DE7313618U - Filter fur Abgasruckfuhranlagen von Brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

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5. April 1973 Filter für Abgasrückführanlagen von Brennkraftmaschinen

Die Erfindung betrifft einen Filter für Abgaarückführanlagen von Brennkraftmaschinen, bei dem ein Zyklonfilter, ein Filtereinsatz und ein Ableitraum gleichachsig und in Durchströmrichtung des Abgases hintereinander angeordnet sind.

Ein solcher Filter dient dazu, die beim Betrieb einer Brennkraftmaschine in Form von flüssigen oder festen Abgasbestandteilen anfallenden Schmutzpartikel auszufiltern, die sich sonst in den Leitungen und Drosselstellen der Abgasrückführanlage, beispielsweise im Bereich eines Abgasrückftihrventiles, absetzen.

Bei Filtern für andere Verwendungszwecke, beispielsweise bei Funkenfängern ist es bekannt, den Filter zur Erzeugung einer drallartigen Gasströmung mit einem an der Gassintrittsöffnung angeordneten Leitschatfeleinsatz auszurüsten. Durch eine Umlenkung des Abgasstromes mittels eines Prallbleches werden die schweren Schmutzpartikel in einen Schmutz-Sammelraum ausgeschleudert. Zur weiteren Reinigung des Abgasstromea sind Siebeinsätze mit unterschiedlichen Maschenweiten vorgesehen.

Derartige Filter sind für den vorliegenden Verwendungszweck nicht geeignet, da sie eine für Abgasrückführanlagen unzulängliche Filterung des Abgasstromes bewirken und deren Schmutz-Sammelraum ebenso wie deren spezifische Staubsind) '
kapazität zu gering, um den erforderHohen Standzeiten zu genügen. Darüber hinaus ist deren Raumbedarf sowie Bau- und Wartungs-Aüfwand für einen Einsatz im modernen Bre&nkraftmasohinenbau zu groß. ''"

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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Filter der eingange erwähnten Art isu sohaffen, der einen hohen Aueecheidungegrad sowie eine hohe Standzeit bei geringem Raumbedarf, Bau- und Wartunge-Aufwand aufweist·

Diese Aufgabe löst die Erfindung dadurch, daß der Zyklonfilter in einem äußeren und der Filtereinsatz in einem inneren Ringraum angeordnet sind, wobei der Ableitraum konzentrisch zu den beiden Ringräumen im Inneren des Filters liegt, und daß sich Zyklonfilter, Filtereinsatz und Ableitraum im wesentlichen über die gesamte Baulänge des Filters erstrecken.

Die Reinigung des Abgases erfolgt bei dem erfindungsgemäßen Filter dadurch, daß die schweren Schmutzpartikel im äußeren Ringraum ausgeschleudert und dort abgelagert I werden und daß die leichteren Schmutzpartikel duroh den Filtereinsatz ausgefiltert werden. Dabei bewirkt die An-Ordnung eines Zyklonfilters eine besonders hohe Standzeit und der Filtereinsatz eine große Filterwirkung bzw. einen hohen Aussoheidungsgrad des Filters. Bei dem erflndungegemäßen Filter wird die hohe Standzeit insbesondere auch duroh die Anwendung eines besonders großen Sehmutz-Sammelraumes im äußeren Ringraum erzielt· Der hohe Au*- , soheidungsgrad resultiert aus der großen Filierfläohe und der dadurch gegebenen geringen Strömungsgeschwindigkeit duroh den Filtereinsatz.

Ferner bestioht der erfindungegeoäße Filter duroh seinen geringen Bauaufwand. Außerdem entfällt bei dem erfindungegemäßen Filter jegliohe Wartung während der vorgegebenen Standzeit.

