ES2203970T3 - Sistema para evitar oscilaciones mecanicas. - Google Patents
Sistema para evitar oscilaciones mecanicas.Info
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Abstract
Sistema para evitar oscilaciones mecánicas, que comprende un cuerpo de panal de abejas (1; 11) y un tubo envolvente (2; 12; 22), estando dispuesto el cuerpo de panal de abejas (1; 11) en el interior del tubo envolvente (2; 12; 22) y que puede ser atravesado por una corriente de fluido, donde el tubo envolvente (2; 12; 22) presenta al menos una estructura de refuerzo (3; 23) que eleva localmente la resistencia a las oscilaciones y solamente en al menos una región parcial (6; 16; 26) de su superficie interior está conectado con el cuerpo de panal de abejas (1; 11), donde la al menos una región parcial (6; 16; 26) está dispuesta en la proximidad de la al menos una estructura de refuerzo (3; 23) y/o se extiende debajo de ésta, y la al menos una región parcial (6; 16; 26) se dilata solamente sobre una parte de la periferia interior del tubo envolvente (2; 12; 22), caracterizado porque la al menos una región parcial (6; 16; 26) se encuentra esencialmente en lugares, en los que sin la configuración de la al menos una región parcial (6; 16; 26), aparecen las máximas amplitudes de oscilación, especialmente transversales, y porque la al menos una estructura de refuerzo (3; 23) se proyecta en una medida mayor que el espesor del tubo envolvente (2; 12; 22) fuera de su superficie exterior.
Description
Sistema para evitar oscilaciones mecánicas.
La invención se refiere a un sistema que
comprende un cuerpo de panal de abejas y un tubo envolvente, donde
el cuerpo de panal de abejas está dispuesto en el interior de un
tubo envolvente y puede ser atravesado por una corriente de fluido.
El cuerpo de panal de abejas puede funcionar especialmente como
cuerpo de soporte para un material de acción catalítica, que
posibilita una transformación de componentes nocivos de gases de
escape de un motor de combustión en substancias inocuas.
Se conoce por el documento
DE-US-89 05 415 un cuerpo de panal
de abejas metálico que sirve como cuerpo de soporte de catalizador,
que está dispuesto en el interior de un tubo envolvente. El tubo
envolvente presenta un moleteado circunferencial. Se puede encajar
en un orificio de una pared, que es insignificantemente mayor que
las medidas exteriores del tubo envolvente en la región no
moleteada, hasta que el moleteado hace tope en el borde del
orificio. En esta posición, el tubo envolvente se puede conectar
según la técnica de unión con la pared, de manera que se obtiene una
fijación estable del tubo envolvente.
Para la unión por soldadura de un cuerpo metálico
de panal de abejas con un tubo envolvente, el documento DE 42 31
338 A1 publica un procedimiento de soldadura, en el que se aplica
un material pegajoso y a continuación se aplica polvo de soldar que
se adhiere al mismo en la periferia exterior del cuerpo de panal de
abejas. En virtud del material pegajoso, el polvo de soldar
permanece adherido también durante las etapas siguientes del
procedimiento hasta la posición acabada definitiva de la unión por
soldadura. El procedimiento permite la soldadura selectiva de
regiones parciales en la periferia exterior de un cuerpo de panal
de abejas.
Se conoce por el documento
DE-U-89 10 107 un tubo envolvente
para un cuerpo metálico de panal de abejas, que presenta una
pluralidad de nervaduras exteriores. Las nervaduras exteriores
sirven para el refuerzo del tubo envolvente, de manera que se puede
ahorrar material frente a los tubos envolventes sin elementos de
refuerzo, reduciendo el espesor de la pared. Las nervaduras
exteriores sirven especialmente para impedir un abombado del tubo
envolvente bajo carga, por ejemplo a través de presión de gas en el
interior del tubo envolvente.
Se conoce por el documento
DE-U-89 08 269 un cuerpo de soporte
fabricado de metal para el alojamiento de un catalizador de
purificación de gases de escape. El cuerpo de soporte comprende en
este caso cintas metálicas planas y onduladas, que forman a través
de arrollamiento común un cuerpo compuesto de capas múltiples con
una superficie grande y una estructura de núcleo de panal de
abejas. Para la configuración de una unión adecuada también bajo
cargas térmicas y dinámicas entre el cuerpo de panal de abejas y el
tubo envolvente se proponen ranuras, que están realizadas en la
carcasa metálica y que son adecuadas para el alojamiento de material
de soldadura. De esta manera debe conseguirse una mejora de la
resistencia de la unión entre la pared interior de la carcasa
metálica en forma de tubo y la superficie circunferencial de la
estructura de panal de abejas.
