DE102010050393A1

DE102010050393A1 - Apparatus for depositing particles from exhaust gas of internal combustion engine in motor vehicle, has pot with bottom which has multiple openings, where non-woven layer is positioned on bottom of pot

Info

Publication number: DE102010050393A1
Application number: DE102010050393A
Authority: DE
Inventors: wird später genannt werden Erfinder
Original assignee: Emitec Gesellschaft fuer Emissionstechnologie mbH
Current assignee: Continental Automotive GmbH
Priority date: 2010-11-03
Filing date: 2010-11-03
Publication date: 2012-05-03

Abstract

The apparatus (1) has a pot (2) with a bottom which has multiple openings. A non-woven layer (5) is positioned on the bottom of the pot. A cover (6) is provided, where the non-woven layer is positioned between the bottom and the cover. The cover is engaged outside the pot. The non-woven layer is designed in a catalytically coated manner.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abfangen bzw. Auffangen von Partikeln, welche durch eine Abgasrückführleitung geführt werden. Eine Abgasrückführleitung dient dazu, das im Verbrennungsraum einer Verbrennungskraftmaschine erzeugte Abgas der Verbrennungskraftmaschine bedarfsgerecht wieder zuzuführen. Solche Systeme für eine Abgasrückführung wurden bereits vielfach beschrieben, insbesondere im Zusammenhang mit einem Turbolader. Ebenso ist bekannt, bereits im Abgassystem, unmittelbar folgend der Verbrennungskraftmaschine, Katalysatorträgerkörper und/oder Filter, insbesondere auch in keramischer Bauweise, vorzusehen, um die dort existierenden hohen Temperaturen zur katalytischen Umsetzung von Bestandteilen des Abgases auszunutzen.The present invention relates to a device for intercepting particles which are guided through an exhaust gas recirculation line. An exhaust gas recirculation line serves to re-supply the exhaust gas of the internal combustion engine generated in the combustion chamber of an internal combustion engine as needed. Such systems for exhaust gas recirculation have been described many times, especially in the context of a turbocharger. It is also known to provide already in the exhaust system, immediately following the internal combustion engine, catalyst carrier body and / or filter, in particular in ceramic construction, to exploit the high temperatures existing there for the catalytic conversion of components of the exhaust gas.

Eine Anordnung mit einem geschützten Turbolader in der Abgasrückführleitung geht aus der WO 2007/110170 A1 hervor. Dort wird vorgeschlagen, in einem Bereich der Abgasrückführleitung eine Sieblage vorzusehen, die größer als mittlerer Querschnitt der Abgasrückführleitung ist. In Folge der vergrößerten Siebfläche kann das Abgas die Sieblage mit einem deutlich kleineren Druckverlust durchströmen, wobei eine wirkungsvolle Schutzmaßnahme getroffen ist, die gleichwohl das Anströmverhalten des Abgases hin zum Turbolader nur unwesentlich beeinträchtigt.An arrangement with a protected turbocharger in the exhaust gas recirculation line goes out of the WO 2007/110170 A1 out. There, it is proposed to provide a sieve layer in a region of the exhaust gas recirculation line which is larger than the average cross section of the exhaust gas recirculation line. As a result of the enlarged screen surface, the exhaust gas can flow through the wire layer with a much smaller pressure drop, with an effective protective measure is taken, which, however, affects the flow behavior of the exhaust gas to the turbocharger only insignificantly.

Bei der Integration eines solchen Siebes bzw. Filters in die Abgasrückführleitung ist zu berücksichtigen, dass dort unter Umständen eine hohe Druckbelastung auftreten kann, die bspw. die Deformierung des Siebes bzw. des Filters zur Folge haben kann. Hierdurch können die Durchströmungsverhältnisse für das Abgas in einer ungewünschten Weise verändert werden.In the integration of such a screen or filter in the exhaust gas recirculation line is to be considered that under certain circumstances, a high pressure load may occur, which may, for example, the deformation of the screen or the filter result. As a result, the flow conditions for the exhaust gas can be changed in an undesirable manner.

Außerdem ist zu berücksichtigen, dass derartige Filter bzw. Siebe besonders einfach, ggf. auch als Nachrüstsatz, in existierende Abgasleitungen für eine Abgasrückführung (EGR-System: Exhaust Gas Recirculation-System) integriert werden können.It should also be taken into account that such filters or sieves can be integrated into existing exhaust pipes for exhaust gas recirculation (EGR system: exhaust gas recirculation system) in a particularly simple manner, if appropriate also as a retrofit kit.

Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die mit Bezug auf den Stand der Technik geschilderten Probleme zumindest teilweise zu lösen. Insbesondere soll eine Vorrichtung angegeben werden, die einfach herstellbar ist, dauerhaft den Belastungen (insbesondere im Abgasrückführsystem) gewachsen ist und eine effiziente Abscheidung von Partikeln bzw. Umsetzung von Schadstoffen des Abgases ermöglicht.On this basis, it is an object of the present invention, at least partially solve the problems described with reference to the prior art. In particular, a device is to be specified which is easy to produce, has a long service life (in particular in the exhaust gas recirculation system) and allows efficient separation of particles or conversion of pollutants of the exhaust gas.

