BR102016021809B1

BR102016021809B1 - Dispositivo de pós-tratamento de gás de escape e cartucho

Info

Publication number: BR102016021809B1
Application number: BR102016021809-8A
Authority: BR
Inventors: Felix Neumann; Alexander KAUDERER; Simon KRAMMER; Kirill KARELIN
Original assignee: Purem GmbH
Priority date: 2015-09-25
Filing date: 2016-09-22
Publication date: 2023-11-28
Also published as: CN107035497B; EP3147472A1; EP3147472B1; CN107035497A; US10294847B2; BR102016021809A2; US20170089249A1; DE102015218503A1; BR102016021809A8; JP2017075596A; JP6255453B2

Abstract

DISPOSITIVO DE PÓS-TRATAMENTO DO GÁS DE ESCAPE. A presente invenção refere-se a um dispositivo de pós-tratamento do gás de escape (1) para um sistema de gás de escape de um motor de combustão interna, que está equipado com uma carcaça (2), na qual, pelo menos, um tubo recepção (3) está disposto, o qual contém um espaço de recepção (4), e com pelo menos um cartucho (5), o qual está disposto de modo intercambiável no espaço de recepção (4) e que tem um tubo de cartucho (6) e pelo menos um elemento para pós-tratamento de gás de escape (7), disposto no tubo de cartucho (6). O dispositivo de pós-tratamento do gás de escape (1) de acordo com a invenção se caracteriza pelo fato que o tubo de cartucho (6) é suportado, pelo menos sobre uma face de extremidade axial (31) através de pelo menos um elemento de mola (27) sob pré-tensão axial na linha do eixo sobre um degrau anelar (9).

Description

[001] A presente invenção refere-se a um dispositivo de pós- tratamento do gás de escape para um sistema de gases de escape de um motor de combustão interna, o qual pode ser disposto, por exemplo, em um veículo motorizado. A invenção refere-se ainda a um cartucho para tal dispositivo de pós-tratamento de gás de escape.

[002] Os sistemas de gases de escape para motores de combus tão interna podem ter de uma maneira conhecida, silenciadores e dispositivos de limpeza do gás de escape, tais como, por exemplo, conversorescatalíticos ou filtros de partículas. Um dispositivo de pós- tratamento de gás de escape entrando em uso aqui pode ser especializado aqui para uma única função de pós-tratamento de gás de escape. Do mesmo modo, os dispositivos combinados são conhecidos, em que, pelo menos, duas funções diferentes são realizadas, tal como, por exemplo, um filtro de partículas em combinação com um conversor catalítico, em que adicionalmente um sistema silenciador também pode ser integrado. Em especial, no caso de dispositivos de pós- tratamento de gases de escape mais complexos os quais contém um elemento de filtro de partículas, disposição pode ser feita para trocar o elemento do filtro de partículas, pelo menos uma vez durante a vida útil do sistema de gases de escape. Para isso, é necessário providenciar o respectivo elemento de filtro de partículas modo a ser substituível no dispositivo de pós-tratamento de gás de escape. O mesmo basicamente se aplica também a outros elementos de pós-tratamento de gases de escape, como em conversores catalíticos SCR, conversores catalíticos de oxidação e outros conversores catalíticos.

[003] Para esta finalidade, um dispositivo de pós-tratamento de gás de escape pode ter uma carcaça na qual pelo menos um tubo re ceptor é disposto, o qual contém um espaço de recepção. Além disso, o dispositivo de pós-tratamento de gás de escape pode ter, pelo menos, um cartucho, o qual está disposto de modo intercambiável no espaço de recepção e que tem um tubo de cartucho e pelo menos um elemento de pós-tratamento de gás de escape disposto no tubo do cartucho. Para trocar o elemento de pós-tratamento do gás de escape, com a carcaça aberta, o cartucho inteiro agora pode ser simplesmente extraído do tubo receptor e substituído por um novo cartucho, o qual é, então, inserido dentro do tubo receptor. A utilização de tais cartuchos simplifica a troca do respectivo elemento de pós-tratamento de gás de escape, porque no interior do cartucho, em particular, a montagem do respectivo elemento de pós-tratamento de gás de escape pode ser re-alizado dentro do tubo do cartucho de uma maneira convencional, por exemplo, por meio de uma esteira de suporte prensada radialmente. Portanto, em particular, um enlatamento convencional do elemento de pós-tratamento de gás de escape, esteira de suporte e tubo do cartucho pode ser realizado, a fim de produzir tal cartucho.

[004] Um problema em tais dispositivos de pós-tratamento do gás de escape é a circunstância de que um fluxo de desvio pode se formar radialmente entre o tubo do cartucho e o tubo recepção na operação do dispositivo de pós-tratamento de gás de escape, cujo fluxo de bypass se desvia de um caminho de fluxo do gás de escape guiado através do respectivo elemento do respectivo elemento de pós-tratamento do gás de escape. Desta forma, por um lado, a eficiência do efeito de limpeza do gás de escape é reduzida. Por outro lado, as impurezas, deste modo, podem ser depositadas em um espaço anelar formado radialmente entre o tubo do cartucho e o tubo receptor, cujas impurezas fazem difícil a remoção do cartucho do espaço de recepção em caso de manutenção.

[005] A presente invenção está relacionada com o problema de indicar, para um dispositivo de pós-tratamento do gás de escape do tipo descrito acima, uma concretização melhorada, a qual se distingue em particular por uma melhor capacidade de intercambiar o cartucho. Em particular, para isso está apontada a prevenção do referido fluxo.

[006] Este problema é resolvido de acordo com a invenção pelos objetos da invenção. Concretizações vantajosas são o objeto das con-cretizações.

