EP2949899A1 - Holding device - Google Patents

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EP2949899A1
EP2949899A1 EP15166890.2A EP15166890A EP2949899A1 EP 2949899 A1 EP2949899 A1 EP 2949899A1 EP 15166890 A EP15166890 A EP 15166890A EP 2949899 A1 EP2949899 A1 EP 2949899A1
Authority
EP
European Patent Office
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holding device
frequency
component
coupling device
exhaust system
Prior art date
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Granted
Application number
EP15166890.2A
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German (de)
French (fr)
Other versions
EP2949899B1 (en
Inventor
Thomas Nording
Joachim Hildebrand
Arnulf Spieth
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Eberspaecher Exhaust Technology GmbH and Co KG
Original Assignee
Eberspaecher Exhaust Technology GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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Publication of EP2949899A1 publication Critical patent/EP2949899A1/en
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Publication of EP2949899B1 publication Critical patent/EP2949899B1/en
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N13/00—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
    • F01N13/18—Construction facilitating manufacture, assembly, or disassembly
    • F01N13/1805—Fixing exhaust manifolds, exhaust pipes or pipe sections to each other, to engine or to vehicle body
    • F01N13/1811—Fixing exhaust manifolds, exhaust pipes or pipe sections to each other, to engine or to vehicle body with means permitting relative movement, e.g. compensation of thermal expansion or vibration
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N13/00—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
    • F01N13/18—Construction facilitating manufacture, assembly, or disassembly
    • F01N13/1805—Fixing exhaust manifolds, exhaust pipes or pipe sections to each other, to engine or to vehicle body
    • F01N13/1811—Fixing exhaust manifolds, exhaust pipes or pipe sections to each other, to engine or to vehicle body with means permitting relative movement, e.g. compensation of thermal expansion or vibration
    • F01N13/1822—Fixing exhaust manifolds, exhaust pipes or pipe sections to each other, to engine or to vehicle body with means permitting relative movement, e.g. compensation of thermal expansion or vibration for fixing exhaust pipes or devices to vehicle body

