EP3129617A1 - Modulare abgasnachbehandlungsvorrichtung für ein abgassystem einer brennkraftmaschine - Google Patents

Modulare abgasnachbehandlungsvorrichtung für ein abgassystem einer brennkraftmaschine

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EP3129617A1
EP3129617A1 EP15708120.9A EP15708120A EP3129617A1 EP 3129617 A1 EP3129617 A1 EP 3129617A1 EP 15708120 A EP15708120 A EP 15708120A EP 3129617 A1 EP3129617 A1 EP 3129617A1
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EP
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exhaust
exhaust gas
aftertreatment device
agn
housing
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Klaus Wehler
Guido Schäffner
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    • F01N3/2839—Arrangements for mounting catalyst support in housing, e.g. with means for compensating thermal expansion or vibration

Definitions

  • the invention relates to an exhaust aftertreatment device for an exhaust system of an internal combustion engine and an exhaust gas routing module for such
  • an exhaust aftertreatment device for an exhaust system of an internal combustion engine comprising a housing having at least two equivalently formed receptacles for the arrangement of AGN modules, and having at least one exhaust gas routing module which is inserted into one of the receptacles.
  • Exhaust gas guide module can be used in any of the images that is provided for the AGN modules, whereby an exhaust system can be flexibly adapted to different requirements.
  • a "exhaust-gas guidance module” is to be understood in particular as meaning a module which is merely intended to guide an exhaust-gas flow.
  • an “AGN module” is to be understood as a module provided for guiding at least part of the exhaust gas flow, which is at least one for one
  • Exhaust after-treatment relevant substrate in particular for the purification of the exhaust gas such as a DPF or SCR module, has, through which the exhaust gas flow
  • a “module” is to be understood as meaning, in particular, a unit having one or more components permanently connected to one another, which is intended to be mounted in an assembly step.
  • “Provided” is to be understood in particular to be specially designed and / or equipped.
  • Exhaust after-treatment device can be achieved. Due to the design as an exhaust gas inlet or exhaust outlet, a structural adaptation of the housing to different
  • exhaust system is to be understood as a system for guiding the exhaust gas flow following the internal combustion engine.
  • the housing has at least two mutually separate exhaust gas spaces, into which the at least two receptacles engage at least.
  • the exhaust gas guide module can be structurally particularly simple, while at the same time a structural adaptation of the AGN modules can be omitted in a special embodiment of the images.
  • "separate exhaust gas spaces" is to be understood as meaning, in particular, a separation into an inlet side and an outlet side, wherein the AGN modules
  • the exhaust gas guide module has an outer opening for connecting the exhaust system. This allows the exhaust system easily to the
  • an opening can be understood, which opens one of the exhaust gas chambers to an environment with dismantled exhaust system.
  • an opening on the other hand, an opening should be understood which, in conjunction with a section of the exhaust gas guide tube intended to guide the exhaust gas flow, the outer opening with one of
  • the exhaust gas guide module has at least one inner opening which is provided for fluidic connection with only one of the exhaust gas spaces.
  • the exhaust gas routing module can easily be used to form the
  • Exhaust inlet or the exhaust outlet can be provided.
  • the term "merely” is to be understood in particular as meaning that the exhaust-gas routing module all are provided with all internal openings, which the exhaust-gas guidance module has, for the fluidic connection to the same exhaust-gas space.
  • the exhaust aftertreatment device comprises at least one fastening means, which is provided to fix the exhaust gas guide module in the receptacle.
  • a fastener which to the recording is adapted, a fixation of the exhaust gas guide module in the recording can be particularly easily implemented.
  • the fastening means for the exhaust gas guide module corresponds to fastening means which are provided for fixing the AGN modules.
  • the exhaust gas routing module is in one
  • Ungrounded condition intended to be turned in the recording As a result, the flexibility in the connection of the exhaust system can be further increased. In particular, it is easily possible, the exhaust system in different mounting positions on the housing
  • the exhaust-gas routing module can be fastened in the receptacle only in one or more angular positions defined, for example, by a positive connection.
  • a fixed angular position can be provided for a connection between the exhaust system and the exhaust gas routing module.
  • Fastening means are in particular different clamps advantageous because they allow a fixation in any mounting position, such as by a clamp or by means of U-shaped clamps.
  • a screw connection as a fastening means which, due to a rotationally symmetrical arrangement, allows at least one fixation in different discrete angular positions.
  • the housing has at least two sides which have recesses for forming the receptacles. This allows the
  • Flexibility can be further increased, as it is possible to attach the exhaust gas guide module on both sides of the housing. If the housing has at least one additional exhaust gas inlet connection and / or at least one on at least one further side
  • the exhaust system can be connected to three different sides of the housing, whereby a particularly high flexibility can be achieved.
  • the housing may also have only a single side with a recess for forming the receptacles. Under a "Abgasauslassstutzen" and a "Abgasauslassstutzen"
  • the exhaust aftertreatment device comprises at least one AGN module which is inserted into one of the receptacles and which connects the at least two exhaust gas spaces in terms of flow technology.
  • an exhaust gas routing module for an exhaust aftertreatment device which has a connecting flange, which is provided for connection to an exhaust system, and an exhaust pipe, which is intended to be fluidly connected to only one exhaust space of the exhaust aftertreatment device comprises.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of an internal combustion engine with a
  • Fig. 2 shows the exhaust aftertreatment device with an inserted
  • Exhaust management module in a side view.
  • Fig. 4 is a rotated with respect to FIG. 1 side view of
  • FIGS 1 to 4 show an exhaust aftertreatment device 1 for an exhaust system 2, 3 of an internal combustion engine 4.
  • the exhaust aftertreatment device 1 is intended to reduce pollutants in an exhaust gas of the internal combustion engine 4, for example by filtering or conversion.
