Die Erfindung betrifft einen Schalldämpfer für einen

Einzylinder-Dieselmotor mit Oxidationskatalysator gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.

Derartige Antriebe sind bekannt. Auf DE 101 39 700 AI und JP 2015-143 510 A wird verwiesen. Sie werden bevorzugt eingesetzt zum Betreiben von Baumaschinen oder als stationäre Antriebe kleiner Leistung.

Dabei sind die Anforderungen an die Reinigung/Entgiftung des Abgases unterschiedlich. Vielfach genügt die Behandlung des Abgases mittels Oxidationskatalysator, d. h. die Oxidation der CO-Bestandteile im Abgas zu CO ₂ sowie von Kohlenwasserstoffen zu CO ₂ und Wasser.

Im Falle der Nachrüstung eines Oxidationskatalysators bei einem bestehenden Einzylinder-Dieselmotor ist

strukturmechanisch zu beachten, dass dem bestehenden

Schalldämpfer ein Oxidationskatalysator zuzuordnen ist, ohne dass dabei die Eigenfrequenz des Gesamtaggregats verändert wird bei Vermeidung von ungünstigen Vibrationsbelastungen. Auf diese Weise gelingt es Schäden an dem mit dem Antriebsaggregat verbundenen Arbeitsgerät vorzubeugen.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Oxidationskatalysator in geeigneter Weise mit einem Schalldämpfer zu kombinieren bei Vermeidung der genannten Nachteile, insbesondere einer Absenkung der Eigenfrequenz und der damit verbundenen resonanzbedingten Schäden.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Schalldämpfergehäuse mittels einer Flanschverbindung direkt am Zylinderkopf angeschlossen ist, und dass die Zwischenwand (3) Durchbrechungen für den gasdichten Einbau von Montagerohren (14) aufweist, welche das Schalldämpfergehäuse durchqueren und an ihren motorseitigen Enden innen an einem schalldämpferseitigen Anschlussflansch (9) mit Zuordnung zu dessen Verbindungsbohrungen (15) befestigt sind, zwecks

Anbringung einer Verschraubung des Anschlussflansches (9) mit einem entsprechenden Flanschteil des Zylinderkopfs.

Auf diese Weise gelingt es, das durch den

Oxidationskatalysator in den Schalldämpfer eingebrachte

Mehrgewicht durch die Zwischenwand aufzunehmen und auf das gesamte Schalldämpfergehäuse zu verteilen. Dabei kann die Eigenfrequenz des Schalldämpfers innerhalb eines unkritischen Bereichs gehalten werden, so dass resonanzbedingte Schäden am Schalldämpfergehäuse bzw. der Gesamtvorrichtung,

beispielsweise von in der Bauindustrie eingesetzten

Rüttelplatten, vermieden werden.

Beim Einsatz von Dieseloxidationskatalysatoren geht es um die Oxidation von Kohlenmonoxid (CO) zu Kohlendioxid (C0 ₂ ) und von Kohlenwasserstoffen (C _n H _m ) im Abgas zu Kohlendioxid (C0 ₂ ) und Wasser. Die für die Oxidation vorteilhaften hohen

Abgastemperaturen werden im Rahmen der vorliegenden Erfindung dadurch erhalten, dass der Schalldämpfer eine

Flanschverbindung aufweist, mittels welcher er direkt am

Zylinderkopf anschließbar ist.

In diesem Zusammenhang besteht eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung darin, dass die Zwischenwand-Durchbrechungen für die gasdichte Durchführung von Montagerohren aufweist, welche das Schalldämpfergehäuse durchqueren und an ihren

motorseitigen Enden an einen schalldämpferseitigen

Anschlussflansch mit Zuordnung zu dessen Verbindungsbohrungen befestigt sind. Eine robuste und schwingungsstabile Ausführungsform besteht erfindungsgemäß darin, dass der schalldämpferseitige

Anschlussflansch an seinem Seitenumfang mit einer daran umlaufenden Ausprägung des Schalldämpfergehäuses gasdicht verschweißt ist.

Die Zwischenwand selbst ist erfindungsgemäß gasdicht zwischen zwei gesonderten Gehäuseteilen des Schalldämpfergehäuses befestigt, nämlich einer dem Motor zugewandten Gehäuserückwand und einem Gehäusedeckel. Beide Gehäuseteile sind mit der

Zwischenwand umlaufend verschweißt.

Die Zwischenwand ist vorteilhaft schalenförmig mit konvexer Auswölbung gegen das in die Einströmkammer des Schalldämpfers einströmende Abgas ausgebildet. Dadurch ergibt sich eine

Versteifung der Zwischenwand und damit eine verbesserte

Aussteifung des gesamten Schalldämpfergehäuses.

