DE102013114111A1

DE102013114111A1 - Mischrohranordnung mit Gehäuse

Info

Publication number: DE102013114111A1
Application number: DE102013114111.0A
Authority: DE
Inventors: Joachim Gehrlein; Frank Terres; Andreas Lang; Gert Müller
Original assignee: Tenneco GmbH
Current assignee: Tenneco GmbH
Priority date: 2013-12-16
Filing date: 2013-12-16
Publication date: 2015-06-18
Also published as: EP3084163A1; US10072550B2; CN105940195A; CN105940195B; WO2015091242A1; EP3084163B1; US20160312680A1

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf einen Mischer 1 für eine Abgasanlage einer Verbrennungskraftmaschine zum Einmischen von Additiven in einen Abgasstrom mit mindestens einem eine Rohrachse 2.1 aufweisenden Einlassrohr 2, mit mindestens einem eine Rohrachse 3.1 aufweisenden Auslassrohr 3 und mit einem Gehäuse 4 zur Aufnahme des Einlassrohres 2 und des Auslassrohres 3, wobei das Auslassrohr 3 einen innerhalb des Gehäuses 4 angeordneten Innenteil 3.2 aufweist, der zwecks Ausleitung des Abgases aus dem Gehäuse 4 mit mindestens einer Ausströmöffnung 3.3 versehen ist, wobei das Gehäuse 4 einen ersten Gehäuseteil 4.1 mit einem ersten Gehäuserand 4a und mindestens einen zweiten Gehäuseteil 4.2 mit einem zweiten Gehäuserand 4b aufweist, wobei beide Gehäuseteile über den Gehäuserand 4a, 4b zumindest teilweise verbunden sind, und dass das Einlassrohr 2 einen innerhalb des Gehäuses 4 angeordneten Innenteil 2.2 aufweist, der zwecks Einleitung des Abgases in das Gehäuse 4 mit mindestens einer Einlassöffnung 2.3 versehen ist, wobei a) der jeweilige Gehäuserand 4a, 4b mindestens zwei Ausformungen 6.1–6.4 mit je einer Mittelachse 6a, 6b aufweist und/oder b) das jeweilige Gehäuseteil 4.1, 4.2 mindestens zwei Durchzüge 7.1–7.4 mit je einer Mittelachse 7a, 7b aufweist, und das jeweilige Rohr Lagerstellen 2.4, 2.5, 3.4, 3.5 aufweist, über die es innerhalb der Ausformungen 6.1, 6.2 oder innerhalb der Durchzüge 7.1, 7.2 gelagert ist, wobei i) das jeweilige Rohr bezüglich der Ausbildung der Lagerstellen 2.4, 2.5, 3.4, 3.5 symmetrisch ausgebildet ist und zwecks Montage in mindestens zwei verschiedenen Positionen R1, R2 in der jeweiligen Ausformung 6.1, 6.2 lagerbar ist oder ii) das Einlassrohr 2 und das Auslassrohr 3 bezüglich der Ausbildung der Lagerstellen 2.4, 2.5, 3.4, 3.5 gleich ausgebildet sind oder iii) beide Gehäuseteile 4.1, 4.2 über den Gehäuserand 4a, 4b in mehreren Positionen S1, S2 relativ zueinander verbindbar sind.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Mischer für eine Abgasanlage einer Verbrennungskraftmaschine bzw. eines Kraftfahrzeugs zum Einmischen von flüssigen und/oder gasförmigen Additiven in einen Abgasstrom mit mindestens einem eine Rohrachse aufweisenden Einlassrohr, mit mindestens einem eine Rohrachse aufweisenden Auslassrohr und mit einem Gehäuse zur Aufnahme des Einlassrohres und des Auslassrohres, wobei das Auslassrohr einen innerhalb des Gehäuses angeordneten Innenteil aufweist, der zwecks Ausleitung des Abgases aus dem Gehäuse mit mindestens einer Ausströmöffnung versehen ist.
Es ist bereits eine Mischrohranordnung mit Gehäuse aus der WO 2011/163395 A1 bekannt. Die Anordnung weißt ein Einlassrohr sowie ein Auslassrohr auf, die in bzw. an einem Gehäuse angeordnet sind. Das Einlassrohr verläuft hierbei in tangentialer Richtung zu dem zylindrisch ausgebildeten Gehäuse bzw. der Gehäusewand. Innerhalb der zylindrischen Gehäusewand ist das Auslassrohr angeordnet, wobei eine Mittelachse des Auslassrohres und eine Mittelachse des Gehäuses parallel versetzt zueinander angeordnet sind. Alternativ hierzu kann das Auslassrohr auch koaxial zum Gehäuse angeordnet sein. In einem weiteren Ausführungsbeispiel ist das Einlassrohr koaxial zum zylinderförmigen Gehäuse angeordnet, während das Auslassrohr in radialer Richtung zum Gehäuse platziert ist. Hierbei sind die Mittelachse des Einlassrohres und die Mittelachse des Auslassrohres in einer Ebene angeordnet. In einem weiteren Ausführungsbeispiel sind die Mittelachse des Einlassrohres und die Mittelachse des Auslassrohres parallel zueinander angeordnet, wobei das Einlassrohr und das Auslassrohr außerhalb der Gehäusemitte platziert sind.
