DE4109806A1

DE4109806A1 - Russfilter aus metallgewebe fuer dieselmotore von kraftfahrzeugen

Info

Publication number: DE4109806A1
Application number: DE4109806A
Authority: DE
Inventors: Klaus-Udo Fischer
Original assignee: Daimler Benz AG; Mercedes Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1991-03-26
Filing date: 1991-03-26
Publication date: 1992-05-14

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Anwendungsgebiet der Erfindung ist die Kraftfahrzeugtechnik. Objekte der Anwendung sind Abgasanlagen von Fahrzeugen mit Dieselmotor, bei denen der im Abgas sich befindliche Rußanteil zur Verminderung der Umweltbelastung ausgeschieden werden muß.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Abgasanlagen von Fahrzeugen mit Dieselmotoren haben meistens zur Elimination der sich im Abgas befindlichen Rußpartikel einen monolithischen Filterblock aus poröser Keramik mit einer Vielzahl von Kanälen. Da die Wandstärken zwischen diesen Kanälen etwa zwischen 0,3 und 0,7 mm sowie die Porosität des Keramikmaterials zwischen 35 und 55% liegen, führt die nichtvermeidbare und auf den Filterblock wirkende Stoß- und Schwingungsbelastung auf Grund der geringen Elastizität des keramischen Werkstoffes zu Brüchen der Kanalwände, wodurch die Wirksamkeit und die Lebensdauer eines solchen Rußfilters vermindert wird. Ein weiterer Nachteil ist darin zu sehen, daß es nicht möglich ist, einen keramischen Rußfilter mit einem Katalysator zu beschichten, um die Rußverbrennung bereits bei erheblich niedriger Temperatur stattfinden zu lassen.

Deshalb wurde in der DE-PS 32 17 357 vorgeschlagen, in die Kanäle eines porösen Keramikkörpers Metallgewebe einzubringen, das mit einer Schicht als Katalysator versehen ist, wodurch die Herabsetzung der Rußverbrennungstemperatur erreicht wird. Die Anfälligkeit gegen Stoß- und Schwingungsbelastung bleibt aber weiterhin bestehen, und eine solche Lösung erfordert einen erheblichen Fertigungsaufwand, was wiederum hohe Herstellungskosten zur Folge hat.

Eine andere bekannte Lösung wird in der DE-OS 33 30 020 beschrieben, wo ein Rußfilter nur als Drahtgewebe besteht, um eine katalytische Schicht auftragen zu können. Diese Rußfilterausführung weist aber einen anderen Nachteil auf, der darin besteht, daß bei hohen Betriebstemperaturen die Steifigkeit innerhalb der übereinander geschichteten Drahtgewebelagen nachläßt und diese deshalb zusammensacken, wodurch sich ihre Porösität verringert und der Abgasgegendruck ansteigt, was, u. a. eine Erhöhung des Kraftstoffverbrauches bedingt.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung ist es, einen Rußfilter aus Metallgewebe für Dieselmotore von Kraftfahrzeugen zu schaffen, bei dem ein Zusammensacken der Drahtgewebelagen und somit eine Verringerung der Porosität unterbunden wird.

Darlegung des Wesens der Erfindung Die technische Aufgabe

Die technische Aufgabe der Erfindung ist die Entwicklung eines Rußfilters aus Metallgewebe, das durch Stützelemente in seiner Form stabilisiert wird.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß das Metallgewebe um einen wellenförmigen bzw. stegförmigen Metallgewebeträger gespannt wird, wodurch eine Lage- und Formänderung nicht möglich ist. Der wellenförmige Metallgewebeträger ist so gestaltet, daß von der zur Mitte des Rußfilters zeigenden Seite ausgehend und zur Außenseite ansteigend verlaufend ein Blech wellenförmig ausgeformt ist, an dessen äußeren Rändern das Metallgewebe anliegt und hierdurch abgestützt wird. Mit diesem wellenförmigen Metallgewebeträger sind beidseitig an dessen Außenseite Trägerstützen verbunden, die die gleiche Länge des wellenförmigen Metallgewebeträgers aufweisen und deren Kontur so gestaltet ist, daß dessen Außenflächen jeweils über die Außenflächen des wellenförmigen Metallgewebeträgers hinausragen. Der stegförmige Metallgewebeträger unterscheidet sich zum wellenförmigen Metallgewebeträger durch auf ein Blech beidseitig aufgesetzte Stege, die der zur Mitte des Rußfilters zeigenden Seite spitz auslaufen und zur Außenseite ansteigend verlaufen. Mit diesen Stegen sind ebenfalls an der Außenseite des stegförmigen Metallgewebeträgers beidseitig Trägerstützen verbunden, die die bereits beschriebene Kontur aufweisen.