Diese Aufgaben werden gelöst mit einer Vorrichtung gemäß den Merkmalen des Patentanspruches 1. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Vorrichtung sind in den abhängig formulierten Patentansprüchen angegeben. Es ist darauf hinzuweisen, dass die in den Patentansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale in beliebiger, technologisch sinnvoller, Weise miteinander kombiniert werden können und weitere Ausgestaltungen der Erfindung aufzeigen.These objects are achieved with a device according to the features of claim 1. Further advantageous embodiments of the device are specified in the dependent formulated claims. It should be noted that the features listed individually in the claims in any technologically meaningful way, can be combined with each other and show other embodiments of the invention.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Abscheidung von Partikeln aus einem Abgas einer Verbrennungskraftmaschine umfasst zumindest:

– einen Topf mit einem Boden, der eine Vielzahl von Öffnungen aufweist,
– wenigstens eine Vlieslage, welche am Boden des Topfes positioniert ist, und
– einen Deckel,

wobei die wenigstens eine Vlieslage zwischen dem Boden und dem Deckel positioniert ist.The device according to the invention for the separation of particles from an exhaust gas of an internal combustion engine comprises at least:

A pot having a bottom which has a plurality of openings,
- At least one nonwoven layer which is positioned at the bottom of the pot, and
- a lid,

wherein the at least one nonwoven layer is positioned between the bottom and the lid.

Der Topf ist insbesondere nach Art eines rohrförmigen Zylinderabschnitts ausgebildet, der einen den Querschnitt (bevorzugt mit einem Durchmesser von mindestens 50 mm oder sogar mindestens 90 mm und ganz besonders bevorzugt nicht größer als 200 mm) überspannenden Boden aufweist. Bevorzugt ist, dass der Topf mit dem Boden einstückig ausgebildet ist. Der Zylinderabschnitt erstreckt sich dabei bevorzugt über eine Länge von mindestens 50 mm. An der dem Boden gegenüberliegenden Stirnseite kann der Topf zusätzlich mit einem Kragen ausgeführt sein, mit dem der Topf in bspw. eine Abgasrückführleitung zur Anlage gebracht werden kann bzw. dort mit dieser verbunden werden kann. Der Kragen dient insbesondere auch dazu, in einer Verbindungsstelle der Abgasrückführleitung hin zu einer anderen Abgas führenden Leitung/Vorrichtung integriert zu werden.The pot is designed, in particular, in the manner of a tubular cylindrical section, which has a base which spans the cross section (preferably with a diameter of at least 50 mm or even at least 90 mm and very particularly preferably not greater than 200 mm). It is preferred that the pot is formed integrally with the bottom. The cylinder section preferably extends over a length of at least 50 mm. At the opposite end of the floor, the pot can be additionally designed with a collar, with which the pot can be brought into bspw. Exhaust gas recirculation line to the plant or there can be connected to this. The collar is also used in particular to be integrated in a connection point of the exhaust gas recirculation line to another line leading exhaust / device.

Der Boden weist eine Vielzahl von Öffnungen auf. Die Öffnungen sind bevorzugt nach Art von runden und/oder (ovalen, ggf. auch gebogenen) länglichen Öffnungen ausgeführt, wobei diese bevorzugt einen minimalen Durchmesser von mindestens 5 mm, bevorzugt sogar von mindestens 10 mm, aufweisen. Grundsätzlich können die Öffnungen nach Art von konzentrischen Kreisen zueinander angeordnet sein. Ebenso ist möglich, dass zumindest ein Teil der Öffnungen nach Art eines Vielecks, eines Schlitzes, oder dergleichen ausgeführt ist. Bevorzugt ist, dass der größte Anteil der Fläche der Bodens mit Öffnungen ausgeführt ist, so dass bspw. mehr als 50%, insbesondere mehr als 60%, der Fläche des Bodens mit Öffnungen ausgeführt ist. Dabei sollten noch ausreichend stabile Stege zwischen den Öffnungen verbleiben, so dass der Anteil der Öffnungen bezogen auf die Fläche des Bodens 85% nicht überschreiten sollte, insbesondere sogar nicht 70%.The bottom has a plurality of openings. The openings are preferably designed in the manner of round and / or (oval, possibly also bent) elongated openings, these preferably having a minimum diameter of at least 5 mm, preferably even at least 10 mm. In principle, the openings can be arranged in the manner of concentric circles relative to one another. It is also possible that at least a part of the openings in the manner of a polygon, a slot, or the like is executed. It is preferred that the largest portion of the surface of the bottom is designed with openings, so that, for example, more than 50%, in particular more than 60%, of the surface of the bottom is designed with openings. In this case, sufficiently stable webs should remain between the openings, so that the proportion of the openings relative to the surface of the soil should not exceed 85%, in particular not even 70%.

Weiter ist bevorzugt, dass der Topf (zumindest im Bereich des Bodens) eine Materialdicke von weniger als 1 mm aufweist, bspw. auch kleiner 0,8 mm oder insbesondere kleiner 0,6 mm.It is further preferred that the pot (at least in the region of the bottom) has a material thickness of less than 1 mm, for example, even less than 0.8 mm or in particular less than 0.6 mm.

Die zumindest eine Vlieslage hat bevorzugt eine Materialdicke, die kleiner als 2 mm ist, insbesondere kleiner 1 mm. Die Vlieslage ist bevorzugt so ausgebildet, dass sie flächig am Boden anliegt. Die Vlieslage ist insbesondere nach Art eines Filters oder Siebes ausgeführt, wobei ggf. mehrere Vlieslagen zusammengefügt sind. Die Vlieslage bildet bevorzugt eine ausgerichtete Anordnung von Drahtfilamenten aus, so dass im Wesentlichen die gleiche Porengröße bzw. der gleiche Staudruck für das Abgas über den Querschnitt der Vlieslage ausgebildet ist. Die Vlieslage ist demnach bevorzugt (allein) mit miteinander verschweißten, versinterten und/oder verlöteten Drahtfilamenten aufgebaut.The at least one nonwoven layer preferably has a material thickness which is less than 2 mm, in particular less than 1 mm. The nonwoven layer is preferably formed so that it lies flat against the ground. The nonwoven layer is designed in particular in the manner of a filter or screen, with possibly several nonwoven layers are joined together. The nonwoven layer preferably forms an aligned arrangement of wire filaments, so that essentially the same pore size or the same dynamic pressure for the exhaust gas is formed over the cross section of the nonwoven layer. The nonwoven layer is therefore preferred (alone) constructed with welded together, sintered and / or soldered wire filaments.

