混合管的制作方法

混合管
1.本发明涉及一种用于将添加剂混合到内燃机的废气流中的废气系统的混合器，所述混合器具有第一壳体和至少第二壳体，所述壳体相对于中心轴线在周向方向上连续布置，每个壳体具有至少两个壳体边缘，所述至少两个壳体边缘在周向方向上偏移布置并且各自形成流动边缘，其中两个不同壳体的两个周向邻近壳体边缘的流动边缘界定流入开口。
2.本发明涉及一种系统，所述系统由集成到废气处理部分中的混合器以及用于将添加剂计量到混合器中的注射器组成。
3.由两个半壳体形成的混合管已经从wo 2016/180244 a1中已知。两个半壳体在其整个长度上具有相同的横截面形状。混合管壁设置在两个半壳体所紧固到的端部处。
4.本发明的目的是设计和布置混合管以确保到废气系统的最优连接同时减少材料使用。
5.通过以下方式根据本发明实现所述目的：与中心轴线同轴地布置的至少一个管端设置有具有标称半径rn的周向管轮廓且用于连接到排气管，管端由周向邻近壳体形成。
6.这确保混合器可经由所提供的管端直接连接到待连接的排气管。这通常通过焊接完成。两个壳体优选地被设计为半壳体且具有相同几何形状，使得整个混合器可构造有半壳体几何形状。管轮廓优选地为圆形轮廓。然而，还提供圆柱形或椭圆形轮廓。在椭圆形轮廓的情况下，标称半径rn对应于半轴的半径，如在示例性实施例中更详细地解释。为了构造混合器，将两个相同的半壳体彼此抵靠放置，其中一个半壳体相对于另一半壳体旋转180
°
。
7.出于此目的，至少两个壳体在管端处直接形状配合地和/或整体地和/或力配合地彼此连接也可以是有利的。管端处的形状配合、整体和/或力配合连接确保由两个或更多个壳体形成的混合器足够稳定。另外，壳体在端部处紧固到彼此确保管端形成有管轮廓或连接轮廓以连接到排气管或混合器外壳。
8.此外，可有利的是，至少一个壳体的至少一个壳体边缘在流动边缘的区域中具有引导半径re《rn的径向延伸的凹口。壳体边缘的区域中的凹口确保其径向偏移，使得相对于邻近壳体边缘形成或放大对应流入开口。凹口优选地延伸20
°
到60
°
，并且从流动边缘开始，从引导半径re连续地减小到标称半径rn。因此，在周向方向上为流入开口或其法向量给定定向分量，以使得在周向方向上流动的废气可按简化方式进入流入开口且归功于混合器的管状基本形状而在混合器内部形成涡流。凹口优选地设置在仅一个壳体边缘上。
9.还可有利的是，至少一个壳体的至少一个壳体边缘在流动边缘的区域中具有引导半径ra》rn的径向延伸的突起。通过使用壳体边缘的区域中的突起，因此改进了在周向方向上流动到流入开口中的废气流，或相对于周向方向定向流入开口的法向量n。突起同样在20
°
与60
°
之间的角度范围中从其引导半径ra减小到标称半径rn。这有助于在混合器内部形成涡流。具有突起的壳体边缘与邻近壳体边缘之间的径向偏移界定流入开口。此优点已经通过在仅一个壳体边缘上形成突起来实现。
10.有利地，可以提供一个壳体的具有凹口的壳体边缘在周向方向上与另一壳体的具有突起的壳体边缘直接邻近地布置。具有凹口的壳体边缘与具有突起的壳体边缘的径向偏
移界定最大流入开口大小。通过使用具有相同几何形状的两个壳体和两个壳体之间的对应相对位置(即，使一个壳体枢转180
°
)，根据本发明实现一个壳体的凹口放置成邻近于邻近壳体的突起，使得确保上文所描述的最大流入开口大小。