  • the exhaust aftertreatment device 1 is intended to reduce pollutants in an exhaust gas of the internal combustion engine 4, for example by filtering or conversion.
  • Exhaust after-treatment device 1 a plurality of AGN modules 7, which are provided for filtering and / or catalytic conversion of pollutants.
  • the AGN modules 7 have different configurations. All AGN modules 7 of the exhaust aftertreatment device 1 are identical in design and connected in parallel in terms of flow.
  • the AGN modules 7 can be designed, for example, as particle filter modules or as catalyst modules, in particular as diesel particle filter modules, as diesel oxidation catalyst modules for reducing CO contents, as SCR catalyst modules for reducing
  • Nitrogen oxides or the like are Basically, the illustrated
  • Exhaust after-treatment device 1 further devices for exhaust aftertreatment upstream or downstream.
  • the further, not shown, device for exhaust aftertreatment form a particle filter when the device shown is designed as an SCR catalyst.
  • the AGN modules 7 are typically subject to wear. In order to be able to ensure a functionality of the exhaust aftertreatment device 1, the AGN modules 7 can be expanded. Depending on the design of the AGN modules 7, it may be provided that the AGN modules 7 are replaced individually by new AGN modules 7. Alternatively, it is also conceivable that the AGN modules 7 are mounted again after cleaning. Each of the AGN modules 7 can be individually removed and replaced. At least part of an exhaust gas flow discharged from the engine 4 is passed through the AGN modules 7. To arrange the AGN modules 7 in the exhaust gas flow, the exhaust gas aftertreatment device 1 comprises a housing 5 which has a plurality of receptacles 6 for the AGN modules 7. All recordings 6 are formed equivalent, i. the AGN modules 7 can basically be plugged into any of the receptacles 6.
  • the housing 5 which is provided to the exhaust gas flow through the AGN modules. 7
  • the housing 5 has an exhaust gas inlet 9 and an exhaust gas outlet 10. Further, the housing 5 comprises a plurality of intermediate walls 21, 22 which separate the housing 5 into two separate exhaust gas spaces 11, 12. The exhaust gas inlet 9 and the exhaust gas outlet 10 are each connected to one of the exhaust gas spaces 11, 12. The pictures 6, in the in
  • Exhaust spaces 11, 12 with each other.
  • the exhaust gas flow is via the exhaust gas inlet 9 in the first Exhaust gas space 11 initiated.
  • the exhaust gas stream splits to the individual AGN modules 7 is passed through the individual AGN modules 7 and collected again in the second exhaust gas chamber 12. Subsequently, the exhaust gas flow through the exhaust outlet 10 is discharged from the housing 5 again.
  • the housing 5 has two side walls 16, 17, in which a plurality of recesses 18 are introduced to form the receptacles 6 for the AGN modules 7.
  • the receptacles 6 are thereby introduced on both sides in the housing 5.
  • recesses 18 can also be provided in only one of the side walls 16, 17.
  • At least a portion of the intermediate walls 21, 22, which divide the housing 5 in the exhaust gas spaces 11, 12, are parallel to the
  • Partitions 21, 22 are also recesses 25 introduced, which are arranged along a plug-in direction for the AGN modules 7 congruent with the recesses 18 in the side walls 16, 17.
  • the housing 5 may additionally comprise tailpipe not shown in detail, which are fixedly connected to the respective side wall 16, 17 and the respective intermediate wall 21, 22.
  • the receptacles 6 are each formed by the two associated recesses 18, 25 and the associated Aufhahmerohr.
  • the Aufhahmerohre are provided in such a configuration to connect the two exhaust gas chambers 11, 12 fluidly with each other.
  • the first exhaust gas chamber 11, which is provided for the exhaust gas inlet 9, has two subspaces 27, 28, which are delimited along the insertion direction by one of the side walls 16, 17 and one of the intermediate walls 21, 22.
  • the second exhaust space 12, which is provided for the exhaust gas outlet 10, is arranged along the insertion direction between the two partial spaces 27, 28 of the first exhaust space 12.
  • the intermediate walls 21, 22, which define the second exhaust space 12, separate the two exhaust gas spaces 11, 12 from one another along the insertion direction.
  • the AGN Modules 7 each have a Canning tube 29 for receiving a substrate, a
  • Exhaust space 11 and the second exhaust space 12 are connected to each other only via the AGN modules 7 fluidly.
  • the AGN modules 7 are intended to be connected to the respective side wall 16, 17, through which they are passed, to be in the
  • a number of mounted AGN modules 7 is less than a number of receptacles 6, which has the housing 5.
  • the recordings 6 are thus only partially equipped with AGN modules 7.
  • the exhaust aftertreatment device 1 an exhaust gas guide module 8, which is inserted into the remaining receptacle 6 of the housing 5.
  • Exhaust gas guide module 8 is used, in principle, is also suitable for receiving a further AGN module 7.
  • the exhaust gas guide module 8 can thus be used in any of the receptacles 6.
  • An arrangement of the AGN modules 7 and the Abgasschreibungsmoduls 8 in the receptacles 6 can be arbitrarily exchanged.
  • the exhaust aftertreatment device 1 has only one exhaust gas routing module 8.
  • the exhaust aftertreatment device 1 has only one exhaust gas routing module 8.
  • Exhaust aftertreatment device 1 but also have further exhaust gas guide modules, which are used instead of an AGN module 7 in one of the remaining receptacles 6.
  • any number of the AGN modules 7 can be replaced by exhaust-gas guide modules 8.
  • the exhaust gas routing module 8 forms a
  • Abgasauslassstutzen from, for example, the exhaust system 3 can be connected for further guidance of the exhaust stream.
