DE3823205C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine Rußfilterkerze für die Reinigung der Ab
gase aus mit Dieselkraftstoff betriebenen Motoren mit einem mindestens
einseitig offenen mit Abgasdurchtrittsöffnungen versehenen Tragrohr
und einer Filtermaterialauflage aus Keramikfasern sowie eine Rußfil
teranordnung mit einem Gehäuse und einem Abgaseintritts- und einem
Abgasaustrittstrichter und Halteplatten mit mehreren der erfindungs
gemäßen Rußfilterkerzen.
Es ist bekannt, für die Reinigung von Abgasen aus mit Dieselkraftstoff
betriebenen Motoren, Filterkerzen der gattungsgemäßen Art zu verwen
den. Nach der DE 30 07 642 A1 bestehen diese aus einem metallischen
Tragrohr, das Abgasdurchtrittsöffnungen aufweist und auf das eine
viellagige Auflage aus Keramikfaserfaden aufgebracht ist. Dabei wird
der Keramikfaserfaden auf das Tragrohr wie auf einer Spule aufgewic
kelt, wobei durch schräge Fadenführung eine relativ dichte und gleich
mäßige Auflage erfolgt, bei welcher die jeweils folgende Fadenlage mit
der bereits aufgewickelten Fadenlage einen Fadenverlauf mit einem Win
kel von etwa 90° aufweist, d. h. bei jeder Lage wird unter einem Winkel
von 45° gegenüber der Tragrohrlängsachse einmal von rechts und in der
nächsten Lage rücklaufend von links der Faden zugeführt. Derartige
bekannte Rußfilterkerzen haben zwar sehr gute Filtereigenschaften,
sind aber wegen der Sprödigkeit des Keramikfadens und der sehr gerin
gen Reißfestigkeit sehr schwer herzustellen. Ein weiterer Nachteil
ergibt sich durch das unmittelbare Aufspulen auf das Tragrohr bezüg
lich der Lagerhaltung dieses in großen Stückzahlen benötigten Bautei
les. Da je nach Verwendungszweck Rußfilterkerzen unterschiedlicher
Länge benötigt werden, ergibt sich durch die erforderliche Lagerhal
tung ein enormer Platzbedarf. Ein weiterer Nachteil ergibt sich durch
die enge Verbindung mit dem Tragrohr, was zu einer nicht optimalen
Beaufschlagung durch das zu reinigende Abgas führt.
Es ist aus anderen, entfernt liegenden Fachgebieten (Elektrotechnik)
bekannt, Leitungsumhüllungen aus z. B. Silizium-Oxyd in Schlauchform
herzustellen und für Isolationszwecke zu verwenden. Diese Materialien
sind als Ceramic fiber Products bekannt.
Es sind ferner bereits Rußfilteranordnungen mit einem Gehäuse und
einem Abgaseintritts- und einem Abgasaustrittstrichter und Halteplat
ten mit mehreren Rußfilterkerzen bekannt. Bei diesen Anordnungen sind
mehrere Rußfilterkerzen, die z. B. aus keramischen, porösen Material
oder gewickelten Keramikfasern bestehen, parallel zueinander in
Gruppen zwischen den Halteplatten angeordnet, und die Abgasführung
erfolgt derart, daß es in die Rußfilterkerze eingeleitet wird und von
dort den porösen keramischen Mantel durchströmt und dabei die Rußpar
tikel ausfiltriert werden und das so gereinigte Abgas abgezogen wird.
Da bei diesen Anordnungen relativ kurze Rußfilterkerzen verwendet
werden, muß eine entsprechend hohe Anzahl von Filterkerzen je
Anordnung eingesetzt werden, so daß sich voluminöse Rußfilteranord
nungen ergeben, für die in der Regel nicht der nötige Platz, z. B. bei
Personenkraftwagen, vorhanden ist. Auch deshalb sind derartige Ruß
filteranordnungen bisher nur in großen Fahrzeugen, wie LKW und Omni
busse, im Einsatz.
