DE102007009890A1

DE102007009890A1 - Statisches Mischelement sowie Verfahren zur Herstellung eines statischen Mischelements

Info

Publication number: DE102007009890A1
Application number: DE102007009890A
Authority: DE
Inventors: Klaus Rusch; Rolf Kaiser; Klaus Regenold; Erich Forster
Original assignee: ArvinMeritor Emissions Technologies GmbH
Current assignee: Faurecia Emissions Control Technologies Germany GmbH
Priority date: 2007-02-28
Filing date: 2007-02-28
Publication date: 2008-09-04
Also published as: US20100218490A1; WO2008104350A1; CN101675221A; US8375708B2; CN101675221B

Abstract

Ein statisches Mischelement (10), insbesondere zur Anordnung in einer Abgasanlage einer Verbrennungskraftmaschine, hat ein durchströmtes gitterartiges Bauteil (14). Das Bauteil (14) ist einstückig aus einem länglichen Metallstreifen (26) gebildet. Bei der Herstellung des statischen Mischelements (10) wird der Metallstreifen (26) zum gitterartigen Bauteil (14) gebogen.

Description

Die Erfindung betrifft ein statisches Mischelement, insbesondere zur Anordnung in einer Abgasanlage einer Verbrennungskraftmaschine, mit einem durchströmten gitterartigen Bauteil. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines statischen Mischelements mit einem durchströmten gitterartigen Bauteil.
Ein gattungsbildendes Mischelement ist z. B. aus der EP 1 712 751 A2 bekannt und dient dazu, eine in eine Rohrleitung eingebrachte Flüssigkeit möglichst homogen in einem die Rohrleitung durchströmenden Gasstrom zu verteilen. Insbesondere wird das Mischelement zur Vermischung eines stickoxidhaltigen Abgasstroms mit wäßriger Harnstofflösung verwendet. In einem nachgeschalteten DeNO_x-Katalysator werden die Stickoxide und das mittels Hydrolyse aus dem Harnstoff gewonnene Ammoniak nach dem Verfahren der selektiven katalytischen Reduktion katalytisch in Wasser und Stickstoff umgesetzt. Bei bekannten Mischelementen werden die gitterartigen Bauteile aus zahlreichen Einzelteilen zusammengesetzt, die anschließend z. B. durch Laser- oder Schutzgasschweißen miteinander verbunden werden. Daher sind bekannte Mischelemente vergleichsweise aufwendig und damit teuer in der Herstellung.
Die Erfindung schafft ein Mischelement bzw. ein Verfahren zu dessen Herstellung, das gegenüber dem Stand der Technik einfacher und damit kostengünstiger ist.
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird dies bei einem statischen Mischelement der eingangs genannten Art dadurch erreicht, daß das Bauteil einstückig aus einem länglichen Metallstreifen gebildet ist. Durch diese Ausgestaltung entfallen die bei bekannten Mischelementen erforderlichen zahlreichen Schweißverbindungen zwischen den Einzelteilen, und das Mischelement läßt sich in einem automatisierten Herstellungsprozeß fertigen. Auf diese Weise lassen sich die Herstellungskosten gegenüber dem Stand der Technik deutlich senken. Außerdem zeichnet sich das erfindungsgemäße statische Mischelement durch eine erhöhte Stabilität und Haltbarkeit aus. insbesondere wird der Gasstrom durch das gitterartige Bauteil, das nicht auf herkömmliche Gitterformen mit mehreren parallelen oder sich kreuzenden Stegen beschränkt ist, nicht nur umgelenkt, sondern (im Bereich des Bauteils) auch aufgeteilt.
Vorzugsweise ist das Bauteil durch Biegen gebildet, wodurch sich eine besonders einfache Herstellung ergibt.
Gemäß einer ersten Ausführungsform weist der Metallstreifen einen ersten Abschnitt auf, der zu mehreren im wesentlichen parallelen Schlaufen gebogen ist, die insbesondere nebeneinander angeordnet sind.