  • the housing 5 has a further one
  • Exhaust outlet 30, to which the exhaust system 3 can be connected is connected.
  • the Abgasauslassstutzen 30 of the housing 5 is used, can on the exhaust gas guide module 8 omitted and instead another AGN module 7 are inserted into the receptacle 6. If the exhaust gas flow is discharged by means of the exhaust gas routing module 8, the
  • Exhaust outlet 30 of the housing 5 are closed.
  • the exhaust gas guide module 8 has an inner opening 13 for the fluidic connection with the second exhaust gas chamber 12 and an outer opening 14 for connecting the exhaust system 3.
  • the exhaust gas flow guided within the exhaust-gas routing module 8 is separated from the first exhaust-gas chamber 11 in terms of flow. In one operation, the exhaust gas flow enters the exhaust gas routing module 8 through the inner opening 13 and out through the outer opening 14 again.
  • the exhaust gas routing module 8 has an exhaust gas guide tube 20 and a connecting flange 19.
  • the connecting flange 19 is provided to connect the exhaust gas guide module 8 fixed to the housing 5.
  • the connecting flange 19, which is provided for connection of the exhaust system 3, also forms the outer opening 14.
  • the exhaust guide tube 20 connects to the connecting flange 19.
  • the exhaust gas guide tube 20 forms the inner opening 13 for the fluidic connection with the second exhaust gas space 12.
  • the exhaust gas guide tube 20 has along the insertion direction to an extension length which is at least equal to a corresponding extent of the subspaces 27, 28 of the first exhaust chamber 11. In the assembled state, the exhaust gas duct 20 passes through the corresponding subspace 27, 28 of the first exhaust chamber 1 1 completely and partially protrudes into the second exhaust chamber 12.
  • the inner opening 13 is formed by a section of the exhaust pipe 20, which projects into the second exhaust chamber 12.
  • the exhaust gas guide module 8 has a fastening means 15 which is provided, in particular the connecting flange 19 and the
  • Exhaust pipe 20 to be firmly connected to the housing 5.
  • the housing 5 has in the illustrated embodiment, a plurality of holding tubes 26, which are each associated with one of the receptacles 6.
  • the holding tubes 26, which are provided for fastening the AGN modules 7 and the exhaust gas guide module 8, form in the illustrated
  • Embodiment in each case a V-band flange.
  • the fastening means 15, which is provided for fixing the exhaust gas guide module 8, is designed as a V band clamp.
  • the AGN modules 7 each have a similar or the same fastening means.
  • the fastening means not shown in detail for the AGN modules 7 are likewise designed as V-band clamps.
  • the exhaust guide module 8 is intended to be rotated in a non-fixed state of the receptacle 6.
  • the connecting flange 19 of the exhaust gas guide module 8 is
  • the connecting flange 19 defines only one axis of rotation about which the exhaust guide module 8 can be rotated as long as it is unattached.
  • the rotation axis runs parallel to the insertion direction. Is for the exhaust gas guide module 8 a
  • the housing 5 has two more in addition to the Abgasauslassstutzen 30
  • Abgaseinlassstutzen 31, 32 which is provided for the connection of the exhaust system 2, which connects the exhaust aftertreatment device 1 with the internal combustion engine 4.
  • the exhaust gas guide module 8 as an exhaust outlet, the exhaust gas flow via the exhaust inlet 31, 32 in the housing 5 of the exhaust aftertreatment device 1 is divided into the two subspaces 27, 28 of the first exhaust gas chamber 11, passes through the AGN modules 7 in the second Exhaust space 12 and exits through the exhaust gas guide module 8 again from the housing 5.
  • the exhaust guide module 8 may form an exhaust gas inlet nozzle which may be used instead of the exhaust gas inlet nozzles 31, 32 of the housing 5.
  • the exhaust gas routing module 8 is formed substantially analogously to the illustrated embodiment. In the embodiment as an exhaust gas inlet nozzle, the exhaust gas routing module 8 is formed substantially analogously to the illustrated embodiment. In the embodiment as an exhaust gas inlet nozzle, the exhaust gas routing module 8 is formed substantially analogously to the illustrated embodiment. In the embodiment as
  • Exhaust inlet is the inner opening 13 for connection to the first exhaust gas space 11 is provided.
  • the inner opening 13 is then arranged in a section of the exhaust gas guide tube 20, which passes through the first exhaust gas chamber 11 in the assembled state.
  • One end of the exhaust pipe 20 is gas-tight, whereby the exhaust pipe 20 is provided to close the corresponding recess 25 in the intermediate wall 21, 22 gas-tight.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Abgasnachbehandlungsvorrichtung (1) für ein Abgassystem (2, 3) einer Brennkraftmaschine (4), mit einem Gehäuse (5), das zumindest zwei äquivalent ausgebildete Aufnahmen (6) zur Anordnung von AGN-Modulen (7) aufweist, und mit zumindest einem Abgasführungsmodul (8), das in eine der Aufnahmen (6) eingesetzt ist, sowie ein Abgasführungsmodul (8) für eine solche Abgasnachbehandlungsvorrichtung (1).

Description

MODULARE ABGASNACHBEHANDLUNGSVORRICHTUNG FÜR EIN
ABGASSYSTEM EINER BRENNKRAFTMASCHINE
BESCHREIBUNG
Die Erfindung betrifft eine Abgasnachbehandlungsvorrichtung für ein Abgassystem einer Brennkraftmaschine sowie ein Abgasführungsmodul für eine solche
Abgasnachbehandlungsvorrichtung.