11.对于本发明来说可能特别重要的是第二管端设置有管轮廓，每个流动边缘的轴向长度由两个管端界定。第二管端的管轮廓优选地与第一管端的管轮廓相同，即，也为圆形或也为椭圆形。在形成第二管端的情况下，由至少两个半壳体形成的混合器的稳定性得到显著改进。因此，两个管端界定可用流动边缘的轴向长度，所述可用流动边缘界定流入开口。管端部同样由两个半壳体形成；因此，两个半壳体具有对应轴向边缘，其中两个边缘一起形成管端。两个壳体或所有壳体在管端处恰当地形状配合地和/或整体地连接以将壳体紧固到彼此。
12.结合根据本发明的设计和布置，可有利的是，每个壳体被设计为半壳体并且在周向方向上延伸180
°
到190
°
。
13.此外，可有利的是，每个壳体至少在一个管端的区域中和至少一个壳体边缘处具有组件边缘，每个组件边缘抵靠邻近壳体的壳体边缘和/或在径向方向上连接到邻近壳体的壳体边缘。组件边缘优选地仅设置在特定壳体的一个壳体边缘上，使得当使用一对壳体时，两个组件边缘因此可用于连接邻近壳体边缘。组件边缘优选地在径向方向上弯曲，使得尽管两个壳体边缘在周向方向上重叠，但可能两个半壳体或壳体相对于共同中心轴线的同轴对准。借助于形状配合和/或整体连接，组件边缘刚性地连接到待抵靠所述组件边缘放置的邻近壳体边缘。组件边缘至少在每个壳体的需要到邻近壳体的对应连接的部分上方延伸。无论如何，组件边缘原则上还可布置在形成流动边缘或流入开口的边界的壳体边缘的区域中。
14.另外，可有利的是，至少一个壳体或所有壳体被设计为一体式、单层金属板部分。因此，可以使用可在深冲压过程中产生的简单金属板部分。
15.此外，可有利的是，rn-re《＝》ra-rn。优选地，标称半径rn与凹口的引导半径re之间的差等于标称半径rn与突起的引导半径ra之间的差。其它比率是可能的。
16.本发明的另外的优点和细节在权利要求书和说明书中加以说明，并且在图式中示出。在附图中：
17.图1是混合器的透视图；
18.图2a-2c示出不同管轮廓；
19.图3是废气系统的示意图；
20.图4示出混合器的替代实施例。
21.图1中所示的混合器1由两个相同的半壳体2、3构成。每个半壳体2、3具有组件边缘4.2、4.2'、4.3、4.3'，所述组件边缘可相对于混合器1的中心轴线1.5在径向方向上抵靠邻近壳体的壳体边缘2b、3b放置。每个半壳体2、3的一个组件边缘4.2、4.3在径向方向上弯曲，并且另一个组件边缘4.2'、4.3'不弯曲。每个半壳体2、3分别由两个壳体边缘2a、2b、3a、3b在周向方向上界定。壳体边缘2a、2b、3a、3b的轴向端部分分别形成组件边缘4.2、4.2'、4.3、4.3'。
22.在每个管端1.1、1.3的区域中，两个组装后的半壳体2、3形成具有中心轴线1.5和圆形横截面的管轮廓1.2、1.4。在两个半壳体2、3的连接区域中，管轮廓1.2、1.4由轴向端组
件边缘4.2、4.3形成。
23.在两个管端1.1、1.3之间，每个壳体2、3具有凹口2.1、3.1和突起2.2、3.2。每对凹口和突起2.1、2.2、3.1、3.2在所述壳体边缘2a、2b、3a、3b的区域中建立大小ra-re的相关壳体边缘2a、2b、3a、3b之间的径向偏移。ra为突起2.2、3.2的引导半径，并且re为凹口2.1、3.1的引导半径。突起2.2、3.2的引导半径ra大于端部处的管轮廓1.2、1.3的标称半径rn。凹口2.1、3.1的引导半径re小于标称半径rn。如果在至少一个壳体中省略突起2.2、3.2和/或凹口2.1、3.1，则引导半径ra或引导半径re等于标称半径rn。
24.每个突起2.2、3.2在周向方向上逐渐变窄且接近标称半径rn。根据图1中的示例性实施例，此方法在约30
°
的周向角度上进行。这适用于凹口2.1、3.1。所述凹口在周向方向上变宽，并且还在约30