Für die Auegestaltung des erfindungsgemäßen Filters ist es vorteilhaft, daß an einem Endbereioh des Filters eine Eintrittsöffnung In den äußeren Ringraum, Im axialen Ab-

stand von der Eintrittsöffnung ein Leitscbaufeleinsatz, in einem weiteren Abstand in ringförmiger Anordnung Überströmöffnungen vom äußeren in den inneren Ringraum in deren Zwischenwand und in einem verbleibenden Teil des äußeren Ringraumes ein Schmutz-Sammelraum vorgesehen sind. Der Sobmutz-Saamelraum dient auch als Beruhigungsraum für die drallartige Gasströmung. Aus diesem Grund ist es vorteilhaft, daß der Schmutz-Sammelraum möglichst groß ist, da dadurch verhindert wird, daß bereits abgelagerte Schmutzpartikel wieder aufgewirbelt und von dem zurückströmenden Gas mitgerissen werden, so daß sie den Filtereinsatz schon nach kurzer Zeit zusetzen und so die - Standzeit verringern würden.

Damit der Filtereinsatz auf seiner ganzen Oberfläche gleichmäßig mit dem Abgas bestrichen wird, ist es vorteilhaft, daß im Bereich der Überströmöffnungen Leitflächen zur Erzielung einer Strömungs-Umkehrung des Abgases angeordnet sind.

Um im Bereich der Eintritteöffnung Druokverluste zu vermeiden, ist es vorteilhaft, daß die Zwischenwand zwischen äußerem und innerem Ringraum im Bereich der Eintrittsöffnung eine zum Filtereinsatz hin geriohtete Eindrückung aufweist. Durch diese Eindrttokung vrird ein allmählicher (""")· Obergang vom runden Strömungsquersohnitt in der Eintrittsöffnung zum breiten Strömungsquersohnitt im äußeren Ringraum erreicht. Dadurch werden zusätzliche Druokverluate vermieden u**2 eine Gesohwindigkeitserhöhung des in den Leitsohäufeleinsatz eintretenden Abgases e'rreicht, was wiederum den Aussoheidungsgrad der schwereren Abgasbestandteile erhöht.

. Bei den hohen Temperaturen des Abgases sind Wärmedehnungen und damit Verwerfungen der Filterwände und des Filterein-

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satzes die Folge. Es ist daher besonders vorteilhaft, daß zumindest die den Filtereinsatz aufnehmenden Gehäuseteile in wenigstens einem Endbereich des Filters in Längsrichtung verschiebbar gelagert sind.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Filters dargestellt.

Es zeigen:

Figur 1 einen Längsschnitt des erfindungsgemäßen Filters, Figur 2 einen Querschnitt gemäß der Linie II-II in

Figur 1 und
Figur 3 einen Querschnitt gemäß der Linie III-III in

Figur 1.

Aus Figur 1 ist der Aufbau des erfindungsgemäßen Filters ersichtlich. Er weist an einem Endbereich eine Eintrittsöffnung 2 und an dem anderen Ende eine Austrittsöffnung 3 auf. Die Eintrittsöffnung 2 mündet - wie aus Figur 2 ersichtlich - tangential in einen äußeren Ringraum 4 des Filters 1 ein. Die Austrittsöffnung 3 ist gleichachsig mit einem zylindrischen Ableitraum 5 angebracht. Der äußere Ringraum 4 ist außen von einem im wesentlichen zylindrischen Rohrabschnitt 6 begrenzt. Die radial innenliegende Abgrenzung des äußeren Ringraumes 4 ist ein innerer zylin- ) drisoher Rojfhrabschnitt 7, welcher im Bereich seiner Enden 8 und 9 von einem Boden- bzw. Deckelteil 10 bzw. 11 eingefaßt ist. Boden- und Deckelteil sind tiefgezogene Blechabschnitte, die beide mit dergleichen Radius umlaufende Sicken 12 bzw. 12' aufweisen, welche zur Aufnahme und zur Zentrierung des Ableitraumes 5 und eines Filtereinsatzes 13 dienen. Der Filtereinsatz 13 besteht im wesentlichen aus einem Gewebe oder Gewirke üblicher Fasern, wobei die Masobenweite des Filtereinsatzes 13 in Richtung von seinem radial außenliegecden Bereioh zu seinem radial innenliegenden Bereioh in üblicher Weise abnehmen kann.