[007] A invenção baseia-se na idéia geral de suportar axialmente o cartucho sob pré-tensão axial sobre um degrau anelar, o qual está fixo em relação ao espaço de recepção. Esta pré-tensão axial pode ser usada para reduzir as forças necessárias no caso de manutenção para arrastar o cartucho para fora do espaço de recepção. Para produzir tal pré-tensão, de acordo com a invenção, pelo menos, um elemento de mola entra em uso. De preferência, o respectivo elemento de mola é disposto aqui de modo a que a pré-tensão axial é orientada em uma direção de extração do cartucho, por conseguinte, contrariamente a uma direção de introdução, em que o cartucho é introduzido no tubo receptor.

[008] Geralmente, isto é conseguido pelo fato de o tubo do cartu choé suportado, pelo menos sobre uma face de extremidade axial através de pelo menos um elemento de mola com pré-tensão axial na linha do eixo sobre um degrau anelar. Este degrau anelar encontra-se fixamente disposto na carcaça. De preferência, este degrau anelar está conectado firmemente ao tubo receptor. Em particular, o degrau anelar pode ser montado de forma segura, como um componente separado, sobre o tubo receptor, por exemplo, por soldagem ou soldadura, ou pode ser formado integralmente no tubo receptor.

[009] É claro que no tubo do cartucho vários elementos de pós- tratamento de gás de escape também podem ser dispostos. No entanto,é preferida a acomodação de um único elemento de pós- tratamento, em particular monolítico, preferivelmente cerâmico. 1 De um modo preferido, o elemento de pós-tratamento de gás de escape mantido no cartucho é um elemento de filtro de partículas. Basicamente, no entanto, ele pode ser também um elemento conversor catalítico, por exemplo, um conversor catalítico de oxidação ou um conversor catalítico SCR. Um elemento de filtro de partículas com um revestimento cataliticamente ativo também é concebível. Além disso, é também concebível colocar vários elementos de pós-tratamento de gás de escape em sucessão no tubo do cartucho, por exemplo, um elemento catalítico conversor e, a jusante do mesmo, um elemento de filtro de partículas. À medida que o elemento de pós-tratamento de gás de escape é um elemento de filtro de partículas, o cartucho também pode ser designado como um cartucho de filtro de partículas. Se, por outro lado, o elemento de pós-tratamento de gás de escape for um elemento de conversor catalítico, o cartucho também pode ser designado como um cartucho de conversor catalítico.

[0010] O elemento de mola é de preferência um componente de metal e, em particular, uma parte em forma de chapa metálica, a qual é produzida a partir de um único pedaço de chapa metálica por moldagem.

[0011] Uma concretização é agora particularmente vantajosa, na qual o elemento de mola está configurado de modo a ser circunferen- cial em uma forma anelar. Através desta forma estrutural, a pré-tensão pode ser aplicada na direção circunferencial de um modo uniformementedistribuído sobre o cartucho. Além disso, basicamente, um único elemento de mola anelar é suficiente para alcançar a pré-tensão desejada. Por isso, no entanto, não são rejeitadas concretizações nas quais vários elementos de mola entram em uso. Tal elemento de mola anelar com a configuração e a disposição correspondente desenvolve, além disso, certo efeito de vedação. Portanto, a utilização de um ele- mento de mola anelar, circunferencial de uma forma fechada, além disso, pode ser utilizada para reduzir ou evitar um fluxo de desvio que contorna um percurso do fluxo do gás de escape direcionado através do elemento de filtro de partículas.

[0012] De acordo com um desenvolvimento adicional particular mente vantajoso, o elemento de mola pode ser disposto de modo que o mesmo veda o referido caminho de fluxo do gás de escape, direcionadoatravés do elemento de filtro de partículas, no que diz respeito ao espaço anelar acima mencionado, que é formado radialmente entre o tubo do cartucho e o tubo receptor. Por efeito de vedação do elemento de mola, o fluxo de desvio não desejado pode ser significativamente reduzido e pode idealmente até mesmo ser completamente eliminado. Através do reduzido ou, respectivamente, dispensado fluxo de desvio, uma redução da deposição ou, respectivamente, impurezas no espaço anelar também ocorre, o qual também contribui para facilitar a troca de cartucho. Independentemente desse fato, o efeito de vedação conseguido conduz a uma eficiência melhorada do elemento de filtro de partícula ou respectivamente, do dispositivo de pós-tratamento de gás de escape no que respeita à função de filtro de partículas.

[0013] De acordo com um desenvolvimento adicional conveniente, o elemento de mola pode ficar circunferencialmente em uma forma anelarmente fechada contra o tubo do cartucho e / ou circunferencial- mente em uma forma anelarmente fechada contra o degrau anelar. Um contato linear ou de encosto do elemento de mola contra o tubo do cartucho e / ou contra o degrau anelar é particularmente vantajoso aqui. Através do encosto linear e pré-tensionado, um efeito de vedação eficiente resulta entre o elemento de mola e o degrau anelar, por um lado e / ou entre o elemento de mola e o tubo do cartucho por outro lado. Por conseguinte, o elemento de mola pode selar de forma eficiente o espaço anelar no que diz respeito ao caminho do fluxo gás de escape. Por conseguinte, o elemento de mola pode selar de forma eficiente o espaço anelar no que diz respeito ao caminho do fluxo gás de escape. Tal contato linear pode ser realizado, por exemplo, por um perfil, curvado de forma convexa, sobre o elemento de mola, na região do contato, ou uma elevação em forma de cordão formado no elemento de mola na região do contato.