Erfindungsgemäß wird eine Abgasnachbehandlungsvorrichtung für ein Abgassystem einer Brennkraftmaschine vorgeschlagen, mit einem Gehäuse, das zumindest zwei äquivalent ausgebildete Aufnahmen zur Anordnung von AGN-Modulen aufweist, und mit zumindest einem Abgasführungsmodul, das in eine der Aufnahmen eingesetzt ist. Dadurch kann das
Abgasführungsmodul in eine beliebige der Aufnahmen, die für die AGN-Module vorgesehen ist, eingesetzt werden, wodurch eine Abgasführung flexibel an unterschiedliche Anforderungen angepasst werden kann. Unter einem„Abgasführungsmodul" soll dabei insbesondere ein Modul verstanden werden, welches lediglich dazu vorgesehen ist, einen Abgasstrom zu führen.
Demgegenüber soll unter einem„AGN-Modul" ein zur Führung von zumindest einem Teil des Abgasstroms vorgesehenes Modul verstanden werden, welches zumindest ein für eine
Abgasnachbehandlung relevantes Substrat, insbesondere zur Reinigung des Abgases wie beispielsweise ein DPF- oder SCR-Modul, aufweist, durch welches der Abgasstrom
hindurchgeführt wird. Unter einem„Modul" soll dabei insbesondere eine Einheit mit einem oder mehreren, fest miteinander verbundenen Bauteilen verstanden werden, welche dazu vorgesehen ist, in einem Montageschritt montiert zu werden. Unter„vorgesehen" soll insbesondere speziell ausgelegt und/oder ausgestattet verstanden werden.
Insbesondere wenn das Abgasführungsmodul dazu vorgesehen ist, einen Abgaseinlass oder einen Abgasauslass auszubilden, kann eine hohe Flexibilität hinsichtlich einer Anordnung der
Abgasnachbehandlungsvorrichtung erreicht werden. Durch die Ausgestaltung als Abgaseinlass oder Abgasauslass kann eine konstruktive Anpassung des Gehäuses an unterschiedliche
Abgassysteme entfallen. Unterschiedliche Stellen, an denen der Abgasstrom in das Gehäuse eingeleitet oder aus dem Gehäuse ausgeleitet wird, können einfach realisiert werden, indem das Abgasführungsmodul in die jeweils am günstigsten gelegene Aufnahme eingesetzt wird. Indem ein Gehäuse für unterschiedliche Abgassysteme vorgesehen werden kann, kann eine hohe Bauteilgleichheit bei unterschiedlichen Abgassystemen erhöht werden, wodurch Kosten gesenkt werden können. Unter einem„Abgassystem" soll dabei ein an die Brennkraft anschließendes System zur Führung des Abgasstroms verstanden werden.
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung weist das Gehäuse zumindest zwei voneinander getrennte Abgasräume auf, in die die zumindest zwei Aufnahmen zumindest eingreifen. In Verbindung mit einer solchen Ausgestaltung des Gehäuses und der Aufnahmen kann das Abgasführungsmodul konstruktiv besonders einfach ausgebildet werden, während gleichzeitig eine konstruktive Anpassung der AGN-Module an eine spezielle Ausgestaltung der Aufnahmen entfallen kann. Unter„getrennten Abgasräumen" soll dabei insbesondere eine Trennung in eine Einlassseite und eine Auslassseite verstanden werden, wobei die AGN-Module
strömungstechnisch zwischen den beiden voneinander getrennten Abgasräumen angeordnet ist. Weiter wird vorgeschlagen, dass das Abgasführungsmodul eine äußere Öffnung zur Anbindung des Abgassystems aufweist. Dadurch kann das Abgassystem einfach an das
Abgasführungsmodul angebunden werden. Unter einer„äußeren Öffnung" soll dabei
insbesondere eine Öffnung verstanden werden, die bei demontiertem Abgassystem eine der Abgasräume zu einer Umgebung hin öffnet. Unter einer„inneren Öffnung" soll demgegenüber eine Öffnung verstanden werden, welche in Verbindung mit einem zur Führung des Abgasstroms vorgesehenen Teilabschnitt des Abgasführungsrohrs die äußere Öffnung mit einem der
Abgasräume verbindet.
Zudem wird vorgeschlagen, dass das Abgasführungsmodul zumindest eine innere Öffnung aufweist, die zur strömungstechnischen Verbindung mit lediglich einem der Abgasräume vorgesehen ist. Dadurch kann das Abgasführungsmodul einfach zur Ausbildung des
Abgaseinlasses oder des Abgasauslasses vorgesehen werden. Unter„lediglich" soll dabei insbesondere verstanden werden, dass das Abgasführungsmodul sämtliche inneren Öffnungen, die das Abgasführungsmodul aufweist, alle zur strömungstechnischen Verbindung mit dem gleichen Abgasraum vorgesehen sind.
In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung umfasst die Abgasnachbehandlungsvorrichtung zumindest ein Befestigungsmittel, das dazu vorgesehen ist, das Abgasführungsmodul in der Aufnahme zu fixieren. Durch Verwendung eines Befestigungsmittels, welches an die Aufnahme angepasst ist, kann eine Fixierung des Abgasführungsmoduls in der Aufnahme besonders einfach umgesetzt werden. Insbesondere ist es dadurch möglich, dass auf konstruktive Änderungen des Gehäuses, insbesondere der Aufnahmen, verzichtet werden kann, wenn das Befestigungsmittel für das Abgasführungsmodul Befestigungsmitteln, welche zur Fixierung der AGN-Module vorgesehen sind, entspricht.
