DE102016109220A1

DE102016109220A1 - Abgasreinigungselement mit genormten Außenabmessungen

Info

Publication number: DE102016109220A1
Application number: DE102016109220.7A
Authority: DE
Inventors: Gérard Lerdung; Gilles Carnoy; Cyrille Cantele
Original assignee: Faurecia Systemes dEchappement SAS
Current assignee: Faurecia Systemes dEchappement SAS
Priority date: 2015-05-22
Filing date: 2016-05-19
Publication date: 2016-11-24
Also published as: CN106168154A; KR101817859B1; FR3036439A1; KR20160137445A; US20160341098A1; CN106168154B; FR3036439B1

Abstract

Das Element (10) umfasst Folgendes: mindestens einen Block (14) zum Reinigen von Abgasen, ein Gehäuse (12) mit einer den Reinigungsblock (14) umgebenden Innenseite (13), das einen Kanal zum Zirkulieren der Abgase begrenzt, wobei der Reinigungsblock (14) und wenigstens ein Element (16) zum Stützen des Reinigungsblocks (14) zwischen der Innenseite (13) des Gehäuses (12) und einer Seitenwand (15) des Reinigungsblocks (14) angeordnet sind. Die Innenseite (13) des Gehäuses (12) weist mindestens einen zu dem Reinigungsblock (14) hin vorspringenden Abschnitt (18) auf, wobei das Stützelement (16) zwischen der Seitenwand (15) des Reinigungsblocks (14) und dem vorspringenden Abschnitt (18) angeordnet ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Element zum Reinigen von Abgasen, bei dem die Außenabmessungen genormt sind.
Ein Reinigungselement soll in eine Abgasleitung eingesetzt werden, zum Beispiel in die Abgasleitung eines Wasserfahrzeugs, eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Lastkraftwagens, eines Spezialfahrzeugs, insbesondere eines Baustellenfahrzeugs, oder eines stationären Motors, insbesondere eines Motors einer Dekontaminationsstation eines elektrischen Wärmekraftwerks.
Das Reinigungselement umfasst insbesondere ein Gehäuse, das einen Kanal zum Zirkulieren von Abgasen begrenzt, sowie einen in dem Gehäuse untergebrachten Block zum Reinigen von Abgasen.
Der Reinigungsblock ist zum Beispiel ein Partikelfilter oder ein katalytisches Reinigungselement. Insbesondere besteht ein Partikelfilter aus einem Filtrationsmaterial, das durch eine monolithische Keramik oder eine Siliciumcarbidstruktur gebildet wird, deren Porosität ausreicht, um Abgase hindurchströmen zu lassen, bei der jedoch der Porendurchmesser klein genug ist, um sicherzustellen, dass die Partikel, vor allem Rußpartikel, auf der stromaufwärtigen Seite des Filters zurückgehalten werden.
Das Reinigungselement umfasst außerdem Elemente zum Abstützen des Reinigungsblocks, die zwischen dem Gehäuse und diesem Reinigungsblock angeordnet sind.
Es sei angemerkt, dass die Abmessungen des Reinigungsblocks schwer zu steuern sind, so dass diese Abmessungen von einem Reinigungsblock zum anderen variieren können.
Um das Reinigungselement korrekt in die Abgasleitung einsetzen zu können, sollten dagegen die Außenabmessungen des Gehäuses von einem Reinigungselement zum anderen konstant sein.
Somit ist es notwendig, Stützelemente verschiedener Abmessungen bereitzustellen, um eine Anpassung an die Abmessungen der Stützelemente gemäß den Abmessungen des Reinigungsblocks zu ermöglichen, was mit einer komplexen Logistik verbunden ist. Darüberhinaus sind solche Stützelemente im Allgemeinen relativ teuer. Somit können die Kosten eines herkömmlichen Reinigungselements relativ hoch sein.
Zweck der Erfindung ist es insbesondere, eine Lösung für dieses Problem zu finden, indem ein Reinigungselement mit geringeren Kosten zur Verfügung gestellt wird.
Dazu ist die Aufgabe der Erfindung insbesondere ein Element zum Reinigen von Abgasen, umfassend:

– mindestens einen Block zum Reinigen von Abgasen,
– ein Gehäuse mit einer den Reinigungsblock umgebenden Innenseite, das einen Kanal zum Zirkulieren der Abgase begrenzt und in dem der Reinigungsblock untergebracht ist, und
– mindestens ein Element zum Abstützen des Reinigungsblocks, das zwischen der Innenseite des Gehäuses und einer Seitenwand des Reinigungsblocks angeordnet ist,

Gemäß der Erfindung werden die Unterschiede in den Abmessungen zwischen verschiedenen Reinigungsblöcken durch die auf der Innenseite des Gehäuses vorhandenen vorspringenden Abschnitte kompensiert.
Solche vorspringenden Abschnitte lassen sich auf einfache, kostengünstige und genaue Weise herstellen, je nach den Abmessungen des Reinigungsblocks und den entsprechenden Stützelementen. Zum Beispiel werden die vorspringenden Abschnitte bei einer bevorzugten Ausführungsform durch Stanzen hergestellt.
Die Erfindung erfordert also nicht die Anpassung der Stützelemente an den Reinigungsblock, womit die Herstellungskosten wesentlich verringert werden können, im Allgemeinen auf ein Drittel.
Ein erfindungsgemäßes Reinigungselement kann ferner eines oder mehrere der folgenden Merkmale aufweisen, für sich genommen oder in allen technisch denkbaren Kombinationen.

– Jeder vorspringende Abschnitt ist ein tiefgezogener Bereich.
– Der Reinigungsblock und das Gehäuse haben Querschnitte mit insgesamt ähnlicher Form, insbesondere mit polygonalen Formen, vorzugsweise tetraedrischen Formen, zum Beispiel quadratischen, rechteckigen oder trapezförmigen Formen.
– Jeder vorspringende Abschnitt erstreckt sich als Vorsprung über eine Höhe von weniger als 3,5 mm.
– Das Gehäuse weist Versteifungsrippen auf, die vorzugsweise auf der Außenseite dieses Gehäuses angeordnet sind.
– Das Gehäuse weist zwei miteinander verbundene Gehäusehälften auf.
– Die Gehäusehälften sind an ihrer Verbindung mit Verbindungselementen bedeckt, beispielsweise durch Schweißen.
– Die Innenseite des Gehäuses weist mehrere durch Ecken voneinander getrennte Wände auf, wobei jede Wand mindestens einen vorspringenden Abschnitt aufweist.
– Die Innenseite des Gehäuses weist mindestens zwei vorspringende Abschnitte auf, wobei sich diese vorspringenden Abschnitte als Vorsprung über verschiedene Höhen erstrecken.

Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zur Herstellung eines oben definierten Reinigungselements, dadurch gekennzeichnet, dass es die folgenden Schritte umfasst:

– einen Schritt zum Messen der Abmessungen des Reinigungsblocks, und
– einen Schritt zum Herstellen jedes vorspringenden Abschnitts, jeweils über eine von den gemessenen Abmessungen des Reinigungsblocks abhängige Höhe.

Ein erfindungsgemäßes Herstellungsverfahren kann eines der folgenden Merkmale aufweisen, für sich genommen oder als Kombination.

– Das Herstellungsverfahren umfasst ferner einen Schritt zum Wiegen jedes Stützelements, wobei die Höhe jedes vorspringenden Abschnitts auch von der jeweils gemessenen Masse jedes Stützelements abhängig ist.
– Das Herstellungsverfahren umfasst einen Schritt zum Montieren jedes Stützelements auf dem Reinigungsblock, insbesondere durch Verkleben, gefolgt von einem Schritt zum Montieren des Gehäuses um den Reinigungsblock herum, so dass jedes Stützelement zwischen dem Reinigungsblock und einem entsprechenden vorspringenden Abschnitt eingespannt wird.