Definitions

  • the present invention relates to a holding device for holding a component of an exhaust system to a peripheral structure, in particular a vehicle equipped with the exhaust system, having the features of the preamble of claim 1. Furthermore, the present invention relates to an exhaust system provided with such a holding device.
  • vibrations may occur in an exhaust system.
  • Such vibrations can be excited, for example, by the internal combustion engine or by road bumps.
  • so-called motor excitations and road excitations are distinguished from each other.
  • heavier components of the exhaust system such as a catalyst or a particulate filter, crucial for the vibration behavior due to their larger mass.
  • the engine-induced vibration excitation via on the internal combustion engine of the vehicle, eg the motor housing and / or the transmission housing, fixed components in the vibration system, so the exhaust system registered, so that close to the engine components of the exhaust system are exposed to a much stronger vibration excitation than remote engine components.
  • a holding device of the type mentioned can be used. This can be attached by means of a first connection point to a component of the exhaust system and with a second connection point to the respective structure of the vehicle.
  • the problem with the use of such a holding device is the fact that the respective component of the exhaust system must be able to move relative to the adjacent structure of the vehicle in order to be able to compensate for thermal expansion effects. Will one Holding device used, which has sufficient elasticity to compensate for such thermal expansion, it also regularly allows undesirable component vibrations.
  • Such oscillations or relative movements represent a large mechanical load on the affected components, ie in particular the exhaust system, the vehicle structure and the holding device.
  • the holding device comprises a first connection point for fastening the holding device to the tube of the exhaust system, a second connection point for fixing the holding device to the support frame and a coupling device arranged between the connection points, which allows reversible relative movements between the connection points, wherein the coupling device is designed such that it at least in a direction of action has a speed-dependent and / or frequency-dependent stiffness, such that the coupling device with slower or low-frequency relative movements a lower stiffness than in faster or high-frequency relative movements.
  • the coupling device has a hydraulic damper.
  • the present invention is concerned with the problem of providing for a holding device of the type mentioned or for an exhaust system equipped therewith an improved embodiment, which is characterized in particular by the fact that the risk of damage to the respective component or component or the respective structure or the holding device is reduced.
  • the invention is based on the general idea to provide the holding device with a coupling device that allows reversible relative movements between the two connection points of the holding device, but it has a stiffness that is dependent on the speed or the frequency of the relative movements.
  • the coupling device In slow or low-frequency relative movements, the coupling device has a relatively low rigidity.
  • the coupling device For faster or high-frequency relative movements, however, the coupling device has a relatively high rigidity.
  • a slow relative motion occurs when the component moves relative to the structure at less than 1 cm / sec.
  • Low-frequency relative movements are oscillations with an oscillation frequency of less than 1 Hz.
  • rapid relative movements are given when the component moves relative to the structure with more than 1 cm / s.
  • the construction presented here makes possible slower or low-frequency movements, as occur, for example, due to thermal expansion effects.
  • the holding device obstructs or dampens faster or high-frequency relative movements which, for example, occur during operation of the vehicle due to the engine-induced and / or road-induced vibration excitation of the respective component of the exhaust system.
  • the coupling device has at least two coupling elements acting in series, of which the one slower or low-frequency relative movements substantially without force permits, while the other counteracts faster or high-frequency relative movements.
  • the slower or low-frequency relative movements are triggered by thermal expansion effects and are force-free enabled by the one coupling element, so that there are essentially no distortions within the exhaust system.
  • the motor-induced or road-induced vibration excitations lead in comparison to thermal expansion effects to faster or high-frequency relative movements, which then counteracts the other coupling element with corresponding forces.
  • the other coupling element then acts, for example as a damper and / or spring. It is also conceivable an active coupling element, which counteracts the faster or high-frequency relative movements as absorbers, so with backlashes.
  • the coupling device may comprise at least one hydraulic or pneumatic damper or be formed by such.
  • the damper includes a damping fluid which displaces from a first chamber of the damper in a relative movement between the two connection points in a second chamber of the damper becomes.
  • the two chambers are connected via a throttle point with each other.
  • the passage of fluid from one chamber into the other chamber is almost without resistance possible at low flow rates, while at high flow rates, the throttle unfolds its effect and thus slows or throttles the flow of fluid. Accordingly, such a damped damper acts softly for slow movements while being hard against fast movements.
  • the coupling device comprises at least one elastomeric body, which consists of an electroactive polymer whose elasticity is variable by applying an electrical voltage, and which is connected to an electrical control circuit comprising a vibration sensor for detecting vibrations of the component or component and a control for Changing the elasticity of the elastomeric body has dependent on the vibration frequency.
  • an elastomer body is used, the elasticity of which can be changed depending on an electrical voltage applied thereto. This makes it possible, for example, in component vibrations whose vibration frequency is below a predetermined switching frequency to leave the elastomer body energized, whereby it has a comparatively high elasticity and has a soft damping characteristic.
  • a predetermined electrical voltage is applied to the elastomer body, whereby its elasticity is changed, namely reduced. As a result, a harder damping characteristic results.
  • the controller does not cooperate with a vibration sensor, but with a map in which the elasticity to be set is stored as a function of the speed of the internal combustion engine is.
  • the controller can communicate with a corresponding engine control unit of the internal combustion engine.
  • the speed of the internal combustion engine correlates with the engine-induced vibration excitation, so that the setting of the frequency-dependent elasticity can be realized here with a simplified control effort.
  • the controller may switch the two above-described states, namely, turning off the predetermined voltage and turning on the predetermined voltage.
  • it may be provided to vary the tension on the elastomer body in several stages so as to be able to change the elasticity of the elastomer body in a stepped manner.
  • several different switching frequencies can be predetermined for this purpose, which trigger a stepwise increase in the voltage applied to the elastomer body.
  • the coupling device may have a dilatant material for transmitting movement between the two connection points.
  • a dilatant material is characterized by a dependent on the speed of the force application elasticity, in a solid, or viscosity, in a liquid.
  • there is a malleable dilatant mass that, when thrown onto the ground, springs back like a rubber ball and, when hit with a hammer, breaks like a ceramic body.
  • the Applicant has recognized that such a dilatant material is highly suitable for realizing a speed-dependent or frequency-dependent stiffness in a coupling device. In high-frequency disturbances, the dilatant material reacts hard and shows a high rigidity. In slow disturbances it reacts softly and can be deformed, depending on the embodiment - elastic or plastic, but especially reversible.
  • At least one spring element may be provided to produce a corresponding restoring force in the case of a change in shape of the dilatant material.
  • this arrangement of dilatant material and at least one spring element acts as a spring.
  • this arrangement of dilatant material and at least one spring element acts as a solid.
  • the coupling device may comprise a piston-cylinder unit whose cylinder is firmly connected to the one connection point and the piston fixed to the other connection point.
  • a chamber In the cylinder is a chamber contain, in which the piston is movable.
  • This chamber is filled with the dilatant material, which may be a liquid or pasty or solid dilatant material.
  • the dilatant material which may be a liquid or pasty or solid dilatant material.
  • the coupling device can have a bending-elastic sheet metal part or be formed by such.
  • This sheet metal part has at least one closed cavity, in which a free-flowing granules is arranged.
  • the volume filled by the granulate is smaller than the total volume of the cavity.
  • relative movements between the connection points lead to elastic deformations of the sheet metal part.
  • the granules can follow the movements of the sheet metal part.
  • a movement excitation which absorbs energy from the vibration system, that converts into heat and thereby causes a damping of the vibration.
  • a development of the invention is based on the idea of realizing the coupling device by means of at least one electric actuator.
  • An associated electrical control circuit comprises the respective actuator, at least one vibration sensor for detecting vibrations of the component and at least one controller for actuating the actuator as a function of the vibration frequency.
  • the actuator can now change a distance between the connection points depending on its operation. With the help of such an actuator, the coupling device relative movements between the component and counteract structure more or less strongly. For example, low-frequency relative movements can be realized with little resistance, while high-frequency relative movements are realized only against increased resistance and even against oppositely directed movements.
  • the controller can excite the respective actuator with the oscillation frequency at which vibrates the component to oscillate. It is particularly expedient to realize the Aktuatorschwingungen compared to the component vibrations with a phase shift, which is chosen so that adjusts a reduction of the vibration amplitudes on the component.
  • the coupling device works like an anti-vibration generator, which effectively reduces the vibration amplitudes of the component. Ideally, even a vibration cancellation can be realized.
  • the coupling device is operated analogously to an anti-sound generator, which extinguishes or reduces Schwindungsamplituden of sound to be damped in an active silencing system by means of phase-shifted anti-sound.
  • the actuator is equipped with an electroactive polymer that changes its shape by applying an electrical voltage.
  • the actuator can be realized particularly inexpensively.
  • the electroactive polymer can be realized in a wide variety of geometric shapes.
  • a piezo actuator can also be used.
  • FIGS. 1 to 5 and 7 Embodiments of the invention show no embodiments of the invention.
  • FIG. 1 an internal combustion engine 1 in a conventional manner an exhaust system 2, which is connected for example via an exhaust manifold 3 or manifold 3 to the internal combustion engine 1.
  • the exhaust system 2 comprises an exhaust pipe 4, which is connected to the manifold 3 and leads away the exhaust gas collected there.
  • the exhaust system 2 has in the usual way at least one exhaust gas treatment device 5, which is integrated into the exhaust pipe 4.
  • the exhaust gas treatment device 5 is a catalyst. Likewise, it may be a particulate filter.
  • the exhaust system 2 is held or positioned or supported by means of a holding device 6 at its periphery.
  • the holding device 6 cooperates with a peripheral structure 7 of a vehicle, in which the internal combustion engine 1 is arranged.
  • the peripheral structure 7 is in the example of Fig. 1 to a transmission housing 8 of a transmission which is connected to the internal combustion engine 8.
  • the holding device 6 may be connected to an engine block 9 of the internal combustion engine 1.
  • a body of the vehicle as a support for the holding device 6 serve.
  • a component 10 or component 10 of the exhaust system 2 can now be held on said structure 7.
  • Fig. 1 is the component 10 and the component 10 is formed by a portion of the exhaust pipe 4, which is fixed by means of the holding device 6 on the vehicle side.
  • Said pipe section 10 is positioned downstream of the exhaust gas treatment device 5.
  • the connection points mentioned are purely exemplary.
  • the respective holding device 6 has a first connection point 11, by means of which the holding device 6 can be fastened to the respective component 10 of the exhaust system 2, and a second connection point 12, with which the holding device 6 can be attached to the respective peripheral structure 7. Furthermore, the holding device 6 has a coupling device 13 arranged between the connection points 11, 12. This coupling device 13 is designed so that it allows reversible relative movements between the connection points 11, 12. Such relative movements can for example in a in the Fig. 2 and 3 effected by a double arrow indicated direction of action 14.
  • the exhaust system 2 can be excited in the region of the first connection point 11 in the operation of the internal combustion engine 1 to vibrations whose vibration directions in Fig. 1 indicated by double arrows and denoted by 15. Shown are longitudinal vibrations and transverse vibrations. Likewise, rotational vibrations are conceivable. In addition to these high-frequency or rapid relative movements between the respective component 10 of the exhaust system 2 and the stationary structure 7 in this regard, there may also be slow or low-frequency relative movements between said components. For example, the thermal expansion of the exhaust system 2 during operation leads to a displacement of the first connection point 11 relative to the internal combustion engine 1 and thus relative to the structure 7. An effective direction of the thermal expansion is in Fig. 1 indicated by a double arrow and designated 16.
  • the coupling device 13 can be designed such that it has a speed-dependent and / or frequency-dependent stiffness at least in its effective direction 14. This has the consequence that the stiffness of the coupling device 13 at slow relative movements between the connection points 11, 12 and in low-frequency relative movements between the connection points 11, 12 has a comparatively small stiffness, while at faster or high-frequency relative movements between the connection points 11, 12th has a relatively high rigidity.
  • the slow or low-frequency relative movements are usually triggered by the thermal expansion 16 relative movements.
  • the faster or high-frequency relative movements vibrations 15 of the exhaust system 2 which occur during operation of the internal combustion engine 1 in the region of the respective component 10 of the exhaust system 2.
  • the stiffness in the present context is understood to be reciprocal to the elasticity, so that a high rigidity is associated with a small elasticity, while a large elasticity leads to a low rigidity.
  • Such a coupling device 13 with speed-dependent and / or frequency-dependent stiffness can be realized in different ways.
  • Fig. 2 a solution in which the coupling device 13 has a hydraulic or pneumatic damper 17 or is formed by such a damper 17.
  • damper 17 in the example by a piston-cylinder unit 18, which has a cylinder 19 and a piston 20, by means of a piston rod 21 from the Cylinder 19 is led out.
  • the piston 20 separates in the cylinder 19 two spaces 22, 23, which are connected by a throttle point 24 with each other. Through this throttle point 24 fluid can flow from one chamber 22 into the other chamber 23 in a piston movement in the cylinder 19.
  • the hydraulic fluid may be liquid or gaseous or pasty.
  • cylinder 19 and piston 20 and the chambers 22 and 23 may have basically any cross-sections.
  • round cross sections such as e.g. circular, elliptic or oval cross sections, as well as square cross sections, e.g. triangular, quadrangular, hexagonal and octagonal cross sections.
  • square cross sections e.g. triangular, quadrangular, hexagonal and octagonal cross sections.
  • Fig. 3 shows another embodiment of the coupling device 13, which has at least one elastomeric body 25 which consists of an electroactive polymer.
  • an electroactive polymer changes its elasticity by applying an electrical voltage.
  • the holding device 6 also comprises an electrical control circuit 26 for actuating the elastomer body 25.
  • the control circuit 26 comprises a controller 27 and a vibration sensor 28 for this purpose.
  • the vibration sensor 28 can detect vibrations of the component 10 of the exhaust system 2 and transmit them via a signal line 29 of FIG Feed control 27.
  • the controller 27 is connected via control lines 30 to the elastomer body 25 and to the electroactive polymer.
  • the elastomeric body 25 is disposed between two plates 31, in particular fixedly connected thereto, for example glued or vulcanized.
  • the plates 30, 31 are connected via connecting element 32 with the connection points 11, 12 in connection.
  • the connecting elements 32 and the plates 31 serve here as terminal electrodes to connect the control lines 30 with the elastomer body 25 and with the electroactive polymer.
  • the controller 27 can now change the elasticity of the elastomeric body 25 depending on the detected vibration frequency.
  • the change in the elasticity of the elastomer body 25 can be varied, for example, in at least two stages. Likewise, a continuous adaptation of the elasticity to the oscillation frequency can be realized.
  • the controller 27 may be configured or programmed to vary the elasticity of the elastomeric body 25 at the detected vibration frequency. In particular, it is possible to shift the elasticity oscillations with respect to the component vibrations with respect to their phase, in particular in such a way that this results in a reduction of the vibration amplitudes on the respective component 10.
  • the respective component 10 is the component 10, which is supported by means of the holding device 6. In the example of Fig. 1 is the component 10, the exhaust pipe 4 and the pipe section 10th
  • the controller 27 operates with a low-pass filter, so that the slow, low-frequency thermal expansions trigger no reaction by the controller 27, namely a driving of the elastomer body 25.
  • the controller 27 takes into account thermally induced expansion effects, which likewise lead to relative movements, by means of a special characteristic in which the thermally induced relative movements are plotted as a function of the current component temperature.
  • the controller 27 can interact with a corresponding temperature sensor. In this way, the slow relative movements can be superimposed on the fast relative movements.
  • the thermally induced relative movements on the one hand and the relative movements generated by the component vibrations on the other hand within the coupling device 13 are provided at least two separate coupling elements, which act in series.
  • two elastomeric bodies 25 are then provided whose elasticities can be changed independently of each other with the aid of the control 27.
  • the thermally induced strain can be allowed almost force-free, while with the aid of the second elastomer body 25 of the vibration excitation can be counteracted frequency-dependent with corresponding counter forces.
  • the coupling device 13 at least one electric actuator 33 and is formed by such.
  • the holding device 6 in this case comprises an electrical control circuit 34 for actuating the actuator 33.
  • This control circuit 34 has a vibration sensor 35, with the aid of which vibrations of the respective component 10 can be detected.
  • a signal line 36 supplies the detected vibrations to a controller 37.
  • Control lines 38 connect the controller 37 to the actuator 33.
  • the actuator 33 has two plates 31 which are each connected via a connecting element 32 to the two connection points 11, 12. An actuation of the actuator 33 leads to a change in the distance between the two connection points 11, 12.
  • the controller 37 depending on the determined oscillation frequency, the actuator 33 to change the distance between the connection points 11, 12 control.
  • the actuator 33 is equipped with an electroactive polymer which changes its shape by applying an electrical voltage.
  • the controller 37 may preferably be configured or programmed such that it excites the actuator 33 with a frequency to oscillations, which corresponds to the determined by means of the vibration sensor 35 frequency. It is now particularly advantageous to shift the actuator oscillations in terms of their vibration amplitudes in relation to the determined component vibrations in their phase. This phase shift is carried out in a targeted manner so that a reduction of the oscillation amplitudes is established on the respective component.
  • the actuator 33 is operated in this case as an active silencer for structure-borne noise. He works with quasi anti-vibrations or counter-vibrations, which at least partially extinguish the vibrations of the component 10 to be damped.
  • the controller 37 operates with a low-pass filter, so that the slow, low-frequency thermal expansions trigger no reaction of the controller 37, namely a control of the actuator 33.
  • the controller 37 takes into account thermally induced expansion effects, which likewise lead to relative movements, by means of a special characteristic in which the thermally induced relative movements are plotted as a function of the current component temperature.
  • the controller 37 may be coupled to a corresponding temperature sensor. In this way, the slow relative movements can be superimposed on the fast relative movements.
  • the thermally induced relative movements on the one hand and the relative movements generated by the component vibrations on the other hand within the coupling device 13 at least two separate coupling element are provided, which act in series.
  • two actuators 33 are then provided, whose actuating movements can be changed independently with the aid of the controller 37.
  • the thermally induced strain be allowed almost power-free, while using the second actuator 33der the vibration excitation can be counteracted frequency-dependent with corresponding counter forces.
  • Fig. 5 can be realized for the holding device 6 preferably a mounting, which causes the effective direction 14 of the holding device 6 and the coupling device 13 is substantially parallel to the thermal expansion direction 16, in which the respective component of the exhaust system 2, here the exhaust pipe 4 or the pipe section 10 moves relative to the structure 7.
  • the design of the coupling device 13 with frequency-dependent stiffness or as an actuator is of particular interest.
  • Fig. 6 shows a further embodiment of a coupling device 13 with frequency-dependent or speed-dependent stiffness.
  • the coupling device 13 has a dilatant material 39.
  • This dilatant material 39 may be a liquid or a solid.
  • the viscosity changes with the force introduction velocity.
  • a solid dilatant material changes with the force introduction speed, the elasticity.
  • the dilatant material is low viscosity or highly elastic. With a fast introduction of force, its viscosity increases strongly or has an extremely high rigidity.
  • the dilatant material 39 is arranged within the coupling device 13 so that it serves for the transmission of movement between the two connection points 11, 12. In other words, a relative movement between the two connection points 11, 12 is only possible if within the coupling device 13, the dilatant material 39 is deformed or displaced.
  • the coupling device 13 again has a piston-cylinder unit 40, which has a cylinder 41, a piston 42 and a piston rod 43, which is connected to the piston 42 and leads out of the cylinder 41.
  • One connection point 11 is fixedly connected to the cylinder 41, while the other connection point 12 is fixedly connected to the piston 42 via the piston rod 43.
  • the piston 42 is adjustable in a working chamber 44 of the cylinder 41, in which the dilatant material 39 is located.
  • the piston 42 does not have to be guided laterally in the cylinder 41.
  • the piston 42 can be embedded in the dilatant material 39. With slow movements, the piston 42 can be moved within the dilatant material 39 relative to the cylinder 41. However, if fast movements are to be performed, the dilatant material 39 is extremely counteracting.
  • the dilatant material 39 may also be formed into an elastomeric body. Then basically a structure like in Fig. 3 feasible without then a control circuit 26 is required.
  • the dilatant material 39 is in the form of an elastomeric body, optionally at least one spring element can be arranged so that it acts parallel to the elastomeric body.
  • such a spring element can be integrated into the elastomer body or embedded therein.
  • slow relative movements essentially only the spring force then acts, which drives the components coupled to one another with the aid of the coupling device 13 into a starting position.
  • rapid relative movements leads the dilatant material 39 to block the movement or to a strong damping, which superimposes the spring force.
  • Fig. 7 shows a further embodiment for a coupling device 13, which has a plurality of elastomer body 45, 46 and 47.
  • elastomer bodies 45, 46, 47 may consist of an electroactive polymer, but may be arranged differently with respect to their direction of action.
  • the direction of action of the central elastomer body 45 is perpendicular to the effective directions of the two outer elastomeric bodies 46, 47.
  • electric actuators can also be provided here.
  • FIG. 12 shows a sectional view, which in principle for both types of 8 to 11 Has validity.
  • the coupling device 13 comprises a bending elastic sheet metal part 48.
  • Said sheet metal part 48 has at least one closed cavity 49 in which Fig. 12 a free-flowing granules 50 is arranged. Visible here is the volume filled by the granules 50 smaller than the total volume of the respective cavity 49. This has the consequence that the granules 50 can move in the cavity 49.
  • a plurality of chambers 51 are formed in the cavity 49, on the one hand restrict the movement of the granules 50 within the cavity 49 to the individual chambers 51 and on the other hand, a transverse stiffening of the sheet metal body 48 effect.
  • the chambers 51 may be configured honeycomb-shaped.
  • the hollow chambers 49 can be realized in the sheet metal part 48, for example, by the fact that the respective sheet metal part 48 is formed at least in the region of the respective cavity 49 as a double sheet structure 52, which again in Fig. 12 is indicated. Within the respective double sheet structure 52, two individual sheets 53, 54 are provided, each having a recess 55 and 56, which complement each other in the assembled state mirror symmetry to the respective cavity 49.
  • the sheet metal parts 48 have in the examples shown here at their remote ends, the connection points 11 and 12th

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Haltevorrichtung (6) zum Halten eines Bestandteils (10) einer Abgasanlage (2) an einer peripheren Struktur (7), insbesondere eines mit der Abgasanlage (2) ausgestatteten Fahrzeugs, mit einer ersten Anschlussstelle (11) zum Befestigen der Haltevorrichtung (6) am Bestandteil (10) der Abgasanlage (2), mit einer zweiten Anschlussstelle (12) zum Befestigen der Haltevorrichtung (6) an der Struktur (7), mit einer zwischen den Anschlussstellen (11, 12) angeordneten Kopplungseinrichtung (13), die reversible Relativbewegungen zwischen den Anschlussstellen (11, 12) ermöglicht.The present invention relates to a holding device (6) for holding a component (10) of an exhaust system (2) on a peripheral structure (7), in particular of a vehicle equipped with the exhaust system (2), with a first connection point (11) for fastening the vehicle Holding device (6) on the component (10) of the exhaust system (2), with a second connection point (12) for fastening the holding device (6) to the structure (7), with a coupling device (13) arranged between the connection points (11, 12) ), which allows reversible relative movements between the connection points (11, 12).

Um die Haltefunktion zu verbessern, ist die Kopplungseinrichtung (13) so ausgestaltet, dass sie zumindest in einer Wirkrichtung (14) eine geschwindigkeitsabhängige oder frequenzabhängige Steifigkeit aufweist, derart, dass die Kopplungseinrichtung (13) bei langsameren oder niederfrequenten Relativbewegungen eine kleinere Steifigkeit aufweist, als bei schnelleren oder hochfrequenten Relativbewegungen.

