EP1113154A2

EP1113154A2 - Soot filter for diesel vehicles

Info

Publication number: EP1113154A2
Application number: EP00128343A
Authority: EP
Inventors: Buckel Thomas; Volkholz Elke; Stoepler Walter Dr.; Lerdung Gérard
Original assignee: Faurecia Abgastechnik GmbH
Current assignee: Faurecia Automobiltechnik GmbH
Priority date: 1999-12-30
Filing date: 2000-12-22
Publication date: 2001-07-04
Also published as: EP1113154A3

Abstract

The particle filter for a diesel engine has a housing containing a ceramic filter (1). A heater (9) is mounted on the housing and extends into a recess (12) in the front edge (7) of the filter which is first contacted by the gas stream, but is not in contact with it. An Independent claim is included for a similar filter in which the heater is contained in a collector for particles which is in contact with the filter.

Description

Die Erfindung betrifft einen Rußfilter für Dieselfahrzeuge. Solche Rußfilter dienen dazu, Rußpartikel aus dem Abgasstrom eines Dieselmotors herauszufiltern. Sie umfassen einen meist aus keramischen Material bestehenden Filterkörper. Wenn die Aufnahmekapazität des Filterkörpers erschöpft ist, ist eine Reinigung bzw. Regenerierung erforderlich. Eine Methode zur Regenerierung besteht darin, dem Abgasstrom ein Additiv beizufügen, das die Entzündungstemperatur der Rußpartikel in den Bereich der normal vorherrschenden Abgastemperatur absenkt. Bei einer anderen Methode werden Heizelemente eingesetzt, mit denen lokal begrenzte Bereiche des Filterkörpers stark erhitzt werden, wodurch sich die Rußpartikel entzünden. Die einmal in Gang gesetzte Verbrennung breitet sich über den gesamten Filterkörper aus, so dass der gesamte Ruß verbrannt wird. Problematisch ist dabei die Zündphase. Hier sind meist leistungsstarke Heizelemente erforderlich, um eine genügend hohe Wärmezufuhr zu gewährleisten. Solche Heizelemente sind großvolumig und erhöhen, sofern sie im Abgasstrom angeordnet sind, den Strömungswiderstand. Ein weiteres Problem besteht darin, dass insbesondere bei in Form von Glühkerzen ausgebildeten Heizelementen deren Positionierung im vorderen Stirnseitenbereich des Filterkörpers aufgrund unterschiedlicher Wärmeausdehnungen und auch aufgrund von Fertigungstoleranzen schwierig ist. Wird nämlich ein Heizelement, insbesondere eine Glühkerze, zu nahe am Filterkörper positioniert, besteht die Gefahr, dass der Filterkörper beschädigt oder gar zerstört wird.The invention relates to a soot filter for diesel vehicles. Such soot filters are used to remove soot particles from the exhaust gas stream of a diesel engine. They usually include one filter body made of ceramic material. If the Absorption capacity of the filter body is exhausted Cleaning or regeneration required. A method for Regeneration consists of adding an additive to the exhaust gas flow, that the ignition temperature of the soot particles in the Lowered the range of the normal prevailing exhaust gas temperature. Another method uses heating elements with which locally heated areas of the filter body are strongly heated become, which ignites the soot particles. The Once started, combustion spreads over the whole Filter body off so that all of the soot is burned becomes. The ignition phase is problematic. Here are mostly Powerful heating elements required to provide sufficient to ensure high heat input. Such heating elements are large volume and increase if arranged in the exhaust gas flow are the flow resistance. Another problem exists in that in particular in the form of glow plugs Heating elements whose positioning in the front area of the filter body due to different Thermal expansion and also due to manufacturing tolerances is difficult. If namely a heating element, in particular a Glow plug positioned too close to the filter body the risk that the filter body is damaged or even destroyed becomes.

Davon ausgehend ist es die Aufgabe der Erfindung, einen Rußfilter vorzuschlagen, bei dem das Zünden der Rußpartikel erleichtert ist und bei dem das Heizelement in engem Wärmekontakt zum Filterkörper positionierbar ist, ohne dass dabei die Gefahr der Beschädigung des Filterkörpers besteht.Based on this, the object of the invention is a soot filter to propose, in which the ignition of the soot particles easier and in which the heating element is in close thermal contact can be positioned to the filter body without the There is a risk of damage to the filter body.