[0014] Em outra concretização, o elemento de mola pode ter, pelo menos, uma contorno-guia, que se projeta radialmente para fora, que está apoiada radialmente sobre o tubo receptor. Por este meio, resulta uma centralização do tubo do cartucho no tubo receptor na região do elemento de mola. O contorno-guia pode ser configurado aqui de forma anelarmente circunferencial ou pode ser formada por uma pluralidade de elementos locais de contorno-guia espaçados uns dos outros na direção circunferencial. Vantajosamente, o contorno-guia é formado integralmente no elemento de mola. Por outro lado, o contorno-guia pode ser disposto de em uma parte de extremidade do tubo de cartucho que tem a face terminal do tubo do cartucho. A variante integrada com uma guia circunferencial de contorno de uma forma fechada é preferida, porque, neste caso, o contorno-guia, além disso, melhora o efeito de vedação.

[0015] Além disso, o elemento de mola pode ter pelo menos um contorno de suporte radial axialmente adjacente ao contorno-guia, cujo contorno de apoio é suportado radialmente sobre o tubo do cartucho. Este contorno de suporte também pode ser convenientemente formado integralmente no elemento de mola. Adicional ou alternativamente, este contorno suporte radial pode ser configurado de forma a ser anelarmente circunferencial e em particular poder ter um encosto linear sobre o tubo do cartucho. Além disso, o contorno de suporte é convenientemente apoiado no tubo do cartucho sobre um lado do contorno- guia virada para fora da face terminal do tubo do cartucho. Aqui tam- bém, tal contato linear pode ser realizado, por exemplo, por um perfil, curvado de forma convexa, sobre o elemento de mola, na região do contato, ou uma elevação em forma de cordão no elemento de mola na região do contato.

[0016] Particularmente vantajoso, o contorno guia pode ser dispos to radialmente entre o tubo do cartucho e o tubo receptor, pelo que o espaço anelar acima mencionado é utilizado para acomodar o contorno guia ou, respectivamente, para realizar a função de centralização. Alternativamente, o contorno guia pode ser disposto axialmente entre uma face de extremidade axial do tubo do cartucho e o degrau anelar. Por este meio, mais margem de ajuste está disponível para a centralização radial do tubo do cartucho no interior do tubo receptor, o que simplifica a centralização também no caso de maiores tolerâncias de fabricação.

[0017] Em outra concretização vantajosa, o elemento de mola po de ter, pelo menos, uma região de aperto, que engloba uma face de extremidade do tubo do cartucho e fixa o elemento de mola no tubo do cartucho por aperto. A fixação do elemento de mola no tubo do cartu-chotambém leva o elemento de mola sendo arrastado para fora do espaço de recepção simultaneamente na extração do cartucho. Em particular, o elemento de mola pode, portanto, também ser trocado simultaneamente com o cartucho, no caso de manutenção. Vantajosamente, o elemento de mola é pré-montado para isto sobre o respectivo cartucho, de modo que ele constitui, por assim dizer, um componente do cartucho.

[0018] A região de aperto pode ser configurada, por exemplo, co mo um bolso, dentro do qual em uma parte de extremidade do tubo do cartucho, que tem a face de extremidade, é inserido axialmente. Por este meio um aperto radial particularmente eficiente da parte de extremidadeé produzido na região de aperto.

[0019] Vantajosamente, a região de fixação ou, respectivamente, o bolso podem ser configurados de modo a serem anelarmente circunfe- rencial. Vantajosamente, a região de fixação ou, respectivamente, o bolso é formado integralmente com o elemento de mola.

[0020] Em outra concretização, o elemento de mola pode ter, pelo menos, uma região de grampo, dentro da qual um colar inclinado para dentro do tubo do cartucho é grampeado axialmente. Aqui, também, uma fixação do elemento de mola no tubo do cartucho é realizada, a fim de ser capaz de extrair o elemento de filtro para fora do espaço de recepção, simultaneamente com o restante do cartucho, no caso de manutenção. Além disso, por meio da fixação do elemento de mola no tubo do cartucho, é produzida uma posição relativa predeterminada entre o elemento de mola e o tubo do cartucho. Aqui, também, a região de grampo pode ser vantajosamente configurada de modo a ser anelarmente circunferencial. Adicionalmente ou alternativamente, a região de grampo pode ser formada integralmente no elemento de mola. A expressão "internamente" refere-se aqui à direção radial, em outras palavras, os pontos de colar radialmente para dentro. O colar está de preferência inclinado 90° aqui em relação ao tubo do cartucho. Basicamente, no entanto, outros ângulos também são concebíveis, os quais são maiores ou menores do que 90°.

[0021] De acordo com um desenvolvimento adicional, a região do grampo pode ter uma região de retenção que abrange uma extremidade interior do colar. Considerando que, de uma maneira particularmente simples, uma eficiente fixação ajustável à forma é conseguida na direção axial entre o elemento de mola e o tubo do cartucho. Por exemplo, a região de retenção pode ser em forma de S em uma seção longitudinal do elemento de mola. Tal seção longitudinal encontra-se aqui em um plano no qual também um eixo longitudinal central do cartucho se encontra. Aqui, também, a região de retenção está conveni- entemente formada integralmente na região do grampo ou respectivamente integrada ao elemento de mola.

[0022] De acordo ainda com outro desenvolvimento adicional van tajoso, a região do grampo pode ter pelo menos um contorno de retenção, o qual para a fixação ou, respectivamente, para o posicionamento do colar sobre a região do grampo coopera com um contorno contra retentor, complementar ao contorno retentor, formado no colar. Por exemplo, o contorno retentor é uma saliência que sobressai axialmente. O contorno contra retentor complementar ao mesmo é então uma fenda correspondente. Da mesma forma, o contorno de retenção pode ser uma fenda, enquanto que o contorno contra retentor é formado por uma projeção complementar à mesma. O referido contorno de retenção pode ser configurado aqui de maneira seletiva, por conseguinte, pode ter vários elementos de contorno de retenção arranjados distribuídos na direção circunferencial. Todavia, é preferida uma configuração anelar do contorno de retenção, pelo que o efeito de vedação acima mencionado pode ser melhorado. Aqui, também, é preferido um modo de construção integrado, de modo que o contorno de retenção é formado integralmente na região do grampo ou, respectivamente, no elemento de mola.