Bevorzugt bilden zueinander im wesentlichen parallele Teilbereiche der Schlaufen mehrere erste Stege des gitterartigen Bauteils, wodurch sich bereits dessen Grundform ergibt.
Die Schlaufen sind insbesondere offen und U-förmig und gehen unmittelbar ineinander über.
Der Metallstreifen kann einen zweiten Abschnitt aufweisen, der einen oder mehrere zweite Stege bildet, die die ersten Stege des gitterartigen Bauteils kreuzen. Der zweite Abschnitt ist insbesondere senkrecht zu den ersten Stegen angeordnet und erhöht die Stabilität des Bauteils.
Um ein Einsetzen des Mischelements in eine Rohrleitung, insbesondere eine Abgasleitung, zu erleichtern, kann der Metallstreifen einen dritten Abschnitt aufweisen, der einen das Bauteil zumindest teilweise umgebenden Rahmen bildet.
Die Schlaufen weisen vorteilhaft Biegebereiche auf, die am Rahmen anliegen, wodurch eine hohe Stabilität des Mischelements erreicht wird.
Vorzugsweise handelt es sich bei dem ersten Abschnitt um einen mittleren Abschnitt und bei dem zweiten und dritten Abschnitt um Randabschnitte des Metall streifens. Eine solche Anordnung der Abschnitte erleichtert die Fertigung des Mischelements. Alternativ sind jedoch auch andere Anordnungen der Abschnitte relativ zueinander denkbar.
So kann der dritte Abschnitt, der den Rahmen bildet, ein mittlerer Abschnitt sein, während der erste und der zweite Abschnitt als Randabschnitte des Metallstreifens ausgeführt sind.
Gemäß einer alternativen Ausführungsform weist der Metallstreifen einen ersten Abschnitt auf, der zu einer Spirale oder einem Ring gebogen ist und bei dieser Ausgestaltung sowohl einen Teil des gitterartigen Bauteils als auch einen es umgebenden Rahmen bildet.
Zur Erhöhung der Formstabilität des Mischelements kann auch bei dieser Ausführungsform der Metallstreifen einen zweiten Abschnitt aufweisen, der zu einem die Spirale/den Ring kreuzenden Steg gebogen ist.
Um eine besonders hohe Stabilität des statischen Mischelements zu erreichen, weist der zweite Abschnitt vorzugsweise mehrere Schlitze auf, die in entsprechende Schlitze des ersten Abschnitts zur Bildung von Kreuzungspunkten gesteckt sind.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind mehrere vom Bauteil abstehende Ablenkelemente vorgesehen, die gegenüber der Gitterebenen-Normalen geneigt sind, wobei in diesem Zusammenhang unter der Gitterebenen-Normalen die Normale zur Hauptebene des gitterartigen Bauteils zu verstehen ist. Die Ablenkelemente erzeugen Verwirbelungen, die eine bessere Vermischung der beiden Medien zur Folge haben.
Die Ablenkelemente sind insbesondere einstückig mit dem Metallstreifen ausgebildet. Auch dadurch lassen sich Schweiß- oder Lötverbindungen einsparen.
Die Ablenkelemente sind z. B. in mehreren zueinander parallelen Reihen angeordnet, wobei sämtliche Ablenkelemente einer Reihe gleichsinnig geneigt sind. So wird eine besonders gleichmäßige Verteilung eines flüssigen Mediums in einem Gasstrom erreicht.
Vorteilhaft sind die Ablenkelemente wenigstens zweier unmittelbar nebeneinanderliegender mittlerer Reihen gleichsinnig geneigt. Dies erleichtert zusätzlich die Herstellung des Mischelements, denn für das Abkanten der eng aneinanderste henden Ablenkelemente ist es einfacher, wenn benachbarte Ablenkelemente in die gleiche Richtung gebogen werden können.