Die Erfindung wird besser verständlich bei der Lektüre der nun folgenden Beschreibung, die lediglich als Beispiel dient und auf die beigefügten Figuren Bezug nimmt. Darin zeigen:
1 eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht eines Reinigungselements gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
2 eine perspektivische Ansicht einer Gehäusehälfte des Reinigungselements von 1;
3 eine Querschnittsansicht des Reinigungselements von 1 in Form einer auseinandergezogenen Ansicht;
4 eine Querschnittsansicht des Reinigungselements von 1 im montierten Zustand;
5 bis 7 Ansichten analog zu 4, in denen jeweils drei Alternativen von Gehäusen des Reinigungselements dargestellt sind;
8 eine schematische Darstellung der Schritte eines Verfahrens zur Herstellung des Reinigungselements von 1.
In 1 ist ein Element 10 zum Reinigen von Abgasen dargestellt, das in eine Abgasleitung eines Wasserfahrzeugs eingesetzt werden soll.
Das Reinigungselement 10 umfasst ein Gehäuse 12, im Allgemeinen ein Metallgehäuse, das bei dieser Ausführungsform mit zwei Gehäusehälften 12A und 12B ausgebildet ist, die zusammengebaut werden sollen.
In diesem Beispiel hat jede Gehäusehälfte 12A, 12B eine insgesamt langgestreckte Form in einer Längsrichtung X und einen L-förmigen Querschnitt in einer quer verlaufenden Ebene senkrecht zu der Längsrichtung X. Jede Gehäusehälfte 12A, 12B ist daher mit zwei Wänden ausgebildet, die sich jeweils senkrecht zu der Längsrichtung X zwischen einer freien Längskante und einer an die andere Wand angrenzenden Kante erstrecken. Diese Gehäusehälften 12A, 12B werden zusammengebaut, indem jede freie Längskante einer Wand einer der Gehäusehälften mit jeweils einer der freien Längskanten einer Wand der anderen der Gehäusehälften verbunden wird.
Das Gehäuse 12 weist eine Innenseite 13 auf, die einen Kanal zum Zirkulieren der Abgase begrenzt. Das Gehäuse 12 soll auf der stromaufwärtigen Seite der Abgasleitung mit einem divergierenden Konus, der einen Einlass für Abgase definiert, und zu der stromabwärtigen Seite hin mit einem konvergierenden Konus, der einen Auslass für die Abgase definiert, verbunden werden. Der Einlass ist mit einem Krümmer der Abgasleitung verbunden, der die die Brennräume des Motors verlassenden Abgase einfängt. Der Auslass ist mit einer Kanüle verbunden, durch die die Abgase nach der Reinigung in die Atmosphäre ausgeleitet werden. Die stromaufwärtige und stromabwärtige Seite beziehen sich hier auf die normale Zirkulationsrichtung der Abgase.
Das Reinigungselement 10 umfasst darüberhinaus einen Block 14 zur Reinigung von Abgasen, im Allgemeinen einen Partikelfilter oder ein katalytisches Reinigungselement.
Ein katalytisches Reinigungselement wird im Allgemeinen durch eine gasdurchlässige Struktur gebildet, die zum Beispiel mit katalytischen Metallen bedeckt ist, die die Oxidation der Verbrennungsgase und/oder die Reduktion der Stickoxide beschleunigen.
Ein Partikelfilter besteht aus einem Filtrationsmaterial, das durch eine monolithische Keramik oder eine Siliciumcarbidstruktur gebildet wird, deren Porosität ausreicht, um die Abgase hindurchströmen zu lassen. Wie an sich bekannt ist, ist der Durchmesser der Poren so gewählt, dass er klein genug ist, um die Retention der Partikel, vor allem der Rußpartikel, auf der stromaufwärtigen Seite des Filters sicherzustellen. Der Partikelfilter kann auch durch einen Kerzenfilter oder einen Sintermetallfilter gebildet werden.
In dem beschriebenen Beispiel hat der Reinigungsblock 14 einen insgesamt quadratischen Querschnitt. Alternativ kann der Reinigungsblock 12 einen Querschnitt jeder beliebigen polygonalen Form haben, vorzugsweise tetraedrisch, zum Beispiel rechteckig oder trapezförmig.
Der Reinigungsblock 14, der gegenüber dem Gehäuse 12 verminderte Abmessungen in Querrichtung hat, ist in dem Zirkulationskanal untergebracht. Das Gehäuse 12 definiert daher in seinem Inneren einen Kanal für die Zirkulation der Abgase von dem Einlass durch den Reinigungsblock 14 bis zu dem Auslass, wobei die Abgase beim Durchgang durch diesen Reinigungsblock 14 gereinigt werden.
Der Reinigungsblock 14 wird durch Seitenwände 15 begrenzt, die dem Gehäuse 12 zugewandt sind und mit der Innenseite 13 dieses Gehäuses 12 einen umlaufenden Raum begrenzen.
