DE102009012892B4

DE102009012892B4 - Dieselpartikelfilteranordnung

Info

Publication number: DE102009012892B4
Application number: DE102009012892.1A
Authority: DE
Inventors: Hayri WINTER
Original assignee: Friedrich Boysen GmbH and Co KG
Current assignee: Friedrich Boysen GmbH and Co KG
Priority date: 2009-03-12
Filing date: 2009-03-12
Publication date: 2022-06-15
Anticipated expiration: 2029-03-13
Also published as: DE102009012892A1

Abstract

Dieselpartikelfilteranordnung mit einem in einer Hülse (3) angeordneten Dieselpartikelfilter (1) und einem den Dieselpartikelfilter (1) samt Hülse (3) aufnehmenden Gehäuse (5), welches in eine Ausnehmung (7) mindestens einer Wand (6) eingesetzt ist, wobei zur Befestigung des Dieselpartikelfilters (1) am Gehäuse (5) eine Flanschverbindung (11, 13) mit Schellenband (19) vorgesehen ist, an einem Ende des Dieselpartikelfilters (1) an dessen Hülse (3) ein erster Flansch (11) vorgesehen ist, die Hülse (3) mit einem Endabschnitt (10) aus dem Gehäuse (5) herausragt und an diesem Endabschnitt (10) den ersten Flansch (11) aufweist,
an dem Ende (12) des Gehäuses (5), welches dem ersten Flansch (11) im eingebauten Zustand benachbart ist, ein mit dem ersten Flansch (11) zusammenwirkender zweiter Flansch (13) vorgesehen ist und
der mit dem Flansch (11) versehene Endabschnitt (10) der Hülse (3) gegenüber dem Rest der Hülse (3) auf den Durchmesser des Gehäuses (5) aufgeweitet ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Dieselpartikelfilteranordnung, insbesondere für Nutzfahrzeuge, mit einem in einer Hülse angeordneten Dieselpartikelfilter, insbesondere Monolith, einem den Dieselpartikelfilter samt Hülse aufnehmenden Gehäuse, welches insbesondere in eine Ausnehmung mindestens einer Wand, insbesondere einer Zwischenwand eines Außengehäuses, eingesetzt ist.
Im Zuge immer strengerer Abgasnormen ist es notwendig, Dieselpartikelfilteranordnungen in Nutzfahrzeugen einzusetzen. Durch die hohen Laufleistungen werden die Partikelfilter relativ schnell mit Asche beladen. Dadurch ist ein regelmäßiger Wechsel der Dieselpartikelfilter notwendig.
Bei bekannten Dieselpartikelfilteranordnungen sind die Dieselpartikelfilter mit dem Gehäuse verschraubt. Die Verschraubung erfolgt über Schweißschrauben, welche mit dem Gehäuse verschweißt werden. Durch Ruß und Abgas werden diese Schrauben angegriffen und korrodiert. Hierdurch kommt es zu Schraubenabrissen, wodurch ein nachfolgender Schalldämpfer zerstört werden kann.
In der DE 101 44 613 A1 ist eine Anordnung beschrieben, bei der zur lösbaren Verbindung eines einen Partikelfilter enthaltenden Wechselgehäuses mit einem Schalldämpfergehäuse eine Bandschellenbefestigung vorgesehen ist. Ein Topfboden des Wechselgehäuses umfasst eine Umfangserweiterung, die über eine Bandschelle mit einer Erweiterung des Schalldämpfergehäuses lösbar befestigt ist. Dabei sind die Umfangserweiterung des Topfbodens und die Erweiterung des Schalldämpfergehäuses formangepasst. Die Umfangserweiterung und die Bandschelle besitzen einen V-förmigen Querschnitt. Zwischen der Umfangserweiterung und der Bandschelle ist die konische Erweiterung des Schalldämpfergehäuses lösbar eingespannt. Zur Demontage wird die Bandschelle durch Öffnen einer Schraube gelöst, wonach das den Partikelfilter enthaltende Wechselgehäuse aus dem Schalldämpfergehäuse herausgezogen werden kann.
In der DE 102 55 216 A1 ist ein Dieselpartikelfilter beschrieben, dessen Gehäuse ein Rohrelement und ein Trichterelement umfasst, die mittels einer Schelle gegeneinander verspannt werden.
In der DE 10 2004 013 786 A1 ist ein Abgasnachbehandlungssystem mit mehreren in einem gemeinsamen Gehäuse untergebrachten Abgasreinigungseinheiten beschrieben. Dabei ist zumindest ein Teil der Abgasreinigungseinheiten auswechselbar im Gehäuse angeordnet, wobei eine Seitenwand des Gehäuses zur Auswechslung einer Abgasreinigungseinheit mit einer verschließbaren Austrittsöffnung versehen ist.
In der DE 603 00 341 T2 ist eine Vorrichtung zur Behandlung von Abgas beschrieben, die ein durch eine V-Klemme lösbar an einer Mittelkammer befestigtes Filterglied umfasst. Dabei ist das Filterglied von einem röhrenförmigen Gehäuse umgeben, dass mit zwei Umfangsflanschen versehen ist. Die Mittelkammer besitzt einen Umfangsflansch. Nach dem Einsetzen des mit dem Gehäuse versehenen Filterglieds in die röhrenförmige Mittelkammer wird die V-Klemme mit den Flanschen in Eingriff gebracht. Die beiden Umfangsflansche sind in einem axial mittleren Bereich am röhrenförmigen Gehäuse vorgesehen.
