DE2322990A1 - Kombinierte abgasfiltereinheit, insbesondere fuer brennkraftmaschinen - Google Patents

Kombinierte abgasfiltereinheit, insbesondere fuer brennkraftmaschinen

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Description

  • Kombinierte Abgasfiltereinheit insbesondere für Brennkraftmaschinen Diese Erfindung bezieht sich auf eine kombinierte Abgasfiltereinheit, die in den Kreislauf der Abgasrückführung von Brennkraftmaschinen zum Zurückhalten der festen Bestandteile und zur Dosierung der Abgasrückführungsmenge dient.
  • Zum Stande den Technik ist zu sagen, daß es Abgasfilter gibt, die aber jewils nur 1 Filtermöglichkeit, z.B. Filtereinsatz oder Zyklon, ausnützen und dadurch räumlich beengte Bauweise nur geringe Standzeiten aufweisen. Die heute bekannten Abgasrückführungsanlagen benutzen separate einheiten für Filterung und Dosierung der Abgasrückführungsmenge. Dadurch entstchen z. Teil erhebliche Mehraufwendungen für zusätzliche Verrohrung und Rohrverschraubungen.
  • Durch die räumliche Trennung zwischen Filter und Ventil ist ein großes Temperaturgefälle des abgases vom Auspuff bis zum Ventil gegeben. Dadurch ist eine entsprechend große Kondensatbildung und dadurch eine Verschmutzung des Ventils gegeben, die bis zur Funktionsunfähigkeit führen kann.
  • Die Neuerung dient zum Zweck, obengenannte Mäntel zu beheben.
  • Fig. 1 zeigt eine Kombination obigen Filters mit vorgeschaltetem Zyklon im Längsschnitt.
  • Fig. 2 zeigt eine ähnliche kombination wie Fig. 1, jedoch mit 2 ineinanderliegenden Filtereinsätzen im Längsschnitt.
  • Fig. 3 zeigt eine ähnliche kombination wie Fig. 2, jedoch mit einer radialen Durchströmung der beiden ineinanderliegenden Einsätze von außen nach innen, im Längsschnitt.
  • Fig. 4 zeigt eine ähnliche Ausführúng wie in Fig. 1, jedoch mit kombination eines Mengendosierventiles wobei der Abgasaustritt am Filter zugleich als Ventilsitz ausgebildet ist.
  • Fig. 5 zeigt eine kombinierde Abgasrückführungseinheit in ähnlicher Ausführung wie Fig. 4 , jedoch anderer Anordnung des Ventils.
  • Unter Bezugnahme auf obige Zeichnungen zeigt Figur 1 eine Abgasfilterkombination wobei das zurückführende Abgas durch die Eintrittsöffnung (1) tangential in den Zyklonraum (24) eintritt.
  • Der Zyklonkegel (3) erhöht die spiralförmige Drallbewegung des Abgases in Richtung Zyklonleitschaufeln (4). Den Zyklonleitschaufeln (4) ist ein Ableitkegel (5) nachgeschaltet der die Rotationsbewegung des Gases aufgrund einer Querschnittsverengung zur Filtergehäuseinnenwand erhöht. Durch die Überlappung des ableitkegels (5) zu dem Mantelrohr (8) entsteht am Austritt des Ableitkegels (5) die größte Rotations- und Axialgeschwindigkeit des Abgases, wobei die Querströmung zur Eintrittsringöffnung (11) so gering ist, daß die im Abgas enthaltenen Schwerstoffe axial in den Ablagerungaraum (10) ausgetragen werden und das Abgas selbst durch Umkehrung aufgrund einer Stauwirkung vom Ablagerun@sraum (10) her, durch die Ringöffnung (11) in den Filterringraum (25) eintreten, Um zu verhindern, daß sich ausgetragene Feststoffe die sich noch nicht im Ablaugerungsraum (10) festgesetzt haben wieder austreten können ist zwischen Gehäusewand (7) und Mantelrohr (8) eine ringförmige Trennspirale (9) umlaufend so angeordnet, wobei die Steigung der 'l'rennspirale (9) gleichförmig wie die Drallbewegung des Abgasstromes ist.