Das Gehäuse 12 hat einen Querschnitt, der ähnlich geformt ist wie der des Reinigungsblocks 14. Die Seitenwände 15 des Reinigungsblocks 14 sind somit im Wesentlichen parallel zu der Innenseite 13 des Gehäuses 12.
Das Reinigungselement 10 umfasst darüberhinaus Stützelemente 16, die zwischen dem Reinigungsblock 14 und dem Gehäuse 12 angeordnet sein sollen.
Insbesondere sind die Stützelemente 16 in dem umlaufenden Raum positioniert, wobei jedes Stützelement 16 zwischen der Innenseite 13 des Gehäuses 12 und einer dem Reinigungsblock 14 entsprechenden Seitenwand 15 angeordnet ist. Insbesondere ist mindestens eine Baugruppe von Stützelementen 16 um den Reinigungsblock 14 herum positioniert, wie dies vor allem in 3 dargestellt ist. Vorteilhafterweise sind eine Vielzahl solcher Baugruppen von Stützelementen 16 über die Länge des Reinigungsblocks 14 verteilt.
Jedes Stützelement 16 ist zum Beispiel mit einem Metallgestrick oder einem Vlies ausgebildet. Im Fall eines Vlieses besteht letzteres insbesondere aus einem intumeszierenden Material oder alternativ aus einem nicht intumeszierenden Material.
Jedes Stützelement 16 liegt außen an dem Gehäuse 12 an und liegt innen an dem Reinigungsblock 14 an. Es übt daher einen Druck in Querrichtung auf den Reinigungsblock 14 aus.
Die Stützelemente 16 tragen dazu bei, den Reinigungsblock 14 in Position zu halten, wenn dieser einer längs gerichteten Kraft parallel zu der Längsrichtung X ausgesetzt ist, und/oder auch wenn dieser einer quer gerichteten Kraft senkrecht zu der Längsrichtung X ausgesetzt ist. Wenn der Reinigungsblock 14 einer längs gerichteten Kraft ausgesetzt ist, ist die Reibung zwischen diesem Reinigungsblock 14 und den Stützelementen 16 sowie zwischen den Stützelementen 16 und dem Gehäuse 12 dergestalt, dass die Verschiebung des Reinigungsblocks 14 relativ zu dem Gehäuse 12 sehr begrenzt ist.
Um diesen Effekt zu erhalten, ist es notwendig, die Stützelemente 16 mit einer entsprechenden Montagedichte in dem umlaufenden Raum anzubringen. Montagedichte bezeichnet hier die Dichte der Stützelemente 16 bei Raumtemperatur. Montagedichte wird auch als „Lückenschüttdichte” (GBD = Gap Bulk Density) bezeichnet.
Diese Dichte sollte nicht zu niedrig sein, da der Reinigungsblock 14 dann unter dem Einfluss einer Längsspannung, insbesondere bei einer hohen Temperatur, schlecht gegenüber dem Gehäuse 12 in Position gehalten würde, und zwar wegen des Dehnungsunterschieds zwischen dem Gehäuse 12 und dem Reinigungsblock 14, was zu einem Anstieg der Dicke des umlaufenden Raums führt. Es sei angemerkt, dass ein solcher Dehnungsunterschied im Allgemeinen darauf zurückzuführen ist, dass sich das Gehäuse 12 viel mehr ausdehnt als der Reinigungsblock 14.
Die Montagedichte sollte auch nicht zu hoch sein, um vor allem auf lange Sicht eine Beschädigung des Reinigungsblocks 14 zu vermeiden.
Um eine entsprechende Montagedichte zu erhalten, weist die Innenseite 13 des Gehäuses 12 mindestens einen vorspringenden Abschnitt 18 in Richtung des Zirkulationskanals für die Abgase und daher in Richtung des Reinigungsblocks 14 auf, so dass jedes Stützelement 16 zwischen der entsprechenden Seitenwand 15 des Reinigungsblocks 14 und einem dieser Seitenwand 15 zugewandten vorspringenden Abschnitt 18 angeordnet ist.
Diese vorspringenden Abschnitte 18 ermöglichen eine Steuerung der Montagedichte, ohne die allgemeinen Abmessungen des Gehäuses 12 zu verändern. Ungeachtet der Abmessungen des Reinigungsblocks 14 hat das Gehäuse 12 somit genormte Außenabmessungen.
Jeder vorspringende Abschnitt 18 ist zum Beispiel ein tiefgezogener Bereich, der auf einfache, kostengünstige und genaue Weise durch ein herkömmliches Stanzverfahren hergestellt werden kann. Somit bildet jeder vorspringende Abschnitt 18 eine Ausnehmung auf der Außenseite des Gehäuses 12.
Jeder vorspringende Abschnitt erstreckt sich als Vorsprung über eine vorbestimmte Höhe, je nach den Abmessungen des Reinigungsblocks 14 und der Stützelemente 16. In Anbetracht von Variationen in den Abmessungen von einem Reinigungsblock zum anderen beträgt die vordefinierte Höhe im Allgemeinen weniger als 3,5 mm, zum Beispiel etwa gleich 1,5 mm.