Gemäß einer weiteren in der DE 603 00 341 T2 beschriebenen Vorrichtung ist das in einen röhrenförmigen Behälter eingesetzte Filterglied an einem aus diesem Behälter herausragenden Abschnitt mit einem einen röhrenförmigen Teil umfassenden Halter versehen. Ein am benachbarten Ende des Behälters vorgesehener Flansch liegt einem Umfangsflansch des äußeren röhrenförmigen Teils gegenüber. Die V-Klemme tritt mit den Flanschen in Eingriff, um den Halter axial an den Behälter zu klemmen.
In der US 2003/0159436 A1 sind Partikelfilteranordnungen beschrieben, bei denen der Dieselpartikelfilter in einem mehrteiligen Gehäuse untergebracht ist, dessen axial aneinandergrenzende Teile über Flanschverbindungen lösbar verbunden sind, um ein Auswechseln dieses Dieselpartikelfilters zu ermöglichen. Dabei können die Flanschverbindungen ein Schellenband sowie eine V-Bandschelle umfassen. Die Hülse des Dieselpartikelfilters kann mit einem sich zwischen zwei Gehäuseteilen radial nach außen und zwischen die Flansche der Flanschverbindung erstreckenden Umfangsflansch versehen sein, über den der Dieselpartikelfilter durch die zwischen den Gehäuseteilen vorgesehene Flanschverbindung axial festgelegt wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Dieselpartikelfilteranordnung anzugeben.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Dieselpartikelfilteranordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Dieselpartikelfilteranordnung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Durch Verwendung einer Flanschverbindung mit Schellenband können die oben beschriebenen Nachteile vermieden werden. Insbesondere führt eine Korrosion der Schellenbandschraube nicht so leicht zu Schraubenabrissen. Auch kann der Dieselpartikelfilter bei festgerosteter Schraube leichter entnommen werden, indem die Schraube einfach zerstört wird. Dies kann ohne Beschädigung des Gehäuses erfolgen, so dass ein neuer Dieselpartikelfilter mit einer neuen Schelle wieder in dasselbe Gehäuse eingebaut werden kann.
Das Schellenband ist bevorzugt als V-Band und die Flansche sind bevorzugt als hierzu reziproke Keilflansche ausgebildet. Damit kann eine feste und gasdichte Verbindung gewährleistet werden.
Der eine der beiden Flansche ist bevorzugt an einem Ende des Dieselpartikelfilters, insbesondere an dessen Hülse vorgesehen, während der zweite Flansch nach einer Ausgestaltung der Erfindung an dem Ende des Gehäuses, welches dem ersten Flansch im eingebauten Zustand benachbart ist, vorgesehen ist. Hierdurch ergibt sich eine einfache und funktionssichere Konstruktion.
Die Hülse ragt hierfür bevorzugt mit einem Endabschnitt aus dem Gehäuse heraus und weist an diesem Endabschnitt den ersten Flansch auf. Besonders bevorzugt ist der mit dem Flansch versehene Endabschnitt der Hülse gegenüber dem Rest der Hülse aufgeweitet, insbesondere auf den Durchmesser des Gehäuses. Die beiden Flansche können dadurch symmetrisch ausgebildet werden, was zu einer besonders guten und kostengünstig herstellbaren Verbindung führt.
Der zweite Flansch kann alternativ auch an der Wand, insbesondere Zwischenwand des Außengehäuses vorgesehen sein. Hierfür ist bevorzugt ein Distanzring oder Lagerring vorgesehen, der mit der Wand insbesondere gasdicht verbunden ist. Auch hierdurch ergibt sich eine günstige Konstruktion, bei welcher der zweite Flansch nicht zusammen mit dem Dieselpartikelfilter ausgetauscht werden muss.
Zur Halterung des Dieselpartikelfilters im Gehäuse kann zwischen Hülse und Gehäuse mindestens ein Lagerring, insbesondere in Form eines Drahtgestrickrings vorgesehen sein. Eine solche Lagerung hat sich bewährt.
Besonders bevorzugt ist der Lagerring in einer in der Hülse vorgesehenen Sicke angeordnet. Damit ist der Lagering axial fixiert und kann durch den Abgasstrom nicht verschoben werden. Außerdem ist der Drahtgestrickring gegenüber dem Abgas geschützt.
Die beiden Flansche können auch in Art einer Nut-und Feder-Verbindung ausgebildet sein. Dadurch wird der Dieselpartikelfilter innerhalb des Gehäuses zentriert. Auf einen Lagerring kann dann verzichtet werden.
Erfindungsgemäß können auch zwei oder mehr Dieselpartikelfilter in einem gemeinsamen Außengehäuse angeordnet sein. Dadurch ergibt sich eine besonders hohe Reinigungsleistung bei kompakter und vorteilhafter Bauweise. Für jeden Dieselpartikelfilter ist dabei insbesondere eine eigene Öffnung in der Zwischenwand des Außengehäuses vorgesehen. Dadurch können die Dieselpartikelfilter in dem Außengehäuse sicher positioniert werden.
Um einen Gasaustritt nach außen zu vermeiden, ist die Flanschverbindung bevorzugt gasdicht ausgeführt. Dies kann insbesondere durch eine Dichtung zwischen den Flanschen gewährleistet werden.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden nachfolgend beschrieben. Es zeigen, jeweils in schematischer Darstellung,