Darüber hinaus ist ein Deckel vorgesehen, der ebenfalls die Vlieslage überspannt. Der Deckel hat eine Materialdicke, die im Wesentlichen der Materialdicke des Bodens entspricht, also insbesondere eine Materialdicke von weniger als 1 mm aufweist, bspw. auch kleiner 0,8 mm oder insbesondere kleiner 0,6 mm. Weiter hat der Deckel ebenfalls eine Vielzahl von Löchern, die nicht zwingend mit dem Muster der Öffnungen des Bodens übereinstimmen müssen. Auch hierzu ist bevorzugt, dass die Fläche des Deckels überwiegend durch Löcher gebildet ist, insbesondere wie es vorstehend anteilig mit Bezug auf den Boden ausgeführt wurde.In addition, a lid is provided, which also spans the nonwoven layer. The lid has a material thickness which essentially corresponds to the material thickness of the bottom, that is to say in particular has a material thickness of less than 1 mm, for example also less than 0.8 mm or in particular less than 0.6 mm. Further, the lid also has a plurality of holes that do not necessarily have to match the pattern of the openings of the bottom. For this purpose too, it is preferred that the surface of the lid is formed predominantly by holes, in particular as it has been carried out above proportionally with respect to the ground.

In einer ganz besonders bevorzugten Ausgestaltung der Vorrichtung sind die Öffnungen des Bodens und die Löcher des Deckels zueinander ausgerichtet angeordnet, also insbesondere hinsichtlich der Form und der Lage (deckungsgleiche Positionierung). Damit ist insbesondere der Fall gegeben, dass die Öffnungen/Löcher bzw. Stege von Boden und Deckel in Strömungsrichtung des Abgases hintereinander (im Strömungsschatten) angeordnet sind.In a very particularly preferred embodiment of the device, the openings of the bottom and the holes of the lid are arranged aligned with each other, so in particular with regard to the shape and the position (congruent positioning). This is in particular the case given that the openings / holes or webs of the bottom and lid in the flow direction of the exhaust gas are arranged one behind the other (in the flow shadow).

Dabei ist die Vlieslage zwischen dem Boden und dem Deckel so angeordnet, dass der Boden und der Deckel jeweils außen flächige Stützelemente ausbilden. Gegebenenfalls kann die zumindest eine Vlieslage zwischen Boden und Deckel (nur) geklemmt sein. Es ist aber auch möglich, dass die zumindest eine Vlieslage auch mit zumindest dem Boden (oder dem Zylinderabschnitt) oder dem Deckel (insbesondere stoffschlüssig) verbunden ist. So ist die Vlieslage auch bei hohen thermischen und dynamischen Beanspruchungen sicher an der Vorrichtung positioniert.In this case, the nonwoven layer between the bottom and the lid is arranged so that the bottom and the lid form each outer flat support elements. Optionally, the at least one nonwoven layer between the bottom and lid (only) be clamped. But it is also possible that the at least one nonwoven layer is also connected to at least the bottom (or the cylinder portion) or the lid (in particular cohesively). Thus, the nonwoven layer is securely positioned on the device even at high thermal and dynamic stresses.

Bei dieser Anordnung durchströmt das zu reinigende Abgas bevorzugt zunächst den Deckel des Topfes, dann die zumindest eine Vlieslage und schließlich den Boden – gleichwohl ist auch eine entgegengesetzte Durchströmung möglich.In this arrangement, the exhaust gas to be cleaned preferably flows first through the lid of the pot, then the at least one nonwoven layer and finally the bottom - however, an opposite flow is also possible.

Gemäß einer Weiterbildung der Vorrichtung ist auch vorgesehen, dass der Deckel außen den Topf umgreift. Das heißt mit anderen Worten auch, dass der Deckel bspw. eine Art (insbesondere umlaufenden) Umgriff aufweist, der außen mit dem Zylinderabschnitt des Topfes zusammenwirkt. Dort ist insbesondere eine kraftschlüssige oder sogar stoffschlüssige Verbindung ausgeführt, bspw. durch Schweißen oder Löten. Der Umgriff kann sich beisielweise über mindestens 5 mm des Zylinderabschnitts erstrecken. Bevorzugt ist dabei, dass im Übergangsbereich Boden/Zylinderabschnitt und/oder im Übergangsbereich Deckel/Umgriff ein Radius vorgesehen ist. Ggf. kann der Zylinderabschnitt des Topfes im Bereich des Umgriffs des Deckels verjüngt (mit einem reduzierten Querschnitt bzw. mit einer Aufnahme) ausgebildet sein, so dass ein Überstand des Deckels in radialer Richtung nach außen gegenüber dem Zylinderabschnitt vermieden wird.According to one embodiment of the device is also provided that the lid engages around the outside of the pot. In other words, that means that the cover has, for example, a kind of (in particular circumferential) wraparound, which cooperates externally with the cylinder portion of the pot. There is in particular a non-positive or even cohesive connection executed, eg. By welding or soldering. The Umgriff may beisielweise extend over at least 5 mm of the cylinder portion. It is preferred that a radius is provided in the transition region bottom / cylinder section and / or in the transition region cover / wrap. Possibly. For example, the cylinder portion of the pot can be tapered (with a reduced cross section or with a receptacle) in the region of the gripping of the cover, so that a projection of the cover in the radial outward direction relative to the cylinder portion is avoided.