Figure imgaf001
In order to improve the holding function, the coupling device (13) is designed such that it has a speed-dependent or frequency-dependent stiffness, at least in one effective direction (14), such that the coupling device (13) has a lower stiffness with slower or lower-frequency relative movements than for faster or high-frequency relative movements.
Figure imgaf001

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Haltevorrichtung zum Halten eines Bestandteils einer Abgasanlage an einer dazu peripheren Struktur, insbesondere eines mit der Abgasanlage ausgestatteten Fahrzeugs, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. Außerdem betrifft die vorliegende Erfindung eine mit einer derartigen Haltevorrichtung versehene Abgasanlage.The present invention relates to a holding device for holding a component of an exhaust system to a peripheral structure, in particular a vehicle equipped with the exhaust system, having the features of the preamble of claim 1. Furthermore, the present invention relates to an exhaust system provided with such a holding device.

Im Betrieb eines Kraftfahrzeugs kann es in einer Abgasanlage zu Schwingungen kommen. Derartige Schwingungen können z.B. durch die Brennkraftmaschine oder durch Fahrbahnunebenheiten angeregt werden. Dementsprechend werden sogenannte Motoranregungen und Fahrbahnanregungen voneinander unterschieden. Hierbei sind insbesondere schwerere Bauteile der Abgasanlage, wie z.B. ein Katalysator oder ein Partikelfilter, aufgrund ihrer größeren Masse für das Schwingungsverhalten entscheidend. Des Weiteren wird die motorinduzierte Schwingungsanregung über an der Brennkraftmaschine des Fahrzeugs, z.B. am Motorgehäuse und/oder am Getriebegehäuse, fixierte Komponenten in das Schwingungssystem, also die Abgasanlage, eingetragen, so dass motornahe Bauteile der Abgasanlage einer deutlich stärkeren Schwingungsanregung ausgesetzt sind als motorferne Bauteile. Um nun ein derartiges Bauteil an der Peripherie der Abgasanlage, also an einer peripheren Struktur des Fahrzeugs abzustützen, kann eine Haltevorrichtung der eingangs genannten Art zum Einsatz kommen. Diese kann mit Hilfe einer ersten Anschlussstelle an einem Bestandteil der Abgasanlage und mit einer zweiten Anschlussstelle an der jeweiligen Struktur des Fahrzeugs befestigt werden. Problematisch ist bei der Verwendung einer derartigen Haltevorrichtung der Umstand, dass sich der jeweilige Bestandteil der Abgasanlage gegenüber der benachbarten Struktur des Fahrzeugs bewegen können muss, um thermische Dehnungseffekte ausgleichen zu können. Wird eine Haltevorrichtung verwendet, die zum Ausgleich derartiger thermischer Wärmedehnungen eine ausreichende Elastizität besitzt, lässt sie regelmäßig auch unerwünschte Bauteilschwingungen zu.During operation of a motor vehicle, vibrations may occur in an exhaust system. Such vibrations can be excited, for example, by the internal combustion engine or by road bumps. Accordingly, so-called motor excitations and road excitations are distinguished from each other. In this case, in particular heavier components of the exhaust system, such as a catalyst or a particulate filter, crucial for the vibration behavior due to their larger mass. Furthermore, the engine-induced vibration excitation via on the internal combustion engine of the vehicle, eg the motor housing and / or the transmission housing, fixed components in the vibration system, so the exhaust system registered, so that close to the engine components of the exhaust system are exposed to a much stronger vibration excitation than remote engine components. In order to support such a component on the periphery of the exhaust system, ie on a peripheral structure of the vehicle, a holding device of the type mentioned can be used. This can be attached by means of a first connection point to a component of the exhaust system and with a second connection point to the respective structure of the vehicle. The problem with the use of such a holding device is the fact that the respective component of the exhaust system must be able to move relative to the adjacent structure of the vehicle in order to be able to compensate for thermal expansion effects. Will one Holding device used, which has sufficient elasticity to compensate for such thermal expansion, it also regularly allows undesirable component vibrations.

Derartige Schwingungen oder Relativbewegungen stellen eine große mechanische Belastung der betroffenen Bauteile, also insbesondere der Abgasanlage, der Fahrzeugstruktur und der Haltevorrichtung dar.Such oscillations or relative movements represent a large mechanical load on the affected components, ie in particular the exhaust system, the vehicle structure and the holding device.

Aus der US 4,746,104 ist eine Haltevorrichtung zum Halten eines Rohrs einer Abgasanlage an einem Tragrahmen eines mit der Abgasanlage ausgestatteten Fahrzeugs bekannt. Die Haltevorrichtung umfasst eine erste Anschlussstelle zum Befestigen der Haltevorrichtung am Rohr der Abgasanlage, eine zweite Anschlussstelle zum Befestigen der Haltevorrichtung am Tragrahmen und eine zwischen den Anschlussstellen angeordneten Kopplungseinrichtung, die reversible Relativbewegungen zwischen den Anschlussstellen ermöglicht, wobei die Kopplungseinrichtung so ausgestaltet ist, dass sie zumindest in einer Wirkrichtung eine geschwindigkeitsabhängige und/oder frequenzabhängige Steifigkeit aufweist, derart, dass die Kopplungseinrichtung bei langsameren oder niederfrequenten Relativbewegungen eine kleinere Steifigkeit aufweist als bei schnelleren oder hochfrequenten Relativbewegungen. Bei der bekannten Haltevorrichtung weist die Kopplungseinrichtung einen hydraulischen Dämpfer auf.From the US 4,746,104 a holding device for holding a pipe of an exhaust system to a support frame of a vehicle equipped with the exhaust system vehicle is known. The holding device comprises a first connection point for fastening the holding device to the tube of the exhaust system, a second connection point for fixing the holding device to the support frame and a coupling device arranged between the connection points, which allows reversible relative movements between the connection points, wherein the coupling device is designed such that it at least in a direction of action has a speed-dependent and / or frequency-dependent stiffness, such that the coupling device with slower or low-frequency relative movements a lower stiffness than in faster or high-frequency relative movements. In the known holding device, the coupling device has a hydraulic damper.

Weitere Haltevorrichtungen mit hydraulisch gedämpfter Kopplungseinrichtung sind aus der US 5,082,252 und aus der EP 1 160 428 A2 bekannt.Other holding devices with hydraulically damped coupling device are from the US 5,082,252 and from the EP 1 160 428 A2 known.

Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für eine Haltevorrichtung der eingangs genannten Art bzw. für eine damit ausgestattete Abgasanlage eine verbesserte Ausführungsform anzugeben, die sich insbesondere dadurch auszeichnet, dass die Gefahr einer Beschädigung des jeweiligen Bauteils oder Bestandteils bzw. der jeweiligen Struktur bzw. der Haltevorrichtung reduziert ist.The present invention is concerned with the problem of providing for a holding device of the type mentioned or for an exhaust system equipped therewith an improved embodiment, which is characterized in particular by the fact that the risk of damage to the respective component or component or the respective structure or the holding device is reduced.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.This problem is solved according to the invention by the subject matters of the independent claims. Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims.

Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, die Haltevorrichtung mit einer Kopplungseinrichtung auszustatten, die reversible Relativbewegungen zwischen den beiden Anschlussstellen der Haltevorrichtung zulässt, dabei jedoch eine Steifigkeit aufweist, die von der Geschwindigkeit bzw. von der Frequenz der Relativbewegungen abhängig ist. Bei langsamen oder niederfrequenten Relativ-bewegungen weist die Kopplungseinrichtung eine relativ kleine Steifigkeit auf. Bei schnelleren oder hochfrequenten Relativbewegungen weist die Kopplungseinrichtung dagegen eine relativ hohe Steifigkeit auf. Eine langsame Relativbewegung liegt beispielsweise vor, wenn sich das Bauteil relativ zur Struktur mit weniger als 1 cm/s bewegt. Niederfrequente Relativbewegungen sind Schwingungen mit einer Schwingungsfrequenz von weniger als 1 Hz. Diesbezüglich sind schnelle Relativbewegungen gegeben, wenn sich das Bauteil relativ zur Struktur mit mehr als 1 cm/s bewegt. Ebenso liegen diesbezüglich hochfrequente Schwingungen vor, wenn das Bauteil relativ zur Struktur mit einer Schwingungsfrequenz von mehr als 1 Hz schwingt. Die Begriffe "langsam", "schnell", "niederfrequent" und "hochfrequent" sind vorwiegend relativ zueinander zu verstehen. Außerdem können sie entsprechend den vorstehenden Zahlenangaben auch absolut verstanden werden. Des Weiteren sind die Begriffe "kleinere Steifigkeit" und "größere Steifigkeit" relativ zueinander zu verstehen. Bei einer kleineren Steifigkeit wirkt die Haltevorrichtung der Relativbewegung mit vergleichsweise kleinen Kräften entgegen. Bei einer größeren Steifigkeit wirkt die Haltevorrichtung der Relativbewegung mit vergleichsweise großen Gegenkräften entgegen.The invention is based on the general idea to provide the holding device with a coupling device that allows reversible relative movements between the two connection points of the holding device, but it has a stiffness that is dependent on the speed or the frequency of the relative movements. In slow or low-frequency relative movements, the coupling device has a relatively low rigidity. For faster or high-frequency relative movements, however, the coupling device has a relatively high rigidity. For example, a slow relative motion occurs when the component moves relative to the structure at less than 1 cm / sec. Low-frequency relative movements are oscillations with an oscillation frequency of less than 1 Hz. In this regard, rapid relative movements are given when the component moves relative to the structure with more than 1 cm / s. Likewise, in this regard, there are high-frequency vibrations when the component oscillates relative to the structure with an oscillation frequency of more than 1 Hz. The terms "slow", "fast", "low frequency" and "high frequency" are to be understood primarily relative to one another. In addition, they can be understood absolutely according to the above figures. Furthermore, the terms "lower stiffness" and "greater stiffness" are to be understood relative to one another. With a smaller rigidity, the holding device counteracts the relative movement with comparatively small forces. With a greater rigidity, the holding device counteracts the relative movement with comparatively large opposing forces.

Die hier vorgestellte Bauweise ermöglicht einerseits langsamere bzw. niederfrequente Bewegungen, wie sie beispielsweise aufgrund thermischer Dehnungseffekte auftreten. Andererseits behindert bzw. dämpft die Haltevorrichtung schnellere bzw. hochfrequente Relativbewegungen, die beispielsweise im Betrieb des Fahrzeugs durch die motorinduzierte und/oder fahrbahninduzierte Schwingungsanregung des jeweiligen Bestandteils der Abgasanlage entstehen.On the one hand, the construction presented here makes possible slower or low-frequency movements, as occur, for example, due to thermal expansion effects. On the other hand, the holding device obstructs or dampens faster or high-frequency relative movements which, for example, occur during operation of the vehicle due to the engine-induced and / or road-induced vibration excitation of the respective component of the exhaust system.

Besonders vorteilhaft ist dabei eine Ausführungsform, bei welcher die Kopplungseinrichtung zumindest zwei in Reihe wirkende Kopplungselemente aufweist, von denen das eine langsamere oder niederfrequente Relativbewegungen im Wesentlichen kraftfrei zulässt, während das andere schnelleren oder hochfrequenten Relativbewegungen entgegenwirkt. Die langsameren oder niederfrequenten Relativbewegungen werden durch thermische Dehnungseffekte ausgelöst und werden durch das eine Kopplungselement kraftfrei ermöglicht, so dass im Wesentlichen keine Verspannungen innerhalb der Abgasanlage entstehen. Die motorinduzierten bzw. fahrbahninduzierten Schwingungsanregungen führen im Vergleich zu thermischen Dehnungseffekten zu schnelleren bzw. hochfrequenten Relativbewegungen, denen dann das andere Kopplungselement mit entsprechenden Kräften entgegenwirkt. Das andere Kopplungselement wirkt dann beispielsweise als Dämpfer und/oder Feder. Denkbar ist auch ein aktives Kopplungselement, das den schnelleren oder hochfrequenten Relativbewegungen als Tilger entgegenwirkt, also mit Gegenschwingungen.Particularly advantageous is an embodiment in which the coupling device has at least two coupling elements acting in series, of which the one slower or low-frequency relative movements substantially without force permits, while the other counteracts faster or high-frequency relative movements. The slower or low-frequency relative movements are triggered by thermal expansion effects and are force-free enabled by the one coupling element, so that there are essentially no distortions within the exhaust system. The motor-induced or road-induced vibration excitations lead in comparison to thermal expansion effects to faster or high-frequency relative movements, which then counteracts the other coupling element with corresponding forces. The other coupling element then acts, for example as a damper and / or spring. It is also conceivable an active coupling element, which counteracts the faster or high-frequency relative movements as absorbers, so with backlashes.