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Daduroh wird die Filterwirkung des Filtereinsatzes 13 erheblich vergrößert. Der Ableitraum 5 ist von einem mit Löchern 14 versehenen Stützrohr des Filtereinsatzes 13 eingeschlossen. Während das Bodenteil 10 aus einem geschlossenen Blechabschnitt besteht, weist das Deokelteil 11 eine konzentrische öffnung 14'auf, welche durch Aufnahme eines Rohres 15 als Austrittsöffnung 3 dient. Im Bereich der öffnung 14'ist das Deokelteil 11 in Riohtung zum Inneren des Ableitraumes 5 durchgestellt. Das Rohr 15 ist dabei so in die öffnung 14' eingesetzt, daß der durchgestellte Teil 16 des Deckelteiles 11 auf dem Rohr 15 einen gleitenden Sitz hat. Dadurch werden thermisch bedingte Ausgleichsbewegungen, welche aus Längenveränderungen des Filtereinsatzes 13 resultieren, auf einfache Weise ausgeglichen. Auf dem Rohr 15 ist außerdem der äußere Rohrabschnitt 6 im Bereich seiner Stirnwand 17 in axialem Abstand von dem Deckelteil 11 befestigt. Die Stirnwand 17 weist eine Durchstellung 18 auf, auf deren parallel zum Rohr 15 verlaufendem Abschnitt das Deckelteil 11 mit seiner Sicke 12» gleitet. Zur Verstärkung der Stirnwand 17 des äußeren Robrabschnittes 6 ist ein der Durchstellung 18 angepaßtes relativ starkes Verbindungsblech 19 auf dem Deckel 17 aufgedoppelt und ebenfalls auf dem Rohr 15 befestigt. Am anderen Ende des Filters 1 ist der äußere Rohrabschnitt 6 im Bereich seines Bodens 20 mit einer nach innen zum Ableitraum 5 gerichteten kreisförmigen Vertiefung 21 versehen, die zur Zentrierung und Aufnahme des Bodenteiles 10 dient.

Auf dem inneren Rohrabschnitt 7 ist im axialen Abstand von der Eintrittsöffnung 2 ein Leitscbaufeleinsatz 22 angeordnet. Dadurch wird das durch, die Eintrlttsöffnuag 2 eintretende Abgas in seinem drallartigen Strömungaverlauf intensiviert, so daß die schwereren Abgasbestandteile in^;den hinteren Bereich des äußeren Ringraumes 4 ausgeschleudert werden. Der hintere Bereich des äußeren Ringraumes dient dabei

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ale Sohmutz-8ammelraum und Berubigungnraum. Die leiobteren Abgasbestandteile gelangen durob Überströmöffnungen 231 welobe - wie aus Figur 2 erslobtlloh - in Abständen ringe des Umfange dee inneren Robrabsobnlttes 7 ausgebildet sind, in einen inneren Ringraum 24* Die Überströmöffnungen 23 werden auf einfaobe Weise durob Sineobneiden des inneren Robrabsobnittes' 7 hergestellt. Die dobnittlinie zeigt dabei einen etwa Ü-formigen Verlauf· Sie anfallenden Lappen werden zum Filtereinsatz hin abgeknickt und dienen als Leitflächen 25 zur Riohtungsumkehrung des in den inneren Ringraum 24 einströmenden Abgases. Dadurch vird eine gleichmäßige Beaufaohlagung der Oberfläohe des Filtereinsatzes 13 über seine gesamte Baulänge erzielt. Naoh dem Durchtritt des Abgases duroh den Filtereineatz und duroh die Wandung des Ableitraumes 5 sind seine Sohmutzpartikel auegefiltert, so daß das gereinigte Abgas duroh die Austrittsöffnung 3 seinem eigentlichen Verwendungszweck zugeführt werden kann.