Aus der DE 20 2007 010 324 U1 ist ein zweischaliges Abgasrohr zur Aufnahme einer Mischdüse bekannt. Das Abgasrohr weißt einen unteren Flansch zur Aufnahme eines Zuströmrohres auf, wobei ein Ausgangsflansch der Düse zur Aufnahme eines Abströmrohres dient.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Mischer derart auszubilden und anzuordnen, dass eine erweiterte Variabilität hinsichtlich des Einsatzes gewährleistet ist.
Gelöst wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1. Hierdurch wird erreicht, dass die relative Lage zwischen dem jeweiligen Rohr und dem Gehäuse und/oder die relative Lage der Rohre innerhalb des Gehäuses variiert werden kann. Diese Variation lässt sich wie folgt erreichen.

i) Durch unterschiedliche Ausrichtung des Einlassrohres oder des Auslassrohres in Bezug auf dieselbe Ausformung oder denselben Durchzug. Das Einlassrohr bzw. das Auslassrohr kann wahlweise gedreht werden, um die Ausrichtung von Ein- und Auslass, mithin die Abgasführung zu verändern. Diese Lageänderung kann nur für das Einlassrohr oder nur für das Auslassrohr Anwendung finden.
ii) Durch Vertauschen der Position des Einlassrohres mit der Position des Auslassrohres innerhalb des Gehäuses. Ergänzend zu Variante i) können durch Vertauschen weitere Ausgestaltungsvarianten des Mischers bzw. dessen Gasführungsgeometrie erreicht werden. Somit sind die Mittelachsen von jeweils zwei Ausformungen oder von zwei Durchzügen mit der Rohrachse des Einlassrohres und mit der Rohrachse des Auslassrohres in Überdeckung bringbar, so dass alternativ das Einlassrohr oder das Auslassrohr bezüglich der jeweiligen Position R1, R2 in der Gehäuseschale bzw. im dem Gehäuseteil oder in dem Gehäuseboden lagerbar ist.
iii) Durch eine Veränderung der relativen Lage beider Gehäuseteile bzw. Gehäuseschalen zueinander. In diesem Fall kann insbesondere beim Einsatz von Durchzügen die Gasführungsgeometrie unabhängig von der flexiblen Lagerung der Rohre nach den Varianten i) und ii) erreicht werden. Die in der jeweiligen Schale bzw. in dem Gehäuseboden angeordneten Rohre bzw. die damit einhergehende Gasführungsgeometrie wird durch Veränderung der relativen Lage beider Gehäuseschalen bzw. Gehäusewände zueinander variiert. Für die relativen Positionen S1, S2 kommt nicht nur ein rechter Winkel, sondern auch beliebige Winkel in Betracht.

Die Ausformung des jeweiligen Gehäuserandes gewährleistet eine Aufnahme des jeweiligen Rohres über jeweils einen Teilumfang von ca. 180°, so dass durch beide gegenüberliegende Ausformungen wie auch beim Durchzug eine Lagerung und Abdichtung des jeweiligen Rohres über den Umfang gewährleistet ist.
Vorteilhaft kann es hierzu auch sein, wenn jeweils zwei Ausformungen oder zwei Durchzüge eine gemeinsame gerade Mittelachse aufweisen. Mithin ist ein soweit gerades Einlassrohr und/oder ein gerades Auslassrohr anwendbar. Hinsichtlich dieser gleichen Form können beide Rohre in Bezug auf deren Position im Gehäuse auch getauscht werden.
Ferner kann es vorteilhaft sein, wenn alle Ausformungen oder alle Durchzüge den gleichen Durchmesser D aufweisen. Bei Vorliegen einer gleichen Lagergeometrie der beiden Rohre gewährleistet der gleiche Rohrdurchmesser D die Austauschbarkeit beider Rohre bzw. den beliebigen Wechsel der Position innerhalb des Gehäuses.
Vorteilhaft kann es auch sein, wenn innerhalb des jeweiligen Gehäuserandes mindestens eine weitere Ausformung mit einer Mittelachse vorgesehen ist, die mit Bezug zur Mittelachse der anderen Ausformung in einem Winkel α angestellt ist, wobei das Einlassrohr oder das Auslassrohr eine L-, T- oder Y-förmige Grundform F aufweist. Durch die Anwendung einer weiteren Ausformung ist eine Erweiterung der Anschlussgeometrie für den Mischer insgesamt gegeben. Für das Ein- und/oder Auslassrohr stehen drei Ausformungen in der jeweiligen Halbschale zur Verfügung, mithin drei Positionen für den Anschlusstutzen selbst sowie zwei Positionen für die weitere Lagerung des Ein- oder Auslassrohres.
