher sieht die Halterungsvorrichtung gemäß diesem Aspekt der Erfindung
eine Ankoppelung mit ausgeprägtem
Tiefpassverhalten vor, so dass in dem Dosiermodul erzeugte hochfrequente
Längsschwingungen
durch die erfindungsgemäße Halterungsvorrichtung
besonders stark abgedampft werden. Aus diesem Grund wird die Funktionsweise
und die auf das Dosierventil wirkende Längskraft F (t) betrachtet,
anhand derer die erfindungsgemäße Halterungsvorrichtung
ausgebildet ist.
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Die 4b zeigt
das mechanische Ersatzmodell der technischen Ausführung von 4a,
in der eine Kraft F(t), die durch den Schaltimpuls des Dosierventils
erzeugt wird, zunächst
auf die Ventilmasse 425 wirkt. Diese ist über ein
Federelement CH1, welches die Federsteifigkeit
der Dosierventil-Halterung und die Dämpfung DH1,
welche die Dämpfung
der Dosierventil-Halterung wiedergibt, mit der Masse 415 der
Halterungsvorrichtung verbunden. Diese Masse 415 ist wiederum über eine
Feder CH2 und dem Dämpfungselement DH2 mit
der Masse 445 des Abgasrohrs verbunden. Hierbei geben CH2 und DH2 die Federsteifigkeit
bzw. die Dämpfung
der mechanischen Verbindung zwischen der Halterungsvorrichtung und
dem Abgasrohr wieder. Mit anderen Worten ist die Dosierventilmasse über eine
gedämpfte
Federung (CH1, parallel zu DH1)
mit der Masse 415 der Halterungsvorrichtung verbunden.
Die Masse der Halterungsvorrichtung ist in dem Ersatzmodell wiederum über eine
gedämpfte
Federung (Federelement CH2, parallel zu
Dämpfungselement
DH2) mit der Masse des Abgasrohrs 445 verbunden.
Die gedämpfte
Federung zwischen der Masse 415 der Halterungsvorrichtung 410 und
der Masse 445 des Abgasrohrs 440 gibt somit die
Dämpfung
und die Federsteifigkeit der mechanischen Verbindung zwischen der
Halterungsvorrichtung 410 und dem Abgasrohr 440 wieder.
Um die Ankopplung des Dosierventils erfindungsgemäß an das
Abgasrohr mit einem ausgeprägten
Tiefpassverhalten vorzusehen, kann beispielsweise eine große Adaptermasse,
eine geringe Adaptersteifigkeit oder eine hohe Dämpfung zwischen Ventil und
Abgasrohr, oder eine Kombination hiervon vorgesehen werden.
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Die 4c zeigt
ein vereinfachtes mechanisches Schaltbild der Verknüpfung zwischen
Dosierventil, Halterungsvorrichtung und Abgasrohr, das in 4b dargestellt
ist. Im wesentlichen greift die durch das Schalten erzeugte Kraft
an der Halterungsmasse 415 an, die über eine gedämpfte Federung, die
den Verbindungseigenschaften der Halterungsvorrichtung entspricht,
mit einer feststehenden Ebene (das Abgasrohr) verbunden ist. Auch
aus dem Schaltbild von 4c kann abgeleitet werden, dass für ein ausgeprägtes Tiefpassverhalten,
d. h. eine starke Dämpfung
der hohen Frequenzen, eine hohe Masse der Halterungsvorrichtung,
eine geringe Steifigkeit der Halterungsvorrichtung und/oder eine
hohe Dämpfung
zwischen Dosierventil und Abgasrohr erzeugt werden kann.
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Gemäß eines
ersten Ansatzes wird das Dosierventil möglichst weich an das Abgasrohr
angekoppelt, um eine sehr geringe Federsteifigkeit der mechanischen
Verbindung zwischen Dosierventil 420 und Abgasrohr 440 vorzusehen.
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Um
dies zu erreichen, wird gemäß einer
Ausführung
der Erfindung das Dosierventil biegeweich in der Halterungsvorrichtung 510 aufgehängt. Die
biegeweiche d. h. insbesondere entlang der Längsachse des Dosierventils
(und der Halterung) elastische Aufhängung wird beispielsweise vorgesehen,
indem ein elastischer Werkstoff verwendet wird. Beispielsweise eignen
sich hierfür
Gummi oder auch Federelemente, beispielsweise aus Metall, mit langem
Federweg und geringer Steifigkeit.
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Die 5 zeigt
beide Aufhängungsmöglichkeiten.