Aus Figur 2 1st der Filter im Bereich der Eintrittsöffnung 2 im Querschnitt dargestellt. Hieraus ist ersiohtlioh, daß die Abgaseinströmung tangential in den äußeren Ringraum 4 erfolgt und daß der innere Rohrabschnitt 7 im Bereich der Eintrittsöffnung 2 eine zum Filtereinsatz 13 hin gerichtete Eindrückung 7' aufweist. Dadurch wird in diesem Bereioh die Strömung des duroh die Eintritteöffnung 2 eintretenden Abgases begünstigt. Dia Eintrittsöffnung 2 ist in einem mit einem Seohskant 27 und einem Ansohlußgewinde 28 versehenen Ansohlußstutzen 29 angeordnet, weloher in den Aufnahmestutzen 30 des äußeren Rohrabsohnittes 6 eingesetzt ist. Das Ansohlußgewinde 28 dient zur Verschraubung eines nioht gezeigten Zuführungsrobree.

Aus Figur 3 ist die Anordnung der einzelnen Leitflächen 25 ersiohtlioh. Die Leitflächen 25 liegen an dem Filtereinsatz 13 an. Das von den Leitflächen 25 in den inneren Ringraum

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	24 umgelenkte Abgas strömt zunäohst in Richtung zum Bodenteil 10, ein Teil des Abgases gelangt nach einer weiteren Strumungsumlenkung zwisoben den im Abstand voneinander angeordneten Leitflächen hinduroh in Rich tung zu dem Deckelteil 11. Damit wird eine gleichmäßige Beaufschlagung der gesamten Oberfläche des Filterein satzes 13 erzielt.	731361819.7.73 * .· ■ I
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Claims (1)

1. 5. April 1973 /

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   für Ab ga br Uo k führ anlagen yon Brennkraftmaschinen, bei dem ein Zyklonfilter, ein Filtereinsatz und ein Ableitraum gleiohaohsig und in DurobströraElohtung des Abgases hintereinander angeordnet sind, daduroh gekennzeichnet, daß der Zyklonfilter in einem äußeren Ringraum (4) und der Filtereinsatz (13) in einem inneren Ringraum (24) angeordnet sind, wobei der Ableitraum (5) konzentrisch zu den beiden Ringräumen (4, 24) im Inneren des Filters (1) liegt, und daß sich Zyklonfilter, Filtereinsatz und Ableitraum im wesent- ( ^] Hohen über die gesamte Baulänge des Filters erstrecken.

   2· Filter naoh Anspruch 1, daduroh gekennzeichnet, daß an einem Endbereioh des Filters (1) eine Filter eintritteöffnung (2) in den äußeren Ringraum (4)« im axialen Abstand von der Eintrittsöffnung ein leitsohaufeleinsatz (22), in einem weiteren Abstand in ringförmiger Anordnung Überströmöffnungen (23) vom äußeren (4) in den inneren Ringraum (24) in deren Zwischenwand (7) und in einem verbleibenden Teil des äußeren Ringraumes (4) ein Sobmutz-Sammelraum vorgesehen sind.

   3. Filter nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch, gekennzeichnet, daß im Bereich der Überströmöffnungen (23) Leitflächen (25) zur Erzielung einer Strömungsumkehrung des Abgasen angeordnet sind.

   4· Filter nach den Ansprüchen 1 bis 3, daduroh gekennzeichnet, daß die Zwischenwand (7) zwischen äußerem (4) und innerem Ringraum (24) im Bereich der Eintrittsöffnung (?) eine zum Filtereinsatz (13) hin gerichtete Eindrückung (7') aufweist.

   5. April 1973

   5* Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet» daß zumindest die den Filtereinsatz (13) aufnehmenden Gehäuseteile (11) in wenigstens einem Endbereich des Filters (1) in Längsrichtung verschiebbar gelagert sind.