[0023] Em outra concretização vantajosa, o elemento de mola po de ter pelo menos uma região de mola axialmente elástica, que se estende axialmente entre a face de extremidade e a parede. Aqui, também, a região de mola é convenientemente formada integralmente no elemento de mola. Por meio desta região de mola axialmente elástica, o elemento de mola pode compensar elasticamente pelos efeitos da expansão causada termicamente a qual leva as diferentes alterações de comprimento no tubo receptor e no tubo do cartucho, sem tensões excessivas que ocorrem aqui. Ao mesmo tempo, um efeito de vedação o qual é realizado se for o caso, com o elemento de mola pode ser ga- rantido ao longo de toda a faixa de temperatura do dispositivo de pós- tratamento do gás de escape a ser esperado, porque o elemento de mola pode seguir elasticamente os movimentos relativos que ocorrem se for o caso, e sempre se encontra em um estado pré-tensionado contra o degrau anelar e contra o tubo do cartucho.

[0024] Em um desenvolvimento adicional vantajoso, a região da mola pode ter uma onda ou estrutura ondulada na seção longitudinal do elemento de mola. Aqui, também, a seção longitudinal encontra-se em um plano de corte no qual um eixo longitudinal central do cartucho também se encontra. Por meio de tal estrutura de onda, o elemento de mola é axialmente elástico sobre uma faixa de ajuste comparativamente grande. O elemento de mola é formado por este meio, no elemento de mola como um fole. O elemento de mola é convenientemente produzido a partir de um metal, de preferência a partir de aço para molas.

[0025] Em outra concretização vantajosa, o elemento de mola po de ter uma região de suporte com a qual o elemento de mola é suportado axialmente sobre o degrau anelar e que tem, pelo menos, um contorno de retenção o qual para a fixação radial ou, respectivamente, para o posicionamento radial do elemento de mola no degrau anelar coopera com um contorno contra retentor complementar ao contorno de retenção, formado sobre o degrau anelar. Aqui, também, uma posição relativa desejada pode ser conseguida entre o elemento de mola e o degrau anelar, em particular, uma centralização radial do elemento de mola em relação ao degrau anelar. Além disso, o contorno de retenção também pode ser formado aqui, por exemplo, por uma saliência que sobressai axialmente, enquanto que o contra contorno de retenção complementar à mesma é formado por uma fenda axial corres-pondente. Aqui também, o caso inverso é possível, no qual o contorno de retenção é formado por uma fenda axial, enquanto que o contra contorno de retenção tem então uma projeção axial. Vantajosamente, o contorno de retenção está configurado completamente na direção circunferencial de um modo anelarmente circunferencial. Uma distribuição seletiva do contorno de retenção na direção circunferencial, também é concebível aqui, por exemplo, sob a forma de elementos de contorno de retenção separados. Além disso, a integração do contorno de retenção no elemento de mola é também preferida aqui.

[0026] Em outra concretização, o degrau anelar pode ser arranja do de forma segura sobre o tubo receptor de modo axial em relação a uma abertura de introdução para a introdução do cartucho no espaço de recepção. Por exemplo, o degrau anelar pode ser formado integralmente no tubo receptor. Da mesma forma, pode ser soldado nele. Além disso, a abertura de introdução do tubo receptor é disposta no interior da carcaça e axialmente espaçada e alinhada axialmente no que diz respeito a uma abertura da carcaça, através da qual o cartucho pode ser introduzido na abertura de introdução. Vantajosamente, a abertura da carcaça pode agora ser fechada por um dispositivo de fechamento que é removível para trocar o cartucho, dispositivo esse que repousa axialmente no cartucho ou, respectivamente, no tubo do cartucho e ao fazê-lo pressiona o cartucho ou, respectivamente, o tubo do cartucho para dentro do espaço de recepção contra a pré-tensão do elemento de mola. Através deste modo de construção, é conseguido por um lado que o cartucho pode ser integrado de forma particularmente simples no caminho do fluxo de gás de escape, que corre dentro da carcaça. Por outro lado, no caso de manutenção, consegue-se que a remoção do dispositivo de fechamento a contra força neutralizando o elemento de mola é cancelada, de modo que o elemento de mola pode agora pressionar o cartucho para fora do espaço de recepção, em que uma extração do cartucho para fora do tubo receptor é facilitada.

[0027] Em um desenvolvimento adicional particularmente vantajo- so, o dispositivo de fechamento acima mencionado pode ter uma tampa para fechar a abertura da carcaça, e um anel de suporte o qual é apoiado axialmente no cartucho ou, respectivamente, no tubo do cartucho, e o qual permita um fluxo direto radialmente do gás de escape. Por exemplo, para isso, uma borda circunferencial do anel de suporte pode ser perfurada. É igualmente concebível que o anel de suporte repouse sobre o cartucho ou respectivamente sobre o tubo do cartuchoatravés de várias teias axiais, distribuídas na direção circunferen- cial, de modo que na direção circunferencial entre teias adjacentes espaço livre suficiente esteja presente, o qual permita um fluxo direto do gás de escape.