Die Ablenkelemente der an die mittleren Reihen angrenzenden Reihen sind vorzugsweise zu denen der mittleren Reihen gegensinnig geneigt. Dadurch ergeben sich im mittleren Bereich und in den angrenzenden Randbereichen entgegengesetzte Ablenkrichtungen des strömenden Mediums, was zu einer besonders guten Vermischung führt.
Andere bevorzugte Ausführungen des Mischelementes sehen eine Stellung der Ablenkelemente vor, durch die eine Rotationsströmung oder gegenläufige Wirbel ausgebildet werden. Insbesondere können auch am Rahmen des Mischelements Ablenkelemente vorgesehen sein, die im Randbereich Turbulenzen erzeugen.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines statischen Mischelements der eingangs genannten Art vorgesehen, das die folgenden Schritte aufweist:
Bereitstellen eines länglichen Metallstreifens,
Biegen des Metallstreifens zum gitterartigen Bauteil.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist besonders einfach und damit kostengünstig und gestattet zudem eine Automatisierung des Herstellungsprozesses. Auf Schweißverbindungen zwischen den einzelnen Teilen des Bauteils kann weitgehend verzichtet werden. Außerdem zeichnet sich das durch das erfindungsgemäße Verfahren hergestellte statische Mischelement durch eine hohe Stabilität aus.
Gemäß einer ersten Verfahrensvariante weist das Bauteil mehrere erste Stege und wenigstens einen dazu senkrecht angeordneten zweiten Steg auf, wobei ein erster Abschnitt des Metallstreifens zu mehreren im wesentlichen parallelen Schlaufen gebogen wird, deren parallele Teilbereiche die ersten Stege bilden, ein zweiter Abschnitt des Metallstreifens zum zweiten Steg gebogen wird und der zweite Steg auf die ersten Stege aufgesteckt wird. Die Verfahrensschritte werden vorzugsweise in der angegebenen Reihenfolge durchgeführt, dies ist jedoch nicht zwingend. Beispielsweise könnte der zweite Steg vor den ersten Stegen gebogen werden. Alternativ ist es denkbar, ganz auf den zweiten Steg zu verzichten.
In einer alternativen Verfahrensvariante wird ein erster Abschnitt des Metallstreifens zu einer Spirale oder einem Ring gebogen, ein zweiter Abschnitt des Metallstreifens zu einem die Spirale/den Ring kreuzenden Steg gebogen und der zweite Steg auf die Spirale aufgesteckt. Wieder wird auf einfache Weise ein stabiles und kostengünstiges Mischelement geschaffen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird ein Abschnitt des Metallstreifens zu einem das Bauteil zumindest teilweise umgebenden Rahmen gebogen. Dieser ist insbesondere an den Querschnitt einer Rohrleitung, in die das Mischelement eingesetzt werden soll, angepaßt.
In einem letzten Verfahrensschritt können das Bauteil und/oder der Rahmen punktuell verschweißt oder gelötet werden. Auf diese Weise wird die Stabilität des Mischelements weiter erhöht. Auch flächige Verbindungen sind hier denkbar.
Vorzugsweise sind mehrere Ablenkelemente an den Metallstreifen angeformt, die gegenüber der Gitterebenen-Normalen geneigt werden. Die Ablenkelemente können beispielsweise gemeinsam mit dem Metallstreifen gestanzt werden.
Die Ablenkelemente lassen sich insbesondere zur Fixierung während des Biegens nutzen, das bevorzugt in einer Biegemaschine erfolgt.
Weiterhin kann der Metallstreifen vor dem Biegen mit Biegemarkierungen versehen werden, die beim Biegen von einer Biegemaschine als Halte- oder Orientierungspunkte genutzt werden.
