DE2558816B2 - Reaktor für die Nachverbrennung der Abgase einer Brennkraftmaschine - Google Patents
Reaktor für die Nachverbrennung der Abgase einer BrennkraftmaschineInfo
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- F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
- F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
- F01N3/24—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
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Description
Die Erfindung betrifft einen Reaktor für die Nachverbrennung der Abgase einer Brennkraftmaschine mit einem hohlzylindrischen Gehäuse und darin
kozentrisch angeordnetem, an einer Stelle fest an dem Gehäuse und an anderer Stelle in einer Gleithalterung
befestigten Kern, sowie mindestens einer maschinenseitigen Einlaßöffnung und einer auspuffseitigen AuslaS-öffnung.
Generell dient ein solcher Reaktor dazu, im Wege der Oxidation schädliche Anteile (beispielsweise Kohlenwasserstoff oder Kohlenmonoxyd) aus Abgasen einer
Brennkraftmaschine zu beseitigen. Hierzu ist ein Reaktor der eingangs genannten Art bekannt (DE-OS
21 Ol 643). Der Reaktorkern ist dabei mittig durch einen Schraubbolzen mit Mutter fest mit dem Gehäuse und
seitlich durch Übergreifen eines Auslaß-Rohrstutzens bzw. Zapfens in axialer Richtung verschiebbar mit dem
Gehäuse verbunden. Nachteilig ist, daß die Gleithalterung des Kerns nicht ausreicht, den Reaktor vor
Schwingungen zu schützen, die von der Brennkraftmaschine her übertragen werden. Diese Schwingungen
können derart groß sein, daß eines der Enden des Kerns
von der Gleithalterung auf dem Zapfen oder dem Auslaß-Rohrstutzen abrutscht, damit nicht mehr geführt
wird und im weiteren Betrieb die Zerstörung des Kerns verursacht. Nachteilig ist ferner, daß sich dann auch das
Isoliermaterial verschieben kann, welches in dem bekannten Reaktor dazu dient, die Wärmeemission zu
reduzieren und damit die Reaktortemperatur so hoch wie nur möglich zu halten. Die beschriebenen Nachteile
werden durch die Wärmedehnung des Kerns noch verstärkt Der bekannte Reaktor besitzt keine ausreichend lange Lebensdauer, da das Problem der
Gleithalterung des Kerns in Bezug zum äußeren Gehäuse nicht sicher gelöst ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für Reaktoren der eingangs genannten Art eine gegenüber
den auftretenden Schwingungen und thermischen Dehnungen sichere Gleithalterung zu schaffen, so daß
eine längere Lebensdauer und ein stabiles Betriebsverhalten des Reaktors gewährleistet sind und ein
wesentlich niedrigerer Geräuschpegel auftritt
Die Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß
die Gleithalterung aus einem Schnjubbolzen mit einer
Mutter besteht, auf dem zwischen Schraubbolzenkopf und einer Gegenhalterung des Schraubbolzens mit Spiel
ein zwei Flansche und dazwischen einen Längsschlitz für den Schraubbolzen aufweisendes Haltestück angeordnet ist, welches mit den Flanschen an dem Kern
befestigt ist Hiermit wird eine Gleithalterung bereitgestellt, die bei ausreichender Verschie'bbarkeit des Kerns
über den durch die Länge des Längsschlitzes vorgegebenen Weg eine sichere Befestigung darstellt, welche
weder durch die auftretenden Wärmedehnungen, noch durch Schwingungen der Brennkraftmaschine gelöst
werden kann. Vorteilhaft ist bei der erfindungsgemäßen Gleithalterung ferner, daß Schraublxalzen und Mutter
nach erfolgter Montagu hinsichtlich ihrer Vorspannung präzise einstellbar sind, so daß eine genaue, auf das
Schwingungsverhalten der Brennkraftmaschine und die Eigenschaften der Abgase abgestimmte Herstellung
ermöglicht ist
Zweckmäßigerweise ist der Schraubbolzenkopf oder die Gegenhalterung mit dem Schraubbolzen verschweißt, wobei der jeweils andere Teil einteilig mit
dem Schraubbolzen ausgebildet ist
Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel des Reaktors der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung
beschrieben. In der Zeichnung zeigt
Fig.2 eine Schnittansicht des Reaktors der Fig. 1
gemäß Linie H-II,
F i g. 3 eine vergrößert gezeichnete Schnittansicht, in Form eines vergrößerten Ausschnitts aus F i g. 2, eines
Haltestücks und eines Schraubbolzens,
F i g. 5 eine andere Ausführungsform der Verbindung zwischen Reaktorgehäuse und Kern.