[0028] Um cartucho de acordo com a invenção compreende, por tanto, um tubo do cartucho para a inserção passível de troca do cartucho dentro de um tubo receptor do dispositivo de pós-tratamento do gás de escape e pelo menos um elemento de pós-tratamento do gás de escape disposto no tubo do cartucho. O cartucho pode de preferência ter, além disso, pelo menos um elemento de mola sobre uma face de extremidade axial do tubo do cartucho, que é fornecido para o apoio axial do tubo do cartucho sob pré-tensão axial sobre um degrau anelar do dispositivo de pós-tratamento de gás de escape, quando o cartucho é inserido no tubo receptor. Adicionalmente ou alternativamente, uma face de extremidade axial do tubo do cartucho pode ter um colar inclinado para dentro, em que, pelo menos, um elemento de mola pode repousar sob pré-tensão axial, quando o cartucho é inserido no tubo receptor.

[0029] Outras características importantes e vantagens da invenção surgirão a partir das concretizações, a partir dos desenhos e da descrição da figura associada com a ajuda dos desenhos.

[0030] Deve ser entendido que as características acima mencio nadas e a serem explicadas mais abaixo podem ser utilizadas não apenas na combinação, respectivamente indicada, porém, também em outras combinações ou isoladamente, sem nos afastarmos do escopo da presente invenção.

[0031] Concretizações exemplificativas preferidas da invenção são ilustradas nos desenhos e são explicadas em maior detalhe na descrição a seguir, em que os mesmos números de referência referem-se a componentes idênticos ou semelhantes ou funcionalmente idênticos.

[0032] Não são mostrados, esquematicamente, respectivamente;

[0033] Figura 1 uma seção longitudinal de um dispositivo de pós- tratamento de gás de escape na região de um cartucho;

[0034] Figura 2 uma seção longitudinal como na Figura 1, mas em ilustração explodida na região do cartucho;

[0035] Figura 3 um pormenor ampliado III da Figura 1 na região de um elemento de mola;

[0036] As Figuras 4 a 6 vistas de detalhe como na Figura 3, mas em outras concretizações.

[0037] De acordo com as Figuras 1 e 2, um dispositivo de pós- tratamento de gás de escape 1, que é adequado para uma utilização em um sistema de gás de escape, não mostrado aqui, de um motor de combustão interna, de preferência, de um veículo motorizado, compreende uma carcaça 2, na qual, pelo menos, um tubo receptor 3 está disposto, o qual contém um espaço de recepção 4. O dispositivo de pós-tratamento de gás de escape 1 tem, além disso, pelo menos um cartucho 5, que tem um tubo do cartucho 6 e, pelo menos, um elemento para pós-tratamento de gás de escape 7 disposto no tubo do cartucho 6. No exemplo que é mostrado aqui, um elemento de filtro de partículas é proporcionado a título de exemplo, como elemento de pós- tratamento de gás de escape 7, de modo que na sequência o elemento de pós-tratamento de gás de escape 7 também pode ser designado como elemento de filtro de partículas 7. Em uma concretização alter- nativa, que não é mostrada aqui, o elemento de pós-tratamento de gás de escape 7 também pode ser um elemento de conversor catalítico, tal como, por exemplo, um elemento conversor catalítico de oxidação ou um elemento conversor catalítico SCR, em que SCR significa uma forma conhecida por "Redução Catalítica Seletiva".

[0038] Vantajosamente, o elemento de filtro de partículas respecti vo 7 é montado e fixado de modo axial no tubo cartucho 6 por meio de uma esteira de apoio 8. Para isso a esteira de apoio 8 é regularmente premida radialmente entre o elemento de filtro de partículas 7 e o tubo do cartucho 6. No exemplo, apenas um único elemento de filtro de partículas 7 está disposto no tubo do cartucho 6. Em particular, o elemento de pós-tratamento de gás de escape respectivo 7 é um corpo cerâmicomonolítico de uma peça. Em outra concretização, dois ou mais elementos de pós-tratamento de gás de escape 7 também podem ser dispostos axialmente um atrás do outro no tubo do cartucho 6. Vantajosamente, dispositivos de pós-tratamento de gás de escape idênticos ou semelhantes 7, no que diz respeito a sua função de pós-tratamento de gás de escape, então, entram em uso, por exemplo, dois ou mais elementos de filtro de partículas 7. Alternativamente, também dois ou mais elementos 7 de pós-tratamento de gás de escape podem entrar em uso, os quais têm diferentes funções de pós-tratamento de gás de escape, por exemplo, um elemento de filtro de partículas 7 e um elemento conversor catalítico. Da mesma forma, é concebível a utilização de um elemento de filtro de partícula metálica 7, que, em particular, também pode ser fixado no tubo do cartucho 6, sem a utilização de uma esteira de apoio 8.

[0039] O tubo receptor 3 é conectado por meio de um degrau ane lar 9 com um tubo de conversor catalítico 10, no qual um elemento de catalisador 11 está disposto. No exemplo que é mostrado, o elemento conversor catalítico 11 é também montado e fixado axialmente no tubo de catalisador 10 por meio de uma esteira de apoio 12. O elemento conversor catalítico 11 é convenientemente um conversor catalítico de oxidação. Com relação a uma direção do fluxo de gás de escape 13, indicada por uma seta nas Figuras 1 e 2, o elemento conversor catalítico 11 é de preferência disposto a montante do elemento de filtro para partículas 7.

[0040] O degrau anelar 9 está situado no tubo receptor 3 axial mente com respeito a uma abertura de introdução 14 do tubo receptor 3. Esta abertura de introdução 14 serve para a introdução do cartucho 5 para dentro do espaço de recepção 4. Aqui, o degrau anelar 9 está disposto de forma segura no que diz respeito ao tubo receptor 3. Nos exemplos de concretizações mostradas aqui, o degrau anelar 9 é um componente separado, o qual está fixado ao tubo receptor 3 de uma maneira adequada. No exemplo, o degrau anelar 9 também é preso ao tubo do conversor catalítico 10 de uma maneira adequada. Meios de fixação adequados são, por exemplo, uma conexão de encaixe axial (mostrada), de preferência em combinação com uma conexão soldada (não mostrada).