Dabei kann es vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass der eine Teilungsebene E bildende Gehäuserand mit Bezug zu einer Normalen N der Teilungsebene E punktsymmetrisch oder mit Bezug zu einer Geraden G der Teilungsebene E achssymmetrisch ausgebildet ist. Während die achssymmetrische Ausbildung des Gehäuserandes eine Variation der relativen Lage beider Gehäuseteile in zwei Positionen verschwenkt um 180° zulässt, gewährleistet die punktsymmetrische Ausbildung zumindest eine Variation innerhalb von vier Positionen, also stufenweise um 90°.
Von besonderer Bedeutung kann für die vorliegende Erfindung sein, wenn das Gehäuseteil im Bereich des Gehäuserandes eine teilzylindrische Grundform F mit einer Mittelachse b oder eine teilkugelförmige Grundform F mit einem Mittelpunkt M sowie einem Innenradius ri und einem Außenradius ra aufweist, wobei für das Verhältnis zwischen dem Innenradius ri des ersten Gehäuserandes und dem Außenradius ra des zweiten Gehäuserandes gilt:
ri >= ra. Eine teilzylindrische Ausbildung der Grundform F gewährleistet eine vorzugsweise stufenlose Verschwenkung beider Gehäuseteile um die so gebildete Zylinderachse. Dies gewährleistet eine optimale Anpassung an die Bauraumverhältnisse bei der Montage. Ergänzend hierzu gewährleistet die teilkugelförmige Grundform F eine vorzugsweise stufenlose Relativ-Verschwenkung beider Gehäuseteile um den Kugelmittelpunkt, mithin um alle drei Raumachsen. Dies führt zu einer weiteren Optimierung hinsichtlich einer individuellen Anpassung bei der Montage. Dadurch, dass der Innenradius ri maximal die Größe des Außenradius ra aufweist, bilden beide Gehäuseteile im Bereich der teilzylindrischen bzw. teilkugelförmigen Ausprägung einen Schiebesitz, der besagte Anpassung der Relativ-Positionen um die Zylinderachse A einerseits bzw. den Kugelmittelpunkt M andererseits gewährleistet.
Im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Ausbildung und Anordnung kann es von Vorteil sein, wenn die Einlassöffnung und/oder die Ausströmöffnung durch eine oder mehrere Ausnehmungen gebildet ist, die wahlweise als Drallklappe ausgebildet sind.
Die Ausprägung der Einlassöffnung als Perforation in Form von Ausnehmungen gewährleistet eine Vereinheitlichung bzw. Vergleichmäßigung des in den Mischer eintretenden Gasstroms. Betreffend die Ausströmöffnungen des Auslassrohres gewährleistet die Ausprägung als Drallklappe eine gute Einmischung des im Auslassrohr eingebrachten Additivs.
Vorteilhaft kann es ferner sein, wenn die Einlassöffnung und/oder die Ausströmöffnung einen hydraulischen Querschnitt Q aufweist, der in Bezug zu dem Verlauf der Rohrachse variiert. Durch Variation des hydraulischen Querschnitts Q der Ein- oder Ausströmöffnungen erfolgt eine weitere Optimierung der Vergleichmäßigung des Abgasstroms einerseits sowie der Einmischung des Additivs andererseits. Letzteres vor dem Hintergrund des über die Länge der Rohre variierenden dynamischen Drucks der Strömung.
Außerdem kann es vorteilhaft sein, wenn der hydraulische Querschnitt Q mit Bezug zu der Strömungsrichtung des Abgases zunimmt. Durch die Zunahme des hydraulischen Querschnitt Q wird die Einmischung bzw. Vermischung zum Ende der Mischkammer erleichtert.
Ferner kann es vorteilhaft sein, wenn mit Bezug zu der Strömungsrichtung des Abgases nach dem Auslassrohr ein Mischelement vorgesehen ist. Die ergänzende Anordnung eines Mischelementes gewährleistet eine weitere Optimierung des Eintrags des Additivs in den Gasstrom. Zudem gewährleistet das weitere Mischelement eine zeitlich verzögerte Beimischung eines weiteren Additivs.
Dabei kann es von Vorteil sein, wenn eine Additivzuführeinheit zum Einbringen des Additivs in das Gehäuse oder in das Einlassrohr oder in das Auslassrohr vorgesehen ist. Vorzugsweise erfolgt die Einmischung des Additivs erst im Auslassrohr, nachdem die Abgasströmung über das Einlassrohr vereinheitlicht ist und soweit symmetrisch in das Einlassrohr eintritt.