El documento EP 0 245 737 B1 describe un cuerpo
de panal de abejas, que está unido a través de costuras de
soldadura, que se extienden aproximadamente en la dirección
circunferencial de un tubo envolvente, en el interior del tubo
envolvente con el tubo envolvente. A través de la selección
adecuada de los parámetros de soldadura se puede conseguir que las
raíces de las costuras de soldadura penetren un poco hacia dentro,
de manera que se consigue adicionalmente una conexión en unión
positiva entre el tubo envolvente y el cuerpo de panal de abejas. Se
conoce, en general, que las costuras de soldadura pueden ser
especialmente puntos débiles que conducen a rotura frágil en una
unión metálica. Por lo tanto, hay que prestar atención a una
colocación adecuada de uniones soldadas y a la selección de un
procedimiento de soldadura adecuado.
Se conoce por el documento DE 41 12 354 A1 un
cuerpo de panal de abejas que está constituido por una pluralidad
de capas de chapas onduladas o de chapas lisas y onduladas, que
está unido con un tubo envolvente que lo rodea por medio de
soldadura. Para facilitar la unión por soldadura y para conseguir
una unión duradera del tubo envolvente y del cuerpo de panal de
abejas, la capa exterior del cuerpo de panal de abejas está formada
por una pluralidad de secciones extremas lusas, que se solapan
entre sí, de las chapas onduladas o de las chapas onduladas y lisas,
siendo las secciones extremas aproximadamente de la misma longitud
y estando distribuidas de una manera aproximadamente uniforme sobre
la periferia exterior del cuerpo de panal de abejas. El tubo
envolvente y el cuerpo de panal de abejas están unidos por
soldadura entre sí en la región de los extremos axiales del tubo
envolvente. En una configuración especial, el cuerpo de panal de
abejas y el tubo envolvente están reforzados en el lado frontal a
través de soportes de fijación adicionales, especialmente a través
de un anillo de apoyo.
A través de diferentes medios de excitación se
pueden producir oscilaciones mecánicas en un tubo envolvente. Por
ejemplo, en un tubo envolvente, que está dispuesto en el sistema de
escape de gases de un motor de combustión interna y en cuyo interior
se encuentra un cuerpo de panal de abejas como cuerpo de soporte de
catalizador, se pueden producir oscilaciones transversales del tubo
envolvente a través de vibraciones del motor de combustión interna
transmitidas a través de otras partes del sistema de escape de
gases. Especialmente cuando se excitan en este caso oscilaciones de
resonancia, se puede dañar o destruir una conexión entre el tubo
envolvente y el cuerpo de panal de abejas.
Otra causa posible para el daño o destrucción de
la unión son las diferentes modificaciones condicionadas
térmicamente de las dimensiones del cuerpo de panal de abejas y del
tubo envolvente. Por este motivo, se propone en el documento DE 195
07 299 A1 establecer una unión del cuerpo de panal de abejas con el
tubo envolvente solamente en una región parcial de la longitud axial
del tubo envolvente. De una manera más preferida, la región de
unión se encuentra aproximadamente en el centro de la longitud
axial del tubo envolvente.
El cometido de la presente invención es indicar
un sistema con un cuerpo de panal de abejas, que está dispuesto en
el interior de un tubo envolvente y que puede ser atravesado por
una corriente de líquido y que presenta una unión estable de forma
duradera con el tubo envolvente. Además, el cuerpo de pan al de
abejas propiamente dicho debe protegerse frente a daños.
Según la invención, este cometido se soluciona a
través de un sistema para evitar oscilaciones mecánicas, que
comprende un cuerpo de panal de abejas y un tubo envolvente. El
tubo envolvente presenta al menos una estructura de refuerzo que
eleva localmente la resistencia a las oscilaciones. La estructura
de refuerzo se proyecta en este caso desde su superficie exterior en
una medida mayor que el espesor del tubo envolvente. El tubo
envolvente solamente está unido en al menos una región parcial de
su superficie interior sobre una parte de la periferia interior con
el cuerpo e panal de abejas. Al menos una región parcial se
encuentra al menos en la región del entorno de la estructura de
refuerzo o bien de las estructuras de refuerzo, pero se puede
conectar al mismo tiempo también con la región situada debajo de la
estructura de refuerzo. Al menos una región parcial se encuentra en
este caso esencialmente en lugares, en los que, sin la
configuración de al menos una región parcial, aparecen las máximas
amplitudes de oscilación, especialmente transversales. Por lo
tanto, existen una o varias uniones, que se encuentran en cada caso
en una región parcial, en la que son previsibles a lo sumo
amplitudes de oscilación reducidas en virtud de su proximidad a una
o varias de las estructuras de refuerzo. De esta manera, tanto las
uniones como también el cuerpo de panal de abejas propiamente dicho
están protegidos frente a solicitaciones mecánicas excesivas. Como
resultado, es previsible una estabilidad mayor del cuerpo de panal
de abejas o bien de sus uniones con el tubo envolvente y/o se
pueden diseñar las uniones menos estables. La unión del cuerpo de
panal de abejas solamente en regiones parciales de la superficie
interior del tubo envolvente reduce especialmente el peligro de
rotura de la unión o bien de las uniones entre el cuerpo de panal de
abejas y el tubo envolvente.