Wie aus der Zeichnung, in der jeweils gleiche Bezugsziffern ähnliche oder vergleichbare Bauteile
bezeichnen, ersichtlich ist, besteht das Reaktorgehäuse I eines Reaktors der in den F i g. 1 und 2 dargestellten Art
aus zwei halbzylindrischen Hälften la und \b, die über
eine Schraube 2 miteinander verbunden sind.
Der Reaktor weist eine am Zylinderkopf H einer Brennkraftmaschine £ befestigte Eiiiilaßleitung Ie und
eine an einem Auspuffrohr 10der Brennkraftmaschine E
angeschlossene Auslaßleitung l/"auf.
Im Innern des Reaktorgehäuses 1 befinden sich innere und äußere Kerne 4 und 5 aus dünnem Blech,
beispielsweise aus rostfreiem Stahlblech, die relativ zum Reaktorgehäuse 1 im wesentlichen konzentrisch angeordnet sind und eine Nachverbrennungskammer
bilden.
Die von einer Auslaßöffnung P der Brennkraftmaschine E ausgestoßenen Abgase werden über ein
Einlaßkanal-Buchsenstück 8 in der Reaktoreinlaßleitung le in den inneren Kern 5 eingeleitet und können sodann
um die beiden offenen Endabschnitte des inneren Kerns 5 herum in den Raum zwischen den inneren und äußeren
Kernen 5 und 4 sowie weiter über ein Auslaßkanal-BuchsenMück 9, das mit dem äußeren Kern 4 in
Verbindung steht, zu dem mit der Auslaßleitung \f verbundenen Auspuffrohr 10 gelangen. Zwischen dem
Reaktorgehäuse 1 und dem äußeren Kern 4 ist eine Isolierung 3 angeordnet, die beispielsweise aus keramischen Fasern besteht.
Wie aus Fig. 1 ersichtlich, ist der äußere Kern 4 in
den Punkten Y und Z mit dem Reaktorgehäuse 1
verbunden. Andererseits ist der Kern 4 an geeigneten
Stellen mit Hilfe von Haltelaschen 11' fest mit dem inneren Kern 5 verschweißt
Die Verbindungen zwischen dem äußerer Kern 4 und dem Reaktorgehäuse 1 werden mit Hilfe von Schraubbolzen
12 und 15 sowie Muttern 13 und 17 hergestellt Diese Schraubbolzen 12 und 15 sind kernseitig über die
Haltestücke 11 und 14 mit den Kernen durch Schweißen
verbunden. Andererseits sind die am Reaktorgehäuse 1 angreifenden Muttern 13 und 17 nach der Montage mit
dem Reaktorgehäuse verschweißt Damit stellen diese Muttern 13 und 17 flanschartige Elemente dar.
Bedingt durch diese Konstruktion läßt sich nicht nur eine hermetische Abdichtung zwischen den Muttern und
dem Gehäuse erzielen, sondern es kann über die Haltestücke 11 und 14 durch Befestigung der Muttern 13
und 17 dem äußeren Kern 4 auch noch eine entsprechende Vorspannung gegeben werden. Der
Grund für das Aufbringen dieser Vorspannung besteht darin, daß die durch Wärmedehnung des Kerns 4
erzeugte maximale Wärmespannung herabgesetzt werden soll. Durch Verschweißung der Muttern wird
außerdem für den Kern 4 eine einteilige Abstützung auf dem Reaktorgehäuse 1 geschaffen, so daß Ablösungen
oder Schwingungen unmöglich sind.
Das Haltestück 11 ist im Punkt Y mit dem Kopf des Schraubbolzens 12, der an dieser Stelle durch eine
Bohrung im Haltestück U hindurchgeführt ist, verschweißt.