Schließlich kann es von Vorteil sein, wenn das Ein- oder Auslassrohr konisch ausgebildet ist. Die konische Ausbildung des Ein- und/oder Auslassrohres gewährleistet eine weitere Beeinflussung der Strömungsverhältnisse, insbesondere mit Rücksicht auf den hydraulischen Querschnitt Q der Perforation bzw. der Drallklappen. Durch Verjüngung des Rohres wird der Gasfluss bzw. der dynamische Druck des Gases erhöht, was wiederum zu einer Erhöhung der durch die Perforation bzw. die Drallklappen tretenden Strömung führt.
Vorteilhaft kann es hierzu auch sein, wenn das erste Gehäuseteil und das zweite Gehäuseteil jeweils als Gehäuseschale oder als Gehäuseboden ausgebildet ist, wobei ein Gehäusemantel vorgesehen ist, der zusammen mit dem jeweiligen Boden das Gehäuse bildet. Durch Anwendung von Gehäuseschalen wird die Montage insgesamt vereinfacht. Das Gehäuse besteht in diesem Fall aus lediglich zwei Bauteilen, die aufgrund der Anschlussgeometrie des Gehäuserandes wie vorgehend beschrieben in verschiedenen Relativ-Positionen zueinander ausgerichtet und verbunden werden können. Dieser Variation überlagert können die Ein- und Auslassrohre innerhalb der Ausformungen bzw. Durchzüge variiert werden, was insgesamt einen sehr einfachen Aufbau und eine Vielzahl von Variationsmöglichkeiten gewährleistet.
Auch die Ausbildung des Gehäuses als Wickelgehäuse, d. h. die Anwendung von Gehäuseböden und einem Gehäusemantel, gewährleistet die vorstehend genannten Variationsmöglichkeiten hinsichtlich der relativen Lage der Gehäuseteile einerseits und der Rohre andererseits. Das Gehäuse selbst besteht dann zumindest aus drei Bauteilen, die der gewünschten Lage nach zu verbinden sind.
Das Gehäuse kann nach beliebigen Fertigungsverfahren hergestellt werden, wie bspw. als Schalengehäuse oder auch als Wickelgehäuse.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sind in den Patentansprüchen und in der Beschreibung erläutert und in den Figuren dargestellt. Es zeigen:
1a eine Teilansicht des Mischers 1 mit Ein- und Auslassrohr 2, 3 in der unteren Gehäuseschale 4.1;
1b eine Ansicht nach 1a mit gedrehter Anordnung des Einlassrohres 2;
2a eine Seitenansicht des Mischers 1 nach 1 mit beiden Gehäuseschalen 4.1, 4.2;
2b eine Seitenansicht nach 1b;
3a eine weitere Ausführungsform in einer Teilansicht gemäß den
1a, 1b mit einer weiteren Ausformung 6.5 für das Einlassrohr 2;
3b eine weitere Ausführungsform in einer Teilansicht gemäß der 3a mit Anstellung des Auslassrohres 3 um den Winkel α;
4a, b eine perspektivische Ansicht des Mischers 1 von oben mit achsensymmetrischer Ausführung der Gehäuseflansche 4a, 4b und dem Auslassrohr 3 in gedrehter Ausführung;
5a, b eine Seitenansicht gemäß 4a, b;
6a, b Ausführungsbeispiel gemäß 4a, b, jedoch mit punktsymmetrischer Ausführung der Gehäuseflansche 4a, 4b und dem Einlassrohr 3 in verschwenkter Ausführung;
7a, b weitere Ausführungsform der punktsymmetrischen Ausgestaltung mit kreisförmigen Gehäuseflanschen 4a, 4b in verschiedenen Positionen S1, S2;
8a, b eine Ausführungsform mit teilzylindrischer Grundform F in der Ansicht von oben mit Verschwenkwinkel β;
9a, b eine Schnittdarstellung gemäß 8a, b;
10a, b eine Ausführungsform mit teilkugelförmiger Grundform F in der Schnittdarstellung und Anwendung der Verschwenk-Winkel α und β;
11a, b eine Ansicht gemäß 10a, b von oben;
12a, b ein Ein- und Auslassrohr 2, 3 in konischer Ausführung;
13 eine Ausführungsform als Wickelgehäuse;
14 ein Abgassystem 9 mit integriertem Mischer 1.
