DE19959955C2 - Vorrichtung zur Reinigung der Abgase eines Verbrennungsmotors - Google Patents
Vorrichtung zur Reinigung der Abgase eines VerbrennungsmotorsInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Reinigung der Abgase eines
Verbrennungsmotors der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen
Gattung.
Derartige Vorrichtungen werden insbesondere zur Verringerung des
Schadstoffausstoßes von Kfz-Dieselmotoren eingesetzt. Der Katalysator dient
zur Behandlung der gasförmigen Schadstoffemissionen und der Partikelfilter
zum Auffangen der von dem Motor ausgestoßenen Rußpartikel. Der Partikelfil
ter arbeitet in einer Folge von Filtrations- und Regenerationsphasen. In den Fil
trationsphasen schlagen sich die vom Motor ausgestoßenen Rußpartikel an der
Vorderseite des Filters nieder. In der Regenerationsphase werden diese
Rußpartikel an der Vorderseite des Filters verbrannt, damit er seine ursprüngli
chen Eigenschaften zurückerhält. Eine derartige Reinigungsvorrichtung für die
Abgase eines Dieselmotors ist in der EP 0 405 310 A2 beschrieben. Zur Er
reichung einer adiabatischen Endtemperatur für den Verbrennungsvorgang des
im Filter angesammelten Rußes wird eine dosierte Menge an verdampftem
Brennstoff in den Einströmstutzen des Auspufftopfes eingespeist.
Zur Unterstützung der Regeneration des Partikelfilters kann dem Kraft
stoff auch eine Chemikalie beigesetzt werden, welche die Verbrennungstem
peratur des Rußes herabsetzt. Diese Chemikalie ist ein katalytisches Additiv,
das einen oder mehrere metallische Bestandteile in Form organisch-metalli
scher Verbindungen enthält. Diese verbrennen in der Brennkammer des Motors
und setzen sich in Form von Oxyden in den Rußpartikeln an der vorderen Seite
des Partikelfilters ab.
Während der Regenerationsphase des Partikelfilters werden die Metall
oxydreste als Asche an der Vorderseite des Partikelfilters zurückgehalten. Bei
längerem Betrieb beeinträchtigt die Anhäufung der Asche die Eigenschaften
des Partikelfilters und dessen Regenerationsvermögen. Bei einer Vorrichtung
zur Schadstoffreduzierung an einem Fahrzeug mit Dieselmotor stellt man eine
Verschlechterung der Eigenschaften des Partikelfilters bei einer Kilometerzahl
über 50.000 fest.
Bei den derzeitigen Fahrzeugen muss dann die komplette Reinigungs
vorrichtung ausgetauscht werden, was Zeit- und kostenintensiv ist.
Aufgabe der Erfindung ist es, bei einer gattungsgemäßen Vorrichtung
die Unterhaltungs- und Wartungskosten zu verringern und gleichzeitig einen
zufriedenstellenden Betrieb des darin enthaltenen Partikelfilters über lange Zeit
zu gewährleisten.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass der Auspufftopf Zugangsvor
richtungen zur Vorderseite des Partikelfilters enthält, die einen ausreichenden
Querschnitt haben, um eine Reinigung des Partikelfilters zu ermöglichen.