Especialmente la superficie en la periferia
exterior del cuerpo de panal de abejas, en la que existe una unión
con el tubo envolvente, es menor que en los tipos conocidos
anteriormente de la unión a un tubo envolvente. Esto tiene, entre
otras cosas, dos ventajas. Por una parte, se puede reducir el gasto
durante la fabricación de la unión, por ejemplo el gasto de
material. Por otra parte, se puede asegurar que la región de unión
se encuentra completamente en la proximidad de una estructura de
refuerzo.
En un desarrollo, el cuerpo de panal de abejas
presenta una pluralidad de capas de chapa, que se extienden a lo
largo de la vía de la circulación del fluido. Al menos una de las
capas de chapa está unida en la periferia exterior del cuerpo de
panal de abejas según la técnica de unión con el tubo envolvente de
tal forma que se pueden absorber especialmente fuerza de tracción.
La unión está configurada con preferencia de tal forma que también
se pueden absorber fuerzas de presión, donde tanto las cargas de
tracción como también las cargas de presión, que resultan a partir
de la impulsión térmica, aparecen tanto en dirección axial como
también en dirección radial. El cuerpo de panal de abejas puede
estar constituido, por ejemplo, por capas de chapa estructuradas y
lisas, que rellenan en el interior el tubo envolvente arrolladas en
espiral, entrelazadas entre sí en forma de S o en forma de
envolventes. Muchos cuerpos de panal de abejas conocidos con capas
de chapas, por ejemplo entrelazadas en forma de S, son elásticos en
direcciones transversalmente a la vía de circulación de la
corriente. No obstante, las uniones de las capas de chapa entre sí
o con un tubo envolvente reducen la elasticidad. Puesto que las
uniones del cuerpo de panal de abejas al tubo envolvente se
encuentran en una región de oscilación pobre, la reducción local de
la elasticidad no tiene ninguna repercusión o a lo sumo
repercusiones insignificantes sobre la estabilidad. De manera
preferida, también las uniones de las capas de chapa entre sí se
encuentran en la proximidad de una estructura de refuerzo y/o en el
mismo área de la sección transversal que una o varias estructuras de
refuerzo. De esta manera, se pueden proteger también las uniones
internas del cuerpo de panal de abejas frente a la solicitación
mecánica.
En un desarrollo del cuerpo de panal de abejas,
al menos una parte de las capas de chapa tiene un espesor menor que
50 \mum, con preferencia aproximadamente 30 \mum. Como ya se
conoce, también a través de capas de chapas tan finas se puede
mantener especialmente corto el periodo de tiempo hasta la
aplicación del proceso catalítico de la conversión de los gases de
escape en una fase de arranque frío en frío de un motor de
combustión. No obstante, las capas de chapa son especialmente
sensibles frente a solicitación mecánica. Por lo tanto, las ventajas
del sistema según la invención para evitar oscilaciones mecánicas
son en este caso especialmente claras.
Al menos una capa de chapa está unida, dado el
caso, a través de una zona de soldadura con el tubo envolvente. Por
una zona de soldadura se entiende la zona en la que existe material
fundido a través de un proceso de soldadura y solidificado de nuevo,
que forma una conexión por unión del material entre la capa de
chapa y el tubo envolvente. La zona de soldadura puede ser
especialmente una costura de soldadura o puede estar configurada
aproximadamente en forma de puntos. En una forma de realización
preferida, la zona de soldadura presenta, además del material de la
capa de chapa y del tubo envolvente, material adicional para
obtener una costura de soldadura configurada de la manera más fuerte
posible o bien secciones de costura de soldadura correspondientes.
