DE2558816C3 - Reaktor für die Nachverbrennung der Abgase einer Brennkraftmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Reaktor für die Nachverbrennung der Abgase einer Brennkraftmaschine mil einem hohlzylindrischen Gehäuse und darin kozentrisch angeordnetem, an einer Stelle fest an dem Gehäuse und an anderer Stelle in einer Gleithalterung befestigten Kern, sowie mindestens einer maschinenseitigen Einlaßöffnung und einer auspuffseitigen Auslaßöffnung.

Generell dient ein solcher Reaktor dazu, im Wege der Oxidation schädliche Anteile (beispielsweise Kohlenwasserstoff oder Kohlcnmonoxyd) aus Abgasen einer Brennkraftmaschine zu beseitigen. Hierzu ist ein Reaktor der eingangs genannten Art bekannt (DE-OS 21 Ol 643). Der Reaktorkern ist dabei mittig durch einen Schraubbolzen mit Mutter fest mit dem Gehäuse und seitlich durch Übergreifen eines Auslaß-Rohrstutzens bzw. Zapfens in axialer Richtung verschiebbar mit dem Gehäuse verbunden. Nachteilig ist, daß die Gleithalterung des Kerns nicht ausreicht, den Reaktor vor Schwingungen zu schützen, die von der Brennkraftmaschine her übertragen werden. Diese Schwingungen können derart groß sein, daß eines der Enden des Kerns von der Gleithalterung auf dem Zapfen oder dem Auslaß-Rohrstutzen abrutscht, damit nicht mehr geführt wird und im weiteren Betrieb die Zerstörung des Kerns verursacht. Nachteilig ist ferner, daß sich dann auch das Isoliermaterial verschieben kann, welches in dem bekannten Reaktor dazu dient, die Wärmeemission zu reduzieren und damit die Reaktortemperatur so hoch wie nur möglich zu halten. Die beschriebenen Nachteile werden durch die Wärmedehnung des Kerns noch verstärkt. Der bekannte Reaktor besitzt keine ausreichend lange Lebensdauer, da das Problem der Gleithalterung des Kerns in Bezug zum äußeren Gehäuse nicht sicher gelöst ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für Reaktoren der eingangs genannten Art eine gegenüber den auftretenden Schwingungen und thermischen Dehnungen sichere Gleithalterung zu schaffen, so daß eine längere Lebensdaoer und ein stabiles Betriebsverhalten des Reaktors gewährleistet sind und ein wesentlich niedrigerer Geräuschpegel auftritt.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Gleithalterung aus einem Schraubbolzen mit einer Mutter besteht, auf dem zwischen Schraubbolzenkopf und einer Gegenhalterung des Schraubbolzens mit Spiel ein zwei Flansche und dazwischen einen Längsschlitz für den Schraubbolzen aufweisendes Haltestück sngeordnet ist, welches mit den Flanschen an dem Kern befestigt ist Hiermit wird eine Gleithalterung bereitgestellt, die bei ausreichender Verschiebbarkeit des Kerns über den durch die Länge des Langsschlitr.es vorgegebenen Weg eine sichere Befestigung darstellt, welche weder durch die auftretenden Wärmedehnungen, noch durch Schwingungen der Brennkraftmaschine gelöst werden kanu. Vorteilhaft ist bei der erfindungsgemäßen Gleithalterung ferner, daß Schraubbolzen und Mutter nach erfolgter Montage hinsichtlich ihrer Vorspannung präzise einstellbar sind, so daß eine genaue, auf das Schwingungsverhalten der Brennkraftmaschine und die Eigenschaften der Abgase abgestimmte Herstellung ermöglicht ist.

Zweckmäßigefweise ist der Schraubbolzenkopf oder die Gegenhalterung mit dem Schraubbolzen verschweißt, wobei der jeweils andere Teil einteilig mit dem Schraubbolzen ausgebildet ist.

Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel des Reaktors der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 emen Längsschpitt eines Reaktors,

Fig 2 eine Schnittansicht des Reaktors der Fig. I gemäß Linie H-Il,

Fi g. 3 eine vergrößert gezeichnete Schnittansicht, in Form eines vergrößerten Ausschnitts aus F i g. 2, eines Haltestücks und eines Schraubbolzens,

F i g. 4 eine Perspektivansicht des Haltestücks und

F i g. 5 eine andere Ausführungsform der Verbindung zwischen Reaktorgehäuse und Kern.

