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Patent Searching and Data


Title:
DEVICE FOR GUIDING A GAS STREAM
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2014/023548
Kind Code:
A1
Abstract:
A device for guiding a gas stream defines an inlet opening, an outlet opening and at least one angular offset which diverts the gas stream. The shell is assembled from a first shell part and a second shell part, wherein the first shell part defines the inlet opening and the outlet opening and has at least one connecting structure for the gas-tight connection of the device to a further gas-guiding component, and wherein the second shell part is configured to enclose the inlet opening and the outlet opening of the first shell part.

Inventors:
RAMUSCH FRANZ (DE)
SCHLEH MICHAEL (DE)
BUEHLER FRANK (DE)
Application Number:
PCT/EP2013/065181
Publication Date:
February 13, 2014
Filing Date:
July 18, 2013
Export Citation:
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Assignee:
BOYSEN FRIEDRICH GMBH CO KG (DE)
International Classes:
F01N13/18; F01N3/28
Foreign References:
EP2233708A12010-09-29
US20090158720A12009-06-25
DE19926349A12000-12-21
DE19955013A12001-05-17
FR2882091A12006-08-18
Other References:
None
Attorney, Agent or Firm:
MANITZ FINSTERWALD UND PARTNER GBR (DE)
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Claims:
Patentansprüche

Vorrichtung zum Führen eines Gasstroms, insbesondere eines Abgasstroms eines Verbrennungsmotors, mit einer Schale (14), welche eine Eintrittsöffnung (16), eine Austrittsöffnung (15) und mindestens eine den Gasstrom umlenkende Abwinklung (18, 19) definiert, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass

die Schale (14) aus einem ersten Schalenteil (35) und einem zweiten Schalenteil (37) zusammengesetzt ist, wobei das erste Schalenteil (35) die Eintrittsöffnung (16) und die Austrittsöffnung (15) definiert und zumindest eine Anschlussstruktur (20) zum gasdichten Verbinden der Vorrichtung mit einer weiteren Gasführungskomponente (10, 12) aufweist, und wobei das zweite Schalenteil (37) zum Umschließen der Eintrittsöffnung (16) und der Austrittsöffnung (15) des ersten Schalenteils (35) ausgebildet ist. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1 ,

dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass

die Anschlussstruktur (20) einstückig mit dem ersten Schalenteil

(35) ausgebildet, insbesondere an dieses angeformt, ist. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass

die Anschlussstruktur (20) einen Flansch, insbesondere einen

Klemmflansch, umfasst. Vorrichtung nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass

die Anschlussstruktur (20) einen sich parallel zur Strömungsrichtung des Gasstroms erstreckenden Rohrstutzen (22) umfasst.

Vorrichtung nach Anspruch 4,

dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass

sich der Rohrstutzen (22) in einer bezüglich der Schale (14) nach außen weisenden Richtung gesehen erweitert.

Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5,

dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass

der Rohrstutzen (22) als Durchzug in einem Tiefziehprozess gebildet ist und insbesondere als Erweiterung eine endseitige Ankippung (24) aufweist.

Vorrichtung nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass

das erste Schalenteil (35) plattenförmig ist und das zweite Schalenteil (37) haubenförmig ist.

Vorrichtung nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass

die Schale (14) zwei aufeinanderfolgende Abwinklungen (18, 19) definiert, welche vorzugsweise den Gasstrom jeweils um 90° umlenken.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8,

dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass

die beiden Abwinklungen (18, 19) gleichsinnig umlenkend wirken. 10. Abgasanlage, insbesondere für eine Brennkraftmaschine, mit einer Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche.

Description:
Vorrichtung zum Führen eines Gasstroms

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Führen eines Gasstroms, insbesondere eines Abgasstroms eines Verbrennungsmotors, mit einer Schale, welche eine Eintrittsöffnung, eine Austrittsöffnung und mindestens eine den Gasstrom umlenkende Abwinklung definiert. In modernen Kraftfahrzeugen ist es aufgrund von Bauraumbeschränkungen häufig erforderlich, den Abgasstrang abgewinkelt auszuführen, wofür Umlenkschalen der vorstehend genannten Art eingesetzt werden. Solche Umlenkschalen können insbesondere zwischen zwei Abgasanlagenelemente, zum Beispiel zwischen einen Partikelfilter und ein Abgasrohr oder zwi- sehen ein Abgasrohr und einen Katalysator, eingesetzt sein.