El material adicional se puede añadir, por ejemplo, través de
fundición de un electrodo metálico (soldadura de metal con gas
inerte). El material adicional proporciona en una parte esencial el
refuerzo y, por lo tanto, la elevación de la resistencia del tubo
envolvente a las oscilaciones.
La estructura de refuerzo es con preferencia la
nervadura exterior del tubo envolvente. La estructura de refuerzo
se proyecta en este caso desde s superficie exterior en una medida
mayor que el espesor del tubo envolvente. La nervadura exterior es
generada, por ejemplo, antes de la disposición del cuerpo de panal
de abejas en el tubo envolvente por medio de una herramienta de
prensado. Para no perturbar en una medida excesiva la textura del
material del tubo envolvente, a nervadura exterior está configurada
con preferencia libre de pandeo. Adicionalmente a una nervadura
exterior, el cuerpo de panal de abejas presenta, dado el caso, una
nervadura interior. Con preferencia, el cuerpo de panal de abejas
está estañado o soldado con el tubo envolvente en la nervadura
interior y/o en la proximidad de la nervadura interior.
En un desarrollo preferido, la estructura de
refuerzo rodea el cuerpo de panal de abejas en forma de espiral,
proyectándose la estructura de refuerzo un poco a lo largo de una
dirección principal de la circulación del fluido. Para la
configuración de la estructura de refuerzo especialmente preferida,
se gira el tubo envolvente junto con el cuerpo de panal de abejas
dispuesto allí en la dirección principal de la circulación,
mientras que paralelamente a la dirección principal de la
circulación se extiende, bajo la aportación de material, al menos
por secciones una costura de soldadura, que conecta el cuerpo de
panal de abejas con el tubo envolvente. A través de la adaptación de
la velocidad giratoria y de la velocidad lineal, se puede ajustar
cualquier altura de paso deseada de la costura de soldadura en forma
de espiral. Especialmente una costura de soldadura puede tener
también una altura de paso variable. Por razones de estabilidad, en
muchas formas de realización es deseable que los arrollamientos de
la costura de soldadura se encuentren en el centro entre los
extremos del tubo envolvente más densos que en la proximidad de los
extremos. Se prefiere que la estructura de refuerzo rodea al menos
dos veces el cuerpo de panal de abejas. La unión entre el tubo
envolvente y el cuerpo de panal de abejas está configurada por
secciones con relación a la periferia interior.
Una unión en forma de espiral entre el tubo
envolvente y un cuerpo de panal de abejas, que presenta una
pluralidad de capas de chapa que se extienden a lo largo de la
dirección de la circulación es, por una parte, estable y conduce,
por otra parte, a una unión elástica del cuerpo de panal de abejas
en direcciones transversales a la dirección principal de la
circulación, puesto que en ningún lugar están unidas regiones
opuestas esencialmente 180º entre sí con respecto al eje
longitudinal en la periferia exterior del cuerpo de panal de abejas
con la superficie interior del tubo envolvente. En el caso de
aplicación de fuerza en un lugar de unión entre el tubo envolvente
y el cuerpo de panal de abejas, el cuerpo de panal de abejas se
puede desviar localmente realizando movimientos de torsión
reversibles insignificantes y/o movimientos paralelamente a la
dirección principal de la circulación, con lo que se evita en la
mayor medida posible una destrucción de una unión una vez
establecida. La unión en espiral está configurada por
secciones.
En otro desarrollo preferido, la estructura de
refuerzo rodea el cuerpo de panal de abejas en forma de anillo
cerrado en sí. Las estructuras de refuerzo configuradas de esta
manera son especialmente estables y, por lo tanto, presentan una
resistencia alta a las oscilaciones. Con preferencia en este caso
la unión entre el cuerpo de panal de abejas y el tubo envolvente
está configurada en forma de secciones anulares.
De acuerdo con otro ejemplo de realización de la
invención, el tubo envolvente está unido en la región parcial,
respectivamente, a través como máximo una tercera parte, con
preferencia de una sexta a una cuarta parte de su periferia interior
con el cuerpo de panal de abejas. De esta manera, se garantiza que
en la restante región no unida entre el tubo envolvente y el cuerpo
de panal de abejas se posibilite una dilatación suficiente,
diferente condicionada por la impulsión de calor. De esta manera, la
sección longitudinal, en la que el tubo envolvente está unido con
el cuerpo de panal de abejas, está distanciada de los extremos
axiales del tubo envolvente.
No obstante, según otro ejemplo de realización de
la invención, es posible que la sección longitudinal, en la que el
tubo envolvente está unido con el cuerpo de panal de abejas, se
extienda esencialmente sobre toda la longitud del tubo
envolvente.