Es sei angemerkt, dass jede Wand des Gehäuses 12 mindestens einen vorspringenden Abschnitt 18 aufweist. Insbesondere sind im Allgemeinen zwei gegenüberliegende Wände, eine gegenüber der anderen, des Gehäuses 12 jeweils mit vorspringenden Abschnitten 18 versehen, wobei die Höhen dieser vorspringenden Abschnitte 18 so festgelegt sind, dass sie gemeinsam die Blockierung des Reinigungsblocks 14 erlauben. Diese einander zugewandten vorspringenden Abschnitte 18 haben nicht zwangsläufig eine identische Höhe.
Darüberhinaus erstrecken sich die an zwei benachbarten Wänden des Gehäuses 12 hergestellten vorspringenden Abschnitte 18 insgesamt über unterschiedliche Höhen.
Vorteilhafterweise, wie in 2 veranschaulicht, weist das Gehäuse 12 vorzugsweise Versteifungsrippen 20 auf, die insbesondere auf einer Außenseite 21 dieses Gehäuses 12 angebracht sind. In dem beschriebenen Beispiel sind die Versteifungsrippen 20 entlang der Längskanten jeder Gehäusehälfte 12A, 12B angebracht, und die Versteifungsrippen 20 sind zum Beispiel kreuzweise zwischen zwei benachbarten vorspringenden Abschnitten 18 in Längsrichtung X an derselben Wand des Gehäuses 12 angebracht.
Wie bereits angedeutet, ist das Gehäuse 12 mit zwei Gehäusehälften 12A, 12B ausgebildet, die zum Beispiel durch Schweißen zusammengebaut sind.
Um die Dichtung an der Verbindung zwischen den Gehäusehälften 12A, 12B zu verstärken, sind vorzugsweise Verbindungselemente 22 über dieser Verbindung angebracht und zum Beispiel durch Schweißen an den Gehäusehälften 12A, 12B montiert. Jedes Verbindungselement 22 hat zum Beispiel die Form eines Lineals mit einem L-Profil, das eine Ecke des Gehäuses bedecken soll und das insbesondere die Längskanten der Gehäusehälften 12A, 12B bedecken soll.
Es sei angemerkt, dass die bereits beschriebene Form des Gehäuses 12 nur ein nicht einschränkendes Beispiel ist und dass auch andere Formen in Betracht gezogen werden können.
Insbesondere haben die Gehäusehälften 12A und 12B gemäß einer in 5 dargestellten ersten alternativen Ausführungsform keine L-förmigen Querschnitte, sondern U-förmige Querschnitte. Um die Dichtung zu verbessern, hat in diesem Fall jede Gehäusehälfte 12A, 12B eine überlappende Längskante 24A, 24B, die die entsprechende Längskante der anderen Gehäusehälfte teilweise bedeckt.
Gemäß einer zweiten alternativen Ausführungsform, die in 6 dargestellt ist, weist eine der Gehäusehälften 12A oder 12B zwei überlappende Längskanten auf, die jeweils die Längskanten der anderen Gehäusehälfte bedecken.
Gemäß einer dritten alternativen Ausführungsform, die in 7 dargestellt ist, ist das Gehäuse 12 in einem einzigen, den Block 14 und die Stützelemente 16 umschließenden Abschnitt ausgebildet. In diesem Fall weist das Gehäuse 12 eine Längskante 26 auf, die eine gegenüberliegende Längskante bedecken wird.
Es ist auch möglich, andere alternative Ausführungsformen bereitzustellen. Zum Beispiel kann ein Gehäuse 12 in einem einzigen, den Block 14 umschließenden Abschnitt bereitgestellt werden, der zwei an einer Ecke montierte Längskanten aufweist, die genau wie bei der Alternative von 4 mit einem Verbindungselement 22 bedeckt sind.
Es wird nun ein Verfahren zur Herstellung des Reinigungselements 10 beschrieben.
Dieses Herstellungsverfahren umfasst zunächst einen Schritt 100 zum Messen der Abmessungen des Reinigungsblocks 14. Vorteilhafterweise umfasst das Verfahren ferner einen Schritt 110 zum Wiegen jedes Stützelements 16.
Das Verfahren umfasst dann einen Schritt 120 zum Herstellen jedes vorspringenden Abschnitts 18 über eine insbesondere von den gemessenen Abmessungen des Reinigungsblocks 14 abhängige Höhe. Diese Höhe hängt vorteilhafterweise auch von der gemessenen Masse jedes Stützelements 16 ab.
Somit wird eine angemessene Höhe der vorspringenden Abschnitte 18 sichergestellt, um eine optimale Montagedichte zu erhalten. Ein Fachmann wird ohne weiteres in der Lage sein, die Höhe der vorspringenden Abschnitte 18 in Abhängigkeit von den Abmessungen des Reinigungsblocks 14 und von der Masse der Stützelemente 16 auszuwählen.
Ein Beispiel für die Berechnung der Höhe der vorspringenden Abschnitte 18 wird nachfolgend angegeben.
Bei dieser Berechnung:

– ist der Reinigungsblock 14 ein Quader und hat eine Länge L in der Längsrichtung X, eine erste Breite l₁ in einer ersten Querrichtung senkrecht zu der Längsrichtung X und eine zweite Breite l₂ in einer zweiten Querrichtung senkrecht zu der Längsrichtung X und senkrecht zu der ersten Querrichtung;
– hat das Gehäuse 12 eine ersten Außenabmessung H₁ in der ersten Querrichtung und eine zweite Außenabmessung H₂ in der zweiten Querrichtung;
– besteht das Gehäuse 12 aus Wänden mit einer Dicke Ep;
– hat das Gehäuse erste vorspringende Abschnitte 18 in der ersten Querrichtung, jeweils mit einer Höhe h₁;
– hat das Gehäuse zweite vorspringende Abschnitte 18 in der zweiten Querrichtung, jeweils mit einer Höhe h₂;
– hat jedes Stützelement 16 ein Flächengewicht BW;
– hat das Element 10 eine Lückenschüttdichte GBD;
– besteht jeweils eine erste Lücke g₁, in der ersten Querrichtung, zwischen dem Reinigungsblock 14 und jedem der ersten vorspringenden Abschnitte 18, wobei jede Lücke ein jeweiliges Stützelement 16 aufnimmt,
– besteht jeweils eine zweite Lücke g₂, in der zweiten Querrichtung, zwischen dem Reinigungsblock 14 und jedem der zweiten vorspringenden Abschnitte 18, wobei jede Lücke ein jeweiliges Stützelement 16 aufnimmt.