Es sind ferner Rußpartikelfilter bekannt, bei denen die Reinigung des
Abgases durch ein Durchleiten des Abgases durch Metallgestrick
erfolgt. Nach der DE 32 03 237 A1 soll das Abgas eine Folge von
Scheiben aus verpreßtem Drahtgewebe durchströmen, nach dem DE-GM
87 10 710.4 soll es ein Drahtgestrickknäul durchströmen, das ein
Zuführungsrohr umgibt. Bei beiden Anordnungen entsteht ein unzu
lässiger Abgasgegendruck bei einer nur geringen Filterwirkung, da
das Drahtgewebe nicht soweit verdichtet werden kann, wie es für
eine ausreichende Filterwirkung erforderlich wäre.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Rußfilterkerze aufzu
zeigen, die aus vorgefertigtem Material leicht und schnell sowie ohne
zusätzliche Hilfsmittel montiert und bei der im Bedarfsfall die
Filtermaterialauflage ausgewechselt werden kann, die ferner durch
ihren Aufbau einen besonders hohen Filterwirkungsgrad erreicht und
für welche die einzelnen Elemente raumsparend gelagert und mit welcher
Rußfilteranordnungen mit langem Filterweg bei raumsparendem schlankem
Aufbau gebildet werden können. Ferner soll diese Anordnung einen ge
ringeren Gegendruck für den Abgasstrom aufweisen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Filter
materialauflage aus mindestens zwei aus Keramikfasern gebildeten, das
Tragrohr umhüllenden Schläuchen besteht und das Tragrohr nichtperfo
rierte Endabschnitte aufweist und die Filtermaterialauflage bis in
den Bereich dieser Endabschnitte reicht und dort mittels Spannband
befestigt ist. Dabei kann der Keramikfaserschlauch auch aus einem Ge
flecht oder Gestrick bestehen.
Bei dieser erfindungsgemäßen Rußfilterkerze kann der die Filtermate
rialauflage bildende Schlauch in nahezu beliebiger Länge vorgefertigt
und, z. B. als Rollenmaterial, auf Vorrat gehalten werden. Für die
Montage der jeweils benötigten Rußfilterkerzen wird von einer solchen
Rolle mit Filterschlauchmaterial das für die jeweilige Rußfilterkerze
benötigte Stück auf Maß abgeschnitten und über das jeweilige Tragrohr
geschoben. Das Tragrohr ist dabei ein relativ einfaches, bekanntes
Metallteil und kann vorgefertigt leicht auf Lager gehalten werden. Das
Spannband wird unter Zugspannung gepunktet und die gepunkteten Enden
abgebogen, so daß sie der Form der Filterkerze angepaßt sind. Hier
durch wird in bekannter Weise ein sicherer Halt des Filterschlauches
bzw. der Filterschläuche erreicht und doch eine Demontage ermöglicht.
Es ist jedoch auch eine Halterung und Befestigung des Schlauches über
eine mit einem groben Innengewinde versehene Hülse möglich, jedoch
wird mittels des Spannbandes ein besseres Anliegen des Schlauches bzw.
der Schläuche auf dem Tragrohr erzielt. Diese erfindungsgemäße Ausge
staltung der Rußfilterkerze hat außerdem noch den Vorteil, daß eine
eventuell beschädigte Filtermaterialauflage leicht ausgewechselt
werden kann, während dies bei den bekannten Anordnungen nicht ohne
Zerstörung der Auflage möglich ist. Es können dabei je nach Bedarf
auch mehrere Filtermaterialschläuche übereinander angebracht werden.
Dabei hat es sich als besonders zweckmäßig erwiesen, daß insbesondere
bei Rußfilterkerzen, die durch Ausbrennen der angesammelten Rußparti
kel regenerierbar sind, erfindungsgemäß zwischen jeweils zwei Schläu
chen ein Metallgitter angeordnet ist. Ebenso kann erfindungsgemäß ein
Metallgitter über den Schläuchen und/oder auch zwischen dem Tragrohr
und dem ersten aufgebrachten Schlauch angeordnet sein. Dabei wirkt das
äußere Metallgitter zugleich als Schutz gegen ein Austragen von Faser
material. Unter Metallgitter ist dabei sowohl ein ebenes Gitter von
sich kreuzenden Metallfäden verstanden, als auch z. B. ein Metall
gestrickschlauch oder ein durch Ausstanzungen gebildetes Gitter.
