DE102005034596A1

DE102005034596A1 - Filtervorrichtung, insbesondere Dieselpartikelfilter, für eine Abgasanlage einer Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE102005034596A1
Application number: DE102005034596A
Authority: DE
Inventors: Martin Eggenmueller; Klaus-Dieter Sulzberger; Thomas Hauber; Markus Wolff; Siegbert Griesinger; Holger Dietzhausen; Thomas Lehmann
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2005-07-25
Filing date: 2005-07-25
Publication date: 2007-02-08
Also published as: WO2007012511A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Filtervorrichtung (10), insbesondere einen Dieselpartikelfilter, für eine Abgasanlage (4) einer Brennkraftmaschine (2), mit einem rohrförmigen Gehäuseelement (12) zur Aufnahme von vorzugsweise taschenförmigen Filterelementen (16), wobei die Filterelemente (16) mit mindestens einer Stützstruktur (24) verbunden sind, wobei zwischen der Stützstruktur (24) und dem Gehäuseelement (12) ein ringförmiges Dämpfungselement (26) angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Filtervorrichtung, insbesondere einen Dieselpartikelfilter, für eine Abgasanlage einer Brennkraftmaschine, entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Aus der DE 101 28 936 A1 ist ein Partikelfilter bekannt, dessen Filterelemente ringförmig um eine zentrische Abstützung angeordnet sind. Die Abstützung besteht aus einem zylindrischen Stützrohr und einem Stützzapfen. Die Filterelemente weisen abströmseitig einen äußeren Haltering auf. Anströmseitig sind die Filterelemente jedoch nur durch die beschriebene zentrische Abstützung stabilisiert. Diese Anordnung reagiert daher empfindlich auf in den Partikelfilter eingeleitete Schwingungen.

In der DE 203 13 032 U1 wird vorgeschlagen, die Anordnung gemäß der DE 101 28 936 zu verbessern, indem die Filterelemente eines Partikelfilters anströmseitig durch einen Stützring gehalten sind, wobei der Stützring über Speichen mit dem Filtergehäuse verbunden ist. Um eine gute Stützwirkung zu erzielen, ist eine Vielzahl von Speichen erforderlich, die jeweils einenends an dem Stützring und anderenends an dem Filtergehäuse befestigt werden müssen.

Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine möglichst robuste Filtervorrichtung bereitzustellen, die leicht herstellbar ist und während des Betriebs spannungsarm ist.

Diese Aufgabe wird durch eine Filtervorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Vorteile der Erfindung

Durch Anordnung eines ringförmigen Dämpfungselements zwischen der Stützstruktur und dem Gehäuseelement können sowohl die Stützstruktur als auch das Gehäuseelement mit vergleichsweise hohen Toleranzen behaftet sein. Gleichzeitig ist gewährleistet, dass die Filtervorrichtung auch bei hoher thermischer Belastung spannungsarm bleibt, da die Stützstruktur und das Gehäuseelement durch das räumlich zwischengeschaltete Dämpfungselement voneinander entkoppelt sind. Durch die ringförmige Ausbildung des Dämpfungselements kann die Filtervorrichtung in besonders einfacher Weise montiert werden. Dabei ist der aus Stützstruktur, Dämpfungselement und Gehäuseelement gebildete Aufbau der Filtervorrichtung robust und schwingungsunempfindlich.

Ein Verschweißen der Filterelemente mit einem Stützring, der seinerseits mit einer Stützscheibe verschweißt ist, die wiederum mit dem Gehäuseelement verschweißt ist, und die hierdurch entstehende sehr steife Struktur ist bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung nicht mehr angedacht. Damit wird die bei einer solchen Konstruktion entstehende Schwierigkeit vermieden, dass die großen Toleranzen der Stützstruktur und des Gehäuseelements und die sich hieraus ergebenden vergleichsweise große Abstände zwischen den einzelnen Komponenten über eine Schweißverbindung überbrückt werden müssen.