Nach besonderen Ausführungsformen weist die Reinigungsvorrichtung
eines oder mehrere der folgenden Merkmale auf:
- - sie umfasst Zugangsvorrichtungen zur hinteren Seite des Partikelfilters;
- - der Auspufftopf umfasst eine äußere Hülle, die einen Durchlass für die Zirkulation der Abgase begrenzt, durch den hindurch die katalytische Re inigungsvorrichtung und der Partikelfilter angeordnet sind, und die Zugangsvor richtungen umfassen einerseits eine in der äußeren Hülle vorgesehene Öff nung, die gegenüber der entsprechenden Fläche des Partikelfilters zu öffnen ist, und andererseits einen wegnehmbaren Verschlussstopfen für die Zugangs öffnung;
- - der Auspufftopf umfasst eine äußere Hülle, die einen Durchlass für die Zirkulation der Abgase begrenzt, durch den hindurch die katalytische Rei nigungsvorrichtung und der Partikelfilter angeordnet sind, und die Zugangs vorrichtungen umfassen einerseits eine transversale Unterbrechung der äu ßeren Hülle an ihrem ganzen Umfang, welche Unterbrechung die äußere Hülle in zwei aufeinanderfolgende Teilstücke trennt, und andererseits ab nehmbare Vorrichtungen zur Verbindung der beiden aufeinanderfolgenden Teilstücke aneinander an dieser Unterbrechung;
- - die abnehmbaren Verbindungsvorrichtungen umfassen an den einan der gegenüberliegenden Enden jedes Teilstücks peripherische Flansche und eine Schelle, welche die beiden Flansche axial gegeneinanderdrückt;
- - die peripherischen Flansche werden von Verformungen der Enden der aufeinanderfolgenden Teilstücke gebildet;
- - die abnehmbaren Verbindungsvorrichtungen umfassen einen Flansch, der an dem Ende jedes Teilstücks angebracht ist, und Spannbolzen für die beiden Flansche;
- - der lichte Querschnitt der transversalen Unterbrechung ist größer als 60% des Querschnitts der entsprechenden Seite des Partikelfilters;
- - der lichte Querschnitt der transversalen Unterbrechung ist größer als der maximale Querschnitt des Partikelfilters, um dessen Herausnahme zu gewährleisten; und
- - die abnehmbaren Vorrichtungen zur anliegenden Verbindung umfas sen eine Dichtung, die zwischen den beiden aufeinanderfolgenden Teilstüc ken vorgesehen ist.
Die Erfindung wird besser verständlich durch Lektüre der nach
folgenden Beschreibung, die nur als Beispiel gegeben ist und sich auf die bei
liegenden Zeichnungen bezieht, in denen:
Fig. 1 eine Ansicht einer erfindungsgemäßen Abgasreinigungsvor
richtung im Längsschnitt ist;
Fig. 2 ein halber Längsschnitt einer weiteren Ausführungsform einer
erfindungsgemäßen Reinigungsvorrichtung ist;
die Fig. 3A-G Schnitt-Teilansichten von Ausführungsvarianten der
Unterbrechung des laufenden Teils des Auspufftopfs der Fig. 2 zwischen der
katalytischen Reinigungsvorrichtung und dem Partikelfilter sind; und
die Fig. 4A-D Teilschnittansichten von Ausführungsvarianten der
direkt nach dem Partikelfilter in dem Auspufftopf der Fig. 2 vorgesehenen
Unterbrechung sind.
Die in Fig. 1 dargestellte Reinigungsvorrichtung 10 umfasst einen
Auspufftopf 12, der von einem Eingang 14 aus in Richtung auf einen Ausgang
16 nacheinander eine katalytische Reinigungsvorrichtung 18 und einen Parti
kelfilter 20 umfasst, die durch einen freien Übergangsbereich 22 getrennt
sind. Der Auspufftopf 12 umfasst eine äußere Hülle, die einen Durchlass für
die Zirkulation der Abgase begrenzt, durch den hindurch die katalytische Rei
nigungsvorrichtung 18 und der Partikelfilter 20 angeordnet sind.
Die katalytische Reinigungsvorrichtung 18 besteht beispielsweise aus
einer gasdurchlässigen Struktur, die mit katalytischen Metallen bedeckt ist,
welche die Oxidierung der Verbrennungsgase und/oder die Reduktion der
Stickoxide begünstigen.
Der Partikelfilter 20 besteht aus einem Filtermaterial, das von einer
monolithischen Struktur aus Keramik oder Siliziumkarbid gebildet wird, die
eine ausreichende Porosität aufweisen, um die Abgase hindurchströmen zu
lassen. Der Porendurchmesser ist jedoch, wie an sich bekannt, ausreichend
klein zum Zurückhalten der Partikel und vor allem der Rußpartikel an der vor
deren Seite des Filters gewählt. Der Partikelfilter kann auch aus einem Ke
ramik- oder Siliziumkarbidschaum hergestellt sein. Ebenso kann er von einer
Filterpatrone oder einem Filter aus gesintertem Metall gebildet werden.
Der hier verwendete Partikelfilter weist eine Serie paralleler Kanäle auf,
die in eine erste Gruppe Eingangskanäle und eine zweite Gruppe Ausgangs
kanäle aufgeteilt sind. Eingangs- und Ausgangskanäle sind versetzt angeord
net. Aus Gründen der Übersichtlichkeit wurde in den Figuren der Querschnitt
der Kanäle vergrößert und ihre Anzahl verringert.