Einer Weiterbildung der Erfindung zur Folge kann auch vorgesehen sein, dass zumindest der Boden oder der Deckel gewölbt sind. Dabei ist die Wölbung bevorzugt so ausgerichtet, dass sie sich in Strömungsrichtung erstreckt. Grundsätzlich ist auch anzumerken, dass die Wölbung des Bodens mit der Wölbung des Deckels nicht zwangsläufig übereinstimmen muss. Die gewölbte Form des Bodens und/oder des Deckels ermöglicht eine Ausführung des Topfes bzw. des Deckels mit einer geringeren Materialdicke, wobei gleichzeitig eine unerwünschte Durchbiegung in Folge des Abgasgegendruckes, der sich im Laufe der Benutzung der Vorrichtung ausbilden kann, stattfindet. Bevorzugt ist, dass die Wölbung sich in Strömungsrichtung über eine Distanz von mindestens 2 mm, insbesondere mindestens 4 mm und ganz besonders bevorzugt maximal 10 mm erstreckt.A development of the invention as a result can also be provided that at least the bottom or the lid are curved. The curvature is preferably oriented so that it extends in the flow direction. In principle, it should also be noted that the curvature of the floor with the curvature of the lid does not necessarily have to match. The domed shape of the bottom and / or lid allows the pot or lid to be designed with a smaller material thickness, while at the same time providing undesirable deflection as a result of exhaust back pressure which may be generated during use of the apparatus. It is preferred that the curvature extends in the flow direction over a distance of at least 2 mm, in particular at least 4 mm and very particularly preferably at most 10 mm.

Mit einer solchen gewölbten Ausführung können Durchbiegungen, Spannungen und Dehnungen stark reduziert werden. Aufgrund des veränderten Tragverhaltens finden sich hierbei nur noch sehr geringe Durchbiegungen. Die Spannungen bleiben in den Bauteilen Topf (z. B. Materialstärke 1,5 mm; Material 1.4509) und Deckel (z. B. Materialstärke 0,8 mm; Material 1.4509) unterhalb der Fließgrenze (ca. 140 N/mm² bei 600°C). Bei dem Topf hat die Variante mit Wölbung 5 mm nach innen die geringsten Werte. Durch die hohe Druckbelastung erfolgt eine zusätzliche Durchbiegung der Vlieslage (z. B. Materialstärke 0,3 mm; Material 1.4767) durch die Löcher/Öffnungen in Deckel/Boden, wobei die auftretenden Spannungen wesentlich geringer sind als die ermittelte Fließgrenze der Vlieslage selbst.With such a curved design, deflections, stresses and strains can be greatly reduced. Due to the changed structural behavior, only very small deflections are found here. The stresses remain in the components pot (eg material thickness 1.5 mm, material 1.4509) and cover (eg material thickness 0.8 mm, material 1.4509) below the yield point (about 140 N / mm ² at 600 ° C). In the case of the pot, the variant with a curvature of 5 mm inwards has the lowest values. Due to the high compressive load, an additional deflection of the nonwoven layer (eg material thickness 0.3 mm, material 1.4767) takes place through the holes / openings in the cover / bottom, whereby the occurring stresses are substantially lower than the determined yield point of the nonwoven layer itself.

Des Weiteren ist bevorzugt, dass die zumindest eine Vlieslage katalytisch beschichtet ist. Hierbei kommt insbesondere eine Beschichtung in Betracht, die oxidativ wirkt. Die Oxidationsbeschichtung kann insbesondere zur Oxidation von Kohlenwasserstoffverbindungen und/oder Stickstoffverbindungen/Stickoxidverbindungen ausgebildet sein. Bevorzugt ist dabei, dass die gesamte Vlieslage mit der gleichen katalytischen Beschichtung ausgeführt ist.Furthermore, it is preferred that the at least one nonwoven layer is coated catalytically. In this case, in particular a coating is considered, which acts oxidatively. The oxidation coating can in particular for the oxidation of Hydrocarbon compounds and / or nitrogen compounds / nitrogen oxide compounds may be formed. It is preferred that the entire nonwoven layer is designed with the same catalytic coating.

Außerdem ist auch bevorzugt, dass die Vlieslage mit einem Gewebe gebildet ist. Hierbei kommt insbesondere ein 4-lagiges Tela-Gewebe zum Einsatz. Tela-Gewebe zeichnen sich durch eine 5-Schaft-Atlas-Bindung aus; durch diese besondere Bindungsart werden Gewebe mit offenen Maschen, d. h. hohen Durchflussraten, bei gleichzeitiger hoher mechanischer Stabilität möglich. Geeignete mehrlagige Gewebe können ggf. auch miteinander stoffschlüssig verbunden sein, bspw. durch Verschweißen. Hierbei kann auch vorgesehen sein, dass die Orientierung der Gewebe und/oder der Drahtfilamente zueinander verschieden ausgeführt sind.In addition, it is also preferred that the nonwoven layer is formed with a fabric. In particular, a 4-layer tela fabric is used. Tela fabrics are characterized by a 5-shaft atlas binding; this particular type of weave makes open mesh fabrics, i. H. high flow rates, while high mechanical stability possible. If appropriate, suitable multi-layered fabrics can also be connected to one another in a material-bonded manner, for example by welding. It can also be provided that the orientation of the fabric and / or the wire filaments are designed differently from each other.