Dieses Metallgitter hat z. B. auch den Vorteil, daß bei der Regenera
tion eine bessere Wärmeverteilung auftritt und damit diese Regenera
tion gleichmäßiger und schneller erfolgt.
Gemäß einer weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung der Rußfilterkerze
sind erfindungsgemäß zwischen dem Tragrohr und den Schläuchen aus
Keramikfasermaterial abstandbewirkende Mittel angeordnet. Das kann
hier ein bereits genanntes Metallgitter sein, aber auch eine schrau
bengangförmig aufgebrachte Drahtwendel. Dadurch, daß bei dieser Aus
gestaltung die Filtermaterialauflage mit einem geringeren Abstand das
Tragrohr umgibt, wird eine bessere Zuführung des Abgases in das Fil
termaterial erreicht und damit ein noch besserer Filterwirkungsgrad,
außerdem erleichtert eine derartige Drahtwendel die Montage des Fil
termaterials auf das Tragrohr bzw. dessen Demontage. Die so aufgebaute
Rußfilterkerze hat außerdem den Vorteil, daß durch den Aufbau aus den
einzelnen Schlauchlagen und dem Metallgitter bzw. den abstandbewirken
den Elementen sich ein geringerer Abgasgegendruck aufbaut, was für
einen guten Wirkungsgrad des Fahrzeugmotors wichtig ist.
Um ein besonders sicheres Halten des Schlauches mittels Spannung zu
erreichen, sind erfindungsgemäß in jedem der Endabschnitte des Trag
rohres je zwei Sicken eingeprägt, zwischen denen das Spannband ange
ordnet ist, so daß sich dieses beim Anspannen und Punkten nicht ver
schieben kann. Mit gleicher Wirkung wie das Spannband kann natürlich
auch ein Klemmring zur Halterung benutzt werden, der im gespreizten
Zustand über den Schlauch geführt wird und beim Zusammengehen den
Schlauch festhält. Derartige Klemmringe sind z. B. durch das Festklem
men von Schläuchen auf Stutzen bekannt.
Mehrere der erfindungsgemäßen Rußfilterkerzen bilden in einem Gehäuse
mit einem Abgaseintritts- und einem Abgasaustrittstrichter in minde
stens einer Halteplatte gelagert eine Rußfilteranordnung; dabei ist
eine Gruppe von Rußfilterkerzen zwischen den Halteplatten und in ihnen
gelagert und parallel zueinander angeordnet. Dabei sind die Rußfilter
kerzen, deren Tragrohr an einer Seite offen und an der anderen Seite
verschlossen ist, mit dem offenen Ende in der dem Abgaseintrittstrich
ter zugewandten Halteplatte gelagert, so daß das Abgas in das Tragrohr
einströmen kann. Die Rußfilterkerzen ragen dabei frei in das Gehäuse.
Bei größeren Rußfilteranordnungen kann abgasaustrittsseitig eine wei
tere Halteplatte angeordnet sein, die Aufnahmeöffnungen für die Ruß
filterkerzen aufweist, so daß diese in diese Öffnungen ragt und diese
Halteplatte ganz oder teilweise durchdringt. Dadurch erfolgt eine
sichere Lagerung unter Beachtung der möglichen thermischen Längenände
rung der Rußfilterkerzen und der durch das Abgas auftretenden Schwin
gungen. Die Halterung der Rußfilterkerzen in der abgaseintrittsseiti
gen Halteplatte kann lösbar, z. B. durch Verschrauben, oder fest, z. B.