Con preferencia, el cuerpo de panal de abejas
está constituido de tal forma que una pluralidad de capas de chapas
estructuradas al menos parcialmente, que forman las paredes de una
pluralidad de canales, que pueden ser atravesados por la corriente
de fluido, solamente están unidos entre sí, con preferencia
soldados, en zonas parciales.
En otro desarrollo con un cuerpo de panal de
abejas, que puede ser atravesado por la corriente de fluido
esencialmente paralelamente a un eje longitudinal, la estructura de
refuerzo o bien una de las estructuras de refuerzo están dispuestas
aproximadamente en el centro de la longitud axial del tubo
envolvente. Esta disposición provoca para todo el tubo envolvente
una elevación de la resistencia a la oscilación, puesto que se
acortan de una manera óptima las secciones que son propensas a
oscilaciones transversales.
En otro desarrollo con un cuerpo de panal de
abejas, que está atravesado por la corriente esencialmente
paralelamente a un eje longitudinal, el tubo envolvente presenta
una pluralidad de estructuras de refuerzo, que se extienden en cada
caso aproximadamente en la dirección circunferencial y que dividen
el tubo envolvente en secciones aproximadamente de la misma
longitud. También en este desarrollo se reducen de una manera
óptima las longitudes de las regiones continuas propensas a
oscilaciones.
Según otro ejemplo de realización preferido de la
invención, el tubo envolvente está conectado en las regiones
parciales respectivas con el cuerpo de panal de abejas de tal manera
que en un lugar de un plano discrecional perpendicularmente al eje
longitudinal están dispuestas regiones de unión, que están
esencialmente opuestas 180º entre sí con respecto al eje
longitudinal. Esto significa que en un lugar de la superficie
interior del tubo envolvente, el cuerpo de panel de abejas está
unido con éste en una o en una pluralidad de secciones parciales
respectivas individuales, de manera que en un plano imaginario
perpendicularmente al eje longitudinal o bien a la dirección de la
circulación del cuerpo de panal de abejas y a través de la o las
regiones parciales esencialmente opuestas 180º al mismo no se
encuentra otra región parcial con una unión entre el tubo envolvente
y el cuerpo de panal de abejas. Por lo tanto, frente a
determinadas regiones de unión no se encuentran regiones de unión
sino que estas regiones de unión opuestas están dispuestas en un
plano que está alejado, con respecto al eje longitudinal del cuerpo
de panal de abejas, en la medida de una longitud definida o de una
distancia definida con respecto al plano en el que están dispuestas
las regiones de unión consideradas en primer lugar o bien regiones
parciales.
De acuerdo con otro ejemplo de realización, la
región parcial o bien cada región parcial está dispuesta de forma
asimétrica con respecto al eje longitudinal. También varias regiones
parciales de la superficie interior del tubo envolvente pueden
estar unidas con el cuerpo de panal de abejas, con tal que estén
dispuestas de forma asimétrica. Por disposición asimétrica se
entiende que en ningún lugar de un plano discrecional
perpendicularmente al eje longitudinal están dispuestas regiones de
unión, que está opuestas 180º entre sí con respecto al eje
longitudinal. Con relación a la periferia interior de la superficie
interior del tubo envolvente, esto significa que la región de unión
es menor que 180º, estando configurada la región de unión como una
única región de unión y extendiéndose sobre dicho intervalo del
ángulo circunferencial < 180º o en varias secciones de unión
separadas. Mientras el ángulo, sobre el que se extiende la región
de unión en la región parcial respectiva en la periferia interior
del tubo envolvente sea menor que 180º, no existe en un plano
discrecional definido perpendicularmente al eje longitudinal
ninguna región de unión, que presente igualmente una región de unión
opuesta 180º con respecto a ella. A través de esta disposición
asimétrica de la región parcial, en la que se establece la unión
entre el tubo envolvente y el cuerpo de panal de abejas, se
establece, por una parte, una resistencia de la unión suficiente
entre el tubo envolvente y el cuerpo de panal de abejas, con tal que
esta unión se encuentre esencialmente en los lugares en los que en
otro caso aparecen las máximas amplitudes de oscilación y el cuerpo
de soporte del catalizador presenta, por otra parte, además, una
flexibilidad suficientemente alta para poder absorber cargas
térmicas, especialmente debido a diferencias de la temperatura.