1 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Dieselpartikelfilteranordnung,
2 einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Dieselpartikelfilteranordnung,
3 eine Draufsicht auf die Stirnseite der Dieselpartikelfilteranordnung von 1, und
4 eine Ausschnittsvergrößerung von 2.

Die dargestellte Dieselpartikelfilteranordnung umfasst zwei Dieselpartikelfilter 1 in Form je eines Monolithen 2, der in einer Hülse 3 angeordnet ist. Zwischen Monolith 2 und Hülse 3 ist eine Lagerungsmatte 4 in bekannter Weise vorgesehen.
Die Dieselpartikelfilter 1 sind jeweils in einem Gehäuse 5 untergebracht und in eine Wand 6 eingesetzt, die hierfür zwei Öffnungen 7 aufweist. Die Wand 6 ist zusammen mit den Dieselpartikelfiltern 1 und den Gehäusen 5 in einem Außengehäuse 8 angeordnet. Dieses ist stirnseitig mit einem Deckel 9 verschlossen. Die Wand 6 ist mit dem Außengehäuse 8 und den Gehäusen 5 insbesondere verschweißt.
Die Hülse 3 der Dieselpartikelfilter 1 weist einen Endabschnitt 10 auf, der über das Gehäuse 5 auf einer Seite hinausragt und gegenüber dem restlichen Teil der Hülse 3 auf den Durchmesser des Gehäuses 5 aufgeweitet ist. In diesem Endabschnitt 10 der Hülse 3 ist die Hülse 3 mit einem Keilflansch 11 versehen, der mit der Hülse 3 beispielsweise verschweißt ist. An dem benachbarten Ende 12 des Gehäuses 5 weist dieses einen zweiten Keilflansch 13 auf, der mit dem Gehäuse 5 ebenfalls beispielsweise verschweißt ist. Die beiden Flansche 11 und 13 sind spiegelsymmetrisch zueinander ausgebildet und weisen jeweils eine aufeinander zu weisende gerade Stoßfläche 14, 15 und auf der davon abgewandten Seite eine Schrägfläche 16, 17 auf. Dadurch erhält jeder Flansch 11, 13 eine Keilform mit Neigung zu dem jeweils anderen Flansch.
Um die beiden Keilflansche 11, 13 ist eine V-Bandschelle 18 herumgelegt, die ein Spannband 19 und ein Profil 20 aufweist, welches zu den beiden Keilflanschen 11, 13 reziprok ausgebildet ist. Genau genommen weist das Profil 20 eine etwas kleinere Öffnungsweite auf als die Außenbreite der beiden Keilflansche 11, 13. Dadurch können die beiden Flansche 11, 13 gegeneinander gespannt werden, indem eine Spannschraube 21 der V-Bandschelle in eine zugeordnete Mutter 22, eingedreht wird. Zwischen den beiden Flanschen 11, 13 kann auch eine Dichtung vorgesehen sein, um eine hohe Gasdichtheit der Verbindung sicherzustellen.
Zwischen dem Endabschnitt 10 und dem übrigen Teil der Hülse 3 weist diese eine Sicke 23 auf, in welche ein Distanzring oder Lagerring 24, insbesondere Drahtgestrickring, eingelegt ist. Durch diesen Lagerring 24 ist die Hülse 3 mit dem Monolithen 2 in dem Gehäuse 5 zentriert gelagert.
Bezugszeichenliste