Die Eingangskanäle münden zum vorderen Abschnitt des Partikelfilters
und sind im Bereich des hinteren Abschnitts des Partikelfilters verschlossen.
Dagegen sind die Ausgangskanäle am vorderen Abschnitt des Parti
kelfilters verschlossen und münden in dessen hinterem Bereich.
In ihrem laufenden Bereich wird die äußere Hülle von einer zylindri
schen Wand 24 mit einem im wesentlichen konstanten Querschnitt gebildet.
An ihrem Eingangsende weist die äußere Hülle des Topfs ein divergie
rendes Ende 26 auf, das ein Eingangsrohr 28 mit der zylindrischen Wand 24
verbindet. In gleicher Weise ist die äußere Hülle an ihrem hinteren Ende durch
ein konvergierendes Ende 30 verlängert, das in ein Ausgangsrohr 32 mündet,
das den Ausgang 16 bildet.
Nach der Erfindung sind die Zugangsvorrichtungen zur vorderen Seite
des Partikelfilters 20 am Auspufftopf vorgesehen. Diese umfassen bei der
Ausführungsform der Fig. 1 eine Öffnung 36, die durch die zylindrische
Wand 24 hindurch vorgesehen ist. Diese Öffnung mündet in den freien Raum
22. Die Öffnung wird von einem röhrenförmigen Stutzen 38 begrenzt. Dieser
ist mit einem abnehmbaren Stopfen 40 verschlossen.
Desgleichen umfasst der Auspufftopf Zugangsvorrichtungen zur hinte
ren Seite des Partikelfilters. Diese sind am konvergierenden Ausgangsende
30 vorgesehen. Sie umfassen eine Öffnung 42, welche durch die Wand führt,
die das konvergierende Ende 30 begrenzt. Diese Öffnung ist von einem
Rohrstutzen 44 umgeben, der mit einem abnehmbaren Verschlussstopfen 46
versehen ist.
Mit einer solchen Vorrichtung kann man also nach einer bestimmten
Betriebszeit des Motors, wenn die vordere Seite des Partikelfilters aschever
schmutzt ist, am Fahrzeug einen Eingriff zum Reinigen des Partikelfilters vor
nehmen.
Hierzu werden die Stopfen 40 und 46 entfernt. Eine Injektionslanze für
Luft oder ein geeignetes Fluid wird hinter dem Partikelfilter durch die Öffnung
42 eingeführt, während vor dem Partikelfilter durch die Öffnung 36 ein Ab
saugschlauch für die Luft oder das geeignete Fluid eingeführt wird. Durch die
Wirkung der Luft oder des geeigneten Fluids, die/das gegenströmig durch den
Partikelfilter 20 zirkuliert, wird die Asche, die sich an der Vorderseite des Fil
ters niedergeschlagen hat, ausgetragen.
Nach dem Wiedereinsetzen der Stopfen 40 und 46 hat die Reinigungs
vorrichtung wieder ihre ursprünglichen Eigenschaften.
Bei der Ausführungsform der Fig. 2 sind die Elemente, die identisch
mit denen der Fig. 1 sind, mit den gleichen Bezugsziffern versehen.
Diese Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten einzig durch
die Form der Zugangsvorrichtungen zur vorderen und hinteren Fläche des
Partikelfilters 20.
Bei dieser Ausführungsform umfassen die Zugangsvorrichtungen zur
vorderen bzw. hinteren Fläche des Partikelfilters jeweils eine transversale
Unterbrechung der Hülle des Auspufftopfs über dessen ganzen Umfang und
abnehmbare Vorrichtungen zu der so gebildeten Verbindung der beiden auf
einanderfolgenden Teilstücke miteinander beidseits der Unterbrechung.
Auf diese Weise umfasst der Auspufftopf eine transversale Unterbre
chung 60 im laufenden Bereich der zylindrischen Wand 24 in Höhe des freien
Raums 22. Eine zweite transversale Unterbrechung 62 ist hinter dem Parti
kelfilter im Verbindungsbereich der Wand 24 mit dem konvergierenden Ende
30 vorgesehen.
Zu jeder Unterbrechung 60, 62 gehören abnehmbare Vorrichtungen 64
bzw. 66 zur Verbindung der aufeinanderfolgenden Abschnitte miteinander.