Entsprechend einer vorteilhaften Ausführungsform kann die Kopplungseinrichtung zumindest einen hydraulischen oder pneumatischen Dämpfer aufweisen oder durch einen solchen gebildet sein. Der Dämpfer enthält ein Dämpfungsfluid, das bei einer Relativbewegung zwischen den beiden Anschlussstellen von einer ersten Kammer des Dämpfers in eine zweite Kammer des Dämpfers verdrängt wird. Hierzu stehen die beiden Kammern über eine Drosselstelle miteinander in Verbindung. Der Fluidübertritt von der einen Kammer in die andere Kammer ist bei geringen Volumenströmen nahezu widerstandsfrei möglich, während bei großen Volumenströmen die Drossel ihre Wirkung entfaltet und so den Fluidstrom bremst bzw. drosselt. Dementsprechend wirkt ein derartiger gedrosselter Dämpfer für langsame Bewegungen weich, während er gegenüber schnellen Bewegungen hart ist.According to an advantageous embodiment, the coupling device may comprise at least one hydraulic or pneumatic damper or be formed by such. The damper includes a damping fluid which displaces from a first chamber of the damper in a relative movement between the two connection points in a second chamber of the damper becomes. For this purpose, the two chambers are connected via a throttle point with each other. The passage of fluid from one chamber into the other chamber is almost without resistance possible at low flow rates, while at high flow rates, the throttle unfolds its effect and thus slows or throttles the flow of fluid. Accordingly, such a damped damper acts softly for slow movements while being hard against fast movements.

Erfindungsgemäß weist die Kopplungseinrichtung zumindest einen Elastomerkörper auf, der aus einem elektroaktiven Polymer besteht, dessen Elastizität durch Anlegen einer elektrischen Spannung veränderbar ist, und der an einen elektrischen Steuerkreis angeschlossen ist, der einen Schwingungssensor zur Erfassung von Schwingungen des Bauteils oder Bestandteils und eine Steuerung zum Verändern der Elastizität des Elastomerkörpers abhängig von der Schwingungsfrequenz aufweist. Bei der erfindungsgemäßen Ausführungsform wird somit ein Elastomerkörper verwendet, dessen Elastizität abhängig von einer daran angelegten elektrischen Spannung verändert werden kann. Hierdurch ist es beispielsweise möglich, bei Bauteilschwingungen, deren Schwingungsfrequenz unterhalb einer vorbestimmten Schaltfrequenz liegen, den Elastomerkörper unbestromt zu lassen, wodurch er eine vergleichsweise hohe Elastizität besitzt und eine weiche Dämpfungscharakteristik aufweist. Sobald jedoch die Bauteilschwingungen eine Schwingungsfrequenz oberhalb der vorgegebenen Schaltfrequenz erreichen, wird an den Elastomerkörper eine vorbestimmte elektrische Spannung angelegt, wodurch sich dessen Elastizität verändert, nämlich reduziert. In der Folge ergibt sich eine härtere Dämpfungscharakteristik.According to the invention, the coupling device comprises at least one elastomeric body, which consists of an electroactive polymer whose elasticity is variable by applying an electrical voltage, and which is connected to an electrical control circuit comprising a vibration sensor for detecting vibrations of the component or component and a control for Changing the elasticity of the elastomeric body has dependent on the vibration frequency. In the embodiment according to the invention thus an elastomer body is used, the elasticity of which can be changed depending on an electrical voltage applied thereto. This makes it possible, for example, in component vibrations whose vibration frequency is below a predetermined switching frequency to leave the elastomer body energized, whereby it has a comparatively high elasticity and has a soft damping characteristic. However, as soon as the component vibrations reach an oscillation frequency above the predetermined switching frequency, a predetermined electrical voltage is applied to the elastomer body, whereby its elasticity is changed, namely reduced. As a result, a harder damping characteristic results.

Bei einer vereinfachten Ausführungsform arbeitet die Steuerung nicht mit einem Schwingungssensor zusammen, sondern mit einem Kennfeld, in dem die einzustellende Elastizität abhängig von der Drehzahl der Brennkraftmaschine abgelegt ist. Hierzu kann die Steuerung mit einem entsprechenden Motorsteuergerät der Brennkraftmaschine kommunizieren. Die Drehzahl der Brennkraftmaschine korreliert mit der motorinduzierten Schwingungsanregung, so dass die Einstellung der frequenzabhängigen Elastizität hier mit einem vereinfachten Steuerungsaufwand realisiert werden kann.In a simplified embodiment, the controller does not cooperate with a vibration sensor, but with a map in which the elasticity to be set is stored as a function of the speed of the internal combustion engine is. For this purpose, the controller can communicate with a corresponding engine control unit of the internal combustion engine. The speed of the internal combustion engine correlates with the engine-induced vibration excitation, so that the setting of the frequency-dependent elasticity can be realized here with a simplified control effort.

Bei einer einfachen Ausführungsform kann die Steuerung die zwei vorbeschriebenen Zustände schalten, nämlich Ausschalten der vorgegebenen Spannung und Einschalten der vorgegebenen Spannung. Bei einer komfortableren Ausführungsform kann vorgesehen sein, die Spannung am Elastomerkörper in mehreren Stufen zu variieren, um so die Elastizität des Elastomerkörpers gestuft verändern zu können. Beispielsweise können hierzu mehrere verschiedene Schaltfrequenzen vorgegeben werden, die eine stufenweise Erhöhung der am Elastomerkörper anliegenden Spannung auslösen. Darüber hinaus ist es ebenso möglich, die Spannung am Elastomerkörper abhängig von der gemessenen Bauteilschwingungsfrequenz stufenlos zu variieren, wodurch eine proportionale Zuordnung zwischen Bauteilfrequenz und Elastizität des Elastomerkörpers und letztlich Steifigkeit der Kopplungseinrichtung realisierbar ist. Die Proportionalität kann dabei degressiv oder progressiv oder linear konzipiert werden.In a simple embodiment, the controller may switch the two above-described states, namely, turning off the predetermined voltage and turning on the predetermined voltage. In a more comfortable embodiment, it may be provided to vary the tension on the elastomer body in several stages so as to be able to change the elasticity of the elastomer body in a stepped manner. For example, several different switching frequencies can be predetermined for this purpose, which trigger a stepwise increase in the voltage applied to the elastomer body. In addition, it is also possible to vary the voltage on the elastomer body depending on the measured component vibration frequency continuously, whereby a proportional relationship between component frequency and elasticity of the elastomer body and ultimately rigidity of the coupling device can be realized. Proportionality can be designed degressive or progressive or linear.

Alternativ ist es ebenso möglich, die Elastizität des Elastomerkörpers mit der Schwingungsfrequenz zu variieren, so dass im Elastomerkörper Elastizitätsschwingungen entstehen. Dabei wird also nicht statisch zwischen zwei oder mehr Zuständen des Elastomerkörpers gewechselt, sondern dynamisch, eben mit der Frequenz der Bauteilschwingungen. Besonders vorteilhaft kann es dabei sein, zwischen den Betätigungsschwingungen, die im Elastomerkörper mit Hilfe der Steuerung erregt werden, eine Phasenverschiebung gegenüber den Bauteilschwingungen vorzusehen, derart, dass sich eine Reduzierung der Schwingungsamplituden am Bauteil einstellt. Hierdurch werden an der Haltevorrichtung quasi Antischwingungen generiert, die zu einer effektiven Dämpfung der Bauteilschwingungen führen.Alternatively, it is also possible to vary the elasticity of the elastomer body with the oscillation frequency, so that elastic oscillations occur in the elastomer body. It is therefore not static switched between two or more states of the elastomer body, but dynamically, just with the frequency of component vibrations. It may be particularly advantageous to provide a phase shift relative to the component vibrations between the actuation vibrations which are excited in the elastomer body by means of the control, such that a reduction of the oscillation amplitudes on the component occurs. This will be on the fixture generates quasi anti-vibrations, which lead to an effective damping of the component vibrations.

Entsprechend einer anderen vorteilhaften, jedoch nicht erfindungsgemäßen Ausführungsform kann die Kopplungseinrichtung ein dilatantes Material zur Bewegungsübertragung zwischen den beiden Anschlussstellen aufweisen. Ein dilatantes Material charakterisiert sich durch eine von der Geschwindigkeit der Krafteinleitung abhängige Elastizität, bei einem Festkörper, bzw. Viskosität, bei einer Flüssigkeit. Beispielsweise existiert eine knetbare dilatante Masse, die, wenn man sie auf den Boden wirft, wie ein Gummiball zurückspringt und die, wenn man mit einem Hammer daraufschlägt, wie ein Keramikkörper zerbricht. Die Anmelderin hat erkannt, dass ein derartiges dilatantes Material in hohem Maße geeignet ist, um bei einer Kupplungseinrichtung eine geschwindigkeitsabhängige bzw. frequenzabhängige Steifigkeit zu realisieren. Bei hochfrequenten Störungen reagiert das dilatante Material hart und zeigt eine hohe Steifigkeit. Bei langsamen Störungen reagiert es weich und kann verformt werden, und zwar -je nach Ausführungsform - elastisch oder plastisch, insbesondere jedoch reversibel.According to another advantageous, but not inventive embodiment, the coupling device may have a dilatant material for transmitting movement between the two connection points. A dilatant material is characterized by a dependent on the speed of the force application elasticity, in a solid, or viscosity, in a liquid. For example, there is a malleable dilatant mass that, when thrown onto the ground, springs back like a rubber ball and, when hit with a hammer, breaks like a ceramic body. The Applicant has recognized that such a dilatant material is highly suitable for realizing a speed-dependent or frequency-dependent stiffness in a coupling device. In high-frequency disturbances, the dilatant material reacts hard and shows a high rigidity. In slow disturbances it reacts softly and can be deformed, depending on the embodiment - elastic or plastic, but especially reversible.

Parallel wirkend zum dilatanten Material kann zumindest ein Federelement vorgesehen sein, um im Falle einer Formänderung des dilatanten Materials eine entsprechende Rückstellkraft zu erzeugen. Bei niederfrequenten oder langsamen Verstellbewegungen wirkt diese Anordnung aus dilatantem Material und wenigstens einem Federelement wie eine Feder. Bei schnellen oder hochfrequenten Verstellbewegungen wirkt diese Anordnung aus dilatantem Material und wenigstens einem Federelement wie ein Festkörper.Parallel acting to the dilatant material, at least one spring element may be provided to produce a corresponding restoring force in the case of a change in shape of the dilatant material. For low-frequency or slow adjustment movements, this arrangement of dilatant material and at least one spring element acts as a spring. In fast or high-frequency adjustment movements, this arrangement of dilatant material and at least one spring element acts as a solid.

Beispielsweise kann die Kopplungseinrichtung ein Kolben-Zylinder-Aggregat aufweisen, dessen Zylinder fest mit der einen Anschlussstelle und dessen Kolben fest mit der anderen Anschlussstelle verbunden ist. Im Zylinder ist eine Kammer enthalten, in welcher der Kolben bewegbar ist. Diese Kammer ist mit dem dilatanten Material befüllt, wobei es sich hierbei um ein flüssiges oder pastöses oder festes dilatantes Material handeln kann. Bei langsamen Bewegungen des Kolbens im Zylinder liegt eine vergleichsweise niedrige Viskosität bzw. Steifigkeit vor, so dass sich der Kolben nahezu widerstandsfrei im Zylinder bewegen kann. Bei raschen Bewegungen erhöht sich die Viskosität bzw. Steifigkeit, wodurch der Widerstand, den das dilatante Material der Relativbewegung zwischen Zylinder und Kolben entgegensetzt, entsprechend zunimmt.For example, the coupling device may comprise a piston-cylinder unit whose cylinder is firmly connected to the one connection point and the piston fixed to the other connection point. In the cylinder is a chamber contain, in which the piston is movable. This chamber is filled with the dilatant material, which may be a liquid or pasty or solid dilatant material. With slow movements of the piston in the cylinder is a comparatively low viscosity or stiffness, so that the piston can move almost without resistance in the cylinder. With rapid movements, the viscosity or rigidity increases, whereby the resistance, which opposes the dilatant material of the relative movement between the cylinder and the piston, increases accordingly.

Bei einer anderen ebenfalls nicht erfindungsgemäßen Ausführungsform kann die Kopplungseinrichtung ein biegeelastisches Blechteil aufweisen oder durch ein solches gebildet sein. Dieses Blechteil weist zumindest einen geschlossenen Hohlraum auf, in dem ein rieselfähiges Granulat angeordnet ist. Dabei ist das vom Granulat befüllte Volumen kleiner als das Gesamtvolumen des Hohlraums. Bei dieser Ausführungsform führen Relativbewegungen zwischen den Anschlussstellen zu elastischen Verformungen des Blechteils. Bei niederfrequenten Relativbewegungen kann das Granulat den Bewegungen des Blechteils folgen. Bei hochfrequenten Relativbewegungen erfolgt auch im Granulat eine Bewegungsanregung, die Energie aus dem Schwingungssystem absorbiert, also in Wärme umwandelt und dadurch eine Dämpfung der Schwingung bewirkt.In another embodiment, which is likewise not according to the invention, the coupling device can have a bending-elastic sheet metal part or be formed by such. This sheet metal part has at least one closed cavity, in which a free-flowing granules is arranged. The volume filled by the granulate is smaller than the total volume of the cavity. In this embodiment, relative movements between the connection points lead to elastic deformations of the sheet metal part. With low-frequency relative movements, the granules can follow the movements of the sheet metal part. In high-frequency relative motions also in the granules, a movement excitation, which absorbs energy from the vibration system, that converts into heat and thereby causes a damping of the vibration.