[0041] A abertura de introdução 14 está disposta no interior da carcaça 2 e axialmente alinhada e espaçada axialmente em relação a uma abertura da carcaça 15. A direção axial é definida a partir de um eixo central longitudinal 16 do tubo receptor 3, que, no estado instalado do cartucho 5 coincide com um eixo central longitudinal 17 do cartucho 5. Por conseguinte, a direção axial corre em paralelo ao respectivo eixo central longitudinal 16 ou 17, respectivamente. Esta abertura da carcaça 15 é dimensionada de modo que o cartucho 5 pode ser introduzidoatravés da abertura da carcaça 15 na abertura de introdução 14 e, por conseguinte, para dentro do tubo receptor 3 ou respectivamente, para dentro do espaço de recepção 4. No caso de manuten-ção, o cartucho 5 pode assim ser removido da carcaça 2 através da abertura da carcaça 15. No estado instalado ou, respectivamente, para o funcionamento do dispositivo de pós-tratamento de gás de escape 1, a abertura da carcaça 15 é fechada por um dispositivo de fechamento 18, o qual é configurado de forma que ele é pode ser removido para substituir o cartucho 5. Este dispositivo de fechamento 18 repousa axialmente sobre o cartucho 5 e ao fazê-lo pressiona o cartucho 5 dentro do espaço de recepção 4, na direção do fluxo do gás de escape 13. O dispositivo de fechamento 18 compreende aqui uma tampa 19 para fechar a abertura da carcaça 15, e um anel de suporte 20, o qual é apoiado axialmente sobre o tubo do cartucho 6. O anel de suporte 20 é configurado de modo que é capaz de ser circulado radialmente pelos gases de escape. Isto é conseguido no exemplo em que o anel de suporte 20 repousa sobre o tubo do cartucho 6 por meio de várias teias que correm axialmente 21, de modo que, por um lado várias aberturas 22, que podem ser circuladas pelo gás de escape, são formadas por um lado axialmente entre o tubo do cartucho 6 e o anel de suporte 20, e, por outro lado na direção circunferencial entre teias adjacentes 21. Para fixar a tampa 19 sobre a carcaça 2, além disso, é proporcionado um grampo 23, que pode ser removido de modo particularmente simples em caso de manutenção. Na conexão de grampo que é, assim, realizada, o grampo 23 fixa axialmente a tampa 19 com uma borda de abertura designada por 24 na Figura 2. O anel de suporte 20 é integrado nesta conexão de grampo. Para materializar uma estanqueidade suficiente do dispositivo de fechamento 18, vedações 25 e 26, mostradas na Figura 2, podem entrar em uso. Uma vedação 25 é disposta aqui axialmente entre a borda de abertura 24 e o anel de suporte 20, enquanto que a outra vedação 26 está disposta axialmente entre o anel de suporte 20 e a tampa 19. O grampo 23 se sobrepõe à borda de abertura 24 e à tampa 19 e todos os componentes dispostos axialmente entre as mesmas, portanto, aqui as duas vedações 25, 26 e o anel de suporte 20.

[0042] O dispositivo de pós-tratamento de gás de escape 1 aqui apresentado distingue-se, além disso, por um elemento de mola 27, o qual é ilustrado de forma ampliada nas Figuras 3 a 5 para diferentes concretizações. O elemento de mola 27 repousa axialmente por um lado sobre o tubo do cartucho 6 e por outro lado sobre o degrau anelar 9. Aqui, o elemento de mola 27 é comprimido axialmente no estado instalado reproduzido na Figura 1, de modo que ele gera uma pré- tensão axial, com o qual, finalmente, o cartucho 5 é axialmente apoiado sobre o degrau anelar 9, através do elemento de mola 27. O elemento de mola 27 impulsiona, assim, o cartucho 5 na direção do fluxo do gás de escape 13.

[0043] De acordo com as Figuras 3 a 6, o elemento de mola 27 está configurado de modo a ser circunferencial em uma forma anelar e fechada. Além disso, está disposto de modo que ele veda uma passagem de fluxo de gás de escape 28, que também é indicada por uma seta e a qual conduz através do elemento de filtro de partículas 7, com respeito a um espaço anelar 29 o qual é formado radialmente entre o tubo do cartucho 6 e o tubo 3 de recepção. A direção radial refere-se aqui ao respectivo eixo central longitudinal 16, 17. Para obter um efeito de vedação melhorado, o elemento de mola 27 jaz, por um lado linearmente contra o tubo do cartucho 6 e por outro lado linearmente contra o degrau anelar 9.

[0044] Em todas as concretizações das Figuras 3 a 6, mostrada aqui, o elemento de mola 27 tem uma região de mola elástica axialmente 30, que está situada axialmente entre uma face de extremidade 31 do tubo do cartucho 6 e o degrau anelar 9. O modo de construção mostrado aqui é o preferido, em que região da mola 30 tem uma estrutura ondulada. Aqui, várias ondas curvas radialmente para dentro e radialmente para fora se alternam umas com as outras, as quais não se tocam axialmente, pelo qual a elasticidade da mola axialmente desejadaé produzida.

[0045] Em todas as concretizações mostradas aqui, o elemento de mola 27 é formado em uma parte ou respectivamente, de uma só peça, de modo a que todas as partes, os contornos e as regiões do elemento de mola 27 que podem ser vistos aqui são formados integralmente no mesmo. Em adição a esta configuração integral preferida, basicamente também uma concretização construída é concebível, na qual o elemento de mola 27 é montado a partir de pelo menos duas partes individuais.