Die Unterbrechungen 60 und 62 sind in einem Bereich der Außenwand
des Auspufftopfs vorgesehen, in dem der Durchtrittsquerschnitt des Gases im
wesentlichen gleich dem Querschnitt der vorderen Seite des Partikelfilters ist.
So ist nach dem Entfernen der Verbindungsvorrichtungen und dem Trennen
der aufeinanderfolgenden Teilstücke beidseits der Unterbrechung ein manuel
ler Zugang zum größten Teil der Fläche des Partikelfilters möglich.
Der Querschnitt des Durchtritts für die zirkulierenden Gase im Bereich
der Unterbrechungen 60, 62 ist größer als 60% des Querschnitts der ent
sprechenden Seite des Partikelfilters, damit diese leicht zugänglich ist. Das
Querschnittsverhältnis von über 60% garantiert ein gutes Abströmen der Ga
se in dem Filter und verhindert einen größeren Wärmeverlust.
Vorteilhafterweise ist der lichte Querschnitt der Hülle des Auspufftopfes
im Bereich der Unterbrechung größer als der maximale Querschnitt des Parti
kelfilters, damit dieser durch die eine oder andere Unterbrechung herausge
nommen und wiedereingesetzt werden kann. Auf diese Weise kann der Filter
ausgetauscht werden, ohne dass die anderen Teile der Reinigungsvorrich
tung ausgetauscht werden müssen.
In den Fig. 3A bis 3G sind sieben unterschiedliche Ausführungs
formen der in Höhe der Unterbrechung 60 vorgesehenen abnehmbaren Ver
bindungsvorrichtungen 64 abgebildet.
Bei der Ausführungsform der Fig. 3A umfassen die abnehmbaren
Vorrichtungen 64 zur Verbindung der beiden aufeinanderfolgenden Teilstücke
24A, 24B miteinander zwei äußere Kränze 68, 70, die Flansche bilden und
durch eine Klemmschelle 72 gegeneinandergedrückt gehalten werden.
Die beiden Flansche 68, 70 sind gegenüber den Teilstücken 24A, 24B
an die Enden geschweißt. Sie weisen frontale entsprechende Anliegeflächen
74 bzw. 76 auf, zwischen die eine Dichtung 77 gesetzt ist.
Der Flansch 68 umfasst ferner eine innere Schelle 78, die geeignet ist,
in das Innere des Flansches 70 zu reichen und so durch Ineinanderstecken
eine koaxiale Positionierung der beiden Teilstücke 24A, 24B zu bewirken.
Die Flansche 68, 70 haben eine nach außen allmählich abnehmende
Stärke. Sie bilden so nach außen konvergierende Schrägen 80, 82, auf denen
die Schelle 72 aufliegt. Diese hat im Querschnitt im wesentlichen die Form
eines bauchigen U. Ihre beiden Seitenteile 84, 86 konvergieren zum Boden
des U hin. Sie haben Neigungen, die denen der Schrägen 80 und 82 entspre
chen und sind geeignet, sich an diese anzudrücken.
Die Schelle 72 umfasst Vorrichtungen zur umfänglichen Einspannung
wie beispielsweise ein Spannschloss.
Bei der umfänglichen Einspannung der Schelle 72 bewirkt die von den
Seitenteilen 84, 86 auf die Schrägen 80, 82 ausgeübte Radialkraft also durch
Nockenwirkung ein axiales Festziehen der beiden Flansche 68, 70 gegenein
ander. Auf diese Weise ist eine im wesentlichen dichte Durchgängigkeit der
Wand 24 in Höhe der Unterbrechung 60 gewährleistet.
Bei der Ausführungsform der Fig. 3B sind die einander gegenüberlie
genden Enden der Teilstücke 24A und 24B mit umfänglichen äußeren Kragen
90, 92 versehen, auf denen aufgesetzte ringförmige Flansche aufliegen, die
jeweils die Bezugsziffern 94 bzw. 96 tragen. Sie sind axial miteinander durch
Bolzen 98 verbunden, die auf den ganzen Umfang der Unterbrechung 60
verteilt sind. In Fig. 3B ist die Achse nur eines Bolzens 98 dargestellt.
Ferner ist zwischen den Flanschen 94 und 96 und den einander ge
genüberliegenden Flächen der Kragen 90, 92 eine Dichtung 99 vorgesehen.