In 5 ist eine radiale Fixierung durch eine Masse 560 aus
elastischem Werkstoff dargestellt. Somit wird in radialer Richtung
eine gewisse Steifigkeit zur stabilen radialen Aufhängung des
Dosieradapters vorgesehen und gleichzeitig in vertikaler Richtung,
d. h. entlang der Längsachse
des Dosierventils, eine weiche Aufhängung, insbesondere zur Dämpfung hochfrequenter
Körperschallanteile
vorgesehen. Das weiche Elastomerelement 560 dient zur radialen
Führung
und ist als Ring ausgebildet, dessen Innenfläche in direktem mechanischen
Kontakt mit dem Dosierventil 520 ist, beispielsweise im
Presssitz, und dessen Außenfläche die
Innenfläche
der Halterungsvorrichtung im Presssitz berührt. Wenn daher radiale Bewegungen
auftreten, d. h. senkrecht zur Längsachse
des Dosierventils, kommt die Presssteifigkeit für Longitudinalverschiebungen
des elastischen Werkstoffs, d. h. in radialer Richtung, zum Tragen.
Bei vertikalen Bewegungen, d. h. entlang der Längsachse des Dosierventils, übt das Dosierventil 520 Scherkräfte auf
den elastischen Werkstoff 560 auf, so dass in vertikaler
Richtung eine geringere Steifigkeit vorgesehen wird. Mit anderen
Worten sieht das elastische Dämp fungselement 560 bei
gleichem Federweg in radialer Richtung eine deutlich höhere Rückstellkraft
vor, als beim gleichen Federweg in vertikaler Richtung, da in vertikaler
Richtung Scherkräfte gefedert
werden, wohingegen in radialer Richtung Längskräfte gefedert werden. Über den
elastischen Werkstoff zwischen Dosierventil und Halterungsvorrichtung
werden daher Vibrationen gedämpft,
die vom Dosierventil auf die Halterungsvorrichtung übertragen
werden. Zur Befestigung des elastischen Werkstoffs 560 kann
ferner eine Klebeverbindung verwendet werden.
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In
gleicher Weise wird zur Verringerung der Vibrationen, die von dem
Dosierventil 520 auf die Halterungsvorrichtung 510 übertragen
werden, eine biegeweiche axiale Aufhängung 570 vorgesehen,
die in Längsrichtung
des Dosierventils eine sehr geringe Steifigkeit aufweist und die
eine zweite Aufhängung für das Dosierventil
bietet. Gleichzeitig sieht die biegeweiche axiale Aufhängung 570 eine
höhere
Steifigkeit in Radialrichtung und insbesondere eine starke Dämpfung hochfrequenten
Körperschalls
vor. Gemäß einer
bevorzugten Ausführung
der Erfindung wird als biegeweiche axiale Aufhängung ein biegeweicher Blechbügel verwendet,
wobei die entsprechende Federsteifigkeit durch eine geringe Dicke
des Blechs erreicht wird. Ferner können auch andere elastische
Materialien verwendet werden, beispielsweise Gummi oder andere Elastomere.
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Die
biegeweiche axiale Aufhängung 570 ist an
einem Ende des Dosierventils 520 vorgesehen, das entfernt
zu dem Abgasrohr angeordnet ist, wohingegen das weiche Elastomerelement 560 an
dem entgegengesetzten Ende des Dosierventils vorgesehen ist, das
sich am Abgasrohr 540 befindet. Dadurch wird eine elastische
axiale Aufhängung
vorgesehen, die gleichzeitig eine gewisse radiale Steifigkeit aufweist,
um das Dosierventil am Ort zu halten. Die biegeweiche axiale Aufhängung 570 und
das weiche Elastomerelement 560 verringern somit in starkem
Maße die
axialen Vibrationen des Dosierventils, d. h. entlang dessen Längsachse,
auf die Halterungsvorrichtung 510.
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Gemäß einer
weiteren bevorzugten Ausführung
wird eine weitere Maßnahme
vorgesehen, die eine Übertragung
insbesondere von axialen Vibrationen von der Halterung 510 auf
das Abgasrohr 540 zu verringern, wobei gleichzeitig eine
gewisse radiale Führung
bzw. Steifigkeit gewährleistet
bleiben soll. Daher umfasst die in 5 dargestellte
Ausführung der
Erfindung eine elastische Ankopplung der Halterungsvorrichtung an
das Abgasrohr über
eine Hohlrippe 580 mit kleiner Wandstärke. Die Federsteifigkeit in
axialer Richtung der Hohlrippe ergibt sich durch das Verhältnis von
Länge zu
Dicke der Hohlrippe sowie aus Materialkoeffizienten. Daher ist die Hohlrippe
als weite Ausstülpung
vorgesehen, deren Radialausdehnung deutlich größer als die Wanddicke ist.