Der Katalysatorkörper selbst durchdringt die Zwischenwand in welcher er in einer Durchbrechung gasdicht aufgenommen ist. Das unbehandelte Abgas strömt damit aus der von der

Gehäuserückwand gebildeten Einströmkammer durch den

Katalysatorkörper hindurch in die durch den Gehäusedeckel getrennte Ausströmkammer und von dort als nachbehandeltes Abgas in das Austrittsrohr des Motors.

Ein besonders stabiler Sitz des verschlossenen inneren Endes des Austrittsrohrs wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass die Zwischenwand eine Durchbrechung für die gasdichte Aufnahme des inneren Endes des Austrittsrohrs aufweist.

Hierzu ist in weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der

Halterung des Austrittsrohrs im Inneren des

Schalldämpfergehäuses vorgesehen, dass dessen inneres Ende in die Einströmkammer des Schalldämpfergehäuses hinein vorspringt und dort in einer zugeordneten Einprägung der Gehäuserückwand des Schalldämpfergehäuses verschieblich abgestützt ist.

Mit dem Ziel, Vibrationen des Schalldämpfergehäuses möglichst gering zu halten ist das Gehäuse selbst mit allseitig

vorgesehenen Sicken und dergleichen Prägeformen der

Gehäuseteile versehen, die nicht nur der Aussteifung dienen sondern auch die Vermeidung von Resonanzschwingungen

begünstigen. Diesem Ziel dient auch die erfindungsgemäß perforierte Ausbildung des Austrittsrohrs in seinem Abschnitt innerhalb der Ausströmkammer des Schalldämpfergehäuses.

Eine Ausführungsform der Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine Schnittdarstellung des Schalldämpfers gemäß I-I der Fig. 2,

Fig. 2 eine Ansicht gegen die Gehäuserückwand des

Schalldämpfers mit Anschlussflansch,

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht auf den Gehäusedeckel mit ausgehendem Abgasrohr,

Fig. 4 eine Schnittdarstellung des Schalldämpfers gemäß IV-IV der Fig. 3,

Fig. 5 eine Variante zu Schnittdarstellung gemäß Fig. 4, und Fig. 6 eine perspektivische Ansicht auf die Gehäuserückwand zu Variante nach Fig. 5.

Die Figuren der Zeichnungen zeigen das Schalldämpfergehäuse mit Gehäuserückwand 1 und Gehäusedeckel 2, zwischen welchen eine Zwischenwand 3 befestigt ist. Die Zwischenwand 3

erstreckt sich gasdicht quer durch das gesamte

Schalldämpfergehäuse; sie ist schalenförmig ausgebildet und besitzt eine konvexe Auswölbung in eine von der

Gehäuserückwand 1 gebildete Einströmkammer 4; mit ihrer konkaven Seite begrenzt sie somit eine vom Gehäusedeckel 2 gebildete Ausströmkammer 5. Die Zwischenwand 3 besitzt einen umlaufenden ausgewölbten Verbindungsrand 6, in welchen das zugewandte offene Ende 7 des Gehäusedeckels 2 eintritt, sodass eine gasdichte Verbindung zwischen den beiden Gehäuseteilen nämlich der Gehäuserückwand 1 und dem Gehäusedeckel 2, z.B. durch Schweißen gewährleistet ist.

Der Katalysatorkörper 28 eines Oxidationskatalysators

erstreckt sich aus der Eintrittskammer 4 durch die

Zwischenwand 3 hindurch, mit welcher er gasdicht verbunden ist, in die Austrittskammer 5. Das Abgas aus dem Zylinderkopf strömt über eine Flanschverbindung durch einen an der

Gehäuserückwand 1 befestigten Anschlussflansch 9 in Richtung des Pfeils PI in das Innere der Einströmkammer 4 und

durchströmt von dort den Katalysatorkörper 28 gemäß Pfeil P2. Das im Katalysatorkörper 28 behandelte Abgas gelangt aus dem Katalysatorkörper 28 in die Ausströmkammer 5 und von dort in ein Austrittsrohr 10, 10' für das behandelte Abgas (siehe Fig. 4-6) . Nach dem Austritt aus dem Katalysatorkörper 28 strömt das behandelte Abgas durch Perforationen 11 in das Innere des Austrittsrohrs 10, 10' und weiter gemäß Pfeil P3, P3' durch eine (nicht dargestellte) Abgasleitung in die Umgebung.