Wie aus der Zeichnung, in der jeweils gleiche Bezugsziffern ähnliche oder vergleichbare Bauteile bezeichnen, ersichtlich ist, besteht das Reaktorgehäuse 1 eines Reaktors der in den F i g. I und 2 dargestellten Art aus zwei halbzylindrischen Hälften la und \b, die über eine Schraube 2 miteinander verbunden sind.

Der Reaktor weist eine am Zylinderkopf H einer Brennkraftmaschine E befestigte Einlaßleitung Ie und eine an einem Auspuffrohr !Oder Brennkraftmaschine E angeschlossene Auslaßleitung !/"auf.

Im Innern des Reaktorgehäuses I befinden sich innere und äußere Kerne 4 und 5 aus dünnem Blech, beispielsweise aus rostfreiem Stahlblech, die relativ zum Reaktorgehäuse 1 im wesentlichen konzentrisch angeordnet sind und eine Nachverbrennungskammer bilden.

Die von einer Auslaßöffnung P der Brennkraftmaschine E ausgestoßenen Abgase werden über ein Einlaßkanal-Buchsenstück 8 in der Reaktoreinlaßleitung 1 e in den inneren Kern 5 eingeleitet und können sodann um die beiden offenen Endabschnitte des inneren Kerns 5 herum in den Raum zwischen den inneren und äußeren Kernen 5 und 4 sowie weiter über ein Auslaßkanal-Buchsenstück 9, das mit dem äußeren Kern 4 in Verbindung steht, zu dem mit der Auslaßleitung \f verbundenen Auspuffrohr 10 gelangen. Zwischen dem Reaktorgehäuse 1 und dem äußeren Kern 4 ist eine Isolierung 3 angeordnet, die beispielsweise aus keramischen Fasern besteht.

Wie aus Fig. I ersichtlich, ist der äußere Kern 4 in den Punkten Y und Z mit dem Reaktorgehäuse I

verbunden. Andererseits ist der Kern 4 an geeigneten Stellen mit Hilfe von Haltelaschen 11' fest mit dem inneren Kern 5 verschweißt.

Die Verbindungen zwischen dem äußeren Kern 4 und dem Reaktorgehäuse 1 werden mit Hilfe von Schraubbolzen 12 und 15 sowie Muttern 13 und. 17 hergestellt Diese Schraubbolzen 12 und 15 sind kernseitig über die Haltestücke 11 und 14 mit den Kernen durch Schweißen verbunden. Andererseits sind die am Reaktorgehäuse 1 angreifenden Muttern 13 und 17 nach der Montage mit dem Reaktorgehäuse verschweißt. Damit stellen diese Muttern 13 und 17 flanschartige Elemente dar.

Bedingt durch diese Konstruktion läßt sich nicht nur eine hermetische Abdichtung zwischen den Muttern und dem Gehäuse erzielen, sondern es kann über die Haltestücke 11 und 14 durch Befestigung der Muttern 13 und 17 dem äußeren Kern 4 auch noch eine entsprechende Vorspannung gegeben werden. Der Grund für das Aufbringen dieser Vorspannung besteht darin, daß die durch Wärmedehnung des Kerns 4 erzeugte maximale Wärmespannung herabgesetzt werden soll. Durch Verschweißung der Muttern wird außerdem für den Kern 4 eine einteilige Abstützung auf dem Reaktorgehäuse 1 geschaffen, so daß Ablösungen oder Schwingungen unmöglich sind.

Das Haltestück 11 ist im Punkt V mit dem Kopf des Schraubbolzens 12, der an dieser Stelle durch eine Bohrung im Haltestück 11 hindurchgeführt ist, verschweißt.