Die Dichtung 99 weist an ihrem inneren Umfang fest eingearbeitete Zentner
laschen 100 auf. Diese Laschen sind parallel zu den Wänden der Teilstücke
24A, 24B umgelegt. Sie sind abwechselnd zum einen und zum anderen Teil
stück hin verformt. Auf diese Weise sorgen sie für eine axiale Positionierung
der beiden Teilstücke 24A, 24B.
Bei einer nicht dargestellten Variante wird auf die Kragen 90, 92 ver
zichtet und sind die Flansche 94, 96 direkt an die zylindrischen Enden der
Teilstücke 24A und 24B geschweißt.
Bei einer der Ausführungsformen der Fig. 3C bis 3G sind die ein
ander gegenüberliegenden Enden der Teilstücke 24A und 24B radial nach
außen hin verformt, um peripherische Verformungen zu bilden, die Flansche
bilden. Die abnehmbaren Vorrichtungen zur anliegenden Verbindung der bei
den aufeinanderfolgenden Teilstücke 24A, 24B umfassen eine Klemmschelle,
mit der die beiden Flansche axial gegeneinandergedrückt werden. Diese
Schelle, die identisch mit der Schelle 72 der Ausführungsform der Fig. 3A
ist, spannt die beiden Flansche ein und drückt sie durch Nockenwirkung ge
geneinander.
Bei der in Fig. 3C dargestellten Ausführungsform weist der Flansch
110, der durch Verformung des Endes des Teilstücks 24B erhalten wird, im
Querschnitt die Form eines bauchigen U auf, das sich zum Inneren des Aus
pufftopfes hin öffnet. So hat der Flansch einen Bodenbereich 112, der sich
parallel zur Achse des Auspufftopfes erstreckt, wobei er radial nach außen
versetzt ist. Der den Boden bildende Bereich 112 ist von zwei Wänden 114,
116 eingefasst, die von dem Boden 112 aus auseinanderstreben.
Der am Ende des Teilstücks 24B vorgesehene Flansch 118 wird von
einer peripherischen Verformung desselben gebildet. Er erstreckt sich parallel
zur Wand 116. Auf diese Weise hat der Flansch 118 die Form eines im we
sentlichen kegelstumpfförmigen Kragens, der zum Ende des Teilstücks 24A
auseinandergeht.
Zwischen den Wänden 116 und 118 ist eine Dichtung 120 vorgesehen.
Die Klemmschelle 72, die im wesentlichen die Form eines bauchigen U
hat, liegt an ihren zwei zum Boden zusammenstrebenden Seitenteilen auf der
Wand 114 des Flansches 110 und auf dem Flansch 118 auf. Wie bei der
Ausführungsform der Fig. 3A sorgt sie durch Nockenwirkung für eine axiale
Annäherung der Teilstücke 24A, 24B und das Halten dieser beiden aneinan
der.
Bei der Ausführungsform der Fig. 3D sind die Enden der Teilstücke
24A, 24B mit Flanschen 110, 118 versehen, deren Form analog zu denen der
Fig. 3C ist. Allerdings sind diese Flansche am Ende einer peripherischen
Querschnittsverminderung 130, 132 gebildet, die an jedem Teilstück 24A, 24B
vorgesehen ist. So erstrecken sich die Flansche 110, 118 in das Innere des
Raums, der von der Verlängerung der Wände gebildet wird, die die Teilstücke
24A, 24B bilden, wodurch die äußeren Abmessungen der abnehmbaren Ver
bindungsvorrichtungen verringert werden.
Bei der Ausführungsform der Fig. 3E werden die beiden Flansche,
hier 140, 142, die jeweils an den Enden der Teilstücke 24A, 24B vorgesehen
sind, jeweils von einem peripherischen Kragen gebildet, der sich vertikal zur
gemeinsamen Achse der Teilstücke 24A, 24B erstreckt. Diese Kragen entste
hen durch Umbiegen des Blechs um sich selbst. Der eine der Kragen 140 ist
durch eine innere Führungsmanschette 144 verlängert und sorgt für eine
Zentrierung der beiden Teilstücke 24A, 24B, indem sie in dem Endbereich
des Teilstücks 24B aufgenommen wird. Zwischen die beiden Flansche 140,
142 ist eine Dichtung gesetzt.