Die Stützstruktur kann sowohl in einer zur Durchströmrichtung der Filtervorrichtung parallelen Richtung als auch in einer zur Durchströmrichtung der Filtervorrichtung senkrechten Richtung bewegbar sein. Bei Bewegbarkeit in paralleler Richtung kann die axiale Ausdehnung der Filterelemente ausgeglichen werden, indem sich die Stützstruktur in einer zur Durchströmrichtung parallelen Richtung innerhalb des Gehäuseelements verschiebt. Ist die Stützstruktur optional oder zusätzlich in einer zur Durchströmrichtung senkrechten Richtung bewegbar, können Schwingungen in einer zur Durchströmrichtung senkrechten Richtung kompensiert werden, ohne dass das Gehäuseelement mitschwingt.

Das Dämpfungselement dämpft die Bewegung zwischen der Stützstruktur und dem Gehäuseelement. Dies erhöht die Lebensdauer der Bauteile und verringert die Schallemissionen. Das Dämpfungselement ist elastisch oder weist elastische Bestandteile auf und ist insbesondere als Drahtgestrick ausgebildet. Das Drahtgestrick ist thermisch hoch stabil. Außerdem kann es mit vergleichsweise großen Fertigungstoleranzen hergestellt werden.

In vorteilhafter Weise ist das Dämpfungselement mit der Stützstruktur und/oder dem Gehäuseelement verbunden, insbesondere durch eine Rastverbindung. Somit kann die Einbaulage des Dämpfungselements besonders gut definiert werden.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Stützstruktur ringförmig ausgebildet ist. Dies ermöglicht eine gleichmäßige Befestigung der Filterelemente an der Stützstruktur, die die Filterelemente auch in einem radial äußeren Bereich stabilisieren kann. Außerdem können die Filterelemente über die ringförmige Stützstruktur und das ringförmige Dämpfungselement in einfacher Weise zentriert in dem Gehäuseelement angeordnet werden.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Filterelemente einen zentrischen Hohlraum bilden, in dem eine zusätzliche Stützhülse aufgenommen ist. Diese verleiht den Filterelementen zusätzliche Stabilität. Wenn zwischen den Filterelementen und der Stützhülse Dämpfungsmaterial, insbesondere aus Drahtgestrick, angeordnet ist, können auch in diesem Bereich Schwingungen wirkungsvoll aufgenommen werden.