Es sei angemerkt, dass das Flächengewicht BW eines Stützelements einen gegebenen Nennwert haben kann oder als BW = m / s gemessen werden kann, wo m die Masse des Stützelements ist und s die Fläche des Stützelements ist.
In der ersten Querrichtung: H₁ = l₁ + 2 × g₁ + 2 × E_p + 2 × h₁
Somit: h1 = 1 / 2(H₁ – l₁ – 2 × g₁ – 2 × E_p)
Es sei angemerkt, dass
GBD ist ein gegebener Wert, welcher der ausreichenden Montagedichte entspricht.
Damit gilt: g₁ = BW / GBD
Somit ist h₁ = 1 / 2(H₁ – l₁ – 2 × BW / GBD – 2 × E_p)
Ebenso gilt in der zweiten Querrichtung: h₂ = 1 / 2(H₂ – l₂ – 2 × BW / GBD – 2 × E_p)
Das Verfahren umfasst außerdem einen Schritt 130 zum Montieren jedes Stützelements 16 auf dem Reinigungsblock 14, insbesondere durch Verkleben. Vorteilhafterweise ist jedes Stützelement 16 auch auf der dem Gehäuse zugewandten Seite mit Klebstoff versehen.
Das Verfahren umfasst dann einen Schritt 140 zum Montieren des Gehäuses 12 um den Reinigungsblock 14 herum, so dass jedes Stützelement 16 zwischen dem Reinigungsblock 14 und einem entsprechenden vorspringenden Abschnitt 18 eingespannt ist.
Dieser Montageschritt 140 wird beispielsweise durchgeführt, indem das Gehäuse 12 direkt um den Reinigungsblock 14 herum geschlossen wird.
Alternativ wird das Gehäuse 12 getrennt montiert, wobei der mit Stützelementen 16 versehene Reinigungsblock 14 dann in den durch das Gehäuse 12 begrenzten Kanal zum Zirkulieren von Gasen hineingedrückt wird.
Es sei angemerkt, dass die Erfindung nicht auf die oben beschriebene Ausführungsform beschränkt ist, sondern viele verschiedene Alternativen haben kann.
Zum Beispiel kann ein Reinigungselement bereitgestellt werden, das mehrere in Reihen und/oder in Schichten montierte Reinigungsblöcke aufweist, um ein aus mehreren Blöcken bestehendes Reinigungselement zu bilden. In diesem Fall ist die Herstellung des Reinigungselements ähnlich der oben beschriebenen Herstellungsweise, da das Reinigungselement genauso wie der bereits beschriebene Reinigungsblock 14 behandelt wird.
Außerdem sei angemerkt, dass das erfindungsgemäße Reinigungselement auch in einem anderen Zusammenhang als in einem Wasserfahrzeug, zum Beispiel in einem Kraftfahrzeug verwendet werden kann.