Diese Aufgabe wird bei einem Rußfilter nach Anspruch 1 dadurch gelöst, dass im Filterkörper wenigstens eine sich in dessen vom Abgasstrom beaufschlagte vordere Stirnseite öffnende Ausnehmung vorhanden ist, in die sich das Heizelement mit Axial- und Radialabstand hineinerstreckt. Damit ist zunächst erreicht, dass die Kontaktfläche bzw. die von Strahlungswärme beaufschlagbare Fläche des Filterkörpers vergrößert ist. Die vom Heizelement abgegebene Wärme wirkt fokussiert auf die nahe am Heizelement angeordnete Innenfläche der Ausnehmung ein, wodurch die Entzündungstemperatur der Rußpartikel schnell und zuverlässig erreicht wird. Vorteilhaft ist weiterhin, dass sich in der Ausnehmung bzw. in dem zwischen der Wandung der Ausnehmung und dem Heizelement vorhandenen Spaltraum Rußpartikel aus dem Abgasstrom abscheiden und ansammeln. Für die Zündphase steht somit eine relativ große Rußpartikelmenge zur Verfügung, die zum einen leicht zu entzünden ist, da sie in engem Kontakt mit dem Heizelement steht und die zum anderen aufgrund ihrer relativ großen Masse eine große Wärmemenge bei ihrer Verbrennung freigibt. Weiterhin werden durch die Freilassung eines Radial- und Axialspalts zwischen Heizelement und Filterkörper fertigungs- und montagebedingte Toleranzen ausgeglichen und ausdehnungbedingte Relativbewegungen zwischen Filterkörper und Gehäuse bzw. Heizelement ermöglicht.This object is achieved in a soot filter according to claim 1 solved that at least one in the filter body its front end, which is acted upon by the exhaust gas stream, opens There is recess in which the heating element with axial and radial spacing. That is first achieved that the contact surface or that of radiant heat actable area of the filter body enlarged is. The heat emitted by the heating element works in a focused manner on the inner surface of the A recess, which causes the ignition temperature of the soot particles is reached quickly and reliably. It is advantageous Furthermore, that in the recess or in the between the wall of the recess and the heating element Separate and collect soot particles from the exhaust gas flow. The ignition phase is therefore relatively large Amount of soot particles available, which is easy to ignite is because it is in close contact with the heating element and the other because of their relatively large mass releases large amounts of heat during their combustion. Farther are released by the release of a radial and axial gap between heating element and filter body due to production and assembly Tolerances balanced and relative movements due to expansion between filter body and housing or heating element enables.

Eine alternative Lösung der o.g. Aufgabe sieht bei einem Rußfilter nach Anspruch 2 vor, dass ein dem Filterkörper zugewandter Abschnitt des Heizelements von einem von dem ungereinigten Abgasstrom durchströmbaren und der Ansammlung von Rußpartikeln dienenden Abscheideelement aus gut wärmeleitfähigem Material umfasst ist, das mit einer Kontaktfläche am Filterkörper anliegt. Beiden Lösungen ist somit gemeinsam, dass im Bereich des Heizelements mit Hilfe eines in Form einer Ausnehmung bzw. in Form eines separaten Teils ausgebildeten Abscheideelements eine die Initialzündung erleichternde Ansammlung von Rußpartikeln erfolgt. Da das Abscheideelement der Alternativlösung aus einem gut wärmeleitfähigen Material besteht, wird die vom Heizelement abgegebene und die durch die Verbrennung der Rußansammlung im Abscheideelement zusätzlich erzeugte Wärmeenergie schnell und verlustarm zum Filterkörper weitergeleitet. Bei einer bevorzugten Ausgestaltung besteht das Abscheideelement aus einem elastisch verformbaren Material. Mit einem solchen Abscheideelement lassen sich sowohl Fertigungstoleranzen als auch Relativbewegungen zwischen Heizelement und Filterkörper kompensieren. Vorzugsweise besteht das Abscheideelement aus einem Drahtgestrick. Ein solches Material ist gegenüber dem im Abgasstrom vorherrschenden Bedingungen sehr widerstandsfähig. Außerdem ist ein solches Abscheideelement kostengünstig herstell- und montierbar. Wenn hier von Drahtgestrick die Rede ist, so sind darunter auch Gewirke, Drahtfilze und dergleichen zu verstehen.An alternative solution to the above Task looks at a soot filter according to claim 2 before that one facing the filter body Section of the heating element from one of the unpurified Exhaust gas flow through and the accumulation of soot particles serving separating element made of good thermal conductivity Material is included with a contact surface on the filter body is present. Both solutions have in common that in Area of the heating element with the help of a recess or in the form of a separate part formed separator a collection that eases the initial spark of soot particles. Since the separating element Alternative solution consists of a highly thermally conductive material, is the emitted by the heating element and by the Combustion of the soot accumulation in the separator element generated thermal energy quickly and with little loss to the filter body forwarded. In a preferred embodiment the separating element made of an elastically deformable material. With such a separating element, both Manufacturing tolerances as well as relative movements between Compensate the heating element and filter body. Preferably there is the separating element from a wire mesh. Such one Material is compared to that prevailing in the exhaust gas flow Very tough conditions. It is also one Separating element can be manufactured and assembled cost-effectively. If here we are talking about wire mesh, so are also among them To understand knitted fabrics, wire felts and the like.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante ist das Abscheideelement derart federbelastet, dass es gegen eine Fläche, vorzugsweise gegen die vordere Stirnfläche des Filterkörpers gedrückt wird. Dadurch wird der direkte Flächenkontakt zwischen Abscheideelement und Filterkörper auch dann nicht unterbrochen, wenn sich das Heizelement, bedingt etwa durch unterschiedliche Materialausdehnungen, vom Filterkörper entfernt.In a further preferred embodiment variant, this is Separating element so spring-loaded that it against a Surface, preferably against the front end face of the filter body is pressed. This will make direct surface contact between separating element and filter body even then not interrupted when the heating element is conditionally about due to different material expansions, from the filter body away.