In einer besonders vorteilhaften Weiterbildung ist das Abgasführungsmodul in einem
unbefestigten Zustand dazu vorgesehen, in der Aufnahme gedreht zu werden. Dadurch kann die Flexibilität in der Anbindung des Abgassystems weiter erhöht werden. Insbesondere ist es einfach möglich, das Abgassystem in unterschiedlichen Einbaulagen an das Gehäuse
anzubinden. Alternativ kann aber auch vorgesehen sein, dass das Abgasführungsmodul lediglich in einer oder mehreren, beispielweise durch einen Formschluss definierten Winkellagen in der Aufnahme befestigt werden kann. Durch eine solche Ausgestaltung kann für eine Verbindung zwischen dem Abgassystem und dem Abgasführungsmodul eine feste Winkellage vorgesehen werden. Zur Ausrichtung des Abgassystems bzw. zur Anpassung an eine Ausrichtung des Abgassystems wird lediglich das Abgasführungsmodul in der Aufnahme gedreht, bevor es anschließend mittels des Befestigungsmittels in der Aufnahme fixiert wird. Als
Befestigungsmittel sind dabei insbesondere unterschiedliche Klemmbefestigungen vorteilhaft, da diese eine Fixierung in beliebigen Einbaulagen zulassen, wie beispielsweise durch eine Schelle oder mittels U-förmiger Klemmen. Alternativ ist es aber auch denkbar, als Befestigungsmittel eine Schraubverbindung vorzusehen, die aufgrund einer rotationssymmetrischen Anordnung zumindest eine Fixierung in unterschiedlichen diskreten Winkellagen ermöglicht.
In einer möglichen Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass das Gehäuse zumindest zwei Seiten aufweist, die Aussparungen zur Ausbildung der Aufnahmen aufweisen. Dadurch kann die
Flexibilität weiter erhöht werden, da es dadurch möglich ist, das Abgasführungsmodul an beiden Seiten des Gehäuses anzubringen. Weist das Gehäuse an wenigstens einer weiteren Seite zumindest einen zusätzlichen Abgaseinlassstutzen und/oder zumindest einen
Abgasauslassstutzen auf, kann das Abgassystem an drei unterschiedlichen Seiten mit dem Gehäuse verbunden werden, wodurch eine besonders hohe Flexibilität erreicht werden kann. Alternativ kann das Gehäuse aber auch nur eine einzige Seite mit Aussparung zur Ausbildung der Aufnahmen aufweisen. Unter einem„Abgasauslassstutzen" und einem
„Abgaseinlassstutzen" sollen dabei insbesondere fest mit dem Gehäuse verbundene Stutzen verstanden werden, die strömungstechnisch mit einem der Abgasräume verbunden sind und die lediglich zur Anbindung des Abgassystems vorgesehen sind.
Außerdem wird vorgeschlagen, dass die Abgasnachbehandlungsvorrichtung zumindest ein AGN-Modul aufweist, das in eine der Aufnahmen eingesetzt ist und das die zumindest zwei Abgasräume strömungstechnisch miteinander verbindet.
Zudem wird als ein Aspekt der Erfindung ein Abgasführungsmodul für eine erfindungsgemäße Abgasnachbehandlungsvorrichtung vorgeschlagen, die einen Verbindungsflansch, der zur Anbindung an ein Abgassystem vorgesehen ist, und einem Abgasführungsrohr, das dazu vorgesehen ist, mit lediglich einem Abgasraum der Abgasnachbehandlungsvorrichtung strömungstechnisch verbunden zu werden, aufweist.
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Figurenbeschreibung. In den Figuren ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Figuren, die Figurenbeschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen. Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Brennkraftmaschine mit einem
Abgassystem und einer Abgasnachbehandlungsvorrichtung.
Fig. 2 zeigt die Abgasnachbehandlungsvorrichtung mit einem eingesetzten
Abgasführungsmodul in einer Seitenansicht.
Fig. 3 zeigt die Abgasnachbehandlungsvorrichtung mit entferntem Gehäuse,
Fig. 4 eine in Bezug auf Fig. 1 gedrehte Seitenansicht der
Abgasnachbehandlungsvorrichtung.
Die Figuren 1 bis 4 zeigen eine Abgasnachbehandlungsvorrichtung 1 für ein Abgassystem 2, 3 einer Brennkraftmaschine 4. Die Abgasnachbehandlungsvorrichtung 1 ist dazu vorgesehen, Schadstoffe in einem Abgas der Brennkraftmaschine 4 zu reduzieren, beispielsweise durch Filterung oder Umwandlung. Zur Reduzierung der Schadstoffe weist die
Abgasnachbehandlungsvorrichtung 1 eine Mehrzahl von AGN-Modulen 7 auf, die zur Filterung und/oder katalytischen Umwandlung der Schadstoffe vorgesehen sind. In Abhängigkeit von der verwendeten Brennkraftmaschine 4, von einem Einsatzzweck und/oder von sonstigen technischen Anforderungen können die AGN-Module 7 unterschiedliche Ausgestaltungen aufweisen. Sämtliche AGN-Module 7 der Abgasnachbehandlungsvorrichtung 1 sind dabei identisch ausgebildet und strömungstechnisch parallel geschaltet. Die AGN-Module 7 können beispielsweise als Partikelfilter-Module oder als Katalysator-Module ausgebildet sein, wie insbesondere als Dieselpartikelfilter-Module, als Diesel-Oxidationskatalysator-Module zur Verminderung von CO- Anteilen, als SCR-Katalysator-Module zur Verminderung von
Stickoxiden oder ähnliches. Grundsätzlich können der dargestellten
Abgasnachbehandlungsvorrichtung 1 weitere Vorrichtungen zur Abgasnachbehandlung vor- oder nachgeschaltet sein. Beispielsweise kann die weitere, nicht näher dargestellte Vorrichtung zur Abgasnachbehandlung einen Partikelfilter ausbilden, wenn die dargestellte Vorrichtung als ein SCR-Katalysator ausgebildet ist.