durch Verschweißen, erfolgen. Bei dieser Anordnung kann die Rußfilter
kerze entweder vormontiert eingesetzt werden oder es wird nur das
Tragrohr in der Halteplatte befestigt und erst sodann der Keramik
faserschlauch aufgeschoben. Diese Montage ist besonders günstig bei
nur einem Filterelement je Tragrohr und hat den Vorteil, daß die gegen
Verschmutzung relativ empfindlichen Schläuche erst unmittelbar vor der
Endmontage der Rußfilteranordnung eingesetzt werden. Dabei ist die
Halterung der Schläuche auf dem Tragrohr mittels Klemmring besonders
einfach und zuverlässig. Bei einer weiteren Ausgestaltung ist minde
stens ein Teil der Rußfilterkerzen eintrittsseitig verschlossen, und
die eintrittsseitige Halteplatte weist Abgasdurchtrittsöffnungen auf.
Hierdurch wird erreicht, daß das Abgas durch die Abgasdurchtritts
öffnungen in den Filterraum eintritt und von dort durch das Filter
material auf den Rußfilterkerzen in das Tragrohr eintritt und dabei
gefiltert wird und schließlich durch das Tragrohr abgeführt wird,
während (bei einer Ausgestaltung mit wechselnd offenen und geschlosse
nen Eintritten der Rußfilterkerzen) ein anderer Teil des Abgases den
umgekehrten Weg nimmt und durch die eintrittsseitig offenen Filter
kerzen eintritt, sodann von innen nach außen den Filter durchströmt,
sodann wieder von außen nach innen strömt und über das Tragrohr abge
führt wird. Die bevorzugte Ausführung der Erfindung weist das Merkmal
auf, daß die Rußfilterkerzengruppe aus in axialer Richtung mindestens
je zwei hintereinander und mit gleicher Längsachse angeordneten Ruß
filterkerzen besteht, wobei bei der in Strömungsrichtung ersten Ruß
filterkerze die offene Seite in den Abgaseintrittstrichter und bei der
nachfolgenden Rußfilterkerze die offene Seite in den Abgasaus
trittstrichter ragt und die Rußfilterkerzen an der Berührungsfläche
fest miteinander verbunden sein können.
Dabei kann eine weitere Halteplatte in dem Mittelbereich des Gehäuses
zur Halterung der Rußfilterkerzen angeordnet sein.
Der erfindungsgemäße Aufbau der Rußfilteranordnung hat den Vorteil
einer besonders guten Filtration bei einer relativ schlanken Ausfüh
rung der Rußfilteranordnung, so daß diese insbesondere für Fahrzeuge
mit geringem Einbauraum geeignet ist. Dabei hat die Hintereinander
schaltung von Rußfilterkerzen noch den Vorteil, daß das Abgas gezwun
gen wird, die beiden Rußfilter zu durchströmen, zunächst die obere
nach Zuströmen in das einseitig offene Tragrohr mit nachfolgendem
Durchströmen des Filterschlauches und sodann bei der unteren, oben
verschlossenen Rußfilterkerze zunächst den Filterschlauch, um sodann
durch das unten offene Tragrohr abzuströmen.
Diese Rußfilteranordnung hat ferner erhebliche Vorteile in der Mon
tage, da die beiden Halteplatten identisch ausgebildet sind. So können
zunächst in die Halteplatten die Tragrohre befestigt werden, und erst
unmittelbar vor dem Zusammenbau wird der Filterschlauch bzw. werden
die Filterschläuche aufgezogen. Für das Anbringen des Klemmringes
reicht der zur Verfügung stehende Platz zwischen den Filtern aus, da
diese relativ kurz sind.