Ganz besonders bevorzugt ist auch, dass keine vollflächige stoffschlüssige Verbindung zwischen der zumindest einen Vlieslage, dem Boden und dem Deckel ausgeführt ist.It is also very particularly preferred that no full-surface cohesive connection is made between the at least one nonwoven layer, the bottom and the lid.

Bevorzugt ist die Vorrichtung insbesondere in der Form, dass der Boden mindestens eine zentrale erste Zone und eine die erste Zone umschließende zweite Zone aufweist, und die erste Zone und die zweite Zone verschiedenartige Öffnungen aufweisen. Ganz besonders bevorzugt ist hierbei, dass sich die erste Zone ausgehend vom Zentrum des Bodens über mindestens 20%, mindestes 30% oder sogar mindestens 50% eines Durchmessers des Bodens erstreckt. Dabei ist die erste Zone bevorzugt mit der gleichen Gestalt gebildet wie der Boden selbst, also beispielsweise nach Art eines Kreises, wenn der Boden rund ist. Die erste Zone sollte sich aber in diesem Fall bevorzugt nicht deutlich größer als 50% des Durchmessers ausgeführt sein, also insbesondere 60% des Durchmessers nicht überschreiten. Die zweite Zone umfasst dann regelmäßig den restlichen Bereich des Bodens zwischen der ersten Zone und dem Rand des Bodens. Damit folgt die Form der zweiten Zone auch der Form der ersten Zone und/oder des Randes des Bodens, ist also gemäß dem obigen Beispiel nach Art eines Kreisringes ausgeführt. In der ersten Zone sind bevorzugt (überwiegend oder sogar ausschließlich) Öffnungen nach Art von, insbesondere gekrümmten, Langlöchern vorgesehen, die konzentrisch zur Grenze der ersten Zone um eine zentrale (runde) Öffnung angeordnet sind. Dabei kann die Größe und/oder Anzahl der Langlöcher von innen nach außen variieren. Im Bereich der zweiten Zone sind dahingegen bevorzugt nur gleichartige bzw. gleich geformte Lochausnehmungen vorgesehen, die sich von der Grenze der ersten Zone hin zum Rand des Bodens erstrecken. Die Lochausnehmungen sind zudem gekrümmt, insbesondere ähnlich einer Evolvente, und weiten sich hin zum Rand bevorzugt auf, so dass die benachbarten Stege zwischen ihnen etwa eine gleiche Dicke haben. Bevorzugt ist zudem, dass die Länge der Lochausnehmungen mindestens doppelt so lang sind wie die (insbesondere größten) Langlöcher in der ersten Zone, gegebenenfalls sogar um ein Vielfaches so lang. Grundsätzlich ist möglich, dass mehrere Lochausnehmungen hintereinander gereiht vorgesehen sind, um die Distanz zwischen der Grenze der ersten Zone und dem Rand zu überspannen, bevorzugt ist aber, dass dies mit jeweils einer einzelnen Lochausnehmung erreicht wird. Weiterhin ist bevorzug, dass der Flächenanteil der Öffnungen in der ersten Zone und der Zweiten Zone möglichst gleich ist, so dass eine Abweichung von maximal 15% eingehalten werden sollte, es sei denn, dass eine vorgegebene Strömungsbeeinflussung (erhöhter Staudruck) in einer der Zonen erreicht werden soll. Die hier vorgeschlagene Anordnung der Öffnungen führt insbesondere zu einem sehr guten Verhalten des Bodens bei thermischen Wechselbeanspruchungen, insbesondere im Hinblick auf Spannungen im Boden.In particular, the device is in the form that the bottom has at least one central first zone and a second zone enclosing the first zone, and the first zone and the second zone have various openings. It is particularly preferred here that the first zone, starting from the center of the soil, extends over at least 20%, at least 30% or even at least 50% of a diameter of the soil. In this case, the first zone is preferably formed with the same shape as the bottom itself, so for example in the manner of a circle when the ground is round. In this case, however, the first zone should preferably not be made significantly larger than 50% of the diameter, that is to say in particular not exceed 60% of the diameter. The second zone then regularly covers the remaining area of the floor between the first zone and the edge of the floor. Thus, the shape of the second zone also follows the shape of the first zone and / or the edge of the bottom, is thus carried out in the manner of a circular ring according to the above example. In the first zone are preferably (predominantly or even exclusively) openings in the manner of, in particular curved, oblong holes provided, which are arranged concentrically to the boundary of the first zone around a central (round) opening. The size and / or number of slots can vary from the inside to the outside. By contrast, in the region of the second zone, preferably only identical or identically shaped perforated recesses are provided, which extend from the boundary of the first zone to the edge of the bottom. The hole recesses are also curved, in particular similar to an involute, and preferably widen towards the edge, so that the adjacent webs between them have approximately the same thickness. It is also preferred that the length of the hole recesses are at least twice as long as the (especially largest) slots in the first zone, possibly even many times as long. In principle, it is possible for several perforated recesses to be arranged one behind the other in order to span the distance between the boundary of the first zone and the edge, but it is preferred that this is achieved with a single perforated recess in each case. Furthermore, it is preferable that the area ratio of the openings in the first zone and the second zone is as equal as possible, so that a deviation of at most 15% should be maintained, unless a predetermined flow influence (increased dynamic pressure) in one of the zones is reached shall be. The arrangement of the openings proposed here leads in particular to a very good behavior of the soil during thermal cycling, in particular with regard to stresses in the soil.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung findet insbesondere Einsatz in einem Abgasrückführsystem eines Kraftfahrzeuges, wobei die Vorrichtung z. B. in einer Abgasrückführleitung angeordnet ist. Weiter ist bevorzugt, dass das durch die Vorrichtung geleitete Abgas bereits einer Abgasbehandlungseinheit zugeführt wurde, bspw. einem Katalysator (SCR-Katalysator, Oxidationskatalysator etc.) und/oder einem Filter. Weiter ist bevorzugt, dass die vorgelagerte Abgasbehandlungseinheit aus einem keramischen Material ist. Insofern dient die Vorrichtung auch dazu, sich ggf. ablösende Bestandteile der vorgelagerten Abgasbehandlungseinheit aufzufangen und somit den Eintritt hin zur Verbrennungskraftmaschine und/oder einem Turbolader zu vermeiden.The device according to the invention finds particular use in an exhaust gas recirculation system of a motor vehicle, wherein the device z. B. is arranged in an exhaust gas recirculation line. It is further preferred that the exhaust gas conducted through the device has already been supplied to an exhaust gas treatment unit, for example a catalyst (SCR catalyst, oxidation catalyst, etc.) and / or a filter. It is further preferred that the upstream exhaust gas treatment unit is made of a ceramic material. In this respect, the device also serves to catch any detachable components of the upstream exhaust gas treatment unit and thus to avoid entry to the internal combustion engine and / or a turbocharger.