Ein in 1a dargestellter Mischer 1 weist ein Gehäuse 4 mit einem als Gehäuseschale ausgebildeten ersten Gehäuseteil 4.1 auf, in dem vier Ausformungen 6.1, 6.1', 6.2, 6.2' vorgesehen sind, wobei in den Ausformungen 6.1, 6.1' ein Einlassrohr 2 in einer Position R1 sowie in den Ausformungen 6.2, 6.2' ein Auslassrohr 3 in der Position R1 angeordnet sind. Das jeweilige Rohr 2, 3 weist Lagerstellen 2.4, 2.5, 3.4, 3.5 auf, über die es in der jeweiligen Ausformung gelagert ist. Der Mischer 1 wird gemäß 2a durch ein zweites, ebenfalls als Gehäuseschale ausgebildetes Gehäuseteil 4.2 verschlossen, welches in der Darstellung gemäß 1a nicht gezeigt ist. Das Gehäuseteil 4.2 weist die korrespondierenden Ausformungen 6.3, 6.4, 6.3', 6.4' auf. Das Einlassrohr 2 weist im Bereich eines Innenteils 2.2 mehrere als Perforation ausgebildete Ausnehmungen 2a, 2b auf, wobei ein hydraulischer Querschnitt Q der Perforation 2a kleiner ist als der der Perforation 2b. Zwecks Anschluss an ein nicht weiter dargestelltes Abgasrohr ist das Einlassrohr 2 über die jeweilige Ausformung 6.1, 6.3 nach außen geführt. Ergänzend hierzu ist das Auslassrohr 3 über die Ausnehmungen 6.2, 6.4 gelagert und weist ebenfalls im Bereich eines Innenteils 3.2 eine Ausströmöffnung 3.3 auf. Die Ausströmöffnung 3.3 ist gebildet aus mehreren Ausnehmungen 3a, 3b die wiederum als Drallklappe ausgebildet sind. Außerhalb des Gehäuses 4 sind eine Einspritzdüse 5 für Additiv sowie ein weiteres Mischelement 8 vorgesehen.
Zwecks Verbindung der ersten Gehäuseschale 4.1 weist diese einen ersten Gehäuserand 4a auf, der gemäß 2a mit einem Gehäuserand 4b der zweiten Gehäuseschale 4.2 zumindest teilweise zur Anlage bringbar ist. Dort, wo die Gehäuseränder 4a, 4b gegeneinander zur Anlage bringbar sind, bilden diese eine Teilungsebene E für das Gehäuse 4. Sowohl das Einlassrohr 2 als auch das Auslassrohr 3 weisen eine Rohrachse 2.1, 3.1 auf, die koaxial zu einer Mittelachse 6a, 6b der jeweiligen Ausformungspaarung 6.1, 6.3 und 6.2, 6.4 ausgerichtet sind.
Gemäß dem Ausführungsbeispiel nach 1b ist das Einlassrohr 2 im Gegensatz zur Ausführungsform nach 1a um 180° gedreht. Das Eingangsrohr 2 befindet sich in einer Position R2, während das Auslassrohr 3 in der Position R1 verblieben sind. Das Einlassrohr 2 weist im Bereich seiner Lagerstellen 2.4, 2.5, also im Bereich der jeweiligen Ausformung 6.1, 6.3, gleich große Durchmesser D auf, sodass dieses ohne Weiteres um 180° gedreht werden kann. Die beiden Gehäuseschalen 4.1, 4.2 bleiben gemäß 2b in derselben relativen Position S1 zueinander. Gleiches ist auch für das Auslassrohr anwendbar.
Grundsätzlich ist es auch möglich, dass das Auslassrohr 3 und/oder beide Rohre 2, 3 verschwenkt bzw. gedreht werden, um so den jeweiligen Einbauverhältnissen Rechnung zu tragen.
Gemäß der Ausführungsform nach 3a weist das Gehäuse 4 eine weitere Ausformung 6.5 auf, die hier lediglich in der ersten Gehäuseschale 4.1 dargestellt ist. Das Einlassrohr 2 ist in dieser Ausführungsform sowohl in den Ausformungen 6.1, 6.3 als auch in der Ausformung 6.5 gelagert. Es ist im der Grundform nach T-förmig und weist ergänzend zu dem perforierten Innenteil 2.2 einen über die Ausformung 6.5 nach außen geführten Anschlussstutzen 2.6 mit einer Mittelachse 6c auf.
Nach dem Ausführungsbeispiel gemäß 3b ist die Mittelachse 6b der Ausformungen 6.2, 6.4 gegenüber der Mittelachse 6a in einem Winkel α angestellt. Zwecks Anpassung an die Einbausituation kann insbesondere ein Verschwenken des Ein- oder Auslassrohres 2, 3 im Gehäuse 4 bzw. innerhalb der jeweiligen Gehäuseschale 4.1, 4.2 gewährleistet werden.