Das Haltestück 14 und der Schraubbolzen 15 im Punkt Z sind in den F i g. 3 und 4 dargestellt. Dieses
Haltestück 14 ist mit einem Längsschlitz 14a der Länge B versehen. Kern und Reaktorgehäuse sind relativ
zueinander in einem von der Differenz zwischen der Länge B und dem Durchmesser des Schraubboizens 15
bestimmten Maß beweglich. Der mit Gegenhalterungs-Bund 15' versehene Bolzen 15 wird durch den Schlitz
14a gesteckt, wcrauf eine Ringscheibe als Schraubbolzenkopf
16 mit dem Bolzen 15 verschweißt wird. Der so eingesetzte Schraubbolzen 15 ist demnach an seinem
Kopf mit zwei Ringbunden 15' und 16' versehen, wobei in der dargestellten Ausführungsform der Schraubbolzenkopf
16 mit dem Schraubbolzen verschweißt ist. Das Haltestück 14 befindet sich zwischen dem Schraubbolzenkopf
16 und der Gegenhalterung 15', wobei seine Bohrung zur Aufnahme des Schraubbolzens 45 in Form
eines Längsschlitzes (14a; ausgebildet ist dessen
Längsverlauf der Längsachse des Kerns entspricht Da außerdem der Abstand A zwischen Schraubbolzenkopf
und Gegenhalterung größer ist als die Dicke des Haltcstücks 14, und zwar um einen kleinen Wert, kann
sich das Haltestück 14 im Punkt Z zusammen mit dem Kern relativ zum Festlagerpunkt Y in Längsrichtung
ausdehnen, wenn der Kern 4 eine Wärmedehnungsbe- -vegung vollführt, doch wird der Schraubbolzen 15
hierdurch nicht verspannt, weil die Größe des Abstands A aufrechterhalten wird und das Haltestück 14 mit dem
Längsschlitz 14a versehen ist Andererseits sind die Muttern 13 und 17 mit dem Reaktorgehäuse 1
verschweißt so daß der Kern insgesamt durch Wärmedehnung des äußeren Kerns 4 in radialer
Richtung, an einer Verschiebung gehindert wird. Demnach wird keine nennenswerte Schwingung vom
Motor auf den Kern übertragen.
Um die Verschiebebewegung in der Längsachse des Reaktors sicherzustellen, muß nach Befestigung der
Mutter 17 der Abstand A fest eingehalten werden. Zu diesem Zwecke ist ein Sitz id an einer Innenfläche des
Reaktorgehäuses 1 im Bereich der in diesem ausgebildeten Bohrung vorgesehen und kann die Anziehkraft der
Mutter 17 über die Gegenhalterung 15' des Schraubbolzens 15 am Sitz id des Reaktorgehäuses 1 abgeleitet
werden.
Da dem Schraubbolzenkopf 16 durch die Anziehkraft keine Anziehspannung erteilt wird, kann dieser frei von
Verwerfungen gehalten werden, so daß durch zuverlässige Aufrechterhaltung des Anfangsabstandes A die
Verschiebung des Kerns 4 sichergestellt ist.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Gleithalterung zwischen Reaktorgehäuse und Kern zeigt die
Fig.5. Kann die Mutter 176 in dieser zweiten Ausführungsform nicht direkt mit dem Reaktorgehäuse
la verschweißt werden, so wird ein Einsatz 17a in das Reaktorgehäuse eingeschraubt und die Mutter wird an
diesen angeschweißt. Die Einsätze 17a sind kleine, einen Bund aufweisende Zylinder, deren äußerer Umfang mit
in Innengewinde in der betreffenden Bohrung des Reaktorgehäuses passenden Außengewinden versehen
ist. In der dargestellten Ausführungsform sollen die festgezogenen Muttern 176 auch mit den Bolzen 15a
verschweißt sein.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (2)
1. Reaktor für die Nachverbrennung der Abgase einer Brennkraftmaschine mit einem hohlzylindrischen Gehäuse und darin konzentrisch angeordnetem, an einer Stelle fest an dem Gehäuse und an
anderer Stelle in einer Gleithalterung befestigten Kern, sowie mindestens einer maschinenseitigen
Einlaßöffnung und einer auspuffseitigen Auslaßöffnung, dadurch gekennzeichnet, daß die
Gleithalterung aus einem Schraubbolzen (15) mit einer Mutter (17) besteht, auf dem zwischen
Schraubbolzenkopf (16) und einer Gegenhalterung (15') des Schraubbolzens (16) mit Spiel (A) ein zwei
Flansche und dazwischen einen Längsschlitz (MaJ für den Schraubbolzen (15) aufweisendes Haltestück
(14) angeordnet ist welches mit den Flanschen an dem Kern (4) befestigt ist
2. Reaktor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schraubbolzenkopf (16) oder die
Gegenhalterung (15') mit dem Schraubbolzen (15) verschweißt ist wobei der jeweils andere Teil (15',
16) einteilig mit dem Schraubbolzen ausgebildet ist
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