Bei diesem Einsatz sind insbesondere folgende Umgebungsbedingungen zu beachten: maximale Temperaturen bis ca. 800°C; dynamische Belastung; im Abgasrückführsystem bis 600 mbar Druckverlust bei ca. 600°C.In particular, the following ambient conditions must be observed during this use: maximum temperatures up to approx. 800 ° C; dynamic load; in the exhaust gas recirculation system up to 600 mbar pressure loss at approx. 600 ° C.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Die Figuren zeigen besonders bevorzugte Ausführungsvarianten der Erfindung, auf die diese jedoch nicht begrenzt ist. Es zeigen schematisch:The invention will be explained in more detail with reference to FIGS. The figures show particularly preferred embodiments of the invention, to which, however, this is not limited. They show schematically:

1: eine Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Vorrichtung in perspektivischer Darstellung, 1 FIG. 2: a variant of embodiment of the device according to the invention in perspective view,

2: eine Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Vorrichtung im Querschnitt, 2 : a variant of the device according to the invention in cross-section,

3: ein Detail einer Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Vorrichtung im Querschnitt, 3 : a detail of an embodiment of the device according to the invention in cross-section,

4: die Integration einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in ein Abgassystem einer mobilen Verbrennungskraftmaschine, und 4 : the integration of a device according to the invention in an exhaust system of a mobile internal combustion engine, and

5: eine Draufsicht auf einen Boden einer weiteren Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Vorrichtung. 5 : A plan view of a bottom of a further embodiment of the device according to the invention.

1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung 1 zum Abfangen bzw. Auffangen von Partikeln, welche durch eine Abgasrückführleitung geführt werden. Dabei strömt das Abgas gemäß der veranschaulichten Strömungsrichtung 8 zunächst auf einen Deckel 6 mit einer Vielzahl von Löchern 10 zu und durchtritt die Löcher 10. Somit gelangen das Abgas und die darin enthaltenen Partikel zu einer Vlieslage 5. Infolge des Kontaktes mit der Vlieslage 5 werden die Partikel aufgehalten und ggf. auch gasförmige/flüssige Komponenten des Abgases umgesetzt. 1 shows a first embodiment of a device 1 for intercepting or capturing particles which are passed through an exhaust gas recirculation line. In this case, the exhaust gas flows in accordance with the illustrated flow direction 8th first on a lid 6 with a lot of holes 10 to and passes through the holes 10 , Thus, the exhaust gas and the particles contained therein arrive at a nonwoven layer 5 , As a result of contact with the fleece layer 5 the particles are stopped and possibly also reacted gaseous / liquid components of the exhaust gas.

Der Deckel 6 ist an einem stirnseitigen Ende eines Topfes 2 angeordnet, insbesondere nach Art einer den Topf 2 überspannenden Kappe. Dazu weist der Topf 2 im Kontaktbereich hin zum Deckel eine Aufnahme auf. Gegebenenfalls kann der (hier nicht dargestellte) Boden ebenfalls als separates Bauteil innen an der Aufnahme beseitigt sein. An dem gegenüber liegenden Ende ist ein umlaufender Kragen 9 nach Art einer Umbördelung ausgeführt.The lid 6 is at a front end of a pot 2 arranged, in particular in the manner of a pot 2 spanning cap. This is indicated by the pot 2 in the contact area towards the lid on a recording. Optionally, the (not shown here) floor can also be eliminated as a separate component inside the recording. At the opposite end is a circumferential collar 9 executed in the manner of a bead.

2 zeigt im Querschnitt eine Ausführungsvariante der Vorrichtung 1 mit einem Topf 2. Der Topf 2 weist nahe eine ersten (unten dargestellten) Stirnseite wiederum einen umlaufenden Kragen 9 auf, an dem sich ein Zylinderabschnitt 14 anschließt. Daran anschließend ist (einstückig) ein Boden 3 mit einer Vielzahl von Öffnungen 4 ausgebildet. Das Innere des Zylinderabschnitts 14 ist bevorzugt frei von Einbauten und dient zur Anlage/Ausrichtung des Topfes 2 in einer Abgasleitung. Den Abschluss bildet dann ein Deckel 6, der eine Vielzahl Löcher 10 aufweist. Der Deckel 6 ist mit einem (ebenfalls umlaufenden) Umgriff 13 ausgebildet, der außen an dem Zylinderabschnitt 14 verschweißt ist. Damit dieser Umgriff 13 radial nach außen nicht übersteht, ist eine Verjüngung des Zylinderabschnitts 14 im Anlagebereich vorgesehen. Zwischen dem Boden 3 und dem Deckel 6 ist nunmehr die mindestens eine Vlieslage (hier nicht dargestellt) positioniert und sicher gehalten. 2 shows in cross section an embodiment of the device 1 with a pot 2 , The pot 2 has near a first (bottom) shown in turn a circumferential collar 9 on, on which a cylinder section 14 followed. Following this is (one piece) a floor 3 with a multitude of openings 4 educated. The inside of the cylinder section 14 is preferably free of internals and serves for installation / alignment of the pot 2 in an exhaust pipe. The conclusion then forms a lid 6 who holes a lot 10 having. The lid 6 is with a (also encircling) Umgriff 13 formed on the outside of the cylinder portion 14 is welded. So that wraith 13 does not project radially outward, is a taper of the cylinder portion 14 provided in the investment area. Between the ground 3 and the lid 6 now is the at least one nonwoven layer (not shown here) positioned and held securely.