Üblicherweise werden gattungsgemäße Gasführungskomponenten mit der vorausgehenden sowie mit der nachfolgenden Komponente des Abgasstrangs verschweißt. Alternativ zu einer Schweißverbindung kann auch eine Flanschverbindung vorgesehen sein. In diesem Fall sind die zu der Umlenkvorrichtung gehörenden Flansche an die Schale angeschweißt. Hierbei kann es allerdings zu einem unerwünschten Schweißverzug kommen. Außerdem steigen aufgrund der erhöhten Anzahl von Bauteilen sowie der zusätzlichen Bearbeitungsschritte die Herstellungskosten für die Abgasanlage. Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zum abgewinkelten Führen eines Gasstroms bereitzustellen, welche leicht und kostengünstig sowie unter Vermeidung eines Schweißverzugs herstellbar ist. Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1.

Erfindungsgemäß ist die Schale aus einem ersten Schalenteil und einem zweiten Schalenteil zusammengesetzt, wobei das erste Schalenteil die Eintrittsöffnung und die Austrittsöffnung definiert und zumindest eine Anschlussstruktur zum gasdichten Verbinden der Vorrichtung mit einer weiteren Gasführungskomponente aufweist, und wobei das zweite Schalenteil zum Umschließen der Eintrittsöffnung und der Austrittsöffnung des ersten Schalenteils ausgebildet ist.

Die den Gasstrom führende Schale wird also nicht einteilig ausgeführt, sondern mindestens zweiteilig, beispielsweise in Form zweier Halbschalen, wobei ein Schalenteil zum gasdichten Anschluss an die vorausgehende und/ oder die nachfolgende Gasführungskomponente ausgebildet ist und das zweite Schalenteil gewissermaßen einen Deckel bildet. Dadurch ergibt sich eine besonders einfache und kompakte Bauweise. Vorzugsweise ist sowohl an der Eintrittsöffnung als auch an der Austrittsöffnung jeweils eine Anschlussstruktur vorgesehen. Das erste Schalenteil kann auch selbst zweiteilig ausgeführt sein, sodass beispielsweise die Eintrittsöffnung und die Austrittsöffnung in verschiedenen Bauteilen ausgebildet sind. Da die Anschlussstrukturen, bei welchen es sich insbesondere um Flansche handeln kann, bereits an dem ersten Schalenteil vorgesehen sind, kann auf ein nachträgliches Anschweißen von Flanschen verzichtet werden. Dies hat insbesondere den Vorteil, dass kein Schweißverzug auftritt. Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung sowie den beigefügten Zeichnungen angegeben.

Die Anschlussstruktur kann insbesondere einstückig mit dem ersten Schalenteil ausgebildet, insbesondere an dieses angeformt, sein. Dadurch kann die Anzahl an erforderlichen Bauteilen sowie die Anzahl an Schweißnähten verringert werden. Ein direktes Anformen eines Flansches an eine kanalartige bzw. rohrförmige Schale kann schwierig sein. Aufgrund der zweiteiligen Ausgestaltung der Schale kann das erste Schalenteil jedoch eine relativ flache Gestalt aufweisen, wodurch das Anformen der Anschlussstruktur erleichtert wird.

Bevorzugt umfasst die Anschlussstruktur einen Flansch, insbesondere einen Klemmflansch. Dies ermöglicht eine einfache und bei Bedarf lösbare gasdichte Anbindung an die weiteren Komponenten der Abgasanlage. Insbesondere kann durch eine Flanschverbindung die Anzahl an erforderlichen Schweißnähten gering gehalten werden.