Bei einer besonders bevorzugten Ausgestaltung ist das Abscheideelement zusammen mit dem von ihm umfassten Abschnitt des Heizelements in einer Ausnehmung angeordnet ist, die im Filterkörper vorhanden ist und die sich in die vordere Stirnseite des Filterkörpers öffnet. Dadurch ist zum einen die Abscheidewirkung erhöht. Zum anderen ist die Kontaktfläche zwischen Filterkörper und Abscheideelement vergrößert. Die vom Heizelement erzeugte Wärme und die durch die Verbrennung der Rußansammlung zusätzlich entstehende Wärme kann dadurch noch besser auf einen lokal eng begrenzten Bereich des Filterkörpers gebündelt werden. Mit anderen Worten wird eine hohe Wärmedichte erzeugt.In a particularly preferred embodiment, the separating element is along with the section it encompasses of the heating element is arranged in a recess which in Filter body is present and which is in the front end of the filter body opens. This is the separation effect elevated. The other is the contact area between Filter body and separating element enlarged. The ones from Heating element generated heat and the combustion of the Soot accumulation can also result in heat better on a locally restricted area of the filter body be bundled. In other words, high heat density generated.

Die Erfindung ist besonders vorteilhaft bei Heizelementen anwendbar, die in Form einer ein stabförmiges Glühteil aufweisenden Glühkerze ausgebildet sind. Solche Heizelemente sind an dem Gehäuse fixiert und führen bei Erwärmung und Abkühlung aufgrund unterschiedlicher Wärmeausdehnungen von Filterkörper und Gehäuse eine Relativbewegung zum Filterkörper aus. Durch das zwischen dem Glühteil und der Wand der Ausnehmung angeordnete, vorzugsweise aus Drahtgestrick bestehende Abscheideelement ist eine Berührung und damit eine Beschädigung des Filterkörpers wirksam verhindert. Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Freieende des Glühteils als Spitze ausgebildet ist. Dann kann nämlich die wenigstens eine Ausnehmung im Filterkörper mit einem Drahtgestrick vorkonfektioniert werden. Aufgrund der im Glühteil vorgesehenen Spitze lässt sich dieses bei der Montage einfach in das Drahtgestrick hineinschieben. Das Drahtgestrick wird dabei radial auseinander gedrängt und gegen die Innenfläche der Ausnehmung gepresst, was den Wärmekontakt zum Filterkörper erhöht.The invention is particularly advantageously applicable to heating elements which in the form of a rod-shaped glow part Glow plug are formed. Such heating elements are fixed to the housing and lead to heating and cooling due to different thermal expansion of filter body and housing a relative movement to the filter body. By that arranged between the glow element and the wall of the recess, separating element preferably made of wire mesh is a touch and therefore damage to the Filter body effectively prevented. It is particularly advantageous it when the free end of the glow member is formed as a tip is. Then at least one recess in the filter body can namely pre-assembled with a wire mesh. This can be done due to the tip provided in the glow plug just slide it into the wire mesh during assembly. The wire mesh is pushed apart radially and pressed against the inner surface of the recess, which the Thermal contact to the filter body increased.