Die AGN-Module 7 unterliegen typischerweise einem Verschleiß. Um eine Funktionsfähigkeit der Abgasnachbehandlungsvorrichtung 1 sicherstellen zu können, sind die AGN-Module 7 ausbaubar. Je nach Ausgestaltung der AGN-Module 7 kann dabei vorgesehen werden, dass die AGN-Module 7 einzeln durch neue AGN-Module 7 ersetzt werden. Alternativ ist es auch denkbar, dass die AGN-Module 7 nach einer Reinigung wieder montiert werden. Jedes der AGN-Module 7 kann dabei einzeln ausgebaut und ausgewechselt werden. Zumindest ein Teil eines Abgasstroms, der von der Brennkraftmaschine 4 ausgestoßen wird, wird durch die AGN-Module 7 hindurchgeführt. Zur Anordnung der AGN-Module 7 in dem Abgasstrom umfasst die Abgasnachbehandlungsvorrichtung 1 ein Gehäuse 5, das eine Mehrzahl von Aufnahmen 6 für die AGN-Module 7 aufweist. Sämtliche Aufnahmen 6 sind dabei äquivalent ausgebildet, d.h. die AGN-Module 7 können grundsätzlich in eine beliebige der Aufnahmen 6 eingesteckt werden.
Das Gehäuse 5, das dazu vorgesehen ist, den Abgasstrom durch die AGN-Module 7
hindurchzuleiten, weist einen Abgaseinlass 9 und einen Abgasauslass 10 auf. Weiter umfasst das Gehäuse 5 eine Mehrzahl von Zwischenwänden 21, 22, die das Gehäuse 5 in zwei voneinander getrennte Abgasräume 11, 12 trennen. Der Abgaseinlass 9 und der Abgasauslass 10 sind dabei jeweils mit einem der Abgasräume 11, 12 verbunden. Die Aufnahmen 6, in die in
betriebsbereitem Zustand die AGN-Module 7 eingesetzt sind, greifen jeweils in beide
Abgasräume 11, 12 ein. Die AGN-Module 7 verbinden in betriebsbereitem Zustand die
Abgasräume 11, 12 miteinander. Der Abgasstrom wird über den Abgaseinlass 9 in den ersten Abgasraum 11 eingeleitet. In dem ersten Abgasraum 11 teilt sich der Abgasstrom auf die einzelnen AGN-Module 7 auf, wird durch die einzelnen AGN-Module 7 hindurchgeführt und in dem zweiten Abgasraum 12 wieder gesammelt. Anschließend wird der Abgasstrom über den Abgasauslass 10 wieder aus dem Gehäuse 5 ausgeleitet.
Das Gehäuse 5 weist zwei Seitenwände 16, 17 auf, in die zur Ausbildung der Aufnahmen 6 für die AGN-Module 7 mehrere Aussparungen 18 eingebracht sind. Die Aufnahmen 6 sind dadurch beidseitig in das Gehäuse 5 eingebracht. Grundsätzlich können aber auch nur in einer der Seitenwände 16, 17 Aussparungen 18 vorgesehen sein. Zumindest ein Teil der Zwischenwände 21, 22, die das Gehäuse 5 in die Abgasräume 11, 12 unterteilen, sind parallel zu den
Seitenwänden 16, 17 orientiert. In die parallel zu den Seitenwänden 16, 17 orientierten
Zwischenwände 21, 22 sind ebenfalls Aussparungen 25 eingebracht, welche entlang einer Einsteckrichtung für die AGN-Module 7 deckungsgleich mit den Aussparungen 18 in den Seitenwänden 16, 17 angeordnet sind. Die AGN-Module 7, die in diesem Ausführungsbeispiel von beiden Seiten in das Gehäuse 5 eingesteckt werden können, greifen jeweils höchstens zur
Hälfte in das Gehäuse 5 ein. Gleichzeitig greifen sie jeweils zumindest in die zwei Aussparungen 18, 25 der entsprechenden Aufnahme 6 ein.
Zur Ausbildung der Aufnahmen 6 kann das Gehäuse 5 zusätzlich nicht näher dargestellte Aufhahmerohre aufweisen, die fest mit der jeweiligen Seitenwand 16, 17 und der jeweiligen Zwischenwand 21, 22 verbunden sind. In einer solchen Ausgestaltung sind die Aufnahmen 6 jeweils durch die zwei zugehörigen Aussparungen 18, 25 und das zugehörige Aufhahmerohr ausgebildet. Die Aufhahmerohre sind in einer solchen Ausgestaltung dazu vorgesehen, die zwei Abgasräume 11, 12 strömungstechnisch miteinander zu verbinden.
Der erste Abgasraum 11, der für den Abgaseinlass 9 vorgesehen ist, weist zwei Teilräume 27, 28 auf, welche entlang der Einsteckrichtung jeweils durch eine der Seitenwände 16, 17 und eine der Zwischenwände 21, 22 begrenzt werden. Der zweite Abgasraum 12, der für den Abgasauslass 10 vorgesehen ist, ist entlang der Einsteckrichtung zwischen den beiden Teilräumen 27, 28 des ersten Abgasraums 12 angeordnet. Die Zwischenwände 21, 22, die den zweiten Abgasraum 12 begrenzen, trennen entlang der Einsteckrichtung die beiden Abgasräume 11, 12 voneinander.
In montiertem Zustand, d.h. wenn die AGN-Module 7 in die Aufnahmen 6 eingesteckt sind, greifen die AGN-Module 7 durch die entsprechende Zwischenwand 21, 22 hindurch. Die AGN- Module 7 weisen jeweils ein Canningrohr 29 zur Aufnahme eines Substrats, eine
Einströmöffhung 23 zur strömungstechnischen Verbindung mit dem ersten Abgasraum 11 und eine Ausströmöffnung 24 zur Verbindung mit dem zweiten Abgasraum 12 auf. Der erste
Abgasraum 11 und der zweite Abgasraum 12 sind lediglich über die AGN-Module 7 miteinander strömungstechnisch verbunden. Die AGN-Module 7 sind dazu vorgesehen, mit der jeweiligen Seitenwand 16, 17, durch die sie hindurchgeführt sind, verbunden zu werden, um in den
Aufnahmen 6 fixiert zu werden.