Die Schelle 72 liegt mittels ihrer geneigten Seitenteile 84, 86 direkt am
Umfang der Kragen 140, 142 auf. Sie sorgt für deren axiales Zurückhalten
gegeneinander durch Nockenwirkung beim Spannen der Schelle.
Die Ausführungsform der Fig. 3F weicht von der der Fig. 3E nur da
durch ab, dass die Flansche 140, 142 direkt anschließend an die Quer
schnittsverminderungen 150, 152 gebildet sind, wodurch eine Verringerung
der Querabmessungen der abnehmbaren Verbindungsvorrichtungen gewähr
leistet ist.
Bei der Ausführungsform der Fig. 3G weisen die Enden der Teilstü
cke 24A, 24B jeweils Querschnittsverminderungen 160, 162 auf, die durch
kegelstumpfförmige Kragen 164, 166 verlängert sind, die Flansche bilden.
Diese Kragen laufen aufeinander in Richtung auf ihren freien, nach außen ge
bogenen Rand zu. Ihre Neigung ist die gleich wie die der Seitenteile 84, 86
des Kragens 72.
Zwischen den Teilstücken 24A, 24B ist ein im Querschnitt im wesentli
chen trapezförmiger O-Ring 168 vorgesehen. Er hat abgeschrägte Seiten,
deren Neigung der der Flansche 164, 166 entspricht, an deren Innenfläche er
gedrückt wird. Der O-Ring 168 weist an seinem inneren Umfang ringförmige
Randleisten 170 auf, die beidseits eine Zentrierung der beiden Teilstücke
24A, 24B gewährleisten.
Die Klemmschelle 72 liegt auf den beiden Flanschen 164, 166 auf, um
die Annäherung und das Halten der Teilstücke 24A, 24B zu gewährleisten.
In den Fig. 4A bis 4D sind drei verschiedene Ausführungsformen
der abnehmbaren Verbindungsvorrichtungen 66 beschrieben, die in Höhe der
Unterbrechung 62 vorgesehen sind.
Bei der Ausführungsform der Fig. 4A weisen die Enden des Teil
stücks 24B und des konvergierenden Endes 30 äußere peripherische Kragen
200, 202 auf, auf denen ringförmige Spannflansche 204, 206 aufliegen, die
mittels einer Reihe von über den Umfang der Unterbrechung 62 verteilten
Bolzen 208 gegeneinandergedrückt werden. Zwischen der Wand des Teil
stücks 24B, dem Partikelfilter und einer nach innen gehenden ringförmigen
Verformung 212, die am Umfang des konvergierenden Endes 30 hinter dem
Kragen 202 vorgesehen ist, ist eine Dichtung 210 zum axialen Zurückhalten
des Filters vorgesehen.
Bei den Ausführungsvarianten der Fig. 4B, 4C und 4D weisen das
Teilstück 24B und das konvergierende Ende 30 an ihren Enden äußere Um
fangsverformungen auf, die Flansche bilden, die geeignet sind, gegeneinan
dergedrückt zu werden. Diese Flansche werden mittels einer abnehmbaren
Klemmschelle 218 gehalten, die der Schelle 72 entspricht.
Bei der Ausführungsform der Fig. 4B tragen die beiden Flansche, die
jeweils an den Enden des Teilstücks 24B und des Endes 30 vorgesehen sind,
die Bezugsziffern 220, 222. Sie haben jeweils entsprechende kegelstumpf
förmige Anliegeflächen 224, 226. Diese weisen identische Neigungen auf. Die
Anliegefläche 224 ist am Ende einer Querschnittsverminderung 225 vorgese
hen.
Die Anliegefläche 226 ist durch eine Umkehr 228 in die Gegenrichtung
verlängert, die eine kegelstumpfförmige Anliegefläche mit entgegengesetzter
Richtung bildet. Auf diese Weise konvergieren die Anliegeflächen 220 und
228 radial nach außen zueinander. Sie sind geeignet für das Anliegen von
Seitenteilen 230, 232 der Klemmschelle 218.
Zwischen dem Partikelfilter 20 und der von der Querschnittsverminde
rung 225 gebildeten Schulter ist eine Dichtung 234 zum axialen Zurückhalten
des Filters vorgesehen.