Gleichzeitig ergibt sich in Axialrichtung nur ein geringer Platzbedarf,
da die Hohlrippe als Schlaufe ausgeführt ist, deren Ende sich in
der Nähe
ihres Anfangs befindet. Ferner sollte der Abstand zwischen Anfang
und Ende der Hohlrippe derart beschaffen sein, dass Vibrationen
mit einer gewissen maximalen Amplitude abgefangen werden können, ohne
dass sich Anfang und Ende der Schlaufe der Hohlrippe 580 berühren. Vorzugsweise
ist die Hohlrippe einteilig mit der Halterungsvorrichtung 510 ausgebildet, wobei
alternativ die Hohlrippe auch an die Halterungsvorrichtung 510 angepresst
oder angeklebt sein kann. Zudem kann die Halterungsvorrichtung 510 bei
zweiteiliger Ausführung
aus einem Material mit höherer
Steifigkeit beschaffen sein, als das Material der Hohlrippe 580.
Bei einteiliger Ausführung kann
die Wanddicke der Halterungsvorrichtung 510 deutlich größer als
die Wanddicke der Hohlrippe sein, die wiederum, wie bereits vermerkt,
für die
Federeigenschaften der Hohlrippe maßgeblich ist.
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Die
Hohlrippe 580, die obere Halterung 570, die insbesondere
in axialer Richtung elastisch ist, und die untere Halterung 560,
die ebenfalls insbesondere in axialer Richtung elastisch ist, dampfen
die Übertragung
von Körperschall.
Während
die obere und die untere Halterung die Übertragung von Dosierventil
auf die Halterungsvorrichtung 510 dampfen, ist die Hohlrippe
durch ihre große
Elastizität
in Axialrichtung zur Verminderung der Übertragung von Körperschall
von der Halterungsvorrichtung 510 auf das Abgasrohr 540 vorgesehen.
Bei diesen Elementen 560, 570 und 580 ist
vor allem wichtig, dass diese in Axialrichtung federn, um den in
starker Masse anfallenden axialgerichteten Körperschall, d. h. Axialvibrationen,
in der Übertragung
zu hindern. Ferner schließen
diese Elemente den Luftraum zwischen Dosierventil und Halterungsvorrichtung
ab und dämpfen
dadurch gleichzeitig den Luftschall. Darüber hinaus haben die Dämpfungselemente 560, 570 und 580 eine
schwingungsabsorbierenden Effekt, der mittels geeigneter Materialien
(Gummi, Flüsterblech)
und Strukturen (Perforationen) verstärkt werden kann.
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Gemäß eines
weiteren Ansatzes zur Erhöhung
insbesondere der Dämpfung
axialer Schwingungen wird zwischen dem Dosierventil und dem Abgasrohr
eine hohe Dämpfung
vorgesehen. Die in 6 dargestellte Ausführung weist
daher mechanische Verbindungen auf, die eine besonders hohe Dämpfung aufweisen.
Daher wird der Adapter vorzugsweise aus einzelnen Blechteilen aufgebaut,
die über
Bördelungen
miteinander verbunden sind. Die Bördelverbindungen werden vorgesehen,
um eine hohe Materialdämpfung
innerhalb des Adapters zu erzeugen. Dadurch kann die vom Dosierventil
erzeugte Vibration abgeschwächt
werden. Insbesondere erlauben Bördelverbindungen
eine Dämpfung
von hochfrequentem Körperschall
bzw. Vibrationen.
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Die 6 zeigt
eine Ausführung
der erfindungsgemäßen Halterungsvorrichtung 610,
die mehrere Bördelverbindungen
aufweist. Daher ist ein erstes Blechteil, das zur Befestigung an
ein Abgasrohr 640 dient, über eine Bördelverbindung 610' mit einem weiteren
Blechteil verbunden, das eine untere Hälfte einer Hohlrippe bildet.
Diese untere Hälfte
der Hohlrippe wird über
eine weitere Bördelverbindung 610'' mit einer oberen Hälfte der
Hohlrippe verbunden. Eine weitere Bördelverbindung 610''' verbindet die
obere Hälfte
der Hohlrippe mit einem Wandabschnitt. Der Wandabschnitt verbindet
die Hohlrippe über
eine Bördelverbindung 610'''' mit einem radialen
Halterungsabschnitt, der zur Halterung eines Dosierventils 620 an
einem Ende des Dosierventils 620 vorgesehen ist, das von
dem Abgasrohr 640 entfernt gelegen ist. Durch die Bördelverbindungen 610' bis 610'''' werden daher
zusätzliche
Dämpfungselemente
vorgesehen, die den Körperschall, der
durch die Halterungsvorrichtung 610 geleitet wird, vermindern.