Zeichnungen
Nachfolgend wird ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert.
In der Zeichnung zeigen:
1 eine schematische Darstellung einer Brennkraftmaschine mit einer Abgasanlage und einer erfindungsgemäßen Filtervorrichtung;
2 eine geschnittene Ansicht der Filtervorrichtung gemäß 1; und
3 eine perspektivische Ansicht der Filtervorrichtung.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
In 1 ist eine Brennkraftmaschine 2 schematisch dargestellt. Die Brennkraftmaschine 2 ist mit einer insgesamt mit 4 bezeichneten Abgasanlage verbunden. Diese weist Leitungen 6 und 8 auf, zwischen denen eine Filtervorrichtung 10 angeordnet ist.
Die Filtervorrichtung 10 weist gemäß 2 ein rohrförmiges Gehäuseelement 12 auf, das einen zylindrischen Innenraum 14 begrenzt. In diesem Innenraum sind sich radial erstreckende Filterelemente 16 angeordnet, die den größten Teil des Innenraums 14 einnehmen. Die Filterelemente 16 begrenzen einen zentrischen Raum 18.
Die Filterelemente 16 sind stromabwärts, das heißt in 1 rechts, an einem ringscheibenförmigen Abschlusselement 20 gehalten. Dieses weist sich radial erstreckende Streben 21 auf, die an dem zentrischen Raum 18 münden. In diesem Bereich ist der Raum 18 durch eine Abdeckscheibe 22 abgedeckt, die über eine Verschweißung 23 mit dem Abschlusselement 20 verbunden ist.
Die Filterelemente 16 sind stromaufwärts der Filtervorrichtung 10, das heißt in 1 links, mit einer Stützstruktur 24 verbunden. Zwischen der Stützstruktur 24 und dem Gehäuseelement 12 ist ein ringförmiges Dämpfungselement 26 vorgesehen, das aus Drahtgestrick gebildet ist.
Die Stützstruktur 24 weist einen ersten, ringscheibenförmig ausgebildeten Abschnitt 28 auf, an dem die Filterelemente 16 mit Hilfe einer Verschweißung 30 befestigt sind. Von dem ersten Abschnitt 28 der Stützstruktur 24 geht ein zweiter Abschnitt 32 ab, der zylindrisch ausgebildet ist und konzentrisch zur Wand des Gehäuseelements 12 verläuft. Von dem Abschnitt 32 erstreckt sich schließlich ein dritter Abschnitt der Stützstruktur 24 in radialer Richtung nach außen. Der Abschnitt 34 erstreckt sich im Wesentlichen parallel zum Abschnitt 28. Die Abschnitte 32 und 34 der Stützstruktur 24 bilden einen Einbauraum, in den das Dämpfungselement 26 über nicht dargestellte Rastelemente einrastbar ist. Somit ist das Dämpfungselement 26 fest mit der Stützstruktur 24 verbunden. Das Dämpfungselement 26 ist im Gehäuseelement 12 mit einer leichten Presspassung aufgenommen.
Benachbart zum Innenraum 18 der Filterelemente 16 ist eine zusätzliche Stützhülse 36 vorgesehen. Diese weist eine Stirnscheibe 38 auf, an der die Filterelemente 16 über eine nicht dargestellte Verschweißung befestigt sind. Von der Stirnscheibe 38 erstreckt sich ein zylindrisches Rohr 40 in den Raum 18 hinein. Zwischen dem Rohr 40 und den Filterelementen 16 ist weiteres Dämpfungsmaterial 42 vorgesehen.
An der Außenseite des Gehäuseelements 12 ist ein ringförmiger Flansch 44 vorgesehen, mit dem die Filtervorrichtung 10 an einem externen Träger einer Abgasanlage befestigbar ist. Dieser Flansch ist auch in 3 dargestellt. Der Flansch 44 weist eine Vielzahl von Befestigungsöffnungen 45 zur Befestigung an dem externen Träger auf.
Wenn die Filtervorrichtung 10 in mit 46 bezeichneter Strömungsrichtung durchströmt wird, sind die Filterelemente 16 in mit 48 bezeichneten Richtungen bewegbar. Somit kann die mit einer starken Temperaturerhöhung einhergehende Ausdehnung der Filterelemente durch ein Verschieben der Stützstruktur 24 in mit 48 bezeichneten Richtungen ausgeglichen werden.
Die Filterelemente 16 sind auch radial, das heißt in einer zur Durchströmrichtung senkrechten Richtung bewegbar. Die in diesen Richtungen auftretenden Schwingungen können über das Dämpfungselement 26 und über das Dämpfungsmaterial 42 aufgenommen werden.

Claims

Filtervorrichtung (10), insbesondere Dieselpartikelfilter, für eine Abgasanlage (4) einer Brennkraftmaschine (2), mit einem rohrförmigen Gehäuseelement (12) zur Aufnahme von vorzugsweise taschenförmigen Filterelementen (16), wobei die Filterelemente (16) mit mindestens einer Stützstruktur (24) verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Stützstruktur (24) und dem Gehäuseelement (12) ein ringförmiges Dämpfungselement (26) angeordnet ist.
Filtervorrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützstruktur (24) in einer zur Durchströmrichtung (46) der Filtervorrichtung (10) parallelen Richtung (48) bewegbar ist.
Filtervorrichtung (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützstruktur (24) in einer zur Durchströmrichtung (46) der Filtervorrichtung (10) senkrechten Richtung (50) bewegbar ist.
Filtervorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungselement (26) mit der Stützstruktur (24) und/oder dem Gehäuseelement (12) verbunden ist, insbesondere durch eine Rastverbindung.
Filtervorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungselement (26) aus einem Drahtgestrick gebildet ist.
Filtervorrichtung (10) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützstruktur (24) ringförmig ausgebildet ist.
Filtervorrichtung (10) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Filterelemente (16) einen zentrischen Hohlraum (18) bilden, in dem eine zusätzliche Stützhülse (36) aufgenommen ist.
Filtervorrichtung (10) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Filterelementen (16) und der Stützhülse (36) Dämpfungsmaterial (42), insbesondere aus Drahtgestrick, angeordnet ist.