Das Haltestück 14 und der Schraubbolzen 15 im Punkt Z sind in den Fig.3 und 4 dargestellt. Dieses Halteslück 14 ist mit einem Längsschlitz 14a der Länge B versehen. Kern und Reaktorgehäuse sind relativ zueinander in einem von der Differenz zwischen der Länge Sund dem Durchmesser des Schraubbolzens 15 bestimmten Maß beweglich. Der mit Gegenhalterungs-Bund 15' versehene Bolzen 15 wird durch den Schlitz 14a gesteckt, worauf eine Ringscheibe als Schraubbolzenkopf 16 mit dem Bolzen 15 verschweißt wird. Der so eingesetzte Schraubbolzen 15 ist demnach an seinem Kopf mit zwei Ringbunden 15' und 16' versehen, wobei in der dargestellten Ausführungsform der Schraubbolzenkopf 16 mit dem Schraubbolzen verschweißt ist. Das Haltestück 14 befindet sich zwischen dem Schraubbolzenkopf 16 und der Gegenhalterung 15', wobei seine Bohrung zur Aufnahme des Schraubbolzens 15 in Form eines Längsschlitzes (14a; ausgebildet ist. dessen Längsverlauf der Längsachse des Kerns entspricht. Da außerdem der Abstand A zwischen Schraubbolzenkopf und Gegenhalterung größer ist als die Dicke des Haltestücks 14, und zwar um einen kleinen Wert, kann sich das Haltestück 14 im Punkt Z zusammen mit dem Kern relativ zum Festlagerpunkt Y in Längsrichtung ausdehnen, wenn der Kern 4 eine Wärn-.edehnungsbewegung vollführt, doch wird der Schraubbolzen 15 hierdurch nicht verspannt, weil die Größe des Abstands A aufrechterhalten wird und das Haltestück 14 mit dem Längsschlitz 14a versehen ist. Andererseits sind die Muttern 13 und 17 mit dem Reaktorgehäuse 1 verschweißt, so daß der Kern insgesamt durch Wärmedehnung des äußeren Kerns 4 in radialer Richtung, an einer Verschiebung gehindert wird. Demnach wird keine nennenswerte Schwingung vom Motor auf den Kern übertragen.

Um die Verschiebebewegung in der Längsachse des Reaktors sicherzustellen, muß nach Befestigung der Mutter 17 der Abstand A fest eingehalten werden. Zu diesem Zwecke ist ein Sitz Ic/an einer Innenfläche des Reaktorgehäuses 1 im Bereich der in diesem ausgebildeten Bohrung vorgesehen und kann die Anziehkraft der Mutter 17 über die Gegenhalterung 15' des Schraubbolzens 15 am Sitz id des Reaktorgehäuses 1 abgeleitet werden.

Da dem Schraubbolzenkopf 16 durch die Anziehkraft keine Anziehspannung erteilt wird, kann dieser frei von Verwerfungen gehalten werden, so daß durch zuverlässige Aufrechterhaltung des Anfangsabstandes A die Verschiebung des Kerns 4 sichergestellt ist.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Gleithalterung zwischen Reaktorgehäuse und Kern zeigt die Fig. 5. Kann die Mutter 17i> in dieser zweiten Ausführungsform nicht direkt mit dem Reaktorgehäuse la verschweißt werden, so wird ein Einsatz 17a in das Reaktorgehäuse eingeschraubt und die Mutter wird an diesen angeschweißt. Die Einsätze 17a sind kleine, einen Bund aufweisende Zylinder, deren äußerer Umfang mit in Innengewinde in der betreffenden Bohrung des Reaktorgehäuses passenden Außengewinden versehen ist. In der dargestellten Ausführungsform sollen die festgezogenen Muttern 17b auch mit den Bolzen 15a verschweißt sein.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Reaktor für die Nachverbrennung der Abgase einer Brennkraftmaschine mit einem hohlzylindrischen Gehäuse und darin konzentrisch angeordnetem, an einer Stelle fest an dem Gehäuse und an anderer Stelle in einer Gleithalterung befestigten Kern, sowie mindestens einer maschinenseitigen Einlaßöffnung und einer auspuffseitigen Auslaßöffnung, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleithalterung aus einem Schraubbolzen (15) mit einer Mutter (17) besteht, auf dem zwischen Schraubbokenkopf (16) und einer Gegenhalterung (15') des Schraubbolzens (15) mit Spiel (A) ein zwei Flansche und dazwischen einen Längsschlitz (14a) für den Schraubbolzen (15) aufweisendes Haltestück (14) angeordnet ist, welches mit den Flanschen an dem Kern (4) befestigt ist.

2. Reaktor nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß der Schraubbolzenkopf (16) oder die Gegenhalterung (15') mit dem Schraubbolzen (15) verschweißt ist, wobei der jeweils andere Teil (15', 16) einteilig mit dem Schraubbolzen ausgebildet ist.