°
的周向角度上接近标称半径rn。突起2.2、3.2和凹口2.1、3.1的最大值在相关壳体边缘2a、2b、3a、3b的区域中。先前所描述的朝向标称半径rn的接近从壳体边缘2a、2b、3a、3b进行。
25.在突起和凹口2.1、2.2、3.1、3.2的区域中，相关壳体边缘2a、2b、3a、3b形成界定流入开口23的流动边缘2c、3c。每个流入开口23由一个壳体2、3的突起2.2、3.2和另一壳体3、2的对应凹口2.1、3.1界定。因此，两个流入开口23由壳体边缘2a、2b、3a、3b形成。
26.流入开口23具有大致与周向方向相切的法向量n。从外部流入的废气以基本上在周向方向上引导的速度和方向分量经由流入开口23进入混合器1，且由于混合器1的圆柱形基本形状，在涡流中随后以轴向分量向前引导。
27.根据图2a到2c中所示的示例性实施例，管轮廓1.2可以是圆形或椭圆形。从布置在侧面处的流入开口23开始，侧面处的椭圆的半径被称为标称半径rn。当流入开口23在周向方向上向上或向下移位时产生相同结果。
28.图3中的示例性实施例涉及连接到内燃机6的废气系统5。排气系统5具有废气处理部分5.1或其中布置混合器1的混合器外壳。废气处理部分5.1经由废气管5.2连接到内燃机6或另外的废气处理装置。此外，废气处理部分5.1具有注射器5.3，所述注射器放置在混合器1的第二管端1.3处，并且添加剂通过所述注射器注射到混合器1中。混合器1经由第一管端1.1联接到废气管5.2。
29.在每个壳体边缘2a、2b、3a、3b的区域中，图4中所示的混合器1的替代实施例仅具有凹口2.1、3.1，且不具有突起。然而，在各对壳体边缘2a、2b、3a、3b之间的每个区域中设置有另外的凹口2.3、3.3和另外的突起2.4、3.4。
30.元件符号列表
31.1混合器
32.1.1管端
33.1.2管轮廓
34.1.3第二管端
35.1.4管轮廓
36.1.5中心轴线
37.2壳体、第一壳体、半壳体
38.2a壳体边缘
39.2b壳体边缘
40.2c流动边缘
41.2.1凹口
42.2.2突起
43.2.3另外的凹口
44.2.4另外的突起
45.3壳体、第二壳体、半壳体
46.3.1凹口
47.3.2突起
48.3.3另外的凹口
49.3.4另外的突起
50.3a壳体边缘
51.3b壳体边缘
52.3c流动边缘
53.4.2组件边缘
54.4.2'组件边缘
55.4.3组件边缘
56.4.3'组件边缘
57.5废气系统
58.5.1废气处理部分、混合器外壳
59.5.2废气管
60.5.3注射器
61.6内燃机
62.23流入开口
63.n23的法向量
64.ra突起的引导半径
65.re凹口的引导半径
66.rn标称半径

技术特征：
1.一种用于将添加剂混合到内燃机的废气流中的废气系统的混合器(1)，所述混合器具有第一壳体(2)和至少第二壳体(3)，所述第一和第二壳体(2、3)相对于中心轴线(1.5)在周向方向上连续布置，每个壳体(2、3)具有至少两个壳体边缘(2a、2b、3a、3b)，所述至少两个壳体边缘在周向方向上偏移布置并且各自形成流动边缘(2c、3c)，其中两个不同壳体(2、3)的两个周向邻近壳体边缘(2a、3b)的所述流动边缘(2c、3c)界定流入开口(23)，其特征在于：与所述中心轴线(1.5)同轴地布置的至少一个管端(1.1)设置有具有标称半径rn的周向管轮廓(1.2)且用于连接到排气管(5.2)，所述管端(1.1)由周向邻近壳体(2、3)形成。2.