Nach dem Ausführungsbeispiel gemäß 4a bis 11b sind die Rohre 2, 3 im Unterschied zu den Ausführungsbeispielen gemäß 1a bis 3b innerhalb von Durchzügen 7.1, 7.2, 7.3, 7.4 in der jeweiligen Gehäuseschale 4.1, 4.2 gelagert. Wie in 5a zu sehen, ist das Einlassrohr 2 in der unteren Gehäuseschale 4.2 angeordnet, während das Auslassrohr 3 in der oberen Gehäuseschale 4.1 platziert ist. Sowohl die obere Gehäuseschale 4.1 als auch die untere Gehäuseschale 4.2 befinden sich jeweils in einer Position S1. Die Mittelachsen/a, 7b der Durchzüge sind koaxial zu den Rohrmittelachsen 2.1, 3.1 angeordnet.
Das Einlassrohr 2 ist innerhalb der Durchzüge 7.2, 7.4 gelagert, während das Auslassrohr 3 innerhalb der Durchzüge 7.1, 7.3 gelagert ist. Beide Gehäuseteile 4.1, 4.2 weisen wiederum einen nicht näher dargestellten Gehäuserand 4a auf, der die Teilungsebene E bildet. Dieser Gehäuserand 4a ist mit Bezug zu einer Geraden G achsensymmetrisch ausgebildet und weist eine hier beispielhaft dargestellte rechteckige Grundform F auf. Aufgrund dieser Grundform F lassen sich, wie in dem Ausführungsbeispiel nach 4b in Verbindung mit 5b zu sehen, beide Gehäuseschalen 4.1, 4.2 um 180° verschwenken, während das Ein- und das Auslassrohr 2, 3 in der jeweiligen Schale 4.2, 4.1 verbleiben.
Nach 4b, 5b wurde die Gehäuseschale 4.1 ausgehend von der Ausführungsform 4a, 5a von der Position S1 verschwenkt in die Position S2.
Nach dem Ausführungsbeispiel gemäß 6a ist der nicht weiter dargestellte Gehäuserand 4a quadratisch, mithin bezüglich einer Normalen N der Teilungsebene E punktsymmetrisch ausgebildet, sodass die beiden Gehäuseschalen 4.1, 4.2 um 90° verschwenkt werden können. Gemäß den Ausführungsformen nach 6a, 6b erfolgt die Verschwenkung um 90° nach rechts. Weitere Verschwenkmöglichkeiten um entsprechend 180° oder 270° bzw. –90° sind selbstverständlich auch möglich.
Nach 6a befindet sich die erste Gehäuseschale 4.1 in der Position S1 und die zweite Gehäuseschale 4.2 in der Position S1. In der Ausführungsform gemäß 6b befindet sich die erste Gehäuseschale 4.1 in einer Position S2 und die zweite Gehäuseschale 4.2 in der Position S1. Mithin ergibt sich eine Verschwenkung beider Gehäuseschalen 4.1, 4.2 um den Winkel α um 90°.
Nach der Ausführungsform gemäß 7a, 7b ist das Gehäuse 4 bzw. der Rand 4a nicht quadratisch, wie nach den 6a, 6b, sondern rund ausgebildet. Durch die runde Ausbildung ist eine Verschwenkung der beiden Gehäuseschalen 4.1, 4.2 um beliebige Winkel α möglich.
Nach dem Ausführungsbeispiel gemäß 8a, 8b bzw. 9a, 9b weist die Gehäuseschale 4.1, 4.2 im Bereich des jeweiligen Gehäuserandes 4a, 4b eine teilzylindrische Grundform F mit einer Zylinderachse A auf. Die erste Gehäuseschale 4.1 weist einen Außenradius ra auf, der größer gleich einem Innenradius ri der zweiten Gehäuseschale 4.2 ist, so dass sich zwischen beiden Gehäuseschalen 4.1, 4.2 ein zylinderförmiger Schiebesitz ergibt. Über diesen Schiebesitz können beide Gehäuseschalen 4.1, 4.2 stufenlos um einen Winkel β relativ zueinander verschwenkt werden. Eine gemeinsame Teilungsebene E liegt nicht mehr vor. Vielmehr weist jede Gehäuseschale 4.1, 4.2 eine Abschlussebene E, E' auf, die durch den Gehäuserand aufgespannt wird.
Nach den Ausführungsbeispielen gemäß 10a, 10b sowie 11a, 11b weisen die beiden Gehäuseschalen 4.1, 4.2 im Bereich des Gehäuserandes 4a, 4b eine teilkugelförmige Grundform F mit einem Mittelpunkt M auf. Die teilkugelförmige Grundform F der ersten Gehäuseschale 4.1 weist einen Außenradius ra auf, der größer gleich dem Innenradius ri der zweiten Gehäuseschale 4.2 ist. Somit ergibt sich zwischen beiden Gehäuseschalen 4.1, 4.2 ein teilkugelförmiger Schiebesitz mit einem Mittelpunkt M. Wie in der Ausführungsform gemäß 10b, 11b zu sehen ist, können beide Gehäuseschalen 4.1, 4.2 relativ zueinander sowohl um den Winkel α als auch um die Winkel β und δ, also um alle drei Raum- bzw. Verschwenkachsen a, b, c stufenlos verschwenkt werden. Eine Verschwenkung um die Verschwenkachse c, bzw. den Winkel δ ist nicht dargestellt.