Según otro ejemplo de realización, el tubo
envolvente está unido en la región parcial con el cuerpo de panal
de abejas de tal manera que existen regiones de unión opuestas entre
sí con respecto al eje longitudinal, que están dispuestas en
diferentes planos perpendicularmente al eje longitudinal. De esta
manera, es posible que estas regiones de unión estén opuestas
esencialmente 180º, con respecto a la periferia de la superficie
interior del tubo envolvente, sin apoyarse en los planos
imaginarios dispuestos perpendicularmente al eje longitudinal.
Las explicaciones complementarias con respecto a
los antecedentes técnicos de la invención así como otras ventajas,
características y posibilidades de aplicación de la invención se
describen a continuación de forma detallada con referencia al
dibujo. En las figuras individuales del dibujo:
La figura 1 muestra un cuerpo de panal de abejas
en el interior de un tubo envolvente con tres nervaduras exteriores
circundantes.
La figura 2 muestra un cuerpo de panal de abejas
fijado a través de una costura de soldadura en forma de espiral en
el interior de un tubo envolvente, y
La figura 3 muestra una vista esquemática de un
cuerpo de panal de abejas en un tubo envolvente con una nervadura
exterior que rodea en el centro.
El cuerpo metálico de panal de abejas 1 mostrado
en la figura 1está dispuesto en el interior del tubo envolvente 2.
El cuerpo de panal de abejas 1 presenta una pluralidad de canales 9
formados por capas de chapa lisas 4 y onduladas 8, que pueden ser
atravesadas por una corriente de fluido aproximadamente
paralelamente al eje longitudinal 5. El tubo envolvente 2 está
formado esencialmente elíptico en la sección transversal. Otros
tubos envolventes no mostrados, que son adecuados para la
realización de la invención, tienen formas discrecionales de la
sección transversal, por ejemplo ovaladas.
El tubo envolvente 2 presenta, en general, tres
estructuras de refuerzo en forma de anillo, circundantes cerradas
en sí, que están configuradas como nervaduras exteriores 3. Las
nervaduras exteriores 3 están dispuestas esencialmente paralelas
entre sí y dividen el tubo envolvente 2 en cuatro secciones
aproximadamente de la misma longitud, que poseen de esta manera en
cada caso aproximadamente una cuarta parte de la longitud L del
tubo envolvente 2.
En cuatro regiones parciales 6 de la periferia
interior del tubo envolvente 2 están unidos por soldadura entre sí
el cuerpo de panal de abejas 1 y el tubo envolvente 2. Las regiones
parciales 6 se extienden, respectivamente, en la dirección
circunferencial a lo largo de los bordes de dos de las tres
nervaduras exteriores 3 solamente sobre una parte de la periferia
interior. Las regiones parciales 6 se encuentran totalmente en la
región periférica de la nervadura exterior 3 vecina respectiva.
Cada región parcial se extiende aproximadamente sobre una tercera
parte de la periferia interior y tiene entre 1 y 2 cm de
anchura.
En lugar del cuerpo de panal de abejas 1
mostrado, se pueden fijar de manera correspondiente también cuerpos
de panal de abejas con capas de chapas 4, 8 lisas y onduladas,
entrelazadas entre sí en forma de S y cuerpos de panal de abejas con
capas de chapas 4, 8, que se extienden en forma de envolvente en la
sección transversal en un tubo envolvente.
En la forma de realización mostrada en la figura
2, el cuerpo metálico de panal de abejas 11 y el tubo envolvente 12
de forma circular en la sección transversal están unidos entre sí
por medio de una costura de soldadura 13 circundante en forma de
espiral. La costura de soldadura 13 es una costura de soldadura
fabricada con aportación de material de acuerdo con el procedimiento
de soldadura de metal con gas inerte y que atraviesa el tubo
envolvente 12. A partir de la figura 2 se puede reconocer que la
costura de soldadura 13 presenta un abombado en la periferia
exterior del tubo envolvente 12 sobre toda su extensión. El
abombado es macizo y proporciona un refuerzo del tubo envolvente 12,
que conduce en la región de la costura de soldadura 13 a una
resistencia elevada a las oscilaciones.