Die Ausführungsvariante der Fig. 4C unterscheidet sich von der der
Fig. 4B nur dadurch, dass es keine Querschnittsverminderung 225 gibt. Der
Flansch 220 erstreckt sich nun außerhalb der Verlängerung der zylindrischen
Wand, die das Teilstück 24B bildet. Bei dieser Ausführungsform liegt die
Dichtung 234 zum axialen Zurückhalten dann an das konvergierende Ende 30
an.
Bei der Ausführungsform der Fig. 4D werden die beiden Abschluss
flansche, hier 240, 242, von transversalen Kragen gebildet, die durch
Blechumbiegungen gebildet werden, die das Teilstück 24A und das Ende 30
bilden. Eine Dichtung 244 zum axialen Zurückhalten eines Filters ist zwischen
dem Partikelfilter 20, der Wand des Teilstücks 24B und einer zentripetalen
Verlängerung des Kragens 242 vorgesehen.
Die Flansche 240, 242 werden mit einer Klemmschelle 218 gegenein
andergedrückt gehalten, die ihre Annäherung durch Nockenwirkung gewähr
leistet.
Man sieht also, dass der Auspufftopf der Fig. 2 unabhängig von der
Ausführungsvariante der abnehmbaren Verbindungsvorrichtungen 64, 66 den
direkten Zugang zum überwiegenden Teil der vorderen und hinteren Fläche
des Partikelfilters nach Entfernen der Vorrichtungen 64 und 66 ermöglicht. Auf
diese Weise kann der Partikelfilter problemlos durch Abblasen oder Eintau
chen in eine Flüssigkeit gereinigt werden, die gegenströmig durch die Kanäle
des Partikelfilters strömt. Diese Reinigung kann auch durch Einspritzung ei
nes geeigneten Fluids durchgeführt werden.
Wenn der Querschnitt einer Unterbrechung größer ist als der maximale
Querschnitt des Partikelfilters, kann dieser zur Reinigung herausgenommen
und anschließend wieder eingesetzt werden.
Bei Verwendung einer Flüssigkeit zur Reinigung des Filters ist es vor
teilhaft, dass der Partikelfilter von der übrigen Auspuffanlage getrennt werden
kann, da der Partikelfilter dann allein getrocknet werden kann.
Nach einer nicht dargestellten Ausführungsvariante wird nur der Zu
gang zur vorderen Seite des Partikelfilters vorgesehen.
Als nicht dargestellte Variante kann der Querschnitt der katalytischen
Reinigungseinrichtung 18 kleiner als der Querschnitt des Partikelfilters 20
vorgesehen werden. Die Hülle 24 weist einen abgestuften Bereich zwischen
der katalytischen Reinigungseinrichtung und dem Partikelfilter auf, in dem die
Unterbrechung 60 und die abnehmbaren Vorrichtungen zur anliegenden Ver
bindung vorgesehen werden.
Claims (11)
1. Vorrichtung zur Reinigung der Abgase eines Verbrennungsmotors in
aufeinanderfolgenden Filtrations- und Regenerationsphasen, der Art, die
einen Auspufftopf (12) umfasst, der nacheinander eine katalytische Rei
nigungsvorrichtung (18) und einen Partikelfilter (20) umfasst, der geeig
net ist, während der Filtrationsphasen an seiner vorderen Seite Rußpar
tikel aufzufangen und zu erlauben, dass die Rußpartikel während der
Regenerationsphasen verbrannt werden, um Asche zu bilden, dadurch
gekennzeichnet, dass der Auspufftopf (12) Vorrichtungen zum Zugang
zur vorderen Seite des Partikelfilters (20) umfasst, welche Zugangsvor
richtungen einen ausreichenden Querschnitt haben, um eine Reinigung
des Partikelfilters (20) durch Entfernen der an der vorderen Seite des
Filters aufgefangenen Asche zu ermöglichen.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie Vorrich
tungen zum Zugang zur hinteren Seite des Partikelfilters (20) umfasst.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der
Auspufftopf (12) eine äußere Hülle (24, 26, 30) umfasst, die einen
Durchlass für die Zirkulation der Abgase begrenzt, durch den hindurch
die katalytische Reinigungsvorrichtung (18) und der Partikelfilter (20) an
geordnet sind, sowie dadurch, dass die Zugangsvorrichtungen einerseits
in der äußeren Hülle (24, 26, 30) eine Öffnung (36, 42) umfassen, die
gegenüber der entsprechenden Fläche des Partikelfilters (20) zu öffnen
ist, und andererseits einen abnehmbaren Verschlussstopfen (40, 46) für
die Zugangsöffnung (36, 42).
4. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekenn
zeichnet, dass der Auspufftopf (12) eine äußere Hülle (24, 26, 30) um
fasst, die einen Durchlass für die Zirkulation der Abgase begrenzt, durch
den hindurch die katalytische Reinigungsvorrichtung (18) und der Parti
kelfilter (20) angeordnet sind, sowie dadurch, dass die Zugangsvorrich
tungen einerseits eine transversale Unterbrechung (60,
62) der äußeren Hülle (24, 26, 30) an ihrem ganzen Umfang umfassen,
welche Unterbrechung (60, 62) die äußere Hülle in zwei aufeinander
folgende Teilstücke (24A, 24B; 24B, 30) trennt, und andererseits ab
nehmbare Vorrichtungen zur Verbindung der beiden aufeinanderfol
genden Teilstücke (24A, 24B; 24B, 30) aneinander entlang dieser Un
terbrechung (60, 62).
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die ab
nehmbaren Verbindungsvorrichtungen an den einander gegenüberlie
genden Enden jedes Teilstücks (24A, 24B; 24B, 30) peripherische
Flansche (68, 70; 110, 118; 140, 142; 164, 166; 220, 222; 240, 242)
und eine Schelle (72; 218) umfassen, welche die peripherische Flansche axial
gegeneinanderdrückt.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die peri
pherischen Flansche (68, 70; 110, 118; 140, 142; 164, 166; 220, 222;
240, 242) von Verformungen der Enden der aufeinanderfolgenden
Teilstücke (24A, 24B; 24B, 30) gebildet werden.
7. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die ab
nehmbaren Verbindungsvorrichtungen einen angesetzten Flansch (94,
96; 204, 205) am Ende jedes Teilstücks (24A, 24B; 24B, 30) und
Spannbolzen (98; 208) für die peripherische Flansche (94, 96; 204, 206) um
fassen.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeich
net, dass der lichte Querschnitt der transversalen Unterbrechung (60,
62) größer als 60% des Querschnitts der entsprechenden Seite des
Partikelfilters (20) ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der lichte
Querschnitt der transversalen Unterbrechung (60, 62) größer ist als der
maximale Querschnitt des Partikelfilters (20), um dessen Herausnahme
zu gewährleisten.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeich
net, dass die abnehmbaren Vorrichtungen zur anliegenden Verbindung
eine Dichtung (77; 99; 120; 145; 168) umfassen, die zwischen den bei
den aufeinanderfolgenden Teilstücken (24A, 24B) vorgesehen ist.
11. Verwendung eines Auspufftopfes (12) in einer Reinigungsvorrichtung
für die Abgase eines Verbrennungsmotors mit aufeinanderfolgenden
Filtrations- und Regenerationsphasen, welcher Auspufftopf umfasst:
in Serie geschaltet eine katalytische Reinigungsvorrichtung (18) und einen Partikelfilter (20), wobei der Partikelfilter geeignet ist, während der Filtrationsphasen an seiner vorderen Seite Rußpartikel zurückzu halten und während der Regenerationsphasen an seiner hinteren Seite eine Verbrennung der Rußpartikel in Asche zu erlauben, und
Vorrichtungen (36; 60) zum Zugang zur vorderen Seite des Partikelfil ters (20), wobei diese Zugangsvorrichtungen einen Querschnitt aufwei sen, der für eine Reinigung des Partikelfilters geeignet ist, um den Ab zug der an der vorderen Seite des Partikelfilters zurückgehaltenen Asche zu ermöglichen.
in Serie geschaltet eine katalytische Reinigungsvorrichtung (18) und einen Partikelfilter (20), wobei der Partikelfilter geeignet ist, während der Filtrationsphasen an seiner vorderen Seite Rußpartikel zurückzu halten und während der Regenerationsphasen an seiner hinteren Seite eine Verbrennung der Rußpartikel in Asche zu erlauben, und
Vorrichtungen (36; 60) zum Zugang zur vorderen Seite des Partikelfil ters (20), wobei diese Zugangsvorrichtungen einen Querschnitt aufwei sen, der für eine Reinigung des Partikelfilters geeignet ist, um den Ab zug der an der vorderen Seite des Partikelfilters zurückgehaltenen Asche zu ermöglichen.
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OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
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