Besonders vorteilhaft ist die Erfindung im Zusammenhang mit einem wabenförmigen Filterkörper, der in Axialrichtung von Strömungskanälen durchsetzt ist, welche mit porösen Wänden aneinander grenzen und abwechselnd eingangsseitig oder ausgangsseitig mit einem Dichtelement verschlossen sind. Das Abgas strömt bei einem solchen Filterkörper in die eingangsseitig offenen Kanäle ein und strömt über poröse Kanalwände in angrenzende ausgangsseitig offene Kanäle ein. Bei solchen Filterkörpern werden die Rußpartikel praktisch über die gesamte Länge des Filterkörpers verteilt, während z.B. bei schwammartig aufgebauten Filterkörpern eine Konzentration im Eingangsbereich erfolgt, was eine lokale Entzündung des Rußes vereinfacht. Aufgrund der homogenen Verteilung in den von Kanälen durchzogenen Filterkörpern ist die Entzündung der Rußpartikel dagegen meist schwieriger. Die Erfindung kann hier aber Abhilfe schaffen. Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, dass die die Kanäle eingangsseitig verschließenden Dichtelemente eine größere Länge aufweisen als die Axialerstreckung der das Heizelement aufnehmenden Ausnehmung. Aufgrund dieser Ausgestaltung bleibt die vorgegebene mosaikartige Anordnung von verschlossenen und unverschlossenen Kanalöffnungen erhalten. Ein Kurzschluss und damit ein einfaches Durchströmen von Kanälen bei starker Verminderung ihrer Reinigungswirkung ist damit verhindert.The invention is particularly advantageous in connection with a honeycomb filter body which in the axial direction of Flow channels are interspersed, which with porous walls adjoin each other and alternately on the input side or on the output side are closed with a sealing element. The exhaust gas flows with such a filter body in the input side open channels and flows in through porous channel walls adjacent channels open on the output side. In such Filter bodies are the soot particles practically all over Length of the filter body distributed, e.g. at sponge-like filter bodies a concentration in Entrance area occurs, causing local soot inflammation simplified. Because of the homogeneous distribution in the of channels the filter body is the inflammation of the soot particles but mostly more difficult. The invention can be found here but to remedy the situation. According to the invention, it is now provided that the sealing elements closing the channels on the inlet side have a greater length than the axial extent the recess receiving the heating element. Based on these Design remains the predetermined mosaic-like arrangement obtained from closed and unlocked channel openings. A short circuit and therefore a simple flow through Channels with a strong reduction in their cleaning effect thus prevented.

Die Erfindung wird nun anhand von den beigefügten Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1: ein erstes Ausführungsbeispiel eines Rußfilters in schematischer Längsdarstellung,
Fig. 2: eine Draufsicht auf die Stirnseite des Filterkörpers nach Fig. 1 in Richtung des Pfeiles II,
Fig. 3: den Ausschnitt eines Filterkörpers in perspektivischer Darstellung,
Fig. 4: ein weiteres Ausführungsbeispiel in einer Fig. 1 entsprechenden Darstellung,
Fig. 5: eine Ansicht in Richtung des Pfeiles V in Fig. 4,
Fig. 6: ein weiteres Ausführungsbeispiel in einer Fig. 1 entsprechenden Darstellung,
Fig. 7: eine Draufsicht in Richtung des Pfeiles VII in Fig. 6,
Fig. 8: ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei dem ein in Form eines Drahtgestrickes ausgebildetes Abscheideelement verwendet wird,
Fig. 9: ein Ausführungsbeispiel, bei dem das als Drahtgestrick ausgebildete Abscheideelement in einer Ausnehmung des Filterkörpers angeordnet ist, und
Fig. 10: ein Filterelement entsprechend Fig. 9, bei dem das Heizelement mit einer Spitze versehen ist.

The invention will now be explained in more detail with reference to the exemplary embodiments illustrated in the accompanying drawings. Show it:

Fig. 1: a first embodiment of a soot filter in a schematic longitudinal representation,
Fig. 2: 2 shows a plan view of the end face of the filter body according to FIG. 1 in the direction of arrow II,
Fig. 3: the section of a filter body in perspective,
Fig. 4: another embodiment in a representation corresponding to FIG. 1,
Fig. 5: 4 shows a view in the direction of arrow V in FIG. 4,
Fig. 6: another embodiment in a representation corresponding to FIG. 1,
Fig. 7: a plan view in the direction of arrow VII in Fig. 6,
Fig. 8: another exemplary embodiment in which a separating element in the form of a wire mesh is used,
Fig. 9: an embodiment in which the wire mesh formed separating element is arranged in a recess of the filter body, and
Fig. 10: 9, in which the heating element is provided with a tip.

Fig. 1 und 2 zeigen einen Filterkörper 1, der in einem einen Einström- und einen Ausströmtrichter (nicht dargestellt) umfassenden Gehäuse 11 gelagert ist. Der im wesentlichen zylinderförmige aus Keramik oder auch aus Sintermetall oder einem Material auf Metallfaserbasis bestehende Filterkörper ist in Axialrichtung 22 von engen Kanälen 2,3 durchsetzt, die eingangsseitig oder ausgangsseitig mit einem Dichtelement 4,5 verschlossen sind. Die Kanäle 2 mit eingangsseitigem Dichtelement 4 und die Kanäle 3 mit ausgangsseitigem Dichtelement 5 wechseln sich gegenseitig ab, so dass bei stirnseitiger Betrachtung, wie Fig. 2 und 3 zu entnehmen ist, ein schachbrettartiges Muster entsteht. Das in Strömungsrichtung 6 die vordere Stirnseite 7 des Filterkörpers 1 beaufschlagende Abgas gelangt zunächst in die ausgangsseitig verschlossenen Kanäle 3. Die die Kanäle 2,3 umgrenzenden Wände 8 sind porös, so dass das Abgas aus den ausgangsseitig verschlossenen Kanälen 3 über die Wände 8 in die eingangsseitig verschlossenen, ausgangsseitig jedoch geöffneten Kanäle 2 gelangt. Beim Durchtritt des Abgases durch die porösen Wände 8 werden im Abgas enthaltene Rußpartikel zurückgehalten.1 and 2 show a filter body 1, which in one Including inflow and an outflow funnel (not shown) Housing 11 is mounted. The essentially cylindrical one made of ceramic or also of sintered metal or one Material made of metal fiber existing filter body is in Axial direction 22 penetrated by narrow channels 2,3, the input side or on the output side with a sealing element 4.5 are closed. Channels 2 with sealing element on the input side 4 and the channels 3 with the sealing element on the outlet side 5 alternate with each other, so that when viewed from the front, 2 and 3 can be seen, a checkerboard Pattern emerges. That in the direction of flow 6 front end 7 of the filter body 1 exhaust gas first reaches the channels closed on the output side 3. The walls 8 bordering the channels 2, 3 are porous, so that the exhaust gas from the channels closed on the outlet side 3 over the walls 8 into the closed on the entrance side, on the output side, however, open channels 2. At the Passage of the exhaust gas through the porous walls 8 are in Soot particles contained in the exhaust gas are retained.