[0046] Nas concretizações das Figuras 3, 5 e 6, o elemento de mola 27 tem, pelo menos, um contorno-guia que se projeta radialmente para fora 32, o qual é apoiado radialmente sobre o tubo receptor 3. Vantajosamente, esta contorno-guia 32 está configurada aqui de modo a ser circunferencial de uma maneira anelarmente fechada, pelo qual um efeito de vedação adicional pode ser realizado. O contorno-guia 32 serve, no entanto, principalmente para a centralização radial do tubo do cartucho 6 com relação ao tubo receptor 3 no espaço de recepção 4.

[0047] Na concretização mostrada na Figura 3, o contorno-guia 32 está disposto radialmente entre o tubo do cartucho 6 e o tubo receptor 3. Além disso, prevê-se aqui que um contorno de suporte 33 adjacente ao contorno guia 32 sobre um lado virado para fora da região de mola 30, cujo contorno de suporte repousa de modo radial externamente sobre o tubo do cartucho 6. Além disso, nesta concretização uma região de aperto 34 é formada sobre o elemento de mola 27, que abrange a face da extremidade 31 do tubo do cartucho 6 e ao fazê-lo viabiliza, por meio de aperto, uma fixação do elemento de mola 27 sobre o tubo do cartucho 6. No exemplo da Figura. 3, a região de aperto 34 é configurada como um bolso 35, dentro da qual uma parte de extremidade do tubo do cartucho 6, que tem a face terminal 31, é inserido axialmente.

[0048] Nas concretizações das Figuras 5 e 6, por outro lado, o contorno-guia 32 está disposto axialmente entre a face de extremidade 31 e o degrau anelar 9. Aqui, o contorno-guia 32 é formado particularmente simples por meio de uma onda curvada para fora da região de mola ondulada 30. Vantajosamente, para isso, a primeira onda da estrutura da onda, adjacente ao tubo do cartucho 6, se estende radialmenteaté aqui para fora que entra em contato radialmente com o tubo receptor 3.

[0049] Nas concretizações mostradas nas Figuras 4 a 6, o elemen to de mola 27 tem uma região de grampo 36, a qual é grampeada com o tubo do cartucho 6. Para isso, o tubo do cartucho 6 está provido na sua extremidade virada para o degrau anelar 9 com um colar inclinado para dentro 37, o qual nestas concretizações constitui a face de extremidade 31 do tubo do cartucho 6. O colar 37 pode ser inclinado até aqui para dentro que se sobrepõe ao elemento de filtro de partículas 7 radialmente no lado da borda. O referido colar 37 está agora grampeado axialmente na região do grampo 36 do elemento de mola 27, através do qual uma fixação ajustável à forma do elemento de mola 27, em que uma fixação ajustável à forma do elemento de mola 27 sobre o tubo do cartucho 6 é produzida. Para isso, uma região de retenção 38 é formada sobre a região do grampo 36, cuja região de retenção é formada aqui em forma de um S na seção longitudinal e que abrange uma borda interna 39 do colar 37.

[0050] Nas concretizações mostradas nas Figuras 4 a 6, a região de clipe 36 tem, além disso, pelo menos um contorno de retenção 40, que podem cooperar em especial com um contra contorno de retenção 41 complementar formado no colar 37, a fim de fixar o elemento de mola 27 radialmente no colar 37 na região do grampo 36. O contra contorno de retenção 41 é formado no tubo do cartucho 6 como uma fenda axial, circunferencial de uma forma anelar, complementar a esta. À medida que o contra contorno de retenção 41 está ausente, o contato linear desejado entre o elemento de mola 27 e do tubo do cartucho 6 pode ser realizado por meio do contorno de retenção 40, de modo que o contorno de retenção 40 é então um contorno de vedação 40 ou contorno de contato linear ou serve como tal.

[0051] Nas concretizações das Figuras 3 a 6, o elemento de mola 27 repousa axialmente sobre o degrau anelar 9 através de uma região de suporte 42.

[0052] Nas concretizações das Figuras 4 a 6, nesta região de su porte 42, além disso, pelo menos um contorno de retenção 43 é fornecido, o qual pode convenientemente cooperar com um contra contorno de retenção 44 complementar ao mesmo, o qual é formado para isto no degrau anelar 9. No exemplo que se mostra, o contorno de retenção 43 é formado por uma saliência que sobressai axialmente sobre o elemento de mola 27, que é convenientemente circunferencial de modo fechado no sentido circunferencial. O contra contorno de retenção 44 é formado então no degrau anelar 9 por uma fenda axial correspondente, circunferencial em um modo anelar fechado. O contorno de retenção 43 viabiliza aqui também uma fixação radial do elemento de mola 27 na região de suporte 42 sobre o degrau anelar 9. À medida que o contra contorno de retenção 44 está ausente, o contato linear desejado entre o elemento de mola 27 e degrau anelar 9 pode ser realizado por meio do contorno de retenção 43, de modo que o contorno de retenção 43 é, então, um contorno de vedação 43 ou contorno de contato linear 43 ou serve como tal.