Gleichzeitig sieht die in 6 dargestellte
Ausführung
der Erfindung über
den radialen Halterungsabschnitt eine möglichst weiche Ankopplung des
Ventils vor, wobei der radiale Halterungsabschnitt vorzugsweise
wie die obere Halterung des Dosierventils von 5 ausgebildet
ist, d. h. beispielsweise mittels einer biegeweichen axialen Aufhängung mit
geringer Steifigkeit in axialer Richtung. In gleicher Weise sieht
die Hohlrippe der Ausführung von 6,
neben der Dämpfung
durch die Bördelverbindungen 610'', 610''', eine weitere
in axialer Richtung stark federnde Verbindung vor, die zur Dämpfung des
Schallgeräuschs,
insbesondere von hohen Frequenzen, des Dosierventils geeignet ist.
Der prinzipielle Unterschied der Dämpfung durch die Bördelverbindungen 610'–610'''' zu der elastischen
Aufhängung
von 5 liegt darin, dass die elastische Aufhängung den Übergang
von Vibrationen durch starke axiale Vibrationen verhindert, wohingegen
die Bördelverbindungen
bereits auf die Halterungsvorrichtung übergegangene Vibrationen selbst
dampft.
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Die 7 zeigt
eine erfindungsgemäße Ausführung, in
der bereits auf die Halterungsvorrichtung 710 übergegangene
Vibrationen gedampft werden. Alternativ zu den dampfenden Bördelverbindungen von 6 werden
in der Ausführung
von 7 Pressverbindungen verwendet, die in der Halterungsvorrichtung 710 auftretende
Schwingungen dampfen. Daher weist die 7 ebenfalls
mehrere Blechteile auf, die über
Pressverbindungen 710'–710''' miteinander
verbunden sind. Insbesondere diese Pressverbindungen dämpfen die
in die Halterungsvorrichtung übergegangenen
Vibrationen. In der 7 sind Kühlrippen 780a–780c auf
die Halterungsvorrichtung aufgepresst. An diesem Abschnitt umfasst
die Halterungsvorrichtung einen zylindrischen Abschnitt, der eine
zylindrische Außenfläche aufweist.
Auf diese Außenfläche sind
die Kühlrippen umlaufend
nacheinander in axialer Richtung mittels Presssitz aufgebracht und überdecken
die Außenseite
des zylindrischen Abschnitts der Halterungsvorrichtung fast vollständig. In
der 7 ist ferner eine Hohlrippe 780 vorgesehen,
die aufgrund der geringen Steifigkeit in axialer Richtung die Ankopplung von
Axialvibrationen von der Halterungseinrichtung auf das Abgasrohr 740 verhindert
bzw. dämpft.
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Gemäß einer
weiteren, nicht dargestellten Ausführung sind die einzelnen in
den 6 und 7 dargestellten Blechteile zumindest
teilweise oder vollständig
aus Flüstermetall
ausgebildet, wobei Flüstermetall
ein Werkstoff mit hoher innerer Dämpfung ist. Dies kann beispielsweise
erreicht werden, indem ein Flüstermetallblech
aus zwei dünnen
Metallblechen hergestellt wird, zwischen denen eine vibrationsdämpfende
Struktur und/oder ein vibrationsdämpfendes Material zwischengelegt
ist. Hierdurch wird vor allem hochfrequenter Körperschall gedampft.
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Die 8 zeigt
eine weitere Ausführung
der erfindungsgemäßen Halterungsvorrichtung,
bei der eine keramische Abdichtung 890 zwischen Halterungsvorrichtung 810 und
Abgasrohr 840 zwischengelegt ist. Die keramische Abdichtung
sieht somit eine stabile mechanische Verbindung zwischen der Halterungsvorrichtung 810 und
dem Äußeren des Abgasrohrs 840 vor.
Gleichzeitig weist die keramische Abdichtung durch ihre Material-
und Verbindungseigenschaften eine hohe innere Werkstoffdämpfung vor.
Auch die in 8 dargestellte Ausführung weist
eine Hohlrippe auf, deren radiale Federwirkung im Vergleich zur
axialen Federwirkung relativ steif ist. Mit anderen Worten unterbindet
die Hohlrippe die Übertragung
von Längs-
bzw. Axialvibrationen von der Halterungsvorrichtung 810 auf
das Abgasrohr 840 durch starke axiale Federwirkung, wohingegen
die keramische Abdichtung 890 eine hinzutretende starke
Dämpfung
zwischen der Halterungsvorrichtung 810 und dem Auspuffrohr 840 vorsieht,
indem die keramische Abdichtung 890 axiale Vibrationen größtenteils
schluckt, insbesondere im Hochfrequenzbereich.