An dieser Stelle sei angemerkt, daß sämtliche Details wie etwa die Ablenkelemente, Aussparungen bzw. Schlitze für Steckverbindungen sowie sonstige Markierungen, die am Metallstreifen durch Stanzen, Lasern oder anderweitig abtragende Bearbeitung erzeugt werden, vorzugsweise bereits vor dem Biegen des Metallstreifens zum gitterartigen Bauteil ausgeformt werden.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung mehrerer bevorzugter Ausführungsformen anhand der beigefügten Zeichnungen. In diesen zeigen:
1 eine Perspektivansicht eines Mischelements gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
2 eine Ansicht eines Metallstreifens, der das gitterartige Bauteil des Mischelements aus 1 bildet;
3 eine Seitenansicht einer Abgasanlage mit dem Mischelement aus 1;
4 eine Perspektivansicht eines Mischelements gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;
5 eine Draufsicht auf ein Mischelement gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung; und
6 eine Draufsicht auf ein Mischelement gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung.
1 zeigt ein erfindungsgemäßes statisches Mischelement 10, das ein von einem ringförmigen Rahmen 12 begrenztes gitterartiges Bauteil 14 aufweist, das in der gezeigten Ausführungsform durch mehrere parallel ausgerichtete erste Stege 16 sowie einen diese kreuzenden, hier insbesondere senkrecht zu den ersten Stegen 16 angeordneten zweiten Steg 18 gebildet ist.
Einstückig mit den ersten Stegen 16 sind mehrere Ablenkelemente 20 ausgebildet, die vom Bauteil 14 abstehen und gegenüber der Gitterebenen-Normalen N geneigt sind. Die Ablenkelemente 20 sind in mehreren zueinander parallelen Reihen 22, 24 angeordnet, wobei sämtliche Ablenkelemente 20 einer Reihe 22, 24 gleichsinnig geneigt sind. Die Ablenkelemente 20 der beiden unmittelbar nebeneinanderliegenden mittleren Reihen 22, die durch den zweiten Steg 18 voneinander getrennt werden, sind gleichsinnig geneigt, während die Ablenkelemente 20 der an die mittleren Reihen 22 angrenzenden äußeren Reihen 24 gegensinnig zu den Ablenkelementen 20 der mittleren Reihen 22 geneigt sind. Insbesondere sind nebeneinanderliegende Ablenkelemente 20 der mittleren Reihen 22 parallel zueinander ausgerichtet, und sämtliche Ablenkelemente 20 einer Reihe 22, 24 weisen den gleichen Neigungswinkel gegenüber der Gitterebenen-Normalen N auf, der zwischen 10° und 60°, vorzugsweise etwa 45° beträgt. Die hier trapezförmigen Ablenkelemente 20, die als Metallstanzteile ohne spanende Nachbearbeitung nach dem Stanzen ausgebildet sind, sind in Reihenlängsrichtung geneigt und verjüngen sich in Richtung vom Bauteil 14 weg. Die Länge der Ablenkelemente 20 entspricht im wesentlichen der Breite der Reihen 22, 24. Wie in 1 mit gestrichelten Linien angedeutet, können darüber hinaus auch Ablenkelemente 20 am zweiten Steg 18 sowie im Bereich des Rahmens 12 vorgesehen sein, die sich bezüglich der Hauptebene des gitterartigen Bauteils 14 auch in die andere Richtung als die übrigen Ablenkelemente 20 erstrecken können.
Wie aus 1 ersichtlich, sind das Bauteil 14 und der Rahmen 12, also das gesamte Mischelement 10, einstückig aus einem einzigen länglichen Metallstreifen 26 gebildet, insbesondere gebogen. Dabei weist der Metallstreifen 26 einen mittleren ersten Abschnitt 28 auf, der zu mehreren im wesentlichen parallelen, offenen U-förmigen Schlaufen 30 gebogen ist. Die zueinander parallelen Teilbereiche 32 der Schlaufen 30 bilden die ersten Stege 16. Zwischen den parallelen Teilbereichen 32 weisen die Schlaufen 30 Biegebereiche 34 auf, die am Rahmen 12 anliegen. Der Metallstreifen 26 weist außerdem einen an den ersten Abschnitt 28 anschließenden zweiten Abschnitt 36 auf, der den zweiten Steg 18 bildet und bei dem es sich um einen Randabschnitt des Metallstreifens 26 handelt. Ein dritter Abschnitt 38 des Metallstreifens 26, der als Randabschnitt auf der dem zweiten Abschnitt 36 entgegengesetzten Seite an den mittleren ersten Abschnitt 28 angrenzt, bildet den das Bauteil 14 umgebenden Rahmen 12.