Grundsätzlich sei aber darauf hingewiesen, dass der Zylinderabschnitt auch mit einer (radial einwärts) ausgebildeten Auflagekante ausgebildet sein kann, so dass dann ein separater Boden und die zumindest eine Vlieslage gemeinsam mittels des Deckels an dem Zylinderabschnitt befestigt/eingeklemmt wird. Ebenso können andere Möglichkeiten zur Verbindung dieser Bestandteile der Vorrichtung in Betracht kommen.In principle, however, it should be noted that the cylinder portion may also be formed with a (radially inwardly) formed support edge, so that then a separate bottom and the at least one nonwoven layer is fastened / clamped together by means of the lid on the cylinder portion. Likewise, other possibilities for connecting these components of the device may be considered.

3 veranschaulicht nun ein Detail eines Querschnitts durch den Abschnitt mit dem Deckel 6, der Vlieslage 5 und dem Boden 3. Die Betrachtung erfolgt dabei vom Inneren des Zylinderabschnitts heraus Richtung Boden 3. Die Vlieslage 5 ist hier mit einer katalytisch aktiven Beschichtung 11 versehen. Die Vlieslage 5 ist mit vier Lagen eines Gewebes 7 aus (unterschiedlich dicken) metallischen Drahtfilamenten gebildet. Die Vlieslage liegt dabei im Wesentlichen an dem Boden 3 des Topfes 2 und überspannt im Wesentlichen (nur) den Boden 3. Aus diesem Detail geht auch hervor, dass die Löcher 10 des Deckels 6 und die Öffnungen 4 des Bodens 3 deckungsgleich angeordnet sind, sodass die verbleibenden Stege 19 (z. B. mit einer Stegbreite von maximal 1,5 mm) jeweils im Strömungsschatten angeordnet sind. 3 now illustrates a detail of a cross section through the portion with the lid 6 , the fleece layer 5 and the floor 3 , The consideration takes place from the interior of the cylinder section out towards the ground 3 , The fleece layer 5 is here with a catalytically active coating 11 Mistake. The fleece layer 5 is with four layers of a fabric 7 formed from (different thickness) metallic wire filaments. The nonwoven layer lies substantially on the ground 3 of the pot 2 and essentially (only) spans the ground 3 , From this detail it also emerges that the holes 10 of the lid 6 and the openings 4 of the soil 3 are arranged congruently, so that the remaining webs 19 (For example, with a web width of a maximum of 1.5 mm) are each arranged in the flow shadow.

Bei dieser Ausgestaltung haben sowohl der Boden 3 als auch der Deckel 6 eine Materialdicke 12, die weniger als 1 mm beträgt. Damit gleichermaßen eine sehr stabile Anordnung verwirklicht ist, weisen beide (und damit auch die dazwischen angeordnete Vlieslage 5) eine Wölbung auf. Die Wölbung ist bevorzugt zentrisch zur Strömungsrichtung ausgebildet, insbesondere mit einer Distanz 23 von zwei (2) bis fünf (5) mm.In this embodiment, both the ground 3 as well as the lid 6 a material thickness 12 which is less than 1 mm. So that a very stable arrangement is realized, both (and thus also the interposed nonwoven layer 5 ) a vault on. The curvature is preferably formed centrically to the flow direction, in particular with a distance 23 from two (2) to five (5) mm.

4 zeigt eine Verbrennungskraftmaschine 16 mit einem Abgassystem 17. Das Abgassystem 17 weist nachfolgend der Verbrennungskraftmaschine 16 eine Abgasbehandlungseinheit 18 auf, von der aus stromabwärts die Abgasrückführleitung 15 abzweigt. Im Bereich dieser Abzweigung ist nun die Vorrichtung 1 integriert. Damit durchströmt das gesamte, über die Ansaugleitung 20 zur Verbrennungskraftmaschine 16 zurückgeführte Abgas die Vorrichtung 1. Grundsätzlich kann dabei die Abgasrückführleitung 15 bzw. die Vorrichtung 1 stromaufwärts oder stromabwärts eines Turboladers 21 in der Abgasleitung 22 positioniert sein. 4 shows an internal combustion engine 16 with an exhaust system 17 , The exhaust system 17 has below the internal combustion engine 16 an exhaust treatment unit 18 from, downstream of the exhaust gas recirculation line 15 branches. In the area of this branch is now the device 1 integrated. This flows through the entire, via the intake pipe 20 to the internal combustion engine 16 recirculated exhaust gas the device 1 , Basically, while the exhaust gas recirculation line 15 or the device 1 upstream or downstream of a turbocharger 21 in the exhaust pipe 22 be positioned.