Eine Weiterbildung der Erfindung beruht auf der Idee, die Kopplungseinrichtung mittels wenigstens eines elektrischen Aktuators zu realisieren. Ein zugehöriger elektrischer Steuerkreis umfasst den jeweiligen Aktuator, zumindest einen Schwingungssensor zur Erfassung von Schwingungen des Bauteils sowie zumindest eine Steuerung zum Betätigen des Aktuators in Abhängigkeit der Schwingungsfrequenz. Der Aktuator kann nun in Abhängigkeit seiner Betätigung einen Abstand zwischen den Anschlussstellen verändern. Mit Hilfe eines derartigen Aktuators kann die Kopplungseinrichtung Relativbewegungen zwischen Bauteil und Struktur mehr oder weniger stark entgegenwirken. Beispielsweise können niederfrequente Relativbewegungen mit wenig Widerstand realisiert werden, während hochfrequente Relativbewegungen nur gegen erhöhten Widerstand und sogar gegen entgegengesetzt gerichtete Bewegungen realisiert werden.A development of the invention is based on the idea of realizing the coupling device by means of at least one electric actuator. An associated electrical control circuit comprises the respective actuator, at least one vibration sensor for detecting vibrations of the component and at least one controller for actuating the actuator as a function of the vibration frequency. The actuator can now change a distance between the connection points depending on its operation. With the help of such an actuator, the coupling device relative movements between the component and counteract structure more or less strongly. For example, low-frequency relative movements can be realized with little resistance, while high-frequency relative movements are realized only against increased resistance and even against oppositely directed movements.

Entsprechend einer vorteilhaften Ausführungsform kann die Steuerung den jeweiligen Aktuator mit der Schwingungsfrequenz, mit welcher das Bauteil schwingt, zu Schwingungen anregen. Besonders zweckmäßig ist es dabei, die Aktuatorschwingungen gegenüber den Bauteilschwingungen mit einer Phasenverschiebung zu realisieren, die so gewählt ist, dass sich eine Reduzierung der Schwingungsamplituden am Bauteil einstellt. Die Kopplungseinrichtung arbeitet dabei wie ein Antischwingungserzeuger, der die Schwingungsamplituden des Bauteils effektiv reduziert. Im Idealfall kann sogar eine Schwingungsauslöschung realisiert werden. Die Kopplungseinrichtung wird hierbei analog zu einem Antischallgenerator betrieben, der in einem aktiven Schalldämpfungssystem mittels phasenverschobenem Antischall Schwindungsamplituden von zu bedämpfendem Schall auslöscht oder reduziert.According to an advantageous embodiment, the controller can excite the respective actuator with the oscillation frequency at which vibrates the component to oscillate. It is particularly expedient to realize the Aktuatorschwingungen compared to the component vibrations with a phase shift, which is chosen so that adjusts a reduction of the vibration amplitudes on the component. The coupling device works like an anti-vibration generator, which effectively reduces the vibration amplitudes of the component. Ideally, even a vibration cancellation can be realized. The coupling device is operated analogously to an anti-sound generator, which extinguishes or reduces Schwindungsamplituden of sound to be damped in an active silencing system by means of phase-shifted anti-sound.

Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn der Aktuator mit einem elektroaktiven Polymer ausgestattet ist, das durch Anlegen einer elektrischen Spannung seine Form ändert. Hierdurch lässt sich der Aktuator besonders preiswert realisieren. Insbesondere lässt sich das elektroaktive Polymer in unterschiedlichsten geometrischen Formen realisieren. Alternativ kann auch ein Piezoaktuator verwendet werden.It is particularly advantageous if the actuator is equipped with an electroactive polymer that changes its shape by applying an electrical voltage. As a result, the actuator can be realized particularly inexpensively. In particular, the electroactive polymer can be realized in a wide variety of geometric shapes. Alternatively, a piezo actuator can also be used.

Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.Other important features and advantages of the invention will become apparent from the dependent claims, from the drawings and from the associated figure description with reference to the drawings.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It is understood that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the particular combination given, but also in other combinations or in isolation, without departing from the scope of the present invention.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile beziehen. Dabei zeigen die Figuren 1 bis 5 und 7 erfindungsgemäße Ausführungsbeispiele, während die Figuren 6 und 8 bis 12 keine erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiele zeigen.Preferred embodiments of the invention are illustrated in the drawings and will be described in more detail in the following description, wherein like reference numerals refer to the same or similar or functionally identical components. The show FIGS. 1 to 5 and 7 Embodiments of the invention, while the FIGS. 6 and 8 to 12 show no embodiments of the invention.

Es zeigen, jeweils schematisch

Fig. 1
eine stark vereinfachte, schaltplanartige Prinzipdarstellung einer Brennkraftmaschine mit Abgasanlage,
Fig. 2
eine stark vereinfachte, prinzipielle Darstellung einer Haltevorrichtung,
Fig. 3
eine Ansicht wie in Fig. 2, jedoch bei einer anderen Ausführungsform,
Fig. 4
eine Ansicht wie in Fig. 3, jedoch einer alternativen Ausführungsform,
Fig. 5
eine Ansicht wie in Fig. 1 mit einer Haltevorrichtung einer weiteren Ausführungsform,
Fig. 6 und 7
weitere Ausführungsformen von Haltevorrichtungen,
Fig. 8 und 9
verschiedene Ansichten einer weiteren Haltevorrichtung,
Fig. 10 und 11
verschiedene Ansicht einer weiteren Haltevorrichtung wie in den Fig. 8 und 9, jedoch bei einer anderen Bauform,
Fig. 12
einen Querschnitt der Haltevorrichtung der Fig. 8 bis 11 im Bereich eines Hohlraums.
It show, each schematically
Fig. 1
a greatly simplified, schematics-like schematic representation of an internal combustion engine with exhaust system,
Fig. 2
a greatly simplified, schematic representation of a holding device,
Fig. 3
a view like in Fig. 2 but in another embodiment,
Fig. 4
a view like in Fig. 3 but an alternative embodiment,
Fig. 5
a view like in Fig. 1 with a holding device of a further embodiment,
6 and 7
further embodiments of holding devices,
8 and 9
different views of another holding device,
10 and 11
different view of another holding device as in the 8 and 9 but in another design,
Fig. 12
a cross section of the holding device of 8 to 11 in the area of a cavity.

Entsprechend Fig. 1 weist eine Brennkraftmaschine 1 in üblicher Weise eine Abgasanlage 2 auf, die beispielsweise über einen Abgassammler 3 oder Krümmer 3 an die Brennkraftmaschine 1 angeschlossen ist. Die Abgasanlage 2 umfasst ein Abgasrohr 4, das an den Krümmer 3 angeschlossen ist und das dort gesammelte Abgas wegführt. Die Abgasanlage 2 weist in üblicher Weise zumindest eine Abgasbehandlungseinrichtung 5 auf, die in das Abgasrohr 4 eingebunden ist. Im Beispiel der Fig. 1 ist nur eine solche Abgasbehandlungseinrichtung 5 dargestellt, die relativ nahe an der Brennkraftmaschine 1 in das Abgasrohr 4 eingebunden ist. Beispielsweise handelt es sich bei der Abgasbehandlungseinrichtung 5 um einen Katalysator. Ebenso kann es sich um einen Partikelfilter handeln.Corresponding Fig. 1 an internal combustion engine 1 in a conventional manner an exhaust system 2, which is connected for example via an exhaust manifold 3 or manifold 3 to the internal combustion engine 1. The exhaust system 2 comprises an exhaust pipe 4, which is connected to the manifold 3 and leads away the exhaust gas collected there. The exhaust system 2 has in the usual way at least one exhaust gas treatment device 5, which is integrated into the exhaust pipe 4. In the example of Fig. 1 only one such exhaust treatment device 5 is shown, which is integrated into the exhaust pipe 4 relatively close to the internal combustion engine 1. For example, the exhaust gas treatment device 5 is a catalyst. Likewise, it may be a particulate filter.

Die Abgasanlage 2 ist mit Hilfe einer Haltevorrichtung 6 an ihrer Peripherie festgehalten bzw. positioniert oder abgestützt. Beispielsweise wirkt die Haltevorrichtung 6 hierzu mit einer peripheren Struktur 7 eines Fahrzeugs zusammen, in dem die Brennkraftmaschine 1 angeordnet ist. Bei der peripheren Struktur 7 handelt es sich im Beispiel der Fig. 1 um ein Getriebegehäuse 8 eines Getriebes, das an die Brennkraftmaschine 8 angeschlossen ist. Ebenso kann die Haltevorrichtung 6 an einen Motorblock 9 der Brennkraftmaschine 1 angeschlossen sein. Ferner kann auch eine Karosserie des Fahrzeugs als Abstützung für die Haltevorrichtung 6 dienen. Mit Hilfe der Haltevorrichtung 6 kann nun ein Bestandteil 10 oder Bauteil 10 der Abgasanlage 2 an besagter Struktur 7 gehalten werden. Im Beispiel der Fig. 1 ist das Bauteil 10 bzw. der Bestandteil 10 durch einen Abschnitt des Abgasrohrs 4 gebildet, der mit Hilfe der Haltevorrichtung 6 fahrzeugseitig befestigt ist. Besagter Rohrabschnitt 10 ist dabei stromab der Abgasbehandlungseinrichtung 5 positioniert. Die genannten Anbindungsstellen sind jedoch rein exemplarisch.The exhaust system 2 is held or positioned or supported by means of a holding device 6 at its periphery. For example, the holding device 6 cooperates with a peripheral structure 7 of a vehicle, in which the internal combustion engine 1 is arranged. The peripheral structure 7 is in the example of Fig. 1 to a transmission housing 8 of a transmission which is connected to the internal combustion engine 8. Likewise, the holding device 6 may be connected to an engine block 9 of the internal combustion engine 1. Furthermore, a body of the vehicle as a support for the holding device 6 serve. With the aid of the holding device 6, a component 10 or component 10 of the exhaust system 2 can now be held on said structure 7. In the example of Fig. 1 is the component 10 and the component 10 is formed by a portion of the exhaust pipe 4, which is fixed by means of the holding device 6 on the vehicle side. Said pipe section 10 is positioned downstream of the exhaust gas treatment device 5. However, the connection points mentioned are purely exemplary.

Entsprechend den Fig. 2 und 3 besitzt die jeweilige Haltevorrichtung 6 eine erste Anschlussstelle 11, mit deren Hilfe die Haltevorrichtung 6 am jeweiligen Bestandteil 10 der Abgasanlage 2 befestigt werden kann, sowie eine zweite Anschlussstelle 12, mit der die Haltevorrichtung 6 an der jeweiligen peripheren Struktur 7 befestigt werden kann. Ferner weist die Haltevorrichtung 6 eine zwischen den Anschlussstellen 11, 12 angeordnete Kopplungseinrichtung 13 auf. Diese Kopplungseinrichtung 13 ist so ausgestaltet, dass sie reversible Relativbewegungen zwischen den Anschlussstellen 11, 12 ermöglicht. Derartige Relativbewegungen können beispielsweise in einer in den Fig. 2 und 3 durch einen Doppelpfeil angedeuteten Wirkrichtung 14 erfolgen.According to the Fig. 2 and 3 the respective holding device 6 has a first connection point 11, by means of which the holding device 6 can be fastened to the respective component 10 of the exhaust system 2, and a second connection point 12, with which the holding device 6 can be attached to the respective peripheral structure 7. Furthermore, the holding device 6 has a coupling device 13 arranged between the connection points 11, 12. This coupling device 13 is designed so that it allows reversible relative movements between the connection points 11, 12. Such relative movements can for example in a in the Fig. 2 and 3 effected by a double arrow indicated direction of action 14.

Gemäß Fig. 1 kann die Abgasanlage 2 im Bereich der ersten Anschlussstelle 11 im Betrieb der Brennkraftmaschine 1 zu Schwingungen angeregt werden, deren Schwingungsrichtungen in Fig. 1 durch Doppelpfeile angedeutet und mit 15 bezeichnet sind. Gezeigt sind dabei Längsschwingungen und Querschwingungen. Ebenso sind Rotationsschwingungen denkbar. Neben diesen hochfrequenten oder schnellen Relativbewegungen zwischen dem jeweiligen Bestandteil 10 der Abgasanlage 2 und der diesbezüglich stationären Struktur 7 kann es auch zu langsamen bzw. niederfrequenten Relativbewegungen zwischen den besagten Komponenten kommen. Beispielsweise führt die thermische Dehnung der Abgasanlage 2 im Betrieb zu einer Verschiebung der ersten Anschlussstelle 11 relativ zur Brennkraftmaschine 1 und somit relativ zur Struktur 7. Eine Wirkrichtung der thermischen Dehnung ist in Fig. 1 durch einen Doppelpfeil angedeutet und mit 16 bezeichnet.According to Fig. 1 the exhaust system 2 can be excited in the region of the first connection point 11 in the operation of the internal combustion engine 1 to vibrations whose vibration directions in Fig. 1 indicated by double arrows and denoted by 15. Shown are longitudinal vibrations and transverse vibrations. Likewise, rotational vibrations are conceivable. In addition to these high-frequency or rapid relative movements between the respective component 10 of the exhaust system 2 and the stationary structure 7 in this regard, there may also be slow or low-frequency relative movements between said components. For example, the thermal expansion of the exhaust system 2 during operation leads to a displacement of the first connection point 11 relative to the internal combustion engine 1 and thus relative to the structure 7. An effective direction of the thermal expansion is in Fig. 1 indicated by a double arrow and designated 16.