  • Das in den Filterringraum (25) eingetretene Abgas durchströmt nun den Filtereinsatz (12), der aus einer oder mehreren Schichten Glasfasergewebe bestehen kann, radial. Das gereinigte Abgas tritt von dem innerhalb des Filterelementes liegenden Sammelraumes (26) über die Austrittsöffnung (2) aus. Der zylinderförnige Einsatz (12) welcher links und rechts von Endscheiben dichtend gefaßt ist, wird zum Ausgleich von Fertigungtoleranzen und wegen der einfachen Nontage, über Endscheibenhals (14) und Rohr (16) auf der einen und über den Vorspannung ausübenden Zentrierfuß (19) auf der anderen Seite, radial dichtend gelagert.
  • Fig.-. 2 zeigt einen ähnlichen Aufbau wie Fig. 1. Hierbei strömt das Abgas radial durch den Ciuleeren Einsatz (22) von außen nach innen und bei dem innenen Einsatz (23) radial von innen nach aufen in den g-emeinsmen Sammelringraum (21) und von dort durch die Öffnung (27) in der Endscheibe (28) in den nachgeschalteten Entnahmeraum (29) und von dort über Auslassöffnung (2) aus.
  • Fig. 3 zeigt eine ähnliche kombination wie Fig. 1 u. 2 wobei der äußere (30) und der innere Einsatz (31) jeweils radial von außen nach innen durchströmt wird.
  • Fig. 4 zeigt im wesen-tlichen einen ähnlichen Abgasfilteraufbau wie in i?ig- 2 jedoch mit der Kombination eines integrierten Mengendosierventiles (32) mit Anschluß (33) das z.B. durch Unterdruck-über Membrane betätigt werden kann. Die Ventilstange (34) des Mengen dosierventiles (32) ist in der Endscheibe (39) geführt (38).
  • Die Ventilstange (34) trägt an ihrem Ende einen zweckmäßig ausgeformten Ventilkegel (35). Am Ende des Austrittrohres (37) ist ein entsprechend geformter Ventilsitz (36) angeordnet. Durch Betäti-und des Mengendosierventils (32) wird die Ventilstange (34) und damit der Ventilkegel (35) axial bewegt wobei der Ventilsitzquerschnitt (36) sich entsprechend vergrößert oder verkleinert, und somit die aus dem Filter zu entnehmende Abgasmenge dosiert..
  • Fig. 5 zeigt eine kombinierte Abgasrückführungseinheit bestehend aus Filter und Mengendosier@entil. Das Abgas tritt über Öffnung (1) in den Verteilerraum (5G) ein, der wie in Fig. 1-4 ebenfalls auch mit einem Zyklonaufbau versehen sein kann. Durch Öffnungen (51-) in der Endscheibe (52) strömt das Abgas in den Ringraum(25) und über den Filtereinsatz (53) in den Sammelraum (26).
  • Je nach Stellung des Ventilkegels (46) zum Ventilsitz (48) der Endscheibe (47), strömt eine entsprechend dosierte Menge Abgas in den Entnahmeraum (49) und durch Öffnung (2) aus.
  • Die jeweilige zweckmäßige Stellung des Ventilkegels (46) wird durch die Steuereinheit (43) mit Anschluß (42) bestimmt. Das Gehäuse (41) das den Entnahmeraum (49) umschließt, ist mit einer Führung (44) für die Ventilstange (45) ausgerüstet. Der Einsatz (53) ist am Eintrittsende über die Endscheibe (52) radial zum Gehäuse (40) gelagert und am Filteraustrittsende über Endscheibe (47) zwischen den Rändern (20) der Gehäuse (40) u. (41) starr und zentrisch zur Ventilachse gehalten. Die Steuereinheit (43) kann entgegen dem Beispiel in Fig. 5 auch radial zur Filterachse mit Ventilsitz in der Austrittsöffnung (2) angeordnet sein.