5 zeigt eine Draufsicht auf einen Boden 3 des Topfes 2 einer weiteren Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Der Boden 3 weist in diesem Fall eine zentrale erste Zone 24 und eine die erste Zone 24 umschließende zweite Zone 25 auf. Die erste Zone 24 erstreckt sich ausgehend vom Zentrum 28 des Bodens 3 über ca. 50% eines Durchmessers 29 des Bodens. Dabei ist die erste Zone 24 mit der gleichen Gestalt gebildet wie der runde Boden 3 selbst, nämlich nach Art eines Kreises Die zweite Zone 25 umfasst den restlichen Bereich des Bodens 3 zwischen der ersten Zone 24 und dem Rand 30 des Bodens 3. Damit folgt die Form der zweiten Zone 25 auch der Form der ersten Zone 24 und des Randes 30 des Bodens 3. Die erste Zone 24 und die zweite Zone 25 weisen verschiedenartige Öffnungen auf. In der ersten Zone sind Öffnungen nach Art von gekrümmten Langlöchern 26 vorgesehen, die konzentrisch zur Grenze der ersten Zone 24 um eine zentrale (runde) Öffnung 4 angeordnet sind. Im Bereich der zweiten Zone 25 sind dahingegen im Wesentlichen gleichartige bzw. gleich geformte Lochausnehmungen 27 vorgesehen, die sich jeweils von der Grenze der ersten Zone 24 bis hin zum Rand 30 des Bodens 3 erstrecken. Die Lochausnehmungen 27 sind zudem gekrümmt, insbesondere ähnlich einer Evolvente, und weiten sich hin zum Rand 3 auf, so dass die Stege 19 im Wesentlichen die gleiche Dicke aufweisen. Die hier vorgeschlagene Anordnung der Öffnungen führt insbesondere zu einem sehr guten Verhalten des Bodens bei thermischen Wechselbeanspruchungen, insbesondere im Hinblick auf Spannungen im Boden. 5 shows a plan view of a floor 3 of the pot 2 a further embodiment of the device according to the invention. The floor 3 in this case has a central first zone 24 and one the first zone 24 surrounding second zone 25 on. The first zone 24 extends from the center 28 of the soil 3 over about 50% of a diameter 29 of the soil. This is the first zone 24 formed with the same shape as the round bottom 3 itself, in the manner of a circle The second zone 25 covers the remaining area of the soil 3 between the first zone 24 and the edge 30 of the soil 3 , This is followed by the shape of the second zone 25 also the shape of the first zone 24 and the edge 30 of the soil 3 , The first zone 24 and the second zone 25 have different openings. In the first zone are openings in the manner of curved slots 26 provided that concentric with the boundary of the first zone 24 around a central (round) opening 4 are arranged. In the area of the second zone 25 on the other hand are essentially similar or identically shaped hole recesses 27 provided, each extending from the border of the first zone 24 to the edge 30 of the soil 3 extend. The hole recesses 27 are also curved, in particular similar to an involute, and widen to the edge 3 on, so the webs 19 have substantially the same thickness. The arrangement of the openings proposed here leads in particular to a very good behavior of the soil during thermal cycling, in particular with regard to stresses in the soil.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Vorrichtungcontraption
22: Topfpot
33: Bodenground
44: Öffnungopening
55: Vlieslagenonwoven layer
66: Deckelcover
77: Gewebetissue
88th: Strömungsrichtungflow direction
99: Kragencollar
1010: Lochhole
1111: Beschichtungcoating
1212: Materialdickematerial thickness
1313: Umgriffthrowing
1414: Zylinderabschnittcylinder section
1515: AbgasrückführleitungExhaust gas recirculation line
1616: VerbrennungskraftmaschineInternal combustion engine
1717: Abgassystemexhaust system
1818: AbgasbehandlungseinheitExhaust gas treatment unit
1919: Stegweb
2020: Ansaugleitungsuction
2121: Turboladerturbocharger
2222: Abgasleitungexhaust pipe
2323: Distanzdistance
2424: erste Zonefirst zone
2525: zweite Zonesecond zone
2626: LanglochLong hole
2727: LochausnehmungLochausnehmung
2828: Zentrumcenter
2929: Durchmesserdiameter
3030: Randedge

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

WO 2007/110170 A1 [0002]

Claims

Contraption ( 1 ) for the separation of particles from an exhaust gas of an internal combustion engine ( 16 ) comprising at least: - a pot ( 2 ) with a floor ( 3 ), which has a multiplicity of openings ( 4 ), - at least one nonwoven layer ( 5 ), which are on the ground ( 3 ) of the pot ( 2 ), and - a lid ( 6 ), wherein the at least one nonwoven layer ( 5 ) between the ground ( 3 ) and the lid ( 6 ) is positioned.

Contraption ( 1 ) according to claim 1, wherein the lid ( 6 ) outside the pot ( 2 ) surrounds.

Contraption ( 1 ) according to one of the preceding claims, wherein at least the bottom ( 3 ) or the lid ( 6 ) is arched.

Contraption ( 1 ) according to one of the preceding claims, wherein the at least one nonwoven layer ( 5 ) is catalytically coated.

Contraption ( 1 ) according to one of the preceding claims, wherein the at least one nonwoven layer ( 5 ) in the manner of a fabric ( 7 ) is trained.

Contraption ( 1 ) according to any one of the preceding claims, wherein the soil ( 3 ) at least one central first zone ( 24 ) and one the first zone ( 24 ) surrounding second zone ( 25 ), and the first zone ( 24 ) and the second zone ( 25 ) have various openings.

Motor vehicle comprising an exhaust gas recirculation system, which is provided with a device ( 1 ) is executed according to one of the preceding claims.