Zur Regenerierung des mit Rußpartikeln beladenen Filterkörpers ist eine Glühkerze 9 vorgesehen, die in den Abbildungen stark vereinfacht dargestellt ist. Die Glühkerze umfasst ein stab- bzw. zylinderförmiges Glühteil 10, dass von einer Hülse gebildet ist, in der ein Widerstandsheizelement angeordnet ist. Das Glühteil ragt in ein Ausnehmung 12 hinein, die sich von der vorderen Stirnseite 7 aus in Axialrichtung 22 erstreckt. Der Durchmesser 13, der als Bohrung ausgebildeten Ausnehmung 12 ist so bemessen, dass zwischen dem Glühteil 10 und der Bohrungsseitenwand ein Radialspalt 14 vorhanden ist. Das Glühteil 10 erstreckt sich nur soweit in die Ausnehmung 12 hinein, das zwischen ihm und dem Boden der Ausnehmung 12 ein Axialspalt 15 freibleibt. Da Glühkerzen im allgemeinen an dem Gehäuse 11 des Rußfilters fixiert sind, überträgt sich eine relative Wärmeausdehnung des Gehäuses auf die Glühkerze bzw. deren Glühteil 10. Aufgrund der vorhandenen Spalte 14,15 ist eine solche Relativbewegung jedoch problemlos möglich. Dadurch, dass das Glühteil allseitig von der Ausnehmung 12 umfasst ist, ist die Wärmekontaktfläche zwischen Glühteil 10 und Filterkörper 1 vergrößert, wodurch der Heiz-Wirkungsgrad der Glühkerze 9 optimiert ist. Die Ausnehmung 12 bildet weiterhin ein Abscheideelement, das der Ansammlung von Rußpartikeln im Bereich des Glühteils 10 dient. Dadurch, dass die Ausnehmung 12 in die Stirnseite 7 mündet, kann in den Radialspalt 14 ungereinigtes Abgas eintreten und sich dort ansammeln. Im Falle der Regenerierung steht somit ein leicht entzündbarer Rußpartikelvorrat zur Verfügung.For regeneration of the filter body loaded with soot particles a glow plug 9 is provided, which in the figures is shown in a highly simplified manner. The glow plug includes one rod-shaped or cylindrical glow part 10, that of a sleeve is formed, in which a resistance heating element is arranged is. The glow part protrudes into a recess 12, which is extends from the front end face 7 in the axial direction 22. The diameter 13, which is designed as a bore The recess 12 is dimensioned such that between the glow part 10 and a radial gap 14 is present in the bore side wall. The glow member 10 extends only so far into the recess 12 into it, between it and the bottom of the recess 12 an axial gap 15 remains free. Because glow plugs in general the housing 11 of the soot filter are fixed, transfers a relative thermal expansion of the housing on the glow plug or their glow part 10. Due to the existing column 14.15 such a relative movement is possible without any problems. Characterized in that the glow member on all sides of the recess 12th is included, the thermal contact surface between the glow member 10 and filter body 1 increases, thereby increasing the heating efficiency the glow plug 9 is optimized. The recess 12 continues to form a separating element that prevents the accumulation of soot particles serves in the area of the glow part 10. Because the Recess 12 opens into the end face 7, can in the radial gap 14 Uncleaned exhaust gas enter and collect there. In the case of regeneration, there is an easily flammable one Soot particle stock available.

