WO2008113577A1 - Abgasanlage - Google Patents

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    • F01N2450/30—Removable or rechangeable blocks or cartridges, e.g. for filters

Definitions

  • the invention relates to exhaust systems of internal combustion engines comprising a diesel particulate filter in a tubular canning, a diesel oxi catalyst in a tubular canning and a reversible connection device.
  • Exhaust systems of internal combustion engines consist of a large number of components, in particular of tubes and housings.
  • the connection of these parts with each other by welding, by plugging, by clamping, by soldering, by gluing or by screwing of flanges.
  • Welded, soldered or glued joints are not solvable. According to experience, inserted inventions are difficult or impossible to separate after a certain period of use.
  • flange connections can be detached at any time, but have the disadvantage that the flanges and screws increase the weight and in particular the space requirement, with this disadvantage being all the more pronounced the larger the diameter of the parts to be joined.
  • soot filters and catalysts To clean the exhaust gases of diesel engines soot filters and catalysts are used.
  • the soot filters must be cleaned of ash at regular intervals. For this, the housing of the soot filter must be opened.
  • the current state of the art in the field of diesel engine exhaust purification includes diesel particulate filter (DPF) combinations and this immediately preceding Diesel Oxidation Catalyst (DOC).
  • Catalyst and soot filters are housed in so-called cannings.
  • the cannings are equipped with massive forged flanges, which are detachably connected with several screws and nuts. These flanges are so stable that they do not deform due to the heating and cooling occurring during operation and the connection remains permanently gastight.
  • a disadvantage is the high weight of the flanges and the relatively high space requirement for the flanges and their Connecting screws, since the space is limited in the conventional motor vehicles.
  • V-band clamps Furthermore, it is known to connect the cannings with so-called V-band clamps. These also require additional space. Their main drawback, however, is that they have to be made with complicated and therefore expensive forming tools to make the connection durable and gas tight.
  • the present invention is therefore an object of the invention to provide an exhaust system with a simple, inexpensive, fast to install and just as quickly demounted connection solution with minimal space requirements and minimum weight.
  • the cannings are butted, the shock is covered by a wide strap, the strap is stretched by a detachable connection.
  • the present invention includes a durable and space-optimized clamp connection of at least one diesel particulate filter canning with at least one upstream and / or downstream catalyst Canning, with connecting cones and / or with exhaust pipes.
  • the connection guarantees a high degree of tightness through its constructive design. It allows for easy installation and removal of the diesel particulate filter during maintenance without the need for additional screw connections to the system.
  • the releasable connection uses screws and nuts, optionally also lock nuts, wherein the clamping band end has aligned screw holes.
  • the cannings have circumferential beads adjacent to the strap.
  • the cannings consist of an inner tube, which accommodates the actual functional elements, and an overtube, over which the tensioning strap is laid.
  • the clamping band has an opening for a sensor, wherein on the opening a sensor socket is mounted.
  • Fig. 1 is a view of a diesel particulate filter with upstream and downstream catalysts and
  • FIG. 2 shows a longitudinal section through the combination of FIG. 1.
  • Fig. 1 as a view and Fig. 2 as a longitudinal section show a diesel particulate filter 10, comprising a filter body 12 which is mounted by means of a bearing mat 13 in a tubular inner housing 10.1.
  • the ends of the filter body 12 are protected by wire rings 14.
  • an overtube 10.2 is mounted, which has at a distance from the front ends circumferential beads 11.
  • the diesel soot particulate filter 10 is preceded by a diesel oxidation catalyst 20.
  • a diesel oxidation catalyst 20 This consists of a noble metal-coated monolith 22, which is mounted with the aid of a bearing mat 23 in a tubular inner housing 20.1. About the inner housing 20.1 a tube 20.2 is pushed.
  • Another catalyst 30 Downstream of the diesel particulate filter 10 is another catalyst 30. This consists of a noble metal-coated monolith 32, which by means of a Bearing mat 33 is mounted in an inner housing 30.1. About the inner housing 30.1 a tube 30.2 is pushed.
  • overflow pipes 10.2, 20.2, 30.2 of diesel particulate filter 10, diesel oxidation catalyst 20 and catalyst 30 are mounted in alignment, wherein between the functional units in each case a certain gap remains, in which a sensor 3 is mounted.
  • Tension straps 1 are placed over the joints and tightened with the aid of screws and nuts. Thanks to the screw connections, the tension straps can be loosened again at any time, so that the diesel particulate filter 12 is optimally accessible for cleaning purposes.
  • the clamping bands 1 each have an opening for sensors 3.
  • a sensor socket 4 is mounted, which allows a gas-tight installation of the sensors 3.