Um die Stabilität des gitterartigen Bauteils 14 zu erhöhen, weist der zweite Abschnitt 36 mehrere Schlitze 40 auf, die zur Bildung von Kreuzungspunkten 41 des Bauteils 14 in entsprechende Schlitze 42 des ersten Abschnitts 28 gesteckt sind (siehe insbesondere 2).
Zur Herstellung des statischen Mischelements 10 wird zunächst der Metallstreifen 26 mit den im Bereich des mittleren ersten Abschnitts 28 (sowie ggf. im Bereich des zweiten Abschnitts 36 und im Bereich des dritten Abschnitts 38) angeformten Ablenkelementen 20 bereitgestellt und der erste Abschnitt 28 zu hier insgesamt drei Schlaufen 30 gebogen, deren parallele Teilbereiche 32 die ersten Stege 16 bilden. Anschließend wird der zweite Abschnitt 36 an der mit 44 bezeichneten Stelle um 90° nach unten gebogen (bezüglich der Darstellung in 1), und der auf diese Weise gebildete zweite Steg 18 wird auf die ersten Stege 16 aufgesteckt, indem die Schlitze 40 des zweiten Stegs 18 in die Schlitze 42 der ersten Stege 16 gesteckt werden. Dann wird der dritte Abschnitt 38, ausgehend von der Stelle 46, zu dem kreisförmigen, das Bauteil 14 umgebenden Rahmen 12 gebogen. Beim Biegen können die bereits an den Metallstreifen 26 angeformten Ablenkelemente 20 zur Fixierung, etwa in einer Biegemaschine, genutzt werden. Anschließend werden das Bauteil 14 und/oder der Rahmen 12 an den mit 48 bezeichneten Verbindungsstellen punktuell verschweißt oder gelötet. Insbesondere Widerstandsschweißen ist in diesem Zusammenhang denkbar. Schließlich werden die an den Metallstreifen 26 angeformten Ablenkelemente 20 nach oben oder unten aus ihrer Stellung parallel zum Metallstreifen 26 herausgebogen. Hierbei ist zu beachten, daß anstelle der in 1 gezeigten geraden Biegeachsen, die jeweils in der Ebene des Metallstreifens 26 liegen, auch dazu schräg angeordnete Biegeachsen denkbar sind, also die Ablenkelemente 20 relativ zum Metallstreifen 26 entlang ihrer Längsachse verkippt sind. Auch in sich gebogene Ablenkelemente 20 sind möglich. Natürlich ist die oben angegebene Reihenfolge der einzelnen Verfahrensschritte nicht zwingend.
3 zeigt ausschnittsweise eine Abgasanlage 50 für eine Verbrennungskraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, die ein abgasdurchströmtes Rohr 52 sowie eine Zuführeinrichtung 54 für ein Reduktionsmittel, hier wäßrige Harnstofflösung, aufweist. Bezüglich der durch den Pfeil P angedeuteten Strömungsrichtung des Abgases stromabwärts der Zuführeinrichtung 54 ist das Mischelement 10 angeordnet, wobei die Ablenkelemente 20 auf der stromabwärtigen Seite des Bauteils 14 positioniert sind. Zusätzlich können, wie bereits beschrieben, auch einige Ablenkelemente auf der stromaufwärtigen Seite vorgesehen sein. Die Gitterebenen-Normale N fällt auf der stromabwärtigen Seite mit der Längsachse des Rohres 52 zusammen. Stromabwärts des Mischelements 10 ist ein in der Figur nicht gezeigter SCR-Katalysator vorgesehen. Alternativ zur gezeigten Ausgestaltung kann es sich bei der Zuführeinrichtung 54 um einen Verdampfer für Kraftstoff handeln, der zusammen mit dem Mischelement 10 einem Partikelfilter vorgeschaltet ist.