Nach der Ausführungsform gemäß 12a, 12b ist das Einlassrohr 2 bzw. das Auslassrohr 3 in konischer Grundform F ausgebildet, wobei eine Einlassöffnung 2.3 bzw. die Auslassöffnung 3.3 auf den jeweiligen Innenteil 2.2, 3.2 beschränkt ist.
Nach der Ausführungsform gemäß 13 ist das Gehäuse 4 als Wickelgehäuse ausgebildet mit einem ersten und zweiten Gehäuseboden 4.1, 4.2 sowie einem Gehäusemantel 4.3. Ähnlich wie bei der Ausführungsform gemäß 1a können sowohl das Ein- als auch das Auslassrohr 2, 3 innerhalb der Durchzüge 7.1, 7.2 angeordnet werden. Die jeweilige Position R1, R2 kann also getauscht werden.
Nach 14 ist ein Abgassystem 9 mit einem Schalldämpfergehäuse 9.1 und einem Abgasrohr 9.2 vorgesehen, wobei der Mischer 1 in das Schalldämpfergehäuse 9.1 vollständig integriert ist.
Bezugszeichenliste

1: Mischer
2: Einlassrohr
2.1: Rohrachse
2.2: Innenteil
2.3: Einlassöffnung, Perforation
2.4: Lagerstelle
2.5: Lagerstelle
2.6: Anschlusstutzen
2a: Ausnehmung
2b: Ausnehmung
3: Auslassrohr
3.1: Rohrachse
3.2: Innenteil
3.3: Ausströmöffnung
3.4: Lagerstelle
3.5: Lagerstelle
3a: Ausnehmung, Drallklappe
3b: Ausnehmung, Drallklappe
4: Gehäuse
4.1: erster Gehäuseteil, erste Gehäuseschale, erster Gehäuseboden
4a: erster Gehäuserand, Verbindungsflansch
4.2: zweiter Gehäuseteil, zweite Gehäuseschale, zweiter Gehäuseboden
4b: zweiter Gehäuserand, Verbindungsflansch
4.3: Gehäusemantel
5: Additivzuführeinheit, Einspritzdüse
6.1: Ausformung
6.1': Ausformung
6.2: Ausformung
6.3: Ausformung
6.4: Ausformung
6.5: Ausformung
6a: Mittelachse
6b: Mittelachse
6c: Mittelachse
7.1: Durchzug
7.2: Durchzug
7.3: Durchzug
7.4: Durchzug
7a: Mittelachse
7b: Mittelachse
8: Mischelement
9: Abgasanlage
9.1: Schalldämpfer
9.2: Abgasrohr
α: Winkel
β: Winkel Winkel
A: Zylinderachse
a: Verschwenkachse
b: Verschwenkachse; Mittelachse
c: Verschwenkachse
D: Durchmesser
E: Teilungsebene, Abschlussebene
E': Abschlussebene
F: Grundform von 4a, 4b
G: Gerade von E
M: Mittelpunkt
N: Normale zu E
Q: Querschnitt, hydraulisch
R1: Position
R2: Position
ri: Innenradius von F
ra: Außenradius von F
S1: Position
S2: Position

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 2011/163395 A1 [0002]
DE 202007010324 U1 [0003]

Claims

Mischer (1) für eine Abgasanlage einer Verbrennungskraftmaschine zum Einmischen von Additiven in einen Abgasstrom mit mindestens einem eine Rohrachse (2.1) aufweisenden Einlassrohr (2), mit mindestens einem eine Rohrachse (3.1) aufweisenden Auslassrohr (3) und mit einem Gehäuse (4) zur Aufnahme des Einlassrohres (2) und des Auslassrohres (3), wobei das Auslassrohr (3) einen innerhalb des Gehäuses (4) angeordneten Innenteil (3.2) aufweist, der zwecks Ausleitung des Abgases aus dem Gehäuse (4) mit mindestens einer Ausströmöffnung (3.3) versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (4) einen ersten Gehäuseteil (4.1) mit einem ersten Gehäuserand (4a) und mindestens einen zweiten Gehäuseteil (4.2) mit einem zweiten Gehäuserand (4b) aufweist, wobei beide Gehäuseteile (4.1, 4.2) über den Gehäuserand (4a, 4b) zumindest teilweise verbunden sind, und dass das Einlassrohr (2) einen innerhalb des Gehäuses (4) angeordneten Innenteil (2.2) aufweist, der zwecks Einleitung des Abgases in das Gehäuse (4) mit mindestens einer Einlassöffnung (2.3) versehen ist, wobei a) der jeweilige Gehäuserand (4a, 4b) mindestens zwei Ausformungen (6.1–6.4) mit je einer Mittelachse (6a, 6b) aufweist und/oder b) das jeweilige Gehäuseteil (4.1, 42) mindestens zwei Durchzüge (7.1–7.4) mit je einer Mittelachse (7a, 7b) aufweist, und das jeweilige Rohr Lagerstellen (2.4, 2.5, 3.4, 3.5) aufweist, über die es innerhalb der Ausformungen (6.1, 6.2) oder innerhalb der Durchzüge (7.1, 7.2) gelagert ist, wobei i) das jeweilige Rohr bezüglich der Ausbildung der Lagerstellen (2.4, 2.5, 3.4, 3.5) symmetrisch ausgebildet ist und zwecks Montage in mindestens zwei verschiedenen Positionen R1, R2 in der jeweiligen Ausformung (6.1, 6.2) lagerbar ist oder ii) das Einlassrohr (2) und das Auslassrohr (3) bezüglich der Ausbildung der Lagerstellen (2.4, 2.5, 3.4, 3.5) gleich ausgebildet sind oder iii) beide Gehäuseteile (4.1, 4.2) über den Gehäuserand (4a, 4b) in mehreren Positionen S1, S2 relativ zueinander verbindbar sind.