1: Dieselpartikelfilter
2: Monolith
3: Hülse
4: Lagermatte
5: Gehäuse
6: Wand
7: Öffnung
8: Außengehäuse
9: Deckel
10: Endabschnitt von 3
11: erster Flansch
12: Ende von 5
13: zweiter Flansch
14: Stoßfläche von 11
15: Stoßfläche von 13
16: Schrägfläche von 11
17: Schrägfläche von 13
18: V-Bandschelle
19: Schellenband
20: Profil
21: Spannschraube
22: Mutter
23: Sicke
24: Lagerring

Claims

Dieselpartikelfilteranordnung mit einem in einer Hülse (3) angeordneten Dieselpartikelfilter (1) und einem den Dieselpartikelfilter (1) samt Hülse (3) aufnehmenden Gehäuse (5), welches in eine Ausnehmung (7) mindestens einer Wand (6) eingesetzt ist, wobei zur Befestigung des Dieselpartikelfilters (1) am Gehäuse (5) eine Flanschverbindung (11, 13) mit Schellenband (19) vorgesehen ist, an einem Ende des Dieselpartikelfilters (1) an dessen Hülse (3) ein erster Flansch (11) vorgesehen ist, die Hülse (3) mit einem Endabschnitt (10) aus dem Gehäuse (5) herausragt und an diesem Endabschnitt (10) den ersten Flansch (11) aufweist, an dem Ende (12) des Gehäuses (5), welches dem ersten Flansch (11) im eingebauten Zustand benachbart ist, ein mit dem ersten Flansch (11) zusammenwirkender zweiter Flansch (13) vorgesehen ist und der mit dem Flansch (11) versehene Endabschnitt (10) der Hülse (3) gegenüber dem Rest der Hülse (3) auf den Durchmesser des Gehäuses (5) aufgeweitet ist.
Dieselpartikelfilteranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass das Schellenband (19) Teil einer V-Bandschelle (18) ist und die Flansche (11, 13) als hierzu reziproke Keilflansche ausgebildet sind.
Dieselpartikelfilteranordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Lagerring (24) in Form eines Drahtgestrickrings vorgesehen ist.
Dieselpartikelfilteranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (5) in eine Ausnehmung (7) einer Zwischenwand eines Außengehäuses (8) eingesetzt ist.
Dieselpartikelfilteranordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwei oder mehr Dieselpartikelfilter (1) in einem gemeinsamen Außengehäuse (8) angeordnet sind.
Dieselpartikelfilteranordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Dieselpartikelfilter (1) in einer eigenen Ausnehmung (7) der Wand (6) angeordnet ist.
Dieselpartikelfilteranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Flanschverbindung (11, 13) gasdicht ausgeführt ist.
Dieselpartikelfilteranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Flanschen (11, 13) eine Dichtung angeordnet ist.
Dieselpartikelfilteranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Bereich des den zweiten Flansch (13) aufweisenden Endes (12) des Gehäuses (5) und der Hülse (3) ein in einer Sicke (23) der Hülse (3) angeordneter Lagerring (24) vorgesehen ist.
Dieselpartikelfilteranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung für Nutzfahrzeuge vorgesehen ist.
Dieselpartikelfilteranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass der Dieselpartikelfilter (1) ein Monolith (2) ist.