Con la ayuda de la representación esquemática de
la figura 3 se describe a modo de ejemplo una posibilidad de
excitación de oscilaciones transversales de un tubo envolvente. El
tubo envolvente 22 presenta en su centro una nervadura exterior 23
circundante cerrada en sí. En los bordes de la nervadura exterior
23, en dos regiones parciales 26 configuradas por secciones, de la
periferia interior del tubo envolvente 22 está soldado un cuerpo de
panal de abejas con el tubo envolvente 22. El tubo envolvente 22
está conectado en sus extremos, respectivamente, con una pieza
tubular de conexión 27. Una de las piezas tubulares de conexión 27
conduce a una salida de gases de escape de un motor de combustión
interna no representado. Las vibraciones del motor de combustión
interna son transmitidas a través de la pieza tubular de conexión
27 sobre el tubo envolvente 22. A determinados valores del número de
revoluciones del motor de combustión interna se excitan
oscilaciones de resonancia del tubo envolvente 22, como se indica
en la mitad superior e inferior izquierda de las figuras en cada
caso a través de una flecha doble. En este caso, regiones opuestas
entre sí del tubo envolvente 22 se mueven en direcciones opuestas.
En virtud de la nervadura exterior 23, solamente una región parcial
del tubo envolvente oscila entre la nervadura exterior 23 y la
pieza tubular de conexión 27. La amplitud de las oscilaciones se
representa muy ampliada para que se pueda reconocer mejor. Se puede
reconocer que incluso con la magnitud representada de las amplitudes
de oscilación, la pieza parcial del tubo envolvente 22 en la región
parcial izquierda 226 no está afectada en una medida esencial por
las oscilaciones. En cualquier caso, la anchura de las regiones
parciales 26, medida paralelamente a la dirección principal de la
circulación 15, debe adaptarse a las oscilaciones previsibles y,
por lo tanto, a la longitud de la sección capaz de oscilar del tubo
envolvente 22. Si se encontrase otra estructura de refuerzo en la
sección capaz e oscilar, entonces debido a la magnitud reducida de
las amplitudes de oscilación previsibles, la región parcial
izquierda 26 podría ser más ancha que la mostrada en la figura
3.
El sistema según la invención para evitar
oscilaciones mecánicas conduce a una conexión estable duradera
entre un cuerpo de panal de abejas y un tubo envolvente, en cuyo
interior está dispuesto el cuerpo de panal de abejas, así como a una
reducción de las cargas mecánicas sobre el cuerpo de panal de
abejas.
\dotable{\tabskip\tabcolsep#\hfil\+#\hfil\tabskip0ptplus1fil\dddarstrut\cr}{ 1; 11 \+ Cuerpo metálico de panal de abejas\cr 2; 12, 22 \+ Tubo envolvente\cr 3; 23 \+ Nervadura exterior circundante\cr 4 \+ Capa de chapa lisa\cr 5 \+ Eje longitudinal\cr 6; 26; 16 \+ Región parcial\cr 8 \+ Capa de chapa ondulada\cr 9 \+ Canal\cr 13 \+ Costura de soldadura en forma de espiral\cr 15 \+ Dirección principal de la circulación\cr 27 \+ Pieza tubular de conexión\cr}
Claims (20)
1. Sistema para evitar oscilaciones mecánicas,
que comprende un cuerpo de panal de abejas (1; 11) y un tubo
envolvente (2; 12; 22), estando dispuesto el cuerpo de panal de
abejas (1; 11) en el interior del tubo envolvente (2; 12; 22) y que
puede ser atravesado por una corriente de fluido, donde el tubo
envolvente (2; 12; 22) presenta al menos una estructura de refuerzo
(3; 23) que eleva localmente la resistencia a las oscilaciones y
solamente en al menos una región parcial (6; 16; 26) de su
superficie interior está conectado con el cuerpo de panal de abejas
(1; 11), donde la al menos una región parcial (6; 16; 26) está
dispuesta en la proximidad de la al menos una estructura de refuerzo
(3; 23) y/o se extiende debajo de ésta, y la al menos una región
parcial (6; 16; 26) se dilata solamente sobre una parte de la
periferia interior del tubo envolvente (2; 12; 22),
caracterizado porque la al menos una región parcial (6; 16;
26) se encuentra esencialmente en lugares, en los que sin la
configuración de la al menos una región parcial (6; 16; 26),
aparecen las máximas amplitudes de oscilación, especialmente
transversales, y porque la al menos una estructura de refuerzo (3;
23) se proyecta en una medida mayor que el espesor del tubo
envolvente (2; 12; 22) fuera de su superficie exterior.
2. Sistema según la reivindicación 1,
caracterizado porque el cuerpo de panal de abejas (1; 11)
presenta una pluralidad de capas de chapa (4; 8), que se extienden
esencialmente a lo largo de la vía de circulación, y porque al
menos una (4) de las capas de chapa (4; 8) está conectada en la
periferia exterior del cuerpo de panal de abejas (1; 11) con el tubo
envolvente (2; 12; 22) de manera que se puede cargar al menos a
tracción.