Bei der Ausgestaltung mit einer weiteren Halteplatte im Mittelbereich
des Gehäuses parallel zur eintritts- bzw. austrittsseitigen Halte
platte dient diese zur Verhinderung eines Flatterns der Rußfilter
kerzen, das infolge der Pulsation des Abgases auftreten kann. Auch bei
dieser bevorzugten Ausführung ist die Montage sehr einfach. Es werden
die eintrittsseitigen und die austrittsseitigen Halteplatten mit Ruß
filterkerzen bestückt und sodann derart in das mit der mittleren
Halteplatte versehene Gehäuse eingeführt, daß die jeweiligen Endab
schnitte in die vorgesehenen Öffnungen in der mittleren Halteplatte
ragen, jeweils mit einer Eindringtiefe von etwa der halben Dicke der
Platte. Dabei kann diese mittlere Halteplatte auch als relativ dünne
Platte mit der Aufnahme der Rußfilterkerze dienenden Stutzen ausgebil
det sein. Eine feste Verankerung der Rußfilterkerzen in dieser Platte
ist nicht erforderlich, da sie nur ein Schwingen oder Flattern der
Rußfilterkerzen verhindern soll.
Die Tragrohre können auch Mittel zur Strömungsbegünstigung aufweisen,
z. B. abströmseitig eine venturidüsenartige Einschnürung, jedoch ist
dies in der Regel nicht erforderlich.
Bei dieser Anordnung können z. B. zur Regeneration - falls diese nicht
durch Abbrennen im eingebauten Zustand erfolgt - die jeweiligen
Filterschläuche leicht ausgewechselt werden, so daß insgesamt eine
besonders kostengünstige Anordnung gegeben ist, was von besonderer
Bedeutung ist, da es sich um einen Massenartikel handelt, bei dem
sonst jeweils die gesamte Rußfilterkerze samt Tragrohr ersetzt werden
müßte, wobei durch die Anordnung identischer mit Rußfilterkerzen
bestückter Halteplatten auch ein gruppenweiser Ersatz leicht möglich
ist bei nur kurzen Betriebsunterbrechungen.
Anhand der beigefügten Abbildungen, die ein Ausführungsbeispiel der
Erfindung in vereinfachter und schematischer Darstellung zeigen, wird
die Erfindung im folgenden erläutert. Dabei zeigt:
Fig. 1 eine Ansicht der Rußfilterkerze mit teilweise entfern
ter Filtermaterialbelegung,
Fig. 2 einen Endabschnitt der Rußfilterkerze nach Fig. 1,
Fig. 3 einen Endabschnitt nach Fig. 2 mit Abdeckmetallgitter,
Fig. 4 einen Schnitt durch die Rußfilteranordnung mit einer
im Schnitt gezeigten Rußfilterkerze.
Die Rußfilterkerze nach Fig. 1 besteht aus einem metallischen oder
keramischen Tragrohr 1 mit Abgasdurchtrittsöffnungen 2 und nichtper
forierten Endabschnitten 3. Dieses Tragrohr 1 weist an einer Seite
einen Verschluß 4 auf, der aus einer fest angeordneten Verschlußplatte
oder einem z. B. keramischen Stopfen oder einem lösbar aufgebrachten
Deckel bestehen kann. Dieser einseitige Verschluß 4 ist erforderlich,
um das Abgas zur Filtration durch das Tragrohr 1 zu leiten. Die
Filtration erfolgt beim Durchgang des Abgases durch die aus Keramik
fasern gebildeten, das Tragrohr 1 umhüllenden Schläuche 5, die zwei-
oder mehrlagig aufgebracht sind. Dabei kann das Abgas entweder von
außen durch das Filtermaterial nach innen in das Tragrohr 1 geführt
werden und aus diesem über die offene Seite abgeführt werden oder
umgekehrt durch das offene Ende des Tragrohres 1 zugeführt werden,
sodann den Filtermaterialschlauch 5 durchströmen und aus dem Filter
raum abgezogen werden. Die umhüllenden Schläuche 5 sind auf dem Trag
rohr 1 mittels zweier jeweils im Bereich der nichtperforierten Endab
schnitte 3 angeordneten Spannbänder 6 befestigt, wobei das Spannband 6
gepunktet und die Schenkel abgebogen sein können. Zur Halterung der
umhüllenden Schläuche 5 auf dem Tragrohr 1 können natürlich auch
andere bekannte Halteelemente, wie z. B. Klemmringe, verwendet werden.