Die Anschlussstruktur kann einen sich parallel zur Strömungsrichtung des Gasstroms erstreckenden Rohrstutzen umfassen. Dies erleichtert die Montage der Umlenkvorrichtung. Beispielsweise könnte der Rohrstutzen auf einen Gegen-Rohrstutzen aufgesteckt oder in diesen eingesteckt werden, welcher seinerseits an der vorausgehenden oder nachfolgenden Gasführungskomponente vorgesehen ist, also z.B. von einem Katalysator oder einem Partikelfilter abragt.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung erweitert sich der Rohrstutzen in einer bezüglich der Schale nach außen weisenden Richtung gesehen. Eine solche Erweiterung des Rohrstutzens bildet von sich aus einen Flansch, der in besonderer Weise an ein Gegenstück einer weiterführenden Abgasanlagenkomponente angepasst sein kann.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist der Rohrstutzen als Durchzug in einem Tiefziehprozess gebildet und weist insbesondere als Erweiterung eine endseitige Ankippung auf. Die Ankippung kann in vorteilhafter Weise einen Flansch für eine V-Bandschelle bilden.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist das erste Scha- lenteil plattenförmig, während das zweite Schalenteil haubenförmig ist. Dies ermöglicht eine besonders einfache Herstellung, da das Einbringen der Öffnungen sowie das Vorsehen der Anschlussstrukturen in günstiger Weise an dem plattenförmigen Rohbauteil erfolgen kann. Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung definiert die Schale zwei aufeinanderfolgende Abwinklungen, welche vorzugsweise den Gasstrom jeweils um 90° umlenken. Somit können auch stärkere Umlenkungen durch ein und dieselbe Gasführungsvorrichtung bewerkstelligt werden. Vorzugsweise wirken die beiden Abwinklungen gleichsinnig, d.h. die Gas- führungsvorrichtung bildet eine im Längsschnitt C-förmige Kanalanordnung. Eine derartige Ausgestaltung ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn ein Partikelfilter und ein mit diesem zu verbindendes Abgasrohr direkt nebeneinander angeordnet sind. Sollte es die Anwendung erfordern, können die beiden Abwinklungen auch gegensinnig umlenkend wirken, sodass die Gasführungsvorrichtung eine im Längsschnitt S-förmige Kanalanordnung bildet. Die Erfindung betrifft auch eine Abgasanlage, insbesondere für eine Brennkraftmaschine, die eine Vorrichtung wie vorstehend beschrieben aufweist. Die Erfindung wird nachfolgend beispielhaft unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. ist eine perspektivische Darstellung eines Teils eines Abgasstrangs eines Kraftfahrzeugs, in welchen eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Führen eines

Gasstroms integriert ist. ist eine seitliche Längsschnittdarstellung der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung zum Führen eines Gasstroms. ist eine perspektivische Darstellung eines ersten Schalenteils einer Schale der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung zum Führen eines Gasstroms. Gemäß Fig. 1 und 2 umfasst eine Abgasanlage einer Brennkraftmaschine einen Dieselpartikelfilter 12 und ein stromabwärts desselben angeordnetes Abgasrohr 10, durch welche während des Betriebs der Abgasanlage ein heißer Abgasstrom 13 strömt. Der Dieselpartikelfilter 12 und das Abgasrohr 10 sind hierbei derart nebeneinander angeordnet, dass ihre Strö- mungsachsen Sl , S2 parallel verlaufen. Um den Dieselpartikelfilter 12 mit dem Abgasrohr 10 zu verbinden, ist eine Vorrichtung zum Führen des Abgasstroms in Form einer Umlenkschale 14 vorgesehen, welche eine erste Abwinklung 18 und eine zweite Abwinklung 19 definiert. Die beiden Abwinklungen 18, 19 bewirken jeweils eine Umlenkung des Abgasstroms 13 um 90° und wirken gleichsinnig. Dadurch bildet die Umlenkschale 14 eine im Längsschnitt C-förmige Kanalanordnung. Eine Eintrittsöffnung 16 der Umlenkschale 14 ist dabei an eine Austrittsöffnung 31 des Dieselpartikelfilters 12 angepasst. Ebenso ist eine Austrittsöffnung 15 der Umlenkschale 14 an eine Eintrittsöffnung 30 des Abgasrohrs 10 angepasst. Die Eintrittsöffnung 16 und die Austrittsöffnung 15 der Umlenkschale 14 sind im Querschnitt kreisförmig ausgebildet.