Diese wellenförmigen bzw. stegförmigen Metallgewebeträger werden um ein oder mehrere Stützringe angeordnet und hierdurch auf der Innenseite in ihrer Lage fixiert. An der Außenseite liegen sie zueinander an den Trägerstützen an, die bis zu einem Stützmantel heranreichen und somit gegen Verschiebung gesichert sind. Bedingt durch die Kontur der Trägerstützen und der Anordnung auf dem Stützring ergibt sich zwischen den einzelnen wellenförmigen bzw. stegförmigen Metallgewebeträgern stets ein gleicher Abstand. Der zwischen der Außenseite der wellenförmigen bzw. stegförmigen Metallgewebeträgern und dem Stützmantel vorhandene Freiraum wird einlaßseitig durch eine Einlaßabdeckung verschlossen. Auslaßseitig werden die zwischen den wellenförmigen bzw. stegförmigen Metallgewebeträger sich befindlichen Freiräume durch eine Auslaßabdeckung verschlossen. Durch diese Einlaß- und Auslaßabdeckung wird erreicht, daß der Abgasstrom durch die zwischen den wellenförmigen bzw. stegförmigen Metallgewebeträgern sich befindlichen Spalte auf das auf diesen gespannte Metallgewebe trifft, dieses durchströmt, wobei die Rußpartikel zurückgehalten und verbrannt werden, dabei in den zwischen Metallgewebe und wellenförmigen bzw. stegförmigen Metallgewebeträger vorhandenen Raum eindringt und über dessen Außenseite in den zum Stützmantel vorhandenen Freiraum strömt und dann zwischen Auslaßabdeckung und Stützmantel aus dem Rußfilter gereinigt austritt.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung wird nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Dabei zeigt

Fig. 1 die Vorderseite des Rußfilters,

Fig. 2 die seitliche Ansicht des wellenförmigen Metallgewebeträgers,

Fig. 3 die seitliche Ansicht des stegförmigen Metallgewebeträgers,

Fig. 4 die Rückseite des Rußfilters.

Der Rußfilter besteht aus einzelnen wellenförmigen Metallgewebeträgern 4 oder stegförmigen Metallgewebeträgern 5, an den oberen Seiten, um welche ein Metallgewebe 3 gespannt ist und das über beidseitig angeordnete und nach außen zeigende Trägerstützen 6 gehalten wird. Diese wellenförmigen Metallgewebeträger 4 bzw. stegförmigen Metallgewebeträger 5 liegen radial an ein oder mehreren Stützringen 1 und an den Trägerstützen 6 an, so daß sich auf Grund der Form der Trägerstützen 6 und der Anordnung am Stützring 1 zwischen den wellenförmigen Metallgewebeträgern 4 bzw. stegförmigen Metallgewebeträgern 5 ein Abstand a bildet.

Die Trägerstützen 6 werden von einem Stützmantel 7 umgeben, wodurch die wellenförmigen Metallgewebeträger 4 bzw. stegförmigen Metallgewebeträger 5 in ihrer Lage fixiert werden. Auf der Vorderseite hat der Rußfilter eine Einlaßabdeckung 2, durch die die seitlich freie Fläche, die zwischen der oberen Seite der wellenförmigen Metallgewebeträger 4 bzw. stegförmigen Metallgewebeträger 5 und dem Stützmantel 7 vorhanden ist, verschlossen wird. Ausgangsseitig ist eine Auslaßabdeckung 8 angeordnet, die bis zur oberen Seite der wellenförmigen Metallgewebeträger 4 bzw. stegförmigen Metallgewebeträger 5 reicht, wodurch der zwischen diesen sich befindlichen Freiraum seitlich verschlossen wird.

Aufstellung der verwendeten Bezugszeichen

1 Stützring
2 Einlaßabdeckung
3 Metallgewebe
4 wellenförmiger Metallgewebeträger
5 stegförmiger Metallgewebeträger
6 Trägerstützen
7 Stützmantel
8 Auslaßabdeckung
a Abstand zwischen den Metallgewebeträgern

Claims

1. Rußfilter aus Metallgewebe für Dieselmotoren von Kraftfahrzeugen, gekennzeichnet dadurch, daß um einen wellenförmigen Metallgewebeträger (4) oder/und um einen stegförmigen Metallgewebeträger (5) ein Metallgewebe (3) mittels an beiden oberen Seiten und nach außen zeigend angeordneten Trägerstützen (6) gespannt ist.

2. Rußfilter aus Metallgewebe gemäß Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die wellenförmigen Metallgewebeträger (4) oder die stegförmigen Metallgewebeträger (5) radial um ein oder mehrere Stützringe (1) angeordnet sind, zwischen diesen ein Abstand (a) besteht und ihre Trägerstützen (6) zueinander anliegen, die von einem Stützmantel (7) umgeben sind.

3. Rußfilter aus Metallgewebe gemäß Punkt 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß eingangsseitig sich zwischen der oberen Seite der wellenförmigen Metallgewebeträger (4) oder der stegförmigen Metallgewebeträger (5) und dem Stützmantel (7) sich eine Einlaßabdeckung (2) befindet und ausgangsseitig eine Auslaßabdeckung (8) angeordnet ist, die bis zur oberen Seite der wellenförmigen Metallgewebeträger (4) oder der stegförmigen Metallgewebeträger (5) reicht.