Stromaufwärts des Mischelements 10, also auf der den Ablenkelementen 20 abgewandten Seite, ist das Rohr 52 gegenüber der Gitterebenen-Normalen N um 15° bis 60° (Winkel α) abgewinkelt, hier um etwa 45°. Wie aus 3 hervorgeht, ist das Rohr 52 längs der Reihen 22, 24 abgewinkelt, das heißt, das Abgas trifft in etwa senkrecht auf die in der Figur nach unten weisenden Ablenkelemente 20 der mittleren Reihen 22. Die Zuführung des Reduktionsmittels hingegen erfolgt unter einem Winkel zwischen 15° und 60° zur Zuströmrichtung des Abgases.
Im Betrieb wird zur Reduktion von im Abgas enthaltenen Stickoxiden über die Zuführeinrichtung 54 wäßrige Harnstofflösung (Verteilungsbahnen V) eingebracht, die durch das Mischelement 10 fein verteilt und verdampft wird. Dabei treffen eventuell vorhandene Tropfen auf die Ablenkelemente 20 auf und zerplatzen dadurch. Um die Verdampfung der Harnstofflösung und die Umwandlung in Ammoniak zu begünstigen, können die Ablenkelemente 20 bzw. das gesamte Mischelement 10 eine katalytisch aktive Beschichtung aufweisen (nicht gezeigt). In einer weiteren bevorzugten Anwendung dient das Mischelement 10 der Einmischung von oxidierbaren Substanzen, insbesondere Kraftstoffdampf, in einen Hauptstrom vor einem Oxidations- oder Reformierungskatalysator.
4 zeigt ein Mischelement 10 gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung, wobei im folgenden gleiche oder funktionsgleiche Bauteile gleiche Bezugszeichen tragen und lediglich auf die Unterschiede zur bisher beschriebenen ersten Ausführungsform eingegangen wird. Beim Mischelement 10 der 4 umgibt der Rahmen 12 das gitterartige Bauteil 14 nicht vollständig, und die Ablenkelemente 20 sind weniger regelmäßig ausgebildet und angeordnet. Insbesondere weisen die Ablenkelemente 20 bezüglich der Hauptebene des Bauteils 14 in unterschiedliche Richtungen und sind teilweise nicht trapezförmig. Zusätzlich fällt auf, daß hier der den Rahmen 12 bildende dritte Abschnitt 38 den mittleren Abschnitt des Metallstreifens 26 bildet, während der erste Abschnitt 28, der die Schlaufen 30 bildet, und der zweite Abschnitt 36, der den zweiten Steg 18 bildet, Randabschnitte sind. Bei der Herstellung wird hier vorzugsweise zunächst der erste Abschnitt 28 zu den Schlaufen 30 gebogen, dann der Rahmen 12 gebogen und im letzten Schritt der zweite Abschnitt 36 umgebogen und auf die Schlaufen 30 aufgesteckt.
Zusätzlich weist der Metallstreifen 26 mehrere als Aussparungen ausgebildete Biegemarkierungen 56 auf, mit denen er bereits vor dem Biegen versehen wurde. Die Biegemarkierungen 56 werden beim Biegen als Orientierungspunkte genutzt und bilden eine Art Sollknickstellen. Eine weitere Aussparung 58, die sowohl im ersten Abschnitt 28 als auch im dritten Abschnitt 38 vorgesehen ist, dient der Positionierung der durch den Biegebereich 34 gebildeten Innenlage zum Rahmen 12.
5 zeigt eine dritte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Mischelements 10, die sich von der Ausgestaltung nach 1 im wesentlichen dadurch unterscheidet, daß auf den zweiten Steg 18 (und damit auch den zweiten Abschnitt 36 des Metallstreifens 26) verzichtet wurde. Außerdem sind zusätzliche, nach innen weisende Ablenkelemente 20 im dritten Abschnitt 38, der den Rahmen 12 bildet, vorgesehen.