Claims

Element (10) zum Reinigen von Abgas, umfassend: – mindestens einen Block (14) zum Reinigen von Abgas, – ein Gehäuse (14) mit einer den Reinigungsblock (14) umgebenden Innenseite (13), das einen Kanal zum Zirkulieren von Abgasen begrenzt und in dem der Reinigungsblock (14) untergebracht ist, und – mindestens ein Element (16) zum Abstützen des Reinigungsblocks (14), das zwischen der Innenseite (13) des Gehäuses (12) und einer Seitenwand (15) des Reinigungsblocks (14) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenseite (13) des Gehäuses (12) mindestens einen zu dem Reinigungsblock (14) hin vorspringenden Abschnitt (18) aufweist, wobei das Stützelement (16) zwischen der Seitenwand (15) des Reinigungsblocks (14) und dem vorspringenden Abschnitt (18) angeordnet ist.
Reinigungselement (10) nach Anspruch 1, wobei jeder vorspringende Abschnitt (18) ein geprägter Abschnitt ist.
Reinigungselement (10) nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Reinigungsblock (14) und das Gehäuse (12) Querschnitte von insgesamt ähnlicher Form haben, insbesondere polygonale, vorzugsweise tetraedrische Formen, zum Beispiel quadratische, rechteckige oder trapezförmige Formen.
Reinigungselement (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei sich jeder vorspringende Abschnitt (18) über eine Höhe von weniger als 3,5 mm erstreckt und vorspringt.
Reinigungselement (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Gehäuse (12) Versteifungsrippen (20) aufweist, die vorzugsweise auf einer Außenseite (21) dieses Gehäuses (12) angeordnet sind.
Reinigungselement (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Gehäuse zwei miteinander verbundene Gehäusehälften (12A, 12B) aufweist.
Reinigungselement (10) nach Anspruch 6, wobei die Gehäusehälften (12A, 12B) an ihrer Verbindung mit Verbindungselementen (22) bedeckt sind, beispielsweise durch Schweißen.
Reinigungselement (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Innenseite (13) des Gehäuses (12) mehrere durch Ecken voneinander getrennte Wände aufweist, wobei jede Wand mindestens einen vorspringenden Abschnitt (18) aufweist.
Reinigungselement (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Innenseite (13) des Gehäuses (12) mindestens zwei vorspringende Abschnitte (18) aufweist, wobei sich diese vorspringenden Abschnitte (18) über verschiedene Höhen erstrecken und vorspringen.
Reinigungselement (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Reinigungsblock (14) ein Quader ist und eine Länge L in einer Längsrichtung (X), eine erste Breite l₁ in einer ersten Querrichtung senkrecht zu der Längsrichtung (X) und eine zweite Breite l₂ in einer zweiten Querrichtung senkrecht zu der Längsrichtung (X) und senkrecht zu der ersten Querrichtung hat, und wobei in der ersten Querrichtung: h₁ = F₁(H₁; l₁; BW; GBD; E_p) und in der zweiten Querrichtung: h₂ = F₂(H₂; l₂; BW; GBD; E_p) wobei: h₁ eine Höhe erster vorspringender Abschnitte (18) des Gehäuses in der ersten Querrichtung ist; h₂ eine Höhe zweiter vorspringender Abschnitte (18) des Gehäuses in der zweiten Querrichtung ist; F₁ eine erste Funktion ist; F₂ eine zweite Funktion ist; H₁ eine erste Außenabmessung des Gehäuses (12) in der ersten Querrichtung ist und H₂ eine zweite Außenabmessung des Gehäuses (12) in der zweiten Querrichtung ist; Ep eine Dicke von Wänden ist, die das Gehäuse (12) bilden; BW ein Flächengewicht jedes Stützelements (16) ist; GBD eine gegebene Lückenschüttdichte des Reinigungselements (10) ist.
Reinigungselement (10) nach Anspruch 10, wobei: in der ersten Querrichtung: h₁ = 1 / 2(H₁ – l₁ – 2 × BW / GBD – 2 × E_p) und in der zweiten Querrichtung: h₂ = 1 / 2(H₂ – l₂ – 2 × BW / GBD – 2 × E_p)
Verfahren zur Herstellung eines Reinigungselements (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es die folgenden Schritte umfasst: – einen Schritt (100) zum Messen der Abmessungen des Reinigungsblocks (14), und – einen Schritt (120) zum Herstellen jedes vorspringenden Abschnitts (18), jeweils über eine von den gemessenen Abmessungen des Reinigungsblocks (14) abhängige Höhe.
Herstellungsverfahren nach Anspruch 12, ferner umfassend einen Schritt (110) zum Wiegen jedes Stützelements (16), wobei die Höhe jedes vorspringenden Abschnitts (18) auch von der jeweils gemessenen Masse jedes Stützelements (16) abhängig ist.
Herstellungsverfahren nach Anspruch 12 oder 13, umfassend einen Schritt (130) zum Montieren jedes Stützelements (16) auf dem Reinigungsblock (14), insbesondere durch Verkleben, gefolgt von einem Schritt (140) zum Montieren des Gehäuses (12) um den Reinigungsblock (14) herum, so dass jedes Stützelement (16) zwischen dem Reinigungsblock (14) und einem entsprechenden vorspringenden Abschnitt (18) eingespannt wird.