Die Kopplungseinrichtung 13 kann so ausgestaltet sein, dass sie zumindest in ihrer Wirkrichtung 14 eine geschwindigkeitsabhängige und/oder frequenzabhängige Steifigkeit aufweist. Dies hat zur Folge, dass die Steifigkeit der Kopplungseinrichtung 13 bei langsamen Relativbewegungen zwischen den Anschlussstellen 11, 12 bzw. bei niederfrequenten Relativbewegungen zwischen den Anschlussstellen 11, 12 eine vergleichsweise kleine Steifigkeit aufweist, während sie bei schnelleren oder hochfrequenten Relativbewegungen zwischen den Anschlussstellen 11, 12 eine relativ große Steifigkeit aufweist. Die langsamen bzw. niederfrequenten Relativbewegungen sind in der Regel die durch die thermische Wärmedehnung 16 ausgelösten Relativbewegungen. Im Unterschied dazu sind die schnelleren oder hochfrequenten Relativbewegungen Schwingungen 15 der Abgasanlage 2, die im Betrieb der Brennkraftmaschine 1 im Bereich des jeweiligen Bestandteils 10 der Abgasanlage 2 auftreten.The coupling device 13 can be designed such that it has a speed-dependent and / or frequency-dependent stiffness at least in its effective direction 14. This has the consequence that the stiffness of the coupling device 13 at slow relative movements between the connection points 11, 12 and in low-frequency relative movements between the connection points 11, 12 has a comparatively small stiffness, while at faster or high-frequency relative movements between the connection points 11, 12th has a relatively high rigidity. The slow or low-frequency relative movements are usually triggered by the thermal expansion 16 relative movements. In contrast, the faster or high-frequency relative movements vibrations 15 of the exhaust system 2, which occur during operation of the internal combustion engine 1 in the region of the respective component 10 of the exhaust system 2.

Die Steifigkeit wird im vorliegenden Zusammenhang reziprok zur Elastizität verstanden, so dass eine hohe Steifigkeit mit einer kleinen Elastizität einhergeht, während eine große Elastizität zu einer niedrigen Steifigkeit führt.The stiffness in the present context is understood to be reciprocal to the elasticity, so that a high rigidity is associated with a small elasticity, while a large elasticity leads to a low rigidity.

Eine derartige Kopplungseinrichtung 13 mit geschwindigkeitsabhängiger und/oder frequenzabhängiger Steifigkeit kann auf unterschiedliche Weise realisiert werden. Beispielsweise zeigt Fig. 2 eine Lösung, bei welcher die Kopplungseinrichtung 13 einen hydraulischen oder pneumatischen Dämpfer 17 aufweist bzw. durch einen solchen Dämpfer 17 gebildet ist. Realisiert ist besagter Dämpfer 17 im Beispiel durch ein Kolben-Zylinder-Aggregat 18, das einen Zylinder 19 und einen Kolben 20 aufweist, der mittels einer Kolbenstange 21 aus dem Zylinder 19 herausgeführt ist. Der Kolben 20 trennt im Zylinder 19 zwei Räume 22, 23, die durch eine Drosselstelle 24 miteinander verbunden sind. Durch diese Drosselstelle 24 kann bei einer Kolbenbewegung im Zylinder 19 Fluid von der einen Kammer 22 in die andere Kammer 23 überströmen. Abhängig von der Geschwindigkeit der Kolbenbewegung kommt es zu einer mehr oder weniger starken Drosselwirkung. Das Hydraulikfluid kann flüssig sein oder gasförmig oder pastös.Such a coupling device 13 with speed-dependent and / or frequency-dependent stiffness can be realized in different ways. For example, shows Fig. 2 a solution in which the coupling device 13 has a hydraulic or pneumatic damper 17 or is formed by such a damper 17. Realized is said damper 17 in the example by a piston-cylinder unit 18, which has a cylinder 19 and a piston 20, by means of a piston rod 21 from the Cylinder 19 is led out. The piston 20 separates in the cylinder 19 two spaces 22, 23, which are connected by a throttle point 24 with each other. Through this throttle point 24 fluid can flow from one chamber 22 into the other chamber 23 in a piston movement in the cylinder 19. Depending on the speed of the piston movement, there is a more or less strong throttle effect. The hydraulic fluid may be liquid or gaseous or pasty.

Innerhalb des Kolben-Zylinder-Aggregats 18 können Zylinder 19 und Kolben 20 sowie die Kammern 22 und 23 grundsätzlich beliebige Querschnitte aufweisen. Beispielsweise kommen runde Querschnitte, wie z.B. kreisförmige, eliptische oder ovale Querschnitte, ebenso in Betracht wie eckige Querschnitte, wie z.B. dreieckige, viereckige, sechseckige und achteckige Querschnitte. Bevorzugt sind jedoch kreisförmige Querschnitte.Within the piston-cylinder unit 18 cylinder 19 and piston 20 and the chambers 22 and 23 may have basically any cross-sections. For example, round cross sections such as e.g. circular, elliptic or oval cross sections, as well as square cross sections, e.g. triangular, quadrangular, hexagonal and octagonal cross sections. However, preferred are circular cross-sections.

Fig. 3 zeigt eine andere Ausführungsform der Kopplungseinrichtung 13, die zumindest einen Elastomerkörper 25 aufweist, der aus einem elektroaktiven Polymer besteht. Ein derartiges elektroaktives Polymer verändert seine Elastizität durch Anlegen einer elektrischen Spannung. Die Haltevorrichtung 6 umfasst in diesem Fall außerdem einen elektrischen Steuerkreis 26 zum Betätigen des Elastomerkörpers 25. Der Steuerkreis 26 umfasst hierzu eine Steuerung 27 sowie einen Schwingungssensor 28. Der Schwingungssensor 28 kann Schwingungen des Bestandteils 10 der Abgasanlage 2 erfassen und diese über eine Signalleitung 29 der Steuerung 27 zuführen. Die Steuerung 27 ist über Steuerleitungen 30 mit dem Elastomerkörper 25 bzw. mit dem elektroaktiven Polymer verbunden. Im Beispiel ist der Elastomerkörper 25 zwischen zwei Platten 31 angeordnet, insbesondere fest mit diesen verbunden, beispielsweise verklebt oder vulkanisiert. Die Platten 30, 31 stehen über Verbindungselement 32 mit den Anschlussstellen 11, 12 in Verbindung. Die Verbindungselemente 32 und die Platten 31 dienen hier als Anschlusselektroden, um die Steuerleitungen 30 mit dem Elastomerkörper 25 bzw. mit dem elektroaktiven Polymer zu verbinden. Fig. 3 shows another embodiment of the coupling device 13, which has at least one elastomeric body 25 which consists of an electroactive polymer. Such an electroactive polymer changes its elasticity by applying an electrical voltage. In this case, the holding device 6 also comprises an electrical control circuit 26 for actuating the elastomer body 25. The control circuit 26 comprises a controller 27 and a vibration sensor 28 for this purpose. The vibration sensor 28 can detect vibrations of the component 10 of the exhaust system 2 and transmit them via a signal line 29 of FIG Feed control 27. The controller 27 is connected via control lines 30 to the elastomer body 25 and to the electroactive polymer. In the example, the elastomeric body 25 is disposed between two plates 31, in particular fixedly connected thereto, for example glued or vulcanized. The plates 30, 31 are connected via connecting element 32 with the connection points 11, 12 in connection. The connecting elements 32 and the plates 31 serve here as terminal electrodes to connect the control lines 30 with the elastomer body 25 and with the electroactive polymer.

Die Steuerung 27 kann nun die Elastizität des Elastomerkörper 25 abhängig von der erfassten Schwingungsfrequenz verändern. Die Veränderung der Elastizität des Elastomerkörpers 25 kann beispielsweise in wenigstens zwei Stufen variiert werden. Ebenso ist eine stufenlose Adaption der Elastizität an die Schwingungsfrequenz realisierbar. Des Weiteren kann die Steuerung 27 so ausgestaltet bzw. programmiert sein, dass sie die Elastizität des Elastomerkörpers 25 mit der erfassten Schwingungsfrequenz variiert. Insbesondere ist es dabei möglich, die Elastizitätsschwingungen gegenüber den Bauteilschwingungen hinsichtlich ihrer Phase zu verschieben, und zwar insbesondere derart, dass sich dadurch eine Reduzierung der Schwingungsamplituden am jeweiligen Bauteil 10 einstellt. Beim jeweiligen Bauteil 10 handelt es sich um den Bestandteil 10, der mit Hilfe der Haltevorrichtung 6 abgestützt ist. Im Beispiel der Fig. 1 ist das Bauteil 10 das Abgasrohr 4 bzw. der Rohrabschnitt 10.The controller 27 can now change the elasticity of the elastomeric body 25 depending on the detected vibration frequency. The change in the elasticity of the elastomer body 25 can be varied, for example, in at least two stages. Likewise, a continuous adaptation of the elasticity to the oscillation frequency can be realized. Furthermore, the controller 27 may be configured or programmed to vary the elasticity of the elastomeric body 25 at the detected vibration frequency. In particular, it is possible to shift the elasticity oscillations with respect to the component vibrations with respect to their phase, in particular in such a way that this results in a reduction of the vibration amplitudes on the respective component 10. The respective component 10 is the component 10, which is supported by means of the holding device 6. In the example of Fig. 1 is the component 10, the exhaust pipe 4 and the pipe section 10th

Die Steuerung 27 arbeitet mit einem Tiefpassfilter, so dass die langsamen, niederfrequenten Wärmedehnungen keine Reaktion durch die Steuerung 27, nämlich ein Ansteuern des Elastomerkörpers 25 auslösen. Optional kann außerdem vorgesehen sein, dass die Steuerung 27 thermisch bedingte Dehnungseffekte, die ebenfalls zu Relativbewegungen führen, mittels einer speziellen Kennlinie berücksichtigt, in welcher die thermisch bedingten Relativbewegungen abhängig von der aktuellen Bauteiltemperatur aufgetragen sind. Hierzu kann die Steuerung 27 mit einem entsprechenden Temperatursensor zusammenwirken. Auf diese Weise können die langsamen Relativbewegungen den schnellen Relativbewegungen überlagert werden. Alternativ ist es ebenso möglich, dass zur getrennten Berücksichtigung der thermisch bedingten Relativbewegungen einerseits und der durch die Bauteilschwingungen erzeugten Relativbewegungen andererseits innerhalb der Kopplungseinrichtung 13 zumindest zwei separate Kopplungselemente vorgesehen sind, die in Reihe wirken. Beispielsweise sind dann zwei Elastomerkörper 25 vorgesehen, deren Elastizitäten unabhängig voneinander mit Hilfe der Steuerung 27 verändert werden können. Somit kann dann insbesondere über eine entsprechende Ansteuerung des einen Elastomerkörpers 25 die thermisch bedingte Dehnung nahezu kraftfrei zugelassen werden, während mit Hilfe des zweiten Elastomerkörpers 25 der Schwingungsanregung mit entsprechenden Gegenkräften frequenzabhängig entgegengewirkt werden kann.The controller 27 operates with a low-pass filter, so that the slow, low-frequency thermal expansions trigger no reaction by the controller 27, namely a driving of the elastomer body 25. Optionally, it can also be provided that the controller 27 takes into account thermally induced expansion effects, which likewise lead to relative movements, by means of a special characteristic in which the thermally induced relative movements are plotted as a function of the current component temperature. For this purpose, the controller 27 can interact with a corresponding temperature sensor. In this way, the slow relative movements can be superimposed on the fast relative movements. Alternatively, it is also possible that for the separate consideration of the thermally induced relative movements on the one hand and the relative movements generated by the component vibrations on the other hand within the coupling device 13 are provided at least two separate coupling elements, which act in series. For example, two elastomeric bodies 25 are then provided whose elasticities can be changed independently of each other with the aid of the control 27. Thus, in particular via a corresponding control of the one elastomeric body 25, the thermally induced strain can be allowed almost force-free, while with the aid of the second elastomer body 25 of the vibration excitation can be counteracted frequency-dependent with corresponding counter forces.