Die einströmseitigen Dichtelemente 4 weisen eine Länge 16 auf, die größer ist als die Tiefe 17 der Ausnehmung 12. Durch diese Ausgestaltung ist gewährleistet, dass zwischen eingangsseitig verschlossenen Kanälen 2 und ausgangsseitig verschlossenen Kanälen 3 im Bereich der Ausnehmung 12 kein Kurzschluss entsteht. Dies würde bedeuten, dass die betroffenen Kanäle zur Reinigungswirkung praktisch nicht mehr beitragen, da das Abgas den Weg des kleinsten Widerstandes nehmen und einen zum ausgangsseitig verschlossenen Kanal 4 benachbarten, nun beidseitig geöffneten Kanal ohne nennenswerte Ablagerung von Rußpartikeln durchströmen würde.The inflow-side sealing elements 4 have a length 16 on, which is greater than the depth 17 of the recess 12. By this configuration ensures that between the input side closed channels 2 and closed on the output side Channels 3 in the area of the recess 12 no short circuit arises. This would mean that the affected Channels no longer contribute to the cleaning effect, since the exhaust gas take the path of least resistance and one adjacent to the channel 4 closed on the output side, now open channel on both sides without any significant deposit would flow through soot particles.

In Fig.4 ist ein Rußfilter dargestellt, bei dem in der Umfangsfläche 18 des Filterkörpers la vier in Umfangsrichtung beabstandete Nuten 19 eingelassen sind, die sich in Axialrichtung 22 erstrecken und die in der Stirnseite 7 des Filterkörpers 1a ausmünden. Das Glühteil 10 einer Glühkerze kann dabei in unterschiedlichen Richtungen angeordnet werden, also in Radialrichtung 20, in Schrägrichtung 21 oder in Axialrichtung 22. Die Nuten 19 und auch die bohrungsmäßig ausgestalteten Ausnehmungen 12 können beispielsweise durch Bohren oder Fräsen bei ausgehärtetem Filterkörper 1,1a eingebracht sein. Dabei ist denkbar, dass das Glühteil 10 selbst Schneidkanten aufweist, so dass die Glühkerze 9 selbst als Bohrwerkzeug dienen kann. Die Bohrungen oder Nuten können auch in den Filterkörper 1,1a eingeformt sein. Auch bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig.4 weisen die eingangsseitigen Dichtelemente 4 eine Länge 16 auf, die größer ist als die in Axialrichtung 22 gemessene Tiefe 17 der Nut 19.In Figure 4, a soot filter is shown, in which in the peripheral surface 18 of the filter body la four in the circumferential direction spaced grooves 19 are recessed, which are in the axial direction 22 and extend in the end face 7 of the filter body 1a discharge. The glow part 10 of a glow plug can be arranged in different directions, that is in the radial direction 20, in the oblique direction 21 or in the axial direction 22. The grooves 19 and also the holes Recesses 12 can be made, for example, by drilling or Milling be introduced with hardened filter body 1.1a. It is conceivable that the glow part 10 itself cutting edges has, so that the glow plug 9 itself as a drilling tool can serve. The holes or grooves can also be in the filter body 1.1a be molded. Even in the embodiment 4, the input-side sealing elements 4 a length 16 which is greater than that in the axial direction 22nd measured depth 17 of the groove 19.

Bei dem in Fig.6,7 dargestellten Ausführungsbeispiel weist der sich in Strömungsrichtung 6 an die Stirnseite 7 anschließende Längsabschnitt 24 einen geringeren Durchmesser auf. Dadurch entsteht zwischen dem Gehäuse 11 und dem darin unter Zwischenlage einer Lagerungsmatte 26 angeordneten Filterkörper 1b eine ringförmige Ausnehmung 27 in den sich das Glühteil 10 einer Glühkerze 9 in Axialrichtung 22 hineinstreckt, wobei zwischen der Umfangsfläche des Längsabschnittes 24 und dem Gehäuse 11 ein Radialspalt 28 vorhanden ist. Dieser Radialspalt dient einerseits zur Kompensation von Fertigungstoleranzen und ermöglicht andererseits eine Relativbewegung zwischen Filterkörper 1b und Glühteil 10 in Radialrichtung und, da ein Axialspalt 15 zwischen Glühteil 10 und Filterkörper 1b vorhanden ist, auch in Axialrichtung 22. In the embodiment shown in Fig. 6,7 points which adjoins the end face 7 in the flow direction 6 Longitudinal section 24 has a smaller diameter. Thereby arises between the housing 11 and the inside Liner of a storage mat 26 arranged filter body 1b an annular recess 27 in which the glow part 10 of a glow plug 9 extends in the axial direction 22, being between the peripheral surface of the longitudinal portion 24 and the housing 11 has a radial gap 28. This radial gap serves on the one hand to compensate for manufacturing tolerances and on the other hand enables a relative movement between Filter body 1b and glow element 10 in the radial direction and, since an axial gap 15 between the glow member 10 and the filter body 1b is present, also in the axial direction 22.