Mischer (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils zwei Ausformungen (6.1, 6.2) oder zwei Durchzüge (7.1, 7.2) eine gemeinsame gerade Mittelachse (6a, 7a) aufweisen.
Mischer (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass alle Ausformungen (6.1, 6.2) oder alle Durchzüge (7.1, 7.2) den gleichen Durchmesser D aufweisen.
Mischer (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des jeweiligen Gehäuserandes (4a, 4b) mindestens eine weitere Ausformung (6.5) mit einer Mittelachse (6c) vorgesehen ist, die mit Bezug zur Mittelachse (6a, 6b) der anderen Ausformung (4a, 4b) in einem Winkel α angestellt ist, wobei das Einlassrohr (2) oder das Auslassrohr (3) eine L-, T- oder Y-förmige Grundform F aufweist.
Mischer (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der eine Teilungsebene E bildende Gehäuserand (4a, 4b) mit Bezug zu einer Normalen N der Teilungsebene E punktsymmetrisch oder mit Bezug zu einer Geraden G der Teilungsebene E achssymmetrisch ausgebildet ist.
Mischer (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuseteil (4.1, 4.2) im Bereich des Gehäuserandes (4a, 4b) eine teilzylindrische Grundform F mit einer Mittelachse b oder eine teilkugelförmige Grundform F mit einem Mittelpunkt M sowie einem Innenradius ri und einem Außenradius ra aufweist, wobei für das Verhältnis zwischen dem Innendurchmesser ri des ersten Gehäuserandes (4a) und dem Außendurchmesser ra des zweiten Gehäuserandes (4b) gilt: ri >= ra.
Mischer (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlassöffnung (2.3) und/oder die Ausströmöffnung (3.3) durch eine oder mehrere Ausnehmungen (2a, 2b, 3a, 3b) gebildet ist, die wahlweise als Drallklappe ausgebildet sind.
Mischer (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlassöffnung (2.3) und/oder die Ausströmöffnung (3.3) einen hydraulischen Querschnitt Q1, Q2 aufweist, der in Bezug zu dem Verlauf der Rohrachse (2.1, 3.1) variiert.
Mischer (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der hydraulische Querschnitt Q1, Q2 mit Bezug zu der Strömungsrichtung des Abgases zunimmt.
Mischer (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mit Bezug zu der Strömungsrichtung des Abgases nach dem Auslassrohr (3) ein Mischelement (8) vorgesehen ist.
Mischer (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Additivzuführeinheit (5) zum Einbringen des Additivs in das Gehäuse (4) oder in das Einlassrohr (2) oder in das Auslassrohr (3) vorgesehen ist.
Mischer (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ein- oder Auslassrohr (2, 3) konisch ausgebildet ist.
Mischer (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Gehäuseteil (4.1) und das zweite Gehäuseteil (4.2) als a) Gehäuseschale ausgebildet ist oder b) als Gehäuseboden ausgebildet ist, wobei ein Gehäusemantel (4.3) vorgesehen ist, der zusammen mit beiden Gehäusewänden (4.1, 4.2) das Gehäuse (4) bildet.
System (9) bestehend aus einer Abgasanlage einer Verbrennungskraftmaschine mit einem Mischer (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
System (9) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schalldämpfergehäuse (9.1) vorgesehen ist, wobei der Mischer (1) zumindest teilweise in das Schalldämpfergehäuse (9.1) integriert ist.