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine Anzahl der montierten AGN-Module 7 geringer als eine Anzahl der Aufnahmen 6, die das Gehäuse 5 aufweist. Die Aufnahmen 6 sind damit lediglich teilweise mit AGN-Modulen 7 bestückt. Zusätzlich zu den AGN-Modulen 7 weist die Abgasnachbehandlungsvorrichtung 1 ein Abgasführungsmodul 8 auf, das in die verbleibende Aufnahme 6 des Gehäuses 5 eingesetzt ist. Die Aufnahme 6, in die das
Abgasführungsmodul 8 eingesetzt ist, ist grundsätzlich auch zur Aufnahme eines weiteren AGN- Moduls 7 geeignet. Das Abgasführungsmodul 8 kann damit in eine beliebige der Aufnahmen 6 eingesetzt werden. Eine Anordnung der AGN-Module 7 und des Abgasfuhrungsmoduls 8 in den Aufnahmen 6 kann beliebig getauscht werden.
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel weist die Abgasnachbehandlungsvorrichtung 1 lediglich das eine Abgasführungsmodul 8 auf. Alternativ kann die
Abgasnachbehandlungsvorrichtung 1 aber auch noch weitere Abgasführungsmodule aufweisen, welche anstelle eines AGN-Moduls 7 in eine der restlichen Aufnahmen 6 eingesetzt sind.
Grundsätzlich kann eine beliebige Anzahl der AGN-Module 7 durch Abgasführungsmodule 8 ersetzt werden.
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel bildet das Abgasführungsmodul 8 einen
Abgasauslassstutzen aus, an den beispielsweise das Abgassystem 3 zur weiteren Führung des Abgasstroms angebunden werden kann. Zusätzlich zu dem Abgasführungsmodul 8, das insbesondere hinsichtlich seiner Positionierung in einer der Aufnahmen 6 flexibel an das anschließende Abgassystem 3 anpassbar ist, weist das Gehäuse 5 einen weiteren
Abgasauslassstutzen 30 auf, an welchen das Abgassystem 3 angebunden werden kann. Je nach Anforderung kann damit wahlweise der Abgasauslassstutzen 30, welche das Gehäuse 5 aufweist, oder der durch das Abgasführungsmodul 8 ausgebildete Abgasauslassstutzen verwendet werden. Wird der Abgasauslassstutzen 30 des Gehäuses 5 verwendet, kann auf das Abgasführungsmodul 8 verzichtet und stattdessen ein weiteres AGN-Modul 7 in die Aufnahme 6 eingesetzt werden. Wird der Abgasstrom mittels des Abgasführungsmoduls 8 ausgeleitet, kann der
Abgasauslassstutzen 30 des Gehäuses 5 verschlossen werden. Das Abgasführungsmodul 8 weist eine innere Öffnung 13 zur strömungstechnischen Verbindung mit dem zweiten Abgasraum 12 und eine äußere Öffnung 14 zur Anbindung des Abgassystems 3 auf. Der innerhalb des Abgasführungsmoduls 8 geführte Abgasstrom ist strömungstechnisch von dem ersten Abgasraum 11 getrennt. In einem Betrieb tritt der Abgasstrom durch die innere Öffnung 13 in das Abgasführungsmodul 8 ein und durch die äußere Öffnung 14 wieder aus.
Das Abgasführungsmodul 8 weist ein Abgasführungsrohr 20 und einen Verbindungsflansch 19 auf. Der Verbindungsflansch 19 ist dazu vorgesehen, das Abgasführungsmodul 8 fest mit dem Gehäuse 5 zu verbinden. Der Verbindungsflansch 19, der zur Anbindung des Abgassystems 3 vorgesehen ist, bildet zudem die äußere Öffnung 14 aus. Das Abgasführungsrohr 20 schließt an den Verbindungsflansch 19 an. Das Abgasführungsrohr 20 bildet die innere Öffnung 13 zur strömungstechnischen Verbindung mit dem zweiten Abgasraum 12 aus. Das Abgasführungsrohr 20 weist entlang der Einsteckrichtung eine Erstreckungslänge auf, die zumindest gleich groß ist wie eine entsprechende Ausdehnung der Teilräume 27, 28 des ersten Abgasraums 11. In montiertem Zustand durchsetzt das Abgasführungsrohr 20 den entsprechenden Teilraum 27, 28 des ersten Abgasraums 1 1 vollständig und ragt teilweise in den zweiten Abgasraum 12 hinein. Die innere Öffnung 13 wird durch einen Teilabschnitt des Abgasführungsrohrs 20 ausgebildet, der in den zweiten Abgasraum 12 hineinragt.