Claims (12)

Ansprüche
1. Kombinierte Abgasfiltereinheit bestehend aus einer oder mehreren Filterstufen die hintereinander und/oder parallel angeordnet sein können sowie zusätzlich wahlweise dem Filter nachgeschaltete integrierte Abgasmengendosiereinrichtung.
2. Kombinierte Abgasfiltereinheit nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß dem Abgasfilter-Sammelraum (26) und Filterrinraum (25) ein Entnahmeraum (49) nachgeschaltet ist und durch Einsatz-Endscheibe (47), die zugleich als Ventilsitz (48) ausgebildet sein kann, welcher von Sammelraum (26) und Filterringraum (25) getrennt wird. ( Fig. 5 )
3. Kombinierte Abgasfiltereinheit nach Anspruch 2 und/oder 1 dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (41), welches den Entnahmeraum (49) umschließt, als Träger oder Bauteil der Steuereinheit (43) dient, wobei die Steuereinheit mit Ventilstange (45) und Ventilkegel (46) nach i?i. 5 axial zum Filtereinsatz angeordnet ist aber auch radial in oder auf dem Gehäuse (41) sein kann und der Ventilsitz dabei an der Austrittsöffnun (2) angeformt oder angeordnet ist.
4. Kombinierte Abgasfiltereinheit nach Anspruch 3 undZoder 1-2 dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (41) eine Führung (44) für die Ventilstange (45) aufweist. und die @insatzendscheibe (47) zwischen den Rändern (20) der Gehäuse (40) und (41) gasdicht gehalten ist.
5. Kombinierte Abgasfiltereinheit nach Anspruch 4 und/oder 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einsatzendscheibe (52) lediglich radial formschlüssig zur Innenwand des Gehäuses (40) gelagert ist und öffnungen (51) vom Eintrittsraum (50) zum Filterringraum(25) aufweist.
6. Kombinierte Abgasfiltereinheit nach Anspruch 5 und/oder 1-4, dadurch gekennzeinhnet, daß der Eintrittsraum (50) nach Fig.5 auch als Zyklonraum (Fig. 1-4) (24) ausgebildet sein kann wobei der Eintritt (1) dann tangential erfolt.
7. Kombinierte Abgasfiltereinheit nach Anspruch 6 und/oder 1-5, dadurch gekennzeichnet, d dem Zyklonkegel (5) nachgeschaltet ist, der die Ringöffnung (11) axial überdeckt und das Mantelrohr (8) entsprechend weit überlappt wobei sich der Ableitkegel (5) zur Gehäuseinnenwand des Gehäuses (6) hin erweitert.
8. Kombinierte Abgasfiltereinheit nach Anspruch 7 und/oder 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Mantelrohr (8) und Gehäuse (7) od. (6) ein Festkörper-Sammelraum (10) gebildet wird der durch eine Trennspirale (9), welche in Drallrichtung der Leitschaufeln (4) gleichlaufend ausgebildet ist und sich über mindestens 360° erstreckt, axial begrenzt wird.
9. Kombinierte Abgasfiltereinheit nach Anspruch 8 und/oder 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz (12) Endscheibe (13) und (14), Mantelrohr (8), Trennspirale (9) sowie Zentrierfuß (19) eine Montageeinheit bilden und die Endscheibe (1q) auf dem Kohr (16) der Austrittsöffnung (2) dichtend aufgepresst ist, während der Zentrierfuß (19), fest mit Endscheibe (13) verbunden, sich unter radialer Vorspannung gegenüber der Innenwandung des Zyklonkegels (3) abstützt.
10. Kombinierte Abgasfiltereinheit nach Anspruch 9 und/oder 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß wie in Fig. 2 ein äußerer (22) und ein innerer Einsatz (23) zusammen mit den Endscheiben (54) und (28) eine Einheit bilden und einen Sammelringraum (21) umschließen von dem das gereinigte Abgas über die Öffnungen (27) der endscheibe (28) in einen Entnahmeraum (29) strömen der die Steuereinheit (32) beinhalten kann, wobei die Kanten (55) und/ oder (56) der Endscheibe (28) einen ringförmigen Ventilsatz biluen können.
11. Kombinierte Abgasfiltereinheit nach Anspruch 10 und/oder 1-9, dadurch gekennzeichnet, daß wie in Fig. 3 zwei ineinanderliegende Einsätze (30) u. (31), jeweils von außen nach innen bespült, axi@l versetzt, einen gemeinsamen Entnahmeraum (29) besitzen, in dem eine Steuereinheit (43) integriert sein kann.
12. Kombinierte Abgasfiltereinheit nach Anspruch 11 und/oder 1-10, dadurch gekennzeichnet, daß entsprechent Fig. 4 eine Steuereinheit innerhalb des Zyklonkegels (3) integriert eingebaut ist und die Ventilstange (34) in der Führung (38) der Endscheibe (39) zentrisch zur Austrittsöffnung (2) geführt ist und das Rohr (37) als Ventilsitz (36) für den Ventilkegel (35) ausgebildet ist.
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DE3611768A1 (de) * 1985-06-10 1986-12-11 Günter 8900 Augsburg Miller Abgasfiltergeraet

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