In Fig.8 ist ein Rußfilter ausschnittsweise und vereinfacht dargestellt, bei dem das Abscheideelement 29 ein Drahtgestrick, ein Drahtgewirke oder ein vergleichbares Gebilde ist, dass das Glühteil 10 kappenförmig umfasst und eng an dessen Umfangsfläche 30 anliegt. Das Abscheideelement 29 ist im Montagezustand gemäß Fig.8 etwa topfförmig und liegt mit einer Kontaktfläche 32 vorzugsweise an der gegen die Strömungsrichtung 6 weisenden Stirnfläche 7 des Filterkörpers 1c an. Zwischen der der Kontaktfläche 32 abgewandten Stirnseite 33 des Abscheideelements 29 und einer Radialschulter 34 der Glühkerze 9 ist eine das Glühteil 10 umfassende Schraubenfeder 35 angeordnet. Durch diese Ausgestaltung ist gewährleistet, dass bei einem erwärmungsbedingten Abrücken des Glühteils 10 von der Stirnseite 7 das Abscheiderelement 29 weiterhin die Stirnseite 7 berührt, so dass bei der Regenerierung die Wärmeleitung zwischen Glühteil 10 und Filterkörper 1 gewährleistet ist.A soot filter is cut out and simplified in FIG shown, in which the separating element 29 is a wire mesh, a wire mesh or a comparable structure is that the glow member 10 is cap-shaped and tight whose peripheral surface 30 rests. The separating element 29 is in the assembled state according to Fig. 8 approximately pot-shaped and lies with a contact surface 32 preferably on the counter to the flow direction 6 facing end face 7 of the filter body 1c on. Between the end face facing away from the contact surface 32 33 of the separating element 29 and a radial shoulder 34 the glow plug 9 is a helical spring comprising the glow part 10 35 arranged. This configuration ensures that in the event of a warming-up of the Glow part 10 from the end face 7, the separator element 29 continues to touch the end face 7, so that during regeneration the heat conduction between the glow element 10 and the filter body 1 is guaranteed.

Wie in den zwischen Glühteil 10 und Filterkörper 1 vorhandenen Spalträumen der in Fig. 1-7 gezeigten Rußfilter auch, sammeln sich in dem Abscheideelement 29 Rußpartikel an. Dessen Umfangsfläche 36 sowie dessen Stirnseite 33 bilden dabei eine vom ungereinigten Abgas beaufschlagte Einströmfläche. Im Abscheideelement 29 sammeln sich sehr schnell Rußpartikel an, was die weiter oben bereits erwähnte Initialzündung erleichtert. Aufgrund des geringeren Energiebedarfs für die Initialzündung ist es möglich, schwächere Glühkerzen mit entsprechend geringeren Volumen zu verwenden. Ein geringeres Glühkerzenvolumen bedeutend geringeren Strömungswiderstand und damit letztlich geringeren Kraftstoffverbrauch. Aufgrund der elastischen Eigenschaften des Abscheideelements 29 werden die Axialposition der Glühkerze 9 und des Filterkörpers 1c beeinflussende Fertigungs- und Montagetoleranzen ausgeglichen. As in the existing between glow element 10 and filter body 1 Gaps of the soot filter shown in Fig. 1-7 also 29 soot particles accumulate in the separating element. Whose Form circumferential surface 36 and its end face 33 an inflow surface acted upon by the unpurified exhaust gas. in the Separating element 29 quickly accumulates soot particles, which facilitates the initial spark mentioned above. Because of the lower energy requirement for the initial ignition it is possible to use weaker glow plugs accordingly use smaller volume. A lower glow plug volume significantly lower flow resistance and ultimately lower fuel consumption. Due to the elastic properties of the separating element 29 are the Axial position of the glow plug 9 and the filter body 1c influencing Manufacturing and assembly tolerances balanced.

Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 9 stellt quasi eine Kombination zwischen dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 und jenem nach Fig. 8 dar. Ein beispielsweise aus gut wärmeleitfähigem Drahtgestrick bestehendes Abscheideelement 29a ist hier in einer Ausnehmung 12a angeordnet. Das Abscheideelement 29a umfasst den in die Ausnehmung 12a hineinragenden Bereich des Glühteils 10. Durch diese Ausgestaltung wird die Kontaktfläche zwischen Abscheideelement 29a und Filterkörper 1d vergrößert. Am Wärmeaustausch nimmt sowohl die Bodenfläche 37 als auch die Seitenfläche 38 der Ausnehmung 12a teil.The exemplary embodiment according to FIG. 9 virtually represents a combination between the embodiment of FIG. 1 and that according to FIG. 8. A example of good thermal conductivity Wire mesh existing separating element 29a is here in a recess 12a arranged. The separating element 29a comprises the area of the protruding into the recess 12a Glow part 10. This configuration makes the contact surface between separating element 29a and filter body 1d enlarged. At the heat exchange, both the bottom surface 37 and also the side surface 38 of the recess 12a.

Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 10 entspricht im großen und ganzen dem gem. Fig.9. Allerdings ist hier das Glühteil 10a an seinem Freiende zu einer Spitze 39 ausgezogen. Durch diese Ausgestaltung ist die Montage erleichtert. Die Ausnehmung 12b im Filterkörper le wird zunächst mit einem geeigneten, das Abscheideelement 29b bildenden Material, etwa mit Drahtgestrick im wesentlichen vollständig ausgefüllt. Die Glühkerze 9 wird dann mit ihrem spitzenförmigen Glühteil 10a in das Abscheideelement 29b hineingedrückt, wo dieses hauptsächlich nach außen verdrängt und dabei komprimiert wird.10 corresponds in large and all according to Fig. 9. However, here is the glow part 10a pulled out to a tip 39 at its free end. Through this Design is easier assembly. The recess 12b in the filter body le is first with a suitable that Separation element 29b forming material, such as a wire mesh essentially completely filled out. The glow plug 9 is then with its tip-shaped glow part 10a in the Separation element 29b pressed in, where this mainly displaced to the outside while being compressed.

Abschließend sei angemerkt, dass die Innenquerschnittsfläche zumindest der ausgangsseitig verschlossenen Kanäle (3) und das Glühteil (10) der Glühkerze (9) so bemessen sein können, dass das Glühteil innerhalb des Kanals (3) angeordnet werden kann. Der Kanal (2) bildet dabei die oben erwähnte Ausnehmung im Filterkörper.In conclusion, it should be noted that the inner cross-sectional area at least the channels (3) and the glow part (10) of the glow plug (9) can be dimensioned in such a way that the glow part be arranged inside the channel (3) can. The channel (2) forms the above-mentioned recess in the filter body.

Reference list

11: FilterkörperFilter body
22nd: Kanalchannel
33rd: Kanalchannel
44th: DichtelementSealing element
55: DichtelementSealing element
66: StrömungsrichtungFlow direction
77: StirnseiteFace
88th: Wandwall
99: GlühkerzeGlow plug
1010th: GlühteilGlow plug
1111: Gehäusecasing
1212th: AusnehmungRecess
1313: Durchmesserdiameter
1414: RadialspaltRadial gap
1515: AxialspaltAxial gap
1616: Längelength
1717th: Tiefedepth
1818th: UmfangsflächeCircumferential surface
1919th: NutGroove
2020th: RadialrichtungRadial direction
2121: SchrägrichtungOblique direction
2222: AxialrichtungAxial direction
2424th: LängsabschnittLongitudinal section
2626: LagerungsmatteStorage mat
2727: AusnehmungRecess
2828: RadialspaltRadial gap
2929: AbscheiderelementSeparator element
3030th: UmfangsflächeCircumferential surface
3232: KontaktflächeContact area
3333: StirnseiteFace
3434: RadialschulterRadial shoulder
3535: SchraubenfederCoil spring
3636: UmfangsflächeCircumferential surface
3737: BodenflächeFloor area
3838: SeitenflächeSide surface
3939: Spitzetop

Claims

Soot filter for diesel vehicles with a filter body (1) mounted in a housing (25), in particular made of ceramic, and at least one heating element arranged on the inlet side of the filter body (1) and fixed to the housing,
characterized,
that in the filter body (1) there is at least one recess (12) opening in the front end face (7) of which it is acted upon by the exhaust gas flow and into which the heating element extends with an axial and radial distance.

Soot filter for diesel vehicles with a filter body (1) mounted in a housing (11), in particular made of ceramic, and at least one heating element arranged on the inlet side of the filter body (1) and fixed to the housing,
characterized,
that the heating element is arranged in front of the front end face (7) of the filter body (1) acted upon by the exhaust gas flow and that at least one section of the heating element facing the filter body (1) comprises a separating element (29) through which the uncleaned exhaust gas flow can flow and which serves to collect soot particles which bears with a contact surface (32) on the filter body (1c).

Soot filter according to claim 2,
characterized,
that the separating element (29) consists of an elastically deformable material.

Soot filter according to claim 2 or 3,
characterized,
that the separating element (29) consists of a highly thermally conductive material.

Soot filter according to claim 3 or 4,
characterized,
that the separating element (29) is formed from a wire mesh.

Soot filter according to claim 2,
characterized,
that the separating element (29) is spring-loaded in the direction of the filter body (1).

Soot filter according to one of claims 2 to 6,
characterized,
that the separating element (29a) is arranged together with the portion of the heating element which it encompasses in a recess (12a) which is located in the filter body (1) and which opens in the front end face (7) acted upon by the exhaust gas flow.

Soot filter according to claim 7,
characterized,
that the free end of the glow member (10) is designed as a tip (39).

Soot filter according to one of claims 1 to 8,
characterized,
that the heating element is formed by the rod-shaped or cylindrical glow part (10) of a glow plug (9).

Soot filter according to one of claims 1 to 9,
marked by
a honeycomb filter body (1a) which is penetrated in the axial direction (22) by channels (3, 4) which adjoin one another with porous walls (8) and are alternately closed on the inlet and outlet sides with a sealing element (3, 4).

Soot filter according to claim 9,
characterized,
that the length (16) of the sealing elements (4) on the input side is greater than the depth (17) of the recess (12) measured in the axial direction (22).