Was die Formgestaltung des Schalldämpfergehäuses betrifft so sind dessen Gehäuserückwand 1 und dessen Gehäusedeckel 2, wie mit Konturlinien angedeutet mehrfach ausgesteift,

beispielsweise durch Sicken 12 im Bereich der Gehäuserückwand 1 (Fig. 4) oder durch Ein-/ Ausprägungen 13, 22 der

Gehäuseschalen, bevorzugt in Verbindungsbereichen mit anderen Bauteilen. Durch derartige Prägeformen erhalten die

Gehäuseteile des Schalldämpfergehäuses eine größere

Steifigkeit, wodurch die Neigung zu Gehäusevibrationen

reduziert wird. Es versteht sich von selbst, dass Einbauteile des

Schalldämpfergehäuses welche die Gehäusewände bzw. die

Zwischenwand durchstoßen in den jeweiligen

Durchbrechungsbereichen gasdicht mit der Zwischenwand bzw. den Gehäusewänden verbunden sind, wozu üblicherweise

Schweißverbindungen vorgesehen sind. Dies gilt für den

Durchtritt des Katalysatorkörpers 28 durch die Zwischenwand 3, für den Durchtritt des Austrittsrohrs 10 durch den

Gehäusedeckel 2 sowie des Austrittsrohrs 10' durch die

Gehäuserückwand 1 (Fig. 5) und auch für den Durchtritt der im Ausführungsbeispiel gezeigten drei Montagerohre 14 durch die Gehäuserückwand 1, die Zwischenwand 3 und den Gehäusedeckel 2. Die drei Montagerohre 14 sind an ihren motorseitigen Enden fest mit dem Anschlussflansch 9 verbunden, so dass durch die Montagerohre 14 hindurch die Anschlussbohrungen 15 (Fig. 2) des Anschlussflanschs 9 für das Montagewerkzeug, welches auf der Seite des Gehäusedeckels 2 eingeführt wird, erreichbar sind. Die Befestigung des Anschlussflanschs 9 an einem

entsprechenden (nicht dargestellten) Flanschteil des

Zylinderkopfs erfolgt durch Anbringung einer Verschraubung zur Herstellung einer festen und dichten Flanschverbindung

zwischen dem Schalldämpfergehäuse einerseits und dem

Zylinderblock andererseits. Eine (nicht dargestellte)

Flanschdichtung sorgt dafür, dass das unbehandelte Abgas aus dem Verbrennungsraum des Motors direkt und auf kürzestem Wege durch die Flanschbohrung 16 in die Einströmkammer 4 innerhalb der Gehäuserückwand 1 gelangt. Befestigungspunkte 17 auf der Außenseite des Gehäusedeckels 2 und auf der Außenseite der Gehäuserückwand 1 dienen der Befestigung eines Hitzeblechs 18 welches in Fig. 1 und 2 schematisch als strichlierte Linie gezeichnet ist. Es dient als Berührungsschutz gegen

Verbrennungen und erstreckt sich entlang der Außenseite des Gehäusedeckels 2 und mit einem abgewinkelten Teil über eine Schmalseite des Schalldämpfergehäuses. In Fig. 4 ist das verschlossene innere Ende des Austrittsrohrs 10 dargestellt. Ein Deckel 19 verschließt das innere Ende des Austrittsrohrs 10. Das Ende des Austrittsrohrs 10 ist

gegenüber der benachbarten Gehäuserückwand 1 in einer (nicht dargestellten) Führung längsverschieblich abgestützt.

Die Schnittdarstellungen gemäß den Figuren 4 und 5 zeigen gleichartige Querschnitte in der Ebene IV-IV der Fig. 3 durch das Schalldämpfergehäuse.

Bei Fig. 4 verläuft das Austrittsrohr 10 durch den

Gehäusedeckel 2 hindurch nach außen mit Ausströmung des gereinigten Abgases gemäß Pfeil P3.

Eine dazu alternative Lösung zeigt Fig. 5. Hier tritt das Austrittsrohr 10' durch die Gehäuserückwand 1 hindurch nach außen mit Ausströmung des gereinigten Abgases gemäß Pfeil P3' . Durch ein perforiertes Rohrstück 21 im Inneren der

Ausströmkammer 5 gelangt das gereinigte Abgas gemäß Pfeil P2' über das Austrittsrohr 10', welches die Einströmkammer 4 gasdicht durchquert, gemäß Pfeil P3' nach außen.

Fig. 6 zeigt eine perspektivische Ansicht des

Schalldämpfergehäuses auf dessen Gehäusedeckel 2. Gemäß der in Fig. 5 gezeigten Variante mündet das Austrittsrohr 10' durch die Gehäuserückwand 1 nach außen. Im Übrigen entspricht das Schalldämpfergehäuse der in Fig. 3 gezeigten Ansicht, wie dort beschrieben .