3. Sistema según la reivindicación 2,
caracterizado porque al menos una parte de las capas de
chapa (4; 8) tiene un espesor menor que 50 \mum, con preferencia
aproximadamente 30 \mum.
4. Sistema según la reivindicación 2 ó 3,
caracterizado porque la al menos una capa de chapa (4) está
conectada a través de una zona de soldadura (13) con el tubo
envolvente.
5. Sistema según la reivindicación 4,
caracterizado porque la zona de soldadura presenta material
adicional, además del material de la capa de chapa (4) y del tubo
envolvente (12).
6. Sistema según una de las reivindicaciones 1 a
5, caracterizado porque la estructura de refuerzo (3; 23) es
una nervadura exterior del tubo envolvente (2; 22).
7. Sistema según una de las reivindicaciones 1 a
6, caracterizado porque la estructura de refuerzo (13) rodea
al cuerpo de panal de abejas (11) en forma de espiral, avanzando la
estructura de refuerzo (13) progresivamente aproximadamente a lo
largo de una dirección principal de la circulación (15) del
fluido.
8. Sistema según la reivindicación 7,
caracterizado porque la estructura de refuerzo (13) rodea al
menos dos veces el cuerpo de panal de abejas (11).
9. Sistema según la reivindicación 7 u 8,
caracterizado porque la región parcial (16) presenta
secciones en espiral.
10. Sistema según una de las reivindicaciones 1 a
6, caracterizado porque la estructura de refuerzo (3; 23)
rodea el cuerpo de panal de abejas (1) en forma de anillo cerrado en
sí.
11. Sistema según la reivindicación 10,
caracterizado porque la región parcial (6; 26) presenta
secciones anulares.
12. Sistema según una de las reivindicaciones 1 a
11, caracterizado porque el tubo envolvente (2; 12; 22) está
conectado en la región parcial (6; 16; 26), respectivamente, a lo
sumo sobre una tercera parte, con preferencia sobre una sexta a una
cuarta parte de su periferia interior con el cuerpo de panal de
abejas (1; 11).
13. Sistema según la reivindicación 12,
caracterizado porque la región parcial (6; 16; 26) está
distanciada de los extremos axiales del tubo envolvente (2; 12;
22).
14. Sistema según la reivindicación 12,
caracterizado porque la región parcial (6; 16; 26) se
extiende esencialmente sobre toda la longitud del tubo envolvente
(2; 12; 22).
15. Sistema según una de las reivindicaciones 1 a
14, caracterizado porque el cuerpo de panal de abejas (1;
11) presenta una pluralidad de capas de chapa (4; 8), que forman las
paredes de una pluralidad de canales (9) que son atravesados por la
corriente de fluido y solamente están soldadas entre sí en zonas
parciales.
16. Sistema según una de las reivindicaciones 1 a
15, a través del cual puede circular la corriente de fluido
esencialmente en paralelo a un eje longitudinal (5),
caracterizado porque la estructura de refuerzo (3; 23) está
dispuesta aproximadamente en el centro de la longitud axial (L) del
tubo envolvente (2; 22).
17. Sistema según una de las reivindicaciones 1 a
15, a través del cual puede circular la corriente de fluido
esencialmente en paralelo a un eje longitudinal (5),
caracterizado porque el tubo envolvente (2) presenta una
pluralidad de estructuras de refuerzo (3), que se extienden en cada
caso aproximadamente en dirección circunferencial y que dividen el
tubo envolvente (2) en secciones aproximadamente de la misma
longitud.
18. Sistema según la reivindicación 16 ó 17,
caracterizado porque el tubo envolvente (2; 12; 22) está
conectado en las regiones parciales respectivas con el cuerpo de
panel de abejas (1; 11), de tal manera que en ningún lugar de un
plano discrecional perpendicular al eje longitudinal (5) están
dispuestas regiones de unión, que están opuestas esencialmente 180º
entre sí con respecto al eje longitudinal (5).
19. Sistema según las reivindicaciones 16 y 17,
caracterizado porque la región parcial (6; 16; 26) está
dispuesta asimétrica con respecto al eje longitudinal (5).
20. Sistema según la reivindicación 16 y 17,
caracterizado porque el tubo envolvente (2; 12; 22) está
conectado en la región parcial (6; 16; 26) con el cuerpo de panal de
abejas (1; 11) de tal manera que regiones de unión que están
opuestas entre sí con respecto al eje longitudinal (5) están
dispuestas en diferentes planos que se encuentran perpendicularmente
al eje longitudinal (5).
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