Die Gesamtstärke des Filtermaterials ergibt sich nach der Abgasmenge
und der Partikelbeladung in bekannter Weise.
Die mehrlagige Umhüllung des Tragrohres 1 wird in einfacher Weise
dadurch erreicht, daß mehrere Schläuche 5 übereinander aufgebracht
werden. Diese Methode verlangt zwar, falls die Elastizität des einzel
nen Schlauches nicht ausreichen sollte, Schläuche unterschiedlichen
Durchmessers, ist aber doch erheblich einfacher als z. B. das Umwickeln
des Tragrohres 1 mit gewirkten oder gestrickten Keramikfasermatten in
mehreren Lagen, wobei in diesem Fall noch als äußerste Lage entweder
ein Schlauch oder ein Metallgitter aufgebracht werden muß oder ein
Verkleben oder sonstiges Verbinden der letzten Lage als Schutz gegen
ein Lösen gegeben sein muß.
Wie in Fig. 2 gezeigt, weist das Tragrohr 1 in den beiden Endabschnit
ten 3 jeweils zwei eingeprägte Sicken 7 auf, zwischen denen das Spann
band 6 angeordnet ist, um eine sichere Haltung des Schlauches 5 zu er
reichen.
In Fig. 3 ist ein Abschnitt der Rußfilterkerze dargestellt mit einem
Metallgitter 8 als äußerste Umhüllung der Schläuche 5.
Dieses Metallgitter 8 kann als Metalldrahtgitter, Drahtgeflecht oder
Drahtgestrick oder auch als Lochblech ausgebildet sein und hat als
äußere Umhüllung die Aufgabe, ein Abtragen von Keramikfasern der
Schläuche 5 zu verhindern. Ein derartiges Metallgitter kann jedoch,
wie zuvor beschrieben, auch zwischen dem Tragrohr 1 und den umhüllen
den Schläuchen 5 sowie zwischen den einzelnen Schläuchen auf dem Trag
rohr 1 angeordnet sein. Nicht dargestellt ist die Anordnung eines
spiralig auf dem Tragrohr 1 angeordneten Metalldrahtes, der einen
Abstand haltenden Effekt zwischen dem Tragrohr 1 und den umhüllenden
Schläuchen 5 bewirkt. Das Metallgitter 8 hat ferner eine wärmever
teilende Funktion im Falle des Reinbrennens des Rußfilters nach
Erreichen der Sättigung mit Rußpartikeln. Durch das zwischen dem
Tragrohr 1 und den umhüllenden Schläuchen 5 angebrachte Metallgitter 8
wird außerdem eine bessere Beaufschlagung des Filtermaterials beim
Durchströmen von innen nach außen bewirkt.
In Fig. 4 ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Rußfil
teranordnung vereinfacht und schematisch dargestellt. Diese besteht
aus einem zylindrischen Gehäuse 9, an das abgaseintrittsseitig ein
Abgaseintrittstrichter 10 mit einem Abgaseintrittsrohr 11 und ab
gasaustrittsseitig ein Abgasaustrittstrichter 12 mit einem Abgasaus
trittsrohr 13 angeflanscht ist. Hierbei ist bei dem dargestellten
Ausführungsbeispiel zwischen dem Abgaseintrittstricher 10 und dem
Gehäuse 9 eine eintrittsseitige Halteplatte 14 und zwischen dem
Gehäuse 9 und dem Abgasaustrittstrichter 12 eine austrittsseitige
Halteplatte 15 angeordnet. Zwischen diesen Halteplatten 14, 15 ist
eine Gruppe von Rußfilterkerzen angeordnet, die in dem Ausführungs
beispiel aus je zwei hintereinander angeordneten erfindungsgemäßen
Rußfilterkerzen besteht, die mit ihrem verschlossenen Ende aneinander
stoßen und an der Stoßstelle, z. B. durch Schweißen, verbunden sind, so
daß im Tragrohr 1 eine Trennwand 16 entsteht. Diese so gebildete Ruß