Die Umlenkschale 14 ist aus einem ersten Schalenteil 35 und einem zweiten Schalenteil 37 zusammengesetzt, wobei die Anbindung der Umlenk- schale 14 an den Dieselpartikelfilter 12 sowie das Abgasrohr 10 ausschließlich über das erste Schalenteil 35 erfolgt. Konkret weist das erste Schalenteil 35 gemäß Fig. 2 einen plattenförmigen Basisabschnitt 21 auf, in welchem die Eintrittsöffnung 16 und die Austrittsöffnung 15 nebeneinander angeordnet sind. Ausgehend vom Rand der Eintrittsöffnung 16 sowie der Austrittsöffnung 15 erstreckt sich jeweils eine Anschlussstruktur 20 in Form eines parallel zur Strömungsrichtung des Abgasstroms 13 verlaufenden Durchzugs 22, welcher eine endseitige Ankippung 24 aufweist. Wie aus Fig. 1 und 2 hervorgeht, ist das zweite Schalenteil 37 hau- benförmig und umschließt sowohl die Eintrittsöffnung 16 als auch die Austrittsöffnung 15. Mit anderen Worten bildet das haubenförmige zweite Schalenteil 37 eine Abdeckung der Umlenkschale 14. Es versteht sich, dass die beiden Schalenteile 35, 37 gasdicht miteinander verbunden sind.

Die gasdichte Verbindung der Umlenkschale 14 mit dem Dieselpartikelfil- ter 12 und dem Abgasrohr 10 erfolgt mittels zweier V-Bandschellen 26, wobei die Ankippungen 24 der Durchzüge 22 einen Flansch für die V- Bandschellen 26 bilden. Entsprechende Gegenflansche 25 sind am Dieselpartikelfilter 12 und am Abgasrohr 10 vorgesehen. Wie aus Fig. 1 hervorgeht, wird der Abgasstrom 13 in dem dargestellten Teil des Abgasstrangs noch durch zwei weitere Umlenkschalen 14 um jeweils 180° umgelenkt und hierbei von dem Abgasrohr 10 zu einem Katalysator 39 und weiter von dem Katalysator 39 einem weiteren, in Fig. 1 nicht sichtbaren Abgasrohr geführt.

Aufgrund der zweiteiligen Ausführung der Umlenkschale 14 sowie der in die Umlenkschale 14 integrierten Durchzüge 22 ist eine besonders kompakte Bauweise möglich, wobei insgesamt nur wenige Bauteile zur Her- Stellung der Umlenkschale 14 erforderlich sind. Zudem kann die Anzahl von Schweißnähten, die bei der Montage des Abgasstrangs erforderlich sind, reduziert werden. Dadurch dass die Anschlussstrukturen 20 direkt an eines der Schalenteile - nämlich an das erste Schalenteil 35 - angeformt sind, muss kein nachträgliches Anschweißen von Flanschen erfol- gen und Probleme durch Schweiß verzug werden vermieden.

Bezugszeichenliste

10 Abgasrohr

12 Dieselpartikelfilter

13 Abgasstrom

14 Umlenkschale

15 Austrittsöffnung der Umlenkschale

16 Eintrittsöffnung der Umlenkschale

18 erste Abwinklung

19 zweite Abwinklung

20 Anschlussstruktur

21 plattenförmiger Basisabschnitt

22 Durchzug

24 Ankippung

25 Gegenflansch

26 V-Bandschelle

30 Eintrittsöffnung des Abgasrohrs

31 Austrittsöffnung des Dieselpartikelfilters

35 erstes Schalenteil

37 zweites Schalenteil

39 Katalysator

Sl Strömungsachse des Abgasrohrs

S2 Strömungsachse des Dieselpartikelfilters