根据权利要求1所述的混合器(1)，其特征在于：所述至少两个壳体(2、3)在所述管端(1.1)处直接形状配合地和/或整体地和/或力配合地彼此连接。3.根据权利要求1或2所述的混合器(1)，其特征在于：至少一个壳体(2、3)的至少一个壳体边缘(2a、3a)在所述流动边缘(2c、3c)的区域中具有引导半径re<rn的径向延伸的凹口(2.1、3.1)。4.根据前述权利要求中任一项所述的混合器(1)，其特征在于：至少一个壳体(2、3)的至少一个壳体边缘(2a、3a)在所述流动边缘(2c、3c)的区域中具有引导半径ra>rn的径向延伸的突起(2.2、3.2)。5.根据权利要求4所述的混合器(1)，其特征在于：一个壳体(2)的具有所述凹口(2.1、3.1)的所述壳体边缘(2a、3a)在周向方向上与另一壳体(3)的具有所述突起(2.2、3.2)的所述壳体边缘(2a、3a)直接邻近地布置。6.根据前述权利要求中任一项所述的混合器(1)，其特征在于：第二管端(1.3)设置有管轮廓(1.4)，每个流动边缘(2c、3c)的轴向长度由两个管端(1.1、1.3)界定。7.根据前述权利要求中任一项所述的混合器(1)，其特征在于：每个壳体(2、3)被设计为半壳体且在周向方向上延伸180
°
到190
°
。8.根据前述权利要求中任一项所述的混合器(1)，其特征在于：每个壳体(2、3)至少在一个管端(1.1、1.3)的区域中和至少一个壳体边缘(2a、3a)处具有组件边缘(4.2、4.3)，每个组件边缘(4.2、4.3)抵靠所述邻近壳体(2、3)的所述壳体边缘(2a、2b、3a、3b)和/或在径向方向上连接到所述邻近壳体(2、3)的所述壳体边缘(2a、2b、3a、3b)。9.根据前述权利要求中任一项所述的混合器(1)，其特征在于：
至少一个壳体(2、3)或所有所述壳体被设计为一体式、单层金属板部分/。10.根据前述权利要求中任一项所述的混合器(1)，其特征在于：rn-re<＝>ra-rn。11.根据权利要求3至10中任一项所述的混合器(1)，其特征在于：每个壳体(2、3)在所述两个壳体边缘(2a、2b、3a、3b)之间的区域中具有另外的径向延伸的凹口(2.3、3.3)。12.根据权利要求4至11中任一项所述的混合器(1)，其特征在于：每个壳体(2、3)在所述两个壳体边缘(2a、2b、3a、3b)之间的区域中具有另外的径向延伸的凹口(2.4、3.4)。13.一种系统，由集成到废气处理部分(5.1)中的根据前述权利要求中任一项所述的混合器(1)以及用于将添加剂计量到所述混合器中的注射器(5.3)组成。14.根据权利要求13所述的系统，其特征在于：所述废气处理部分(5.1)以及所述混合器(1)集成到内燃机(6)的废气系统(5)中。

技术总结
本发明涉及一种用于将添加剂混合到内燃机的废气流中的废气系统的混合器1，所述混合器具有第一壳体2和至少第二壳体3，所述壳体相对于中心轴线1.2在周向方向上连续布置，每个壳体2、3具有至少两个壳体边缘2a、2b、3a、3b，所述至少两个壳体边缘在周向方向上偏移布置并且各自形成流动边缘2c、3c，其中两个不同壳体2、3的两个周向邻近壳体边缘2a、3b的所述流动边缘2c、3c界定流入开口23，使得与所述中心轴线1.2同轴地布置的至少一个管端1.1设置有具有标称半径Rn的周向管轮廓1.2且用于连接到排气管5.2，所述管端1.1由周向邻近壳体2、3形成。3形成。3形成。


技术研发人员：艾瑞克
受保护的技术使用者：天纳克有限责任公司
技术研发日：2021.10.20
技术公布日：2023/5/16