filterkerze ragt mit ihren beiden offenen Enden in jeweils eine der
Halteplatten 14, 15. Die Rußfilterkerzen sind eintrittsseitig mit der
Halteplatte 14 fest verbunden und werden austrittsseitig in der Halte
platte 15 in einem Schiebesitz gelagert. Bei dem dargestellten Ausfüh
rungsbeispiel tritt das zu reinigende Abgas durch das Abgaseintritts
rohr 11 in die Rußfilteranordnung ein und gelangt über den Abgasein
trittstrichter 10 zu den Rußfilterkerzen. Diese sind eintrittsseitig
offen und in der geschlossenen Halteplatte 14 gelagert, so daß das Ab
gas nur in die Tragrohre 1 einströmen kann. Da die Rußfilterkerzen
durch die Trennwand 16 in zwei Teile getrennt sind, kann das Abgas
nicht das Tragrohr 1 durchströmen, sondern ist gezwungen, durch die
Abgasdurchtrittsöffnung 2 im Tragrohr 1 in den umhüllenden Filtermate
rialschlauch 5a einzutreten. In diesem Abschnitt erfolgt eine erste
Partikelabscheidung. Das so bereits weitgehend gereinigte Abgas durch
strömt sodann das zylindrische Gehäuse 9, kann aber infolge der aus
trittsseitig geschlossenen Halteplatte 15 nicht austreten, sondern
durchströmt nun den zweiten Rußfilterkerzenabschnitt mit dem Filter
materialschlauch 5b und tritt schließlich durch das Tragrohr 1 in den
Abgasaustrittstrichter 12 ein und wird über das Abgasaustrittsrohr 13
abgeführt.
Im folgenden werden noch zwei Varianten des in Fig. 4 vereinfacht
dargestellten Ausführungsbeispieles beschrieben. Dabei wird - soweit
möglich - von der Darstellung in Fig. 4 ausgegangen. Bei gleichem Auf
bau der Rußfilteranordnung wie in Fig. 4 können bei der Verwendung von
kurzen Rußfilterelementen diese mit ihrem offenen Ende in die jewei
lige Halteplatte 14, 15 fest angeordnet sein. Die Halteplatten 14, 15
werden sodann, wie bereits beschrieben, zwischen dem zylindrischen
Gehäuse 9 und dem Abgaseintrittstrichter 10 bzw. dem Abgasaus
trittstrichter 12 angeordnet. In dieser Varianten weisen die hinter
einander angeordneten Rußfilterkerzen zwischen ihren gegenüberliegen
den verschlossenen Enden einen geringen Abstand zueinander auf. Der
Abgasweg ist der gleiche wie bereits bei Fig. 4 beschrieben. Es kann
jedoch auch das zylindrische Gehäuse 9 unterteilt sein und zwischen
den beiden zylindrischen Gehäuseabschnitten eine weitere Halteplatte
angeordnet sein, in welche die verschlossenen Enden der zuvor be
schriebenen Rußfilterkerzen gelagert sind. Diese Variante hat den
Vorteil eines besonders einfachen Aufbaues und leichter Montage. So
können die Tragrohre mit oder ohne Filtermaterialschlauch bereits
vormontiert werden. Im letzteren Fall erfolgt die Umhüllung des
Tragrohres mit den Filtermaterialschläuchen erst unmittelbar vor der
Montage, sodann werden die Halteplatten zwischen dem entsprechenden
Abgastrichter und dem Gehäuseteil montiert, sodann erfolgt das Einfüh
ren der Tragrohre in die mittlere Halteplatte (Die Halteplatte wird
zunächst über den Teil der oberen Rußfilterkerze geführt und sodann
die unteren Rußfilterkerzen eingeschoben.) und sodann die Verbindung
der mittleren Halteplatte mit den beiden zylindrischen Gehäuseteilen
vorgenommen.