Zur Fixierung in der Aufnahme 6 weist das Abgasführungsmodul 8 ein Befestigungsmittel 15 auf, das dazu vorgesehen ist, insbesondere den Verbindungsflansch 19 und das
Abgasführungsrohr 20 fest mit dem Gehäuse 5 zu verbinden. Das Gehäuse 5 weist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel eine Mehrzahl von Halterohren 26 auf, welche jeweils einer der Aufnahmen 6 zugeordnet sind. Die Halterohre 26, die zur Befestigung der AGN-Module 7 und des Abgasführungsmoduls 8 vorgesehen sind, bilden in dem dargestellten
Ausführungsbeispiel jeweils einen V-Bandflansch aus. Das Befestigungsmittel 15, das zur Fixierung des Abgasführungsmoduls 8 vorgesehen ist, ist als eine V-Bandschelle ausgebildet. Die AGN-Module 7 weisen jeweils ein ähnliches oder gleiches Befestigungsmittel auf. Die in dem Ausführungsbeispiel nicht näher dargestellten Befestigungsmittel für die AGN-Module 7 sind ebenfalls als V-Bandschellen ausgebildet. Das Abgasführungsmodul 8 ist dazu vorgesehen, in einem unbefestigten Zustand der Aufnahme 6 gedreht zu werden. Der Verbindungsflansch 19 des Abgasführungsmoduls 8 ist
rotationsymmetrisch ausgebildet. In Verbindung mit dem Halterohr 26 der entsprechenden Aufnahme 6 legt der Verbindungsflansch 19 lediglich eine Rotationachse fest, um die das Abgasführungsmodul 8 gedreht werden kann, solange es unbefestigt ist. Die Rotationsachse verläuft dabei parallel zu der Einsteckrichtung. Ist für das Abgasführungsmodul 8 eine
Einbaulage festgelegt, wird das Abgasführungsmodul 8 mittels des Befestigungsmittels 15 fixiert.
Das Gehäuse 5 weist zusätzlich zu dem Abgasauslassstutzen 30 zwei weitere
Abgaseinlassstutzen 31, 32 auf, der für die Anbindung des Abgassystems 2 vorgesehen ist, das die Abgasnachbehandlungsvorrichtung 1 mit der Brennkraftmaschine 4 verbindet. In der Ausgestaltung des Abgasführungsmoduls 8 als Abgasauslass tritt der Abgasstrom über die Abgaseinlassstutzen 31, 32 in das Gehäuse 5 der Abgasnachbehandlungsvorrichtung 1 ein, wird auf die beiden Teilräume 27, 28 des ersten Abgasraums 11 aufgeteilt, gelangt über die AGN- Module 7 in den zweiten Abgasraum 12 und tritt über das Abgasführungsmodul 8 wieder aus dem Gehäuse 5 aus. Alternativ kann das Abgasführungsmodul 8 einen Abgaseinlassstutzen ausbilden, welcher anstelle der Abgaseinlassstutzen 31 , 32 des Gehäuses 5 verwendet werden kann.
Bei einer Ausgestaltung als Abgaseinlassstutzen ist das Abgasführungsmodul 8 im Wesentlichen analog zu dem dargestellten Ausführungsbeispiel ausgebildet. In der Ausgestaltung als
Abgaseinlassstutzen ist die innere Öffnung 13 zur Verbindung mit dem ersten Abgasraum 11 vorgesehen. Die innere Öffnung 13 ist dann in einem Teilabschnitt des Abgasführungsrohrs 20 angeordnet, welcher in montiertem Zustand den ersten Abgasraum 11 durchsetzt. Ein Ende des Abgasführungsrohrs 20 ist dabei gasdicht verschlossen, wodurch das Abgasführungsrohr 20 dazu vorgesehen ist, die entsprechende Aussparung 25 in der Zwischenwand 21, 22 gasdicht zu verschließen.

Claims

ANSPRÜCHE
1. Abgasnachbehandlungsvorrichtung (1) für ein Abgassystem (2, 3) einer Brennkraftmaschine (4), mit einem Gehäuse (5), das zumindest zwei äquivalent ausgebildete Aufnahmen (6) zur Anordnung von AGN-Modulen (7) aufweist,
gekennzeichnet durch
zumindest ein Abgasführungsmodul (8), das in eine der Aufnahmen (6) eingesetzt ist.
2. Abgasnachbehandlungsvorrichtung (1) nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Abgasführungsmodul (8) dazu vorgesehen, einen Abgaseinlass (9) oder einen Abgasauslass (10) auszubilden.
3. Abgasnachbehandlungsvorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Gehäuse (5) zumindest zwei voneinander getrennte Abgasräume (11, 12) aufweist, in die die zumindest zwei Aufnahmen (6) zumindest eingreifen.
4. Abgasnachbehandlungsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Abgasführungsmodul (8) eine äußere Öffnung (14) zur Anbindung des Abgassystems (2, 3) aufweist.
5. Abgasnachbehandlungsvorrichtung (1) zumindest nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Abgasfuhrungsmodul (8) zumindest eine innere Öffnung (13) aufweist, die zur
strömungstechnischen Verbindung mit lediglich einem der Abgasräume (11, 12) vorgesehen ist.
6. Abgasnachbehandlungsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch
zumindest ein Befestigungsmittel (15), das dazu vorgesehen ist, das Abgasführungsmodul (8) in der Aufnahme (6) zu fixieren.
7. Abgasnachbehandlungs Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
das Abgasführungsmodul (8) in einem unbefestigten Zustand dazu vorgesehen ist, in der Aufnahme (6) gedreht zu werden.
8. Abgasnachbehandlungsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
das Gehäuse (5) zumindest zwei Seitenwände (16, 17) aufweist, die Aussparungen (18) zur Ausbildung der Aufnahmen (6) aufweisen.
9. Abgasnachbehandlungsvorrichtung (1) zumindest nach Anspruch 3,
gekennzeichnet durch
zumindest ein AGN-Modul (7), das in eine der Aufnahmen (6) eingesetzt ist und das die zumindest zwei Abgasräume (11, 12) strömungstechnisch miteinander verbindet.
10. Abgasführungsmodul (8) für eine Abgasnachbehandlungsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einem Verbindungsflansch (19), der zur Anbindung an ein Abgassystem (2, 3) vorgesehen ist, und einem Abgasführungsrohr (20), das dazu vorgesehen ist, mit lediglich einem Abgasraum (11, 12) der Abgasnachbehandlungsvorrichtung (1)
strömungstechnisch verbunden zu werden.
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