6 zeigt eine vierte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Mischelements 10, das sich von den bisher beschriebenen Mischelementen dadurch unterscheidet, daß der Metallstreifen 26 einen ersten Abschnitt 28' aufweist, der zu einer Spirale 60 gebogen ist. Dabei bildet die Spirale 60 gleichzeitig einen Teil des gitterartigen Bauteils 14 sowie einen dieses teilweise umgebenden Rahmen 12. Ein zweiter Abschnitt 36' des Metallstreifens 26 ist zu einem die Spirale 60 kreuzenden Steg 18' gebogen. Wieder weist der zweite Abschnitt 36' mehrere Schlitze auf, die in entsprechende Schlitze des ersten Abschnitts 28' gesteckt sind, um Kreuzungspunkte 41 des gitterartigen Bauteils 14 zu bilden. Die Ablenkelemente 20 sind hier im Bereich des ersten Abschnitts 28' angeordnet, bilden also ebenfalls eine Spirale, und weisen größtenteils bezüglich des Metallstreifens 26 nach innen. Alternativ könnte der radial innere Teil des gitterartigen Bauteils auch als offener oder geschlossener Ring ausgeführt sein, der einen radial nach außen zum Rahmen 12 weisenden Fortsatz besitzt.
Bei der Herstellung des Mischelements 10 wird zunächst der erste Abschnitt 28' zur Spirale 60 gebogen, anschließend der zweite Abschnitt 36' zum Steg 18' umgebogen und auf die Spirale 60 aufgesteckt. Anschließend werden die Ablenkelemente 20 gegenüber der Gitterebenen-Normalen geneigt. Ein Verschweißen oder Löten des gitterartigen Bauteils 14 ist bei dieser Ausführungsform allenfalls im Bereich der Kreuzungspunkte 41 erforderlich.

10: Mischelement
12: Rahmen
14: gitterartiges Bauteil
16: erste Stege
18, 18': (zweiter) Steg
20: Ablenkelemente
22: mittlere Reihen
24: äußere Reihen
26: Metallstreifen
28, 28': erster Abschnitt
30: Schlaufen
32: parallele Teilbereiche
34: Biegebereiche
36, 36': zweiter Abschnitt
38: dritter Abschnitt
40: Schlitze
41: Kreuzungspunkte
42: Schlitze
44: Stelle
46: Stelle
48: Verbindungsstelle
50: Abgasanlage
52: Rohr
54: Zuführeinrichtung
56: Biegemarkierung
58: Aussparung
60: Spirale
N: Gitterebenen-Normale
P: Strömungsrichtung
V: Verteilungsbahnen
α: Winkel zwischen Rohr und Gitterebenen-Normale

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- EP 1712751 A2 [0002]

Claims

Statisches Mischelement, insbesondere zur Anordnung in einer Abgasanlage (50) einer Verbrennungskraftmaschine, mit einem durchströmten gitterartigen Bauteil (14), dadurch gekennzeichnet, daß das Bauteil (14) einstückig aus einem länglichen Metallstreifen (26) gebildet ist.
Mischelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bauteil (14) durch Biegen gebildet ist.
Mischelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallstreifen (26) einen ersten Abschnitt (28) aufweist, der zu mehreren im wesentlichen parallelen Schlaufen (30) gebogen ist.
Mischelement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zueinander im wesentlichen parallele Teilbereiche (32) der Schlaufen (30) mehrere erste Stege (16) des gitterartigen Bauteils (14) bilden.
Mischelement nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlaufen (30) offen und U-förmig sind.
Mischelement nach Anspruch 4 oder Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallstreifen (26) einen zweiten Abschnitt (36) aufweist, der einen oder mehrere zweite Stege (18) bildet, die die ersten Stege (16) des Bauteils (14) kreuzen.
Mischelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallstreifen (26) einen dritten Abschnitt (38) aufweist, der einen das Bauteil (14) zumindest teilweise umgebenden Rahmen (12) bildet.