Schließlich ist es im Rahmen der Erfindung durchaus möglich, die Ruß
filterkerzen in einer Anordnung entsprechend der Fig. 4 umgekehrt ein
zusetzen, d. h. die Rußfilterkerzen mit dem geschlossenen Abschnitt in
die Halteplatte einzusetzen. In diesem Fall müssen natürlich Abgaszu
trittsöffnungen in der Halteplatte im Bereich außerhalb der Rußfilter
kerzen angeordnet sein. Es ergibt sich dann ein entsprechender umge
kehrter Weg des Abgases, d. h. es erfolgt zunächst eine Druchströmung
der Filtermaterialumhüllung in das Tragrohr, sodann ein Austritt aus
dem Tragrohr wieder durch das Filtermaterial und der Abzug durch ent
sprechende Öffnungen in der austrittsseitigen Halteplatte. Es können
auch Rußfilterelemente wechselseitig eingesetzt werden, d. h. neben
einer eintrittsseitig und auch austrittsseitig offenen Rußfilterkerze
ist eine eintritts- bzw. austrittsseitig verschlossene Filterkerze
angeordnet. Diese Ausgestaltung mit wechselmäßig angeordneten Filter
kerzen hat den Vorteil, daß das in die eintrittsseitig offene Filter
kerze eintretende Abgas diese von dem Tragrohr in Richtung auf die
nächste Filterkerze verläßt und sodann durch zwei Schichten von
Filtermaterial in das nächst benachbarte Tragrohr eintritt und ggf.
diesen Weg in dem dahintergeschalteten Abschnitt noch einmal zu nehmen
hat. Wie leicht einzusehen ist, erfolgt damit eine noch höhere Filter
wirksamkeit.
Claims (7)
1. Rußfilterkerze für die Reinigung der Abgase aus mit Dieselkraft
stoff betriebenen Motoren mit einem mindestens einseitig offenen
mit Abgasdurchtrittsöffnungen versehenen Tragrohr und einer auf
diesem angeordneter Filtermaterialauflage aus Keramikfasern, da
durch gekennzeichnet, daß die Filtermaterialauflage aus mindestens
zwei aus Keramikfasern gebildeten, das Tragrohr (1) umhüllenden
Schläuchen (5) besteht und das Tragrohr (1) nichtperforierte Endab
schnitte (3) aufweist und die Filtermaterialauflage bis in den Be
reich dieser Endabschnitte (3) reicht und dort mittels Spannband
(6) befestigt ist.
2. Rußfilterkerze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
zwischen jeweils zwei Schläuchen (5) ein Metallgitter (8) angeord
net ist.
3. Rußfilterkerze nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß über den Schläuchen (5) ein Metallgitter (8) angeord
net ist.
4. Rußfilterkerze nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn
zeichnet, daß zwischen dem Tragrohr (1) und den Schläuchen (5) ab
standbewirkende Mittel angeordnet sind.
5. Rußfilterkerze nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn
zeichnet, daß in jedem der Endabschnitte (3) je zwei Sicken (7)
eingeprägt sind und das Spannband zwischen den Sicken angeordnet
ist.
6. Rußfilterkerze nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Tragrohr (1) beidseitig offen ist und durch eine
Trennwand (16) in zwei Abschnitte unterteilt ist.
7. Rußfilteranordnung mit einem Gehäuse, einem Abgaseintrittsstutzen
und einem Abgasaustrittstrichter und Halteplatten für mehrere Ruß
filterkerzen nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
daß die Rußfilterkerzengruppe aus in axialer Richtung mindestens je
zwei hintereinander und mit gleicher Längsachse angeordneten Ruß
filterkerzen besteht, wobei bei der in Strömungsrichtung ersten
Rußfilterkerze die offene Seite in den Abgaseintrittstrichter (10)
und bei der nachfolgenden Rußfilterkerze die offene Seite in den
Abgasaustrittstrichter (12) ragt.
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DE3823205A DE3823205A1 (de) | 1988-07-08 | 1988-07-08 | Russfilterkerze fuer die reinigung von abgasen und aus russfilterkerzen gebildete russfilteranordnung |
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