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In
einer weiteren, nicht dargestellten alternativen Ausführung wird
die Masse des Dosierventils und/oder die Masse der Halterungsvorrichtung
sehr groß vorgesehen.
Dadurch wird eine Trägheit
erreicht, die die Entstehung und den Übergang von Vibrationen von
dem Dosierventil auf das an die Halterungsvorrichtung angeschlossene
Abgasrohr vermindert. Dadurch lässt
sich eine Dämpfung
insbesondere der hohen Frequenzen erreichen, da die meisten Vibrationen
durch die hohe Trägheit
des Dosierventils und/oder der Halterungsvorrichtung 810 nicht
auftreten und/oder an das Abgasrohr übertragen werden.
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Die
oben genannten Maßnahmen
können einzeln
oder in Kombination verwendet werden, um eine möglichst effektive Unterdrückung des
Schaltgeräuschs
zu erreichen. Die Maßnahmen
gelten im Einzelnen der verringerten Abstrahlung von Luftschall von
dem Dosierventil, der Halterungsvorrichtung oder auch dem Abgasrohr,
welches ebenso schallgedampft werden kann. Ferner betreffen diese
Maßnahmen
die Reduzierung der Übertragung
von Körperschall
von dem Dosierventil auf die Halterungsvorrichtung und von der Halterungsvorrichtung
auf das Abgasrohr. Ferner umfassen die Maßnahmen die Dämpfung von bereits
in die Halterungsvorrichtung eingeleiteten Körperschall, beispielsweise
durch bestimmte Strukturen oder Verbindungsarten wie Bördelung
oder Presssitz. Die Verwendung der elastischen Materialien und/oder
Strukturen verhindert daher zum einen die Übertragung von Körperschall und
dient ferner dem Absorbieren von Körperschall bzw. Luftschall.
Die Übertragung
von Körperschall wird
im Allgemeinen durch die Einführung
von Impedanzsprüngen
in den Medien vorgesehen, die den Übertragungsweg des Körperschalls
bilden. Auch der Übergang
des Körperschalls
in Luftschall durch Abstrahlung über
eine große
Fläche
kann unterdrückt
werden, indem beispielsweise kleine Flächen oder geeignete Materialien
verwendet werden, die die Abstrahlung von Luftstrahl durch einen
Körper verringern.
Die elastischen Materialien und die betrachteten Verbindungstechniken
sind insbesondere für
die Dämpfung
von hochfrequentem Luftschall bzw. Körperschall geeignet. Die besondere
Behandlung von hochfrequentem Schall in diesem Dokument trägt der besonderen
Empfindlichkeit des menschlichen Ohrs für hohe Frequenzen Rechnung. Ferner
werden durch die meisten üblichen
mechanischen Komponenten hohe Frequenzen stärker übertragen als tiefe Frequenzen.
Zudem eignen sich vor allem hohe Frequenzen zur Anregung von Resonanzen
in kleinen Hohlräumen,
beispielsweise in Abgasrohren. Schließlich entsteht bei dem Auftreffen
von einem mechanischen Teil auf ein anderes, wie im Falle des Schließens des
Dosierventils, ein Geräusch mit
vor allem hohen Frequenzanteilen, ähnlich der Si-Funktion. Aus diesen
Gründen
liegt ein Schwerpunkt auf der Dämpfung
insbesondere der hochfrequenten Anteile von Körperschall und Luftschall.
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Die
Aufhängung
des Dosierventils ist in den betrachteten Ausführungen eine Zweipunktaufhängung, wobei
das sich axiale in Längsrichtung,
senkrecht zum Abgasrohr erstreckende Dosierventil an zwei Stellen
gehalten wird, die voneinander entfernt sind. Alternativ kann auch
eine Dreipunktaufhängung verwendet
werden, oder es kann eine Halterung vorgesehen werden, die das Dosierventil über einen
gewissen Abschnitt derart hält,
dass es auch bei Vibrationen die Position in der radialen Ebene
kaum verändert.
Ferner wird die Halterung des Dosierventils im Allgemeinen derart
vorgesehen, dass axiale Bewegungen in gewissem Maße möglich sind,
da die Vibrationen in axialer Richtung wesentlich stärker auftreten
als in vertikaler Richtung und daher eine Dämpfung mit sehr geringer Steifigkeit
in axialer Richtung vorteilhaft ist.