Bei der erfindungsgemäßen Lösung, die in Fig. 4 dargestellt ist, weist die Kopplungseinrichtung 13 zumindest einen elektrischen Aktuator 33 auf bzw. ist durch einen solchen gebildet. Ferner umfasst die Haltevorrichtung 6 in diesem Fall einen elektrischen Steuerkreis 34 zum Betätigen des Aktuators 33. Dieser Steuerkreis 34 weist einen Schwingungssensor 35 auf, mit dessen Hilfe Schwingungen des jeweiligen Bauteils 10 erfasst werden können. Eine Signalleitung 36 leitet die erfassten Schwingungen einer Steuerung 37 zu. Steuerleitungen 38 verbinden die Steuerung 37 mit dem Aktuator 33. Der Aktuator 33 weist im Beispiel zwei Platten 31 auf, die je über ein Verbindungselement 32 mit den beiden Anschlussstellen 11, 12 verbunden sind. Eine Betätigung des Aktuators 33 führt zu einer Veränderung des Abstands zwischen den beiden Anschlussstellen 11, 12. Somit kann die Steuerung 37 abhängig von der ermittelten Schwingungsfrequenz den Aktuator 33 zum Verändern des Abstands zwischen den Anschlussstellen 11, 12 ansteuern. Von besonderem Vorteil ist eine Ausführungsform, bei welcher der Aktuator 33 mit einem elektroaktiven Polymer ausgestattet ist, das durch Anlegen einer elektrischen Spannung seine Form ändert. Somit kann durch Anlegen einer elektrischen Spannung gezielt die Form des Polymers verändert und somit insbesondere der Abstand zwischen den Anschlussstellen 11, 12 variiert werden. Die Steuerung 37 kann vorzugsweise so ausgestaltet bzw. programmiert sein, dass sie den Aktuator 33 mit einer Frequenz zu Schwingungen anregt, welche der mit Hilfe des Schwingungssensors 35 ermittelten Frequenz entspricht. Besonders vorteilhaft ist es nun, die Aktuatorschwingungen hinsichtlich ihrer Schwingungsamplituden gegenüber den ermittelten Bauteilschwingungen in ihrer Phase zu verschieben. Diese Phasenverschiebung wird gezielt so durchgeführt, dass sich am jeweiligen Bauteil eine Reduzierung der Schwingungsamplituden einstellt. Der Aktuator 33 wird in diesem Fall wie ein aktiver Schalldämpfer für Körperschall betrieben. Er arbeitet quasi mit Antischwingungen oder Gegenschwingungen, welche die zu bedämpfenden Schwingungen des Bauteils 10 zumindest teilweise auslöschen.In the solution according to the invention, which in Fig. 4 is shown, the coupling device 13 at least one electric actuator 33 and is formed by such. Further, the holding device 6 in this case comprises an electrical control circuit 34 for actuating the actuator 33. This control circuit 34 has a vibration sensor 35, with the aid of which vibrations of the respective component 10 can be detected. A signal line 36 supplies the detected vibrations to a controller 37. Control lines 38 connect the controller 37 to the actuator 33. In the example, the actuator 33 has two plates 31 which are each connected via a connecting element 32 to the two connection points 11, 12. An actuation of the actuator 33 leads to a change in the distance between the two connection points 11, 12. Thus, the controller 37 depending on the determined oscillation frequency, the actuator 33 to change the distance between the connection points 11, 12 control. Of particular advantage is an embodiment in which the actuator 33 is equipped with an electroactive polymer which changes its shape by applying an electrical voltage. Thus, the shape of the polymer can be selectively changed by applying an electrical voltage and thus in particular the distance between the connection points 11, 12 can be varied. The controller 37 may preferably be configured or programmed such that it excites the actuator 33 with a frequency to oscillations, which corresponds to the determined by means of the vibration sensor 35 frequency. It is now particularly advantageous to shift the actuator oscillations in terms of their vibration amplitudes in relation to the determined component vibrations in their phase. This phase shift is carried out in a targeted manner so that a reduction of the oscillation amplitudes is established on the respective component. The actuator 33 is operated in this case as an active silencer for structure-borne noise. He works with quasi anti-vibrations or counter-vibrations, which at least partially extinguish the vibrations of the component 10 to be damped.

Die Steuerung 37 arbeitet mit einem Tiefpassfilter, so dass die langsamen, niederfrequenten Wärmedehnungen keine Reaktion der Steuerung 37, nämlich eine Ansteuerung des Aktuators 33 auslösen. Optional kann außerdem vorgesehen sein, dass die Steuerung 37 thermisch bedingte Dehnungseffekte, die ebenfalls zu Relativbewegungen führen, mittels einer speziellen Kennlinie berücksichtigt, in welcher die thermisch bedingten Relativbewegungen abhängig von der aktuellen Bauteiltemperatur aufgetragen sind. Hierzu kann die Steuerung 37 mit einem entsprechenden Temperatursensor gekoppelt sein. Auf diese Weise können die langsamen Relativbewegungen den schnellen Relativbewegungen überlagert werden. Alternativ ist es ebenso möglich, dass zur getrennten Berücksichtigung der thermisch bedingten Relativbewegungen einerseits und der durch die Bauteilschwingungen erzeugten Relativbewegungen andererseits innerhalb der Kopplungseinrichtung 13 zumindest zwei separate Kopplungselement vorgesehen sind, die in Reihe wirken. Beispielsweise sind dann zwei Aktuatoren 33 vorgesehen, deren Stellbewegungen unabhängig voneinander mit Hilfe der Steuerung 37 verändert werden können. Somit kann dann insbesondere über eine entsprechende Ansteuerung des einen Aktuators 33 die thermisch bedingte Dehnung nahezu kraftfrei zugelassen werden, während mit Hilfe des zweiten Aktuator 33der Schwingungsanregung mit entsprechenden Gegenkräften frequenzabhängig entgegengewirkt werden kann.The controller 37 operates with a low-pass filter, so that the slow, low-frequency thermal expansions trigger no reaction of the controller 37, namely a control of the actuator 33. Optionally, it can also be provided that the controller 37 takes into account thermally induced expansion effects, which likewise lead to relative movements, by means of a special characteristic in which the thermally induced relative movements are plotted as a function of the current component temperature. For this purpose, the controller 37 may be coupled to a corresponding temperature sensor. In this way, the slow relative movements can be superimposed on the fast relative movements. Alternatively, it is also possible for separate consideration of the thermally induced relative movements on the one hand and the relative movements generated by the component vibrations on the other hand within the coupling device 13 at least two separate coupling element are provided, which act in series. For example, two actuators 33 are then provided, whose actuating movements can be changed independently with the aid of the controller 37. Thus, in particular via a corresponding control of the one actuator 33, the thermally induced strain be allowed almost power-free, while using the second actuator 33der the vibration excitation can be counteracted frequency-dependent with corresponding counter forces.

Gemäß Fig. 5 kann für die Haltevorrichtung 6 vorzugsweise eine Montage realisiert werden, die dazu führt, dass die Wirkrichtung 14 der Haltevorrichtung 6 bzw. der Kopplungseinrichtung 13 weitgehend parallel zur Wärmedehnungsrichtung 16 verläuft, in welcher sich das jeweilige Bauteil der Abgasanlage 2, hier das Abgasrohr 4 bzw. der Rohrabschnitt 10 relativ zur Struktur 7 bewegt. Für eine derartige Anwendung ist die Ausgestaltung der Kopplungseinrichtung 13 mit frequenzabhängiger Steifigkeit bzw. als Aktuator von besonderem Interesse.According to Fig. 5 can be realized for the holding device 6 preferably a mounting, which causes the effective direction 14 of the holding device 6 and the coupling device 13 is substantially parallel to the thermal expansion direction 16, in which the respective component of the exhaust system 2, here the exhaust pipe 4 or the pipe section 10 moves relative to the structure 7. For such an application, the design of the coupling device 13 with frequency-dependent stiffness or as an actuator is of particular interest.

Fig. 6 zeigt eine weitere Ausführungsform für eine Kopplungseinrichtung 13 mit frequenzabhängiger bzw. geschwindigkeitsabhängiger Steifigkeit. Bei dieser Ausführungsform weist die Kopplungseinrichtung 13 ein dilatantes Material 39 auf. Hierbei handelt es sich um einen Kunststoff, der auf Krafteinleitung abhängig von der Geschwindigkeit, mit welcher die Krafteinleitung erfolgt, unterschiedlich reagiert. Bei diesem dilatanten Material 39 kann es sich um eine Flüssigkeit oder um einen Festkörper handeln. Bei einem flüssigen dilatanten Material ändert sich mit der Krafteinleitungsgeschwindigkeit die Viskosität. Bei einem festen dilatanten Material ändert sich mit der Krafteinleitungsgeschwindigkeit die Elastizität. Bei langsamer Krafteinleitung ist das dilatante Material niederviskos bzw. hochelastisch. Bei schneller Krafteinleitung wächst seine Viskosität stark an bzw. weist es eine extrem hohe Steifigkeit auf. Fig. 6 shows a further embodiment of a coupling device 13 with frequency-dependent or speed-dependent stiffness. In this embodiment, the coupling device 13 has a dilatant material 39. This is a plastic that responds differently to the introduction of force depending on the speed with which the force is applied. This dilatant material 39 may be a liquid or a solid. In the case of a liquid dilatant material, the viscosity changes with the force introduction velocity. In a solid dilatant material changes with the force introduction speed, the elasticity. At slow force introduction, the dilatant material is low viscosity or highly elastic. With a fast introduction of force, its viscosity increases strongly or has an extremely high rigidity.

Das dilatante Material 39 ist dabei innerhalb der Kopplungseinrichtung 13 so angeordnet, dass es zur Bewegungsübertragung zwischen den beiden Anschlussstellen 11, 12 dient. Mit anderen Worten, eine Relativbewegung zwischen den beiden Anschlussstellen 11, 12 ist nur dann möglich, wenn innerhalb der Kopplungseinrichtung 13 das dilatante Material 39 deformiert oder verdrängt wird.The dilatant material 39 is arranged within the coupling device 13 so that it serves for the transmission of movement between the two connection points 11, 12. In other words, a relative movement between the two connection points 11, 12 is only possible if within the coupling device 13, the dilatant material 39 is deformed or displaced.

Im Beispiel der Fig. 6 weist die Kopplungseinrichtung 13 wieder ein KolbenZylinder-Aggregat 40 auf, das einen Zylinder 41, einen Kolben 42 sowie eine Kolbenstange 43 aufweist, die mit dem Kolben 42 verbunden ist und aus dem Zylinder 41 herausführt. Die eine Anschlussstelle 11 ist fest mit dem Zylinder 41 verbunden, während die andere Anschlussstelle 12 über die Kolbenstange 43 mit dem Kolben 42 fest verbunden ist. Der Kolben 42 ist in einem Arbeitsraum 44 des Zylinders 41 verstellbar, in dem sich auch das dilatante Material 39 befindet. Der Kolben 42 muss hierbei nicht im Zylinder 41 seitlich geführt sein. Insbesondere bei einem als Festkörper ausgestalteten dilatanten Material 39 kann der Kolben 42 in das dilatante Material 39 eingebettet sein. Bei langsamen Bewegungen kann der Kolben 42 innerhalb des dilatanten Materials 39 relativ zum Zylinder 41 bewegt werden. Sollen jedoch schnelle Bewegungen durchgeführt werden wirkt das dilatante Material 39 extrem entgegen.In the example of Fig. 6 the coupling device 13 again has a piston-cylinder unit 40, which has a cylinder 41, a piston 42 and a piston rod 43, which is connected to the piston 42 and leads out of the cylinder 41. One connection point 11 is fixedly connected to the cylinder 41, while the other connection point 12 is fixedly connected to the piston 42 via the piston rod 43. The piston 42 is adjustable in a working chamber 44 of the cylinder 41, in which the dilatant material 39 is located. The piston 42 does not have to be guided laterally in the cylinder 41. In particular, in the case of a dilatant material 39 designed as a solid, the piston 42 can be embedded in the dilatant material 39. With slow movements, the piston 42 can be moved within the dilatant material 39 relative to the cylinder 41. However, if fast movements are to be performed, the dilatant material 39 is extremely counteracting.

Bei einer anderen Ausführungsform kann das dilatante Material 39 auch zu einem Elastomerkörper geformt sein. Dann ist grundsätzlich ein Aufbau wie in Fig. 3 realisierbar, ohne dass dann ein Steuerkreis 26 erforderlich ist. Insbesondere für den Fall, dass das dilatante Material 39 in Form eines Elastomerkörpers vorliegt, kann optional zumindest ein Federelement so angeordnet sein, dass es parallel zum Elastomerkörper wirkt. Insbesondere kann ein derartiges Federelement in den Elastomerkörper integriert sein bzw. darin eingebettet sein. Bei langsamen Relativbewegungen wirkt dann im Wesentlichen nur die Federkraft, welche die mit Hilfe der Kopplungseinrichtung 13 miteinander gekoppelten Komponenten in eine Ausgangsstellung antreibt. Bei schnellen Relativbewegungen führt dann das dilatante Material 39 zu einem Blockieren der Bewegung bzw. zu einer starken Dämpfung, welche die Federkraft überlagert.In another embodiment, the dilatant material 39 may also be formed into an elastomeric body. Then basically a structure like in Fig. 3 feasible without then a control circuit 26 is required. In particular, in the case that the dilatant material 39 is in the form of an elastomeric body, optionally at least one spring element can be arranged so that it acts parallel to the elastomeric body. In particular, such a spring element can be integrated into the elastomer body or embedded therein. In the case of slow relative movements, essentially only the spring force then acts, which drives the components coupled to one another with the aid of the coupling device 13 into a starting position. In rapid relative movements then leads the dilatant material 39 to block the movement or to a strong damping, which superimposes the spring force.