Claims

1. Dispositivo de pós-tratamento de gás de escape para um sistema de gás de escape de um motor de combustão interna; - com uma alojamento (2), no qual, pelo menos, um tubo receptor (3) está disposto, o qual contém um espaço de recepção (4); - com pelo menos um cartucho (5), o qual é disposto de modo intercambiável no espaço de recepção (4) e que apresenta um tubo de cartucho (6) assim como, pelo menos, um elemento de pós- tratamento de gás de escape (7), disposto no tubo do cartucho (6); - sendo que uma face de extremidade (31) do tubo de cartucho (6) é suportada axialmente em um degrau anelar (9) do alojamento (2), pelo menos, através de um elemento de mola (27) sob pré- tensão axial na linha do eixo, caracterizado pelo fato de que, - o elemento de mola (27) é uma peça em forma de chapa metálica que é produzida a partir da moldagem de um único pedaço de chapa metálica, e - o elemento de mola (27) - ou apresenta pelo menos uma região de aperto (34), que engata em torno de uma face de extremidade (31) do tubo do cartucho (6) e por aperto fixa o elemento de mola (27) no tubo do cartucho (6), sendo que a região de aperto (34) é projetada como uma bolsa (35), a qual apresenta uma seção de extremidade do tubo de cartucho (6) inserida axialmente a face de extremidade (31), - ou apresenta pelo menos uma região de grampo (36), na qual é cortado axialmente um colar inclinado para dentro (37) do tubo do cartucho (6).

2. Elemento de pós-tratamento de gás de escape, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a região do grampo (36) apresenta uma região de retenção (38), que abrange uma borda interna (39) do colar (37).

3. Dispositivo de pós-tratamento de gás de escape, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que a região do grampo (36) apresenta pelo menos um contorno de retenção (40) o qual, para o posicionamento do colar (37) na região do grampo (36), coopera com um contra contorno de retenção (41) formado no colar (37).

4. Dispositivo de pós-tratamento de gás de escape, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o elemento de mola (27) é configurado de modo a ser anelarmente circunferencial.

5. Dispositivo de pós-tratamento de gás de escape, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o elemento de mola (27) veda uma passagem de fluxo de gás de escape (28), conduzindo através do elemento de pós-tratamento de gás de escape (7), em relação a um espaço anelar (29) o qual é formado radialmente entre o tubo do cartucho (6) e o tubo receptor (3).

6. Dispositivo de pós-tratamento de gás de escape, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que o elemento de mola (27) jaz linearmente contra o tubo do cartucho (6) e/ou linearmente contra o degrau anelar (9).

7. Dispositivo de pós-tratamento de gás de escape, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que o elemento de mola (27) apresenta pelo menos um contor- no-guia (32), que se projeta radialmente para fora, que é apoiada radialmente sobre o tubo receptor (3).

8. Dispositivo de pós-tratamento de gás de escape, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que o contor- no-guia (32) é disposto radialmente entre o tubo do cartucho (6) e o tubo receptor (3).

9. Dispositivo de pós-tratamento de gás de escape, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que o contor- no-guia (32) é disposto axialmente entre uma face de extremidade axial (31) do tubo do cartucho (6) e o degrau anelar (9).

10. Dispositivo de pós-tratamento de gás de escape, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de que o elemento de mola (27) apresenta pelo menos, uma região de mola axialmente elástica (30), que se prolonga axialmente entre uma face de extremidade (31) do tubo do cartucho (6) e o degrau anelar (9).

11. Dispositivo de pós-tratamento de gás de escape, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que região da mola (30) apresenta uma estrutura ondulada em corte longitudinal.

12. Dispositivo de pós-tratamento de gás de escape, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado pelo fato de que o elemento de mola (27) apresenta uma região de suporte (42) com o qual o elemento de mola (27) repousa axialmente sobre o degrau anelar (9) e que possui pelo menos um contorno de retenção (43) o qual, para o posicionamento radial do elemento de mola (27) sobre o degrau anelar (9), coopera com um contra contorno de retenção (44) formado sobre o degrau anelar (9).

13. Dispositivo de pós-tratamento de gás de escape, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12; caracterizado pelo fato de que; - o degrau anelar (9) é firmemente disposto sobre o tubo receptor (3) axialmente em relação a uma abertura de introdução para a introdução do cartucho (5) para dentro do espaço de recepção (4); - a abertura de introdução (14) é disposta no interior do alojamento (2) e alinhada axialmente com uma abertura da carcaça (15), através do qual o cartucho (5) pode ser introduzido na abertura de in- trodução (14); - a abertura da carcaça (15) é fechada por um dispositivo de fechamento (18), removível para trocar o cartucho (5), o qual repousa axialmente sobre o cartucho (5) e pressiona o cartucho (5) para dentro do espaço de recepção (4) contra a pré-tensão do elemento de mola (27).

14. Dispositivo de pós-tratamento de gás de escape, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de fechamento (18) apresenta uma tampa (19) para fechar a abertura da carcaça (15), e um anel de suporte (20) o qual é apoiado axialmente no cartucho (5) e pode ser circulado radialmente pelo gás de escape.

15. Cartucho (5) projetado para ser utilizado em um tubo receptor (3) do dispositivo de pós-tratamento do gás de escape (1), como definido em qualquer uma das reivindicações anteriores, a ser utilizado de forma intercambiável, - sendo que o cartucho (5) compreende: - um tubo de cartucho (6) para a inserção substituível do cartucho (5) dentro de um tubo receptor (3) do dispositivo pós-tratamento de gás de escape (1); - pelo menos um elemento de pós-tratamento do gás de escape (7), disposto no tubo de cartucho (6); - pelo menos um elemento de mola (27), que: - ou, pelo menos, sobre uma região de aperto (34) que encaixa em torno de uma face de extremidade axial (31) do tubo de cartucho (6) e fixa o elemento de mola (27) ao tubo de cartucho (6) por aperto, sendo a região de aperto (34) concebida como um bolso (35) na qual uma secção final do tubo de cartucho (6) com a face de extremidade axial (31) é inserida axialmente, - ou, pelo menos, apresenta uma região de grampo (36) na qual um colar inclinado para dentro (37) do tubo do cartucho (6) é cortado axialmente.