Mischelement nach den Ansprüchen 3 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlaufen (30) Biegebereiche (34) aufweisen, die am Rahmen (12) anliegen.
Mischelement nach den Ansprüchen 3, 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem ersten Abschnitt (28) um einem mittleren Abschnitt und bei dem zweiten und dritten Abschnitt (36, 38) um Randabschnitte des Metallstreifens (26) handelt.
Mischelement nach den Ansprüchen 3, 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem dritten Abschnitt (38) um einem mittleren Abschnitt und bei dem ersten und zweiten Abschnitt (28, 36) um Randabschnitte des Metallstreifens (26) handelt.
Mischelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallstreifen (26) einen ersten Abschnitt (28') aufweist, der zu einer Spirale (60) oder einem Ring gebogen ist.
Mischelement nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallstreifen (26) einen zweiten Abschnitt (36') aufweist, der zu einem die Spirale (60) oder den Ring kreuzenden Steg (18') gebogen ist.
Mischelement nach Anspruch 6 oder einem der Ansprüche 7 bis 10, sofern auf Anspruch 6 rückbezogen, oder den Ansprüchen 11 und 12, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Abschnitt (36, 36') mehrere Schlitze (40) aufweist, die in entsprechende Schlitze (42) des ersten Abschnitts (28, 28') zur Bildung von Kreuzungspunkten (41) gesteckt sind.
Mischelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere vom Bauteil (14) abstehende Ablenkelemente (20) vorgesehen sind, die gegenüber der Gitterebenen-Normalen (N) geneigt sind.
Mischelement nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablenkelemente (20) einstückig mit dem Metallstreifen (26) ausgebildet sind.
Mischelement nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablenkelemente (20) in mehreren zueinander parallelen Reihen (22, 24) angeordnet sind, wobei sämtliche Ablenkelemente (20) einer Reihe (22, 24) gleichsinnig geneigt sind.
Mischelement nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablenkelemente (20) wenigstens zweier unmittelbar nebeneinanderliegender mittlerer Reihen (22) gleichsinnig geneigt sind.
Mischelement nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablenkelemente (20) der an die mittleren Reihen (22) angrenzenden Reihen (24) zu denen der mittleren Reihen (22) gegensinnig geneigt sind.
Verfahren zur Herstellung eines statischen Mischelements (10) mit einem durchströmten gitterartigen Bauteil (14), gekennzeichnet durch folgende Schritte: – Bereitstellen eines länglichen Metallstreifens (26), – Biegen des Metallstreifens (26) zum gitterartigen Bauteil (14).
Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß das Bauteil (14) mehrere erste Stege (16) und wenigstens einen dazu senkrecht angeordneten zweiten Steg (18) aufweist, wobei ein erster Abschnitt (28) des Metallstreifens (26) zu mehreren im wesentlichen parallelen Schlaufen (30) gebogen wird, deren parallele Teilbereiche (32) die ersten Stege (16) bilden, ein zweiter Abschnitt (36) des Metallstreifens (26) zum zweiten Steg (18) gebogen wird und der zweite Steg (18) auf die ersten Stege (16) aufgesteckt wird.
Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster Abschnitt (28') des Metallstreifens (26) zu einer Spirale (60) oder einem Ring gebogen wird, ein zweiter Abschnitt (36') des Metallstreifens (26) zu einem die Spirale (60) oder den Ring kreuzenden Steg (18') gebogen wird und der zweite Steg (18') auf die Spirale (60) aufgesteckt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß ein Abschnitt (38) des Metallstreifens (26) zu einem das Bauteil (14) zumindest teilweise umgebenden Rahmen (12) gebogen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß das Bauteil (14) und/oder der Rahmen (12) punktuell verschweißt oder gelötet werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Ablenkelemente (20) an den Metallstreifen (26) angeformt sind, die gegenüber der Gitterebenen-Normalen (N) geneigt werden.
Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablenkelemente (20) zur Fixierung während des Biegens genutzt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallstreifen (26) vor dem Biegen mit Biegemarkierungen (56) versehen wird.