Fig. 7 zeigt eine weitere Ausführungsform für eine Kopplungseinrichtung 13, die mehrere Elastomerkörper 45, 46 und 47 aufweist. Diese Elastomerkörper 45, 46, 47 können dabei aus einem elektroaktiven Polymer bestehen, jedoch hinsichtlich ihrer Wirkrichtung unterschiedlich angeordnet sein. Beispielsweise steht die Wirkrichtung des mittleren Elastomerkörpers 45 senkrecht zu den Wirkrichtungen der beiden äußeren Elastomerkörpern 46, 47. Anstelle von Elastomerkörpern aus elektroaktivem Polymer können auch hier elektrische Aktuatoren vorgesehen sein. Durch die Bereitstellung einer derartigen Anordnung aus mehreren elektroaktiven Elastomerkörpern oder elektrischen Aktuatoren können unterschiedlich orientierte Relativbewegungen mit Hilfe der Haltevorrichtung 6 bedämpft werden. Fig. 7 shows a further embodiment for a coupling device 13, which has a plurality of elastomer body 45, 46 and 47. These elastomer bodies 45, 46, 47 may consist of an electroactive polymer, but may be arranged differently with respect to their direction of action. For example, the direction of action of the central elastomer body 45 is perpendicular to the effective directions of the two outer elastomeric bodies 46, 47. Instead of elastomeric bodies made of electroactive polymer, electric actuators can also be provided here. By providing such an arrangement comprising a plurality of electroactive elastomer bodies or electric actuators, differently oriented relative movements can be damped with the aid of the holding device 6.

Mit Bezug auf die Fig. 8 bis 12 wird eine weitere Ausführungsform für eine Kopplungseinrichtung 13 bzw. für die Haltevorrichtung 6 näher erläutert, wobei die Fig. 8 und 9 eine erste Bauform zeigen, während die Fig. 10 und 11 eine zweite Bauform wiedergeben. Fig. 12 zeigt eine Schnittdarstellung, die im Prinzip für beide Bauformen der Fig. 8 bis 11 Gültigkeit hat.With reference to the 8 to 12 a further embodiment for a coupling device 13 and for the holding device 6 is explained in more detail, wherein the 8 and 9 show a first design while the 10 and 11 play a second design. Fig. 12 shows a sectional view, which in principle for both types of 8 to 11 Has validity.

Entsprechend den Fig. 8 bis 12 umfasst die Kopplungseinrichtung 13 ein biegeelastisches Blechteil 48. Bei den hier gezeigten Ausführungsformen ist quasi die gesamte Haltevorrichtung 6 durch dieses biegeelastische Blechteil 48 bildet. Besagtes Blechteil 48 weist zumindest einen geschlossenen Hohlraum 49 auf, in dem gemäß Fig. 12 ein rieselfähiges Granulat 50 angeordnet ist. Erkennbar ist dabei das vom Granulat 50 befüllte Volumen kleiner als das Gesamtvolumen des jeweiligen Hohlraums 49. Dies hat zur Folge, dass sich das Granulat 50 im Hohlraum 49 bewegen kann. Bei der in Fig. 12 gezeigten besonderen Ausführungsform, sind im Hohlraum 49 mehrere Kammern 51 ausgebildet, die einerseits die Bewegung des Granulats 50 innerhalb des Hohlraums 49 auf die einzelnen Kammern 51 beschränken und andererseits eine Queraussteifung des Blechkörpers 48 bewirken. Beispielsweise können die Kammern 51 wabenförmig konfiguriert sein.According to the 8 to 12 the coupling device 13 comprises a bending elastic sheet metal part 48. In the embodiments shown here, virtually the entire holding device 6 is formed by this flexible sheet metal part 48. Said sheet metal part 48 has at least one closed cavity 49 in which Fig. 12 a free-flowing granules 50 is arranged. Visible here is the volume filled by the granules 50 smaller than the total volume of the respective cavity 49. This has the consequence that the granules 50 can move in the cavity 49. At the in Fig. 12 shown special embodiment, a plurality of chambers 51 are formed in the cavity 49, on the one hand restrict the movement of the granules 50 within the cavity 49 to the individual chambers 51 and on the other hand, a transverse stiffening of the sheet metal body 48 effect. For example, the chambers 51 may be configured honeycomb-shaped.

Die Hohlkammern 49 können im Blechteil 48 beispielsweise dadurch realisiert werden, dass das jeweilige Blechteil 48 zumindest im Bereich des jeweiligen Hohlraums 49 als Doppelblechstruktur 52 ausgebildet ist, was wieder in Fig. 12 angedeutet ist. Innerhalb der jeweiligen Doppelblechstruktur 52 sind zwei Einzelbleche 53, 54 vorgesehen, die jeweils eine Vertiefung 55 bzw. 56 aufweisen, die sich im zusammengesetzten Zustand spiegelsymmetrisch zum jeweiligen Hohlraum 49 ergänzen. Die Blechteile 48 besitzen bei den hier gezeigten Beispielen an ihren voneinander entfernten Enden die Anschlussstellen 11 und 12.The hollow chambers 49 can be realized in the sheet metal part 48, for example, by the fact that the respective sheet metal part 48 is formed at least in the region of the respective cavity 49 as a double sheet structure 52, which again in Fig. 12 is indicated. Within the respective double sheet structure 52, two individual sheets 53, 54 are provided, each having a recess 55 and 56, which complement each other in the assembled state mirror symmetry to the respective cavity 49. The sheet metal parts 48 have in the examples shown here at their remote ends, the connection points 11 and 12th

Claims (12)

Haltevorrichtung zum Halten eines Bestandteils (10) einer Abgasanlage (2) an einer peripheren Struktur (7), insbesondere eines mit der Abgasanlage (2) ausgestatteten Fahrzeugs, - mit einer ersten Anschlussstelle (11) zum Befestigen der Haltevorrichtung (6) am Bestandteil (10) der Abgasanlage (2), - mit einer zweiten Anschlussstelle (12) zum Befestigen der Haltevorrichtung (6) an der Struktur (7), - mit einer zwischen den Anschlussstellen (11, 12) angeordneten Kopplungseinrichtung (13), die reversible Relativbewegungen zwischen den Anschlussstellen (11, 12) ermöglicht, - wobei die Kopplungseinrichtung (13) so ausgestaltet ist, dass sie zumindest in einer Wirkrichtung (14) eine geschwindigkeitsabhängige und/oder frequenzabhängige Steifigkeit aufweist, derart, dass die Kopplungseinrichtung (13) bei langsameren oder niederfrequenten Relativbewegungen eine kleinere Steifigkeit aufweist als bei schnelleren oder hochfrequenten Relativbewegungen, dadurch gekennzeichnet,
dass die Kopplungseinrichtung (13) zumindest einen Elastomerkörper (25) aufweist, der aus einem elektroaktiven Polymer besteht, dessen Elastizität durch Anlegen einer elektrischen Spannung veränderbar ist und der an einen elektrischen Steuerkreis (26) angeschlossen ist, der eine Steuerung (27) zum Verändern der Elastizität des Elastomerkörpers (25) abhängig von der Schwingungsfrequenz aufweist.Holding device for holding a component (10) of an exhaust system (2) on a peripheral structure (7), in particular of a vehicle equipped with the exhaust system (2), - With a first connection point (11) for fixing the holding device (6) on the component (10) of the exhaust system (2), - With a second connection point (12) for fixing the holding device (6) on the structure (7), - With a between the connection points (11, 12) arranged coupling device (13) which allows reversible relative movements between the connection points (11, 12), - wherein the coupling device (13) is designed so that it has a speed-dependent and / or frequency-dependent stiffness, at least in one effective direction (14), such that the coupling device (13) with slower or low-frequency relative movements a lower stiffness than at faster or high-frequency relative movements, characterized,
in that the coupling device (13) has at least one elastomer body (25) which consists of an electroactive polymer whose elasticity can be changed by applying an electrical voltage and which is connected to an electrical control circuit (26) which has a control (27) for changing it the elasticity of the elastomeric body (25) depends on the vibration frequency. Haltevorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Kopplungseinrichtung (13) zumindest zwei in Reihe wirkende Kopplungselemente aufweist, von denen das eine langsamere oder niederfrequente Relativbewegungen im wesentlichen kraftfrei zulässt, während das andere schnelleren oder hochfrequenten Relativbewegungen entgegenwirkt.Holding device according to claim 1,
characterized,
in that the coupling device (13) has at least two coupling elements which act in series, of which the one permits a slower or relatively low-frequency relative movements substantially without force, while the other counteracts faster or high-frequency relative movements. Haltevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Kopplungseinrichtung (13) zumindest einen hydraulischen oder pneumatischen Dämpfer (17) aufweist oder durch einen solchen gebildet ist.Holding device according to claim 1 or 2,
characterized,
in that the coupling device (13) comprises or is formed by at least one hydraulic or pneumatic damper (17). Haltevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Steuerung (27) so ausgestaltet und/oder programmiert ist, dass sie die Elastizität des Elastomerkörpers (25) in wenigstens zwei Stufen variiert oder eine stufenlose Adaption der Elastizität an die Schwingungsfrequenz ermöglicht.Holding device according to one of claims 1 to 3,
characterized,
in that the controller (27) is designed and / or programmed such that it varies the elasticity of the elastomeric body (25) in at least two stages or allows a stepless adaptation of the elasticity to the oscillation frequency. Haltevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Steuerung (27) so ausgestaltet und/oder programmiert ist, dass sie die Elastizität des Elastomerkörpers (25) mit der Schwingungsfrequenz variiert.Holding device according to one of claims 1 to 4,
characterized,
in that the controller (27) is designed and / or programmed to vary the elasticity of the elastomeric body (25) at the oscillation frequency. Haltevorrichtung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Steuerung (27) so ausgestaltet und/oder programmiert ist, dass die Elastizitätsschwingungen gegenüber den Bestandteilschwingungen soweit phasenverschoben sind, dass sich eine Reduzierung der Schwingungsamplituden am Bestandteil (10) einstellt.Holding device according to claim 5,
characterized,
in that the controller (27) is designed and / or programmed such that the elastic oscillations are phase-shifted relative to the constituent oscillations so far that a reduction of the oscillation amplitudes on the component (10) occurs. Haltevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Kopplungseinrichtung (13) zumindest einen elektrischen Aktuator (33) aufweist oder durch eine solchen gebildet ist, wobei ein elektrischer Steuerkreis (34) vorgesehen ist, an den der elektrische Aktuator (33) angeschlossen ist, der einen Schwingungssensor (35) zur Erfassung von Schwingungen des Bestandteils (10) sowie eine Steuerung (37) zum Betätigen des Aktuators (33) in Abhängigkeit der Schwingungsfrequenz aufweist, wobei der Aktuator (33) bei seiner Betätigung einen Abstand zwischen den Anschlussstellen (11, 12) verändert.Holding device according to one of claims 1 to 6,
characterized,
in that the coupling device (13) comprises or is formed by at least one electric actuator (33), wherein an electrical control circuit (34) is provided, to which the electric actuator (33) is connected, which detects a vibration sensor (35) of vibrations of the component (10) and a controller (37) for actuating the actuator (33) as a function of the oscillation frequency, wherein the actuator (33) changes a distance between the connection points (11, 12) when actuated. Haltevorrichtung nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Steuerung (37) so ausgestaltet und/oder programmiert ist, dass sie den Aktuator (33) mit der Schwingungsfrequenz zu Schwingungen anregt.Holding device according to claim 7,
characterized,
in that the controller (37) is designed and / or programmed such that it excites the actuator (33) to vibrate at the oscillation frequency. Haltevorrichtung nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Aktuatorschwingungen gegenüber den Bestandteilschwingungen soweit phasenverschoben sind, dass sich eine Reduzierung der Schwingungsamplituden am Bestandteil (10) einstellt.Holding device according to claim 8,
characterized,
in that the actuator vibrations are phase-shifted relative to the constituent vibrations so far that a reduction of the oscillation amplitudes on the component (10) occurs. Haltevorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Aktuator (33) mit einem elektroaktiven Polymer ausgestattet ist, das durch Anlegen einer elektrischen Spannung seine Form ändert.Holding device according to one of claims 7 to 9,
characterized,
that the actuator (33) is equipped with an electroactive polymer that varies by applying an electrical voltage its shape. Haltevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Wirkrichtung (14) der Kopplungseinrichtung (13) parallel zu einer Wärmedehnungsrichtung (16) orientiert ist, in der sich der jeweilige Bestandteil (10) relativ zur Struktur (7) aufgrund thermischer Wärmedehnung bewegt.Holding device according to one of claims 1 to 10,
characterized,
that the direction of action (14) of the coupling device (13) to a heat expansion direction parallel (16) is oriented, in which the respective component (10) relative to the structure (7) moves due to thermal thermal expansion. Abgasanlage für eine Brennkraftmaschine (1), bei der ein Bestandteil (10) der Abgasanlage (2) mit wenigstens einer Haltevorrichtung (6) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 an einer peripheren Struktur (7) der Abgasanlage (2) gehalten ist.Exhaust system for an internal combustion engine (1), in which a component (10) of the exhaust system (2) with at least one holding device (6) according to one of claims 1 to 11 is held on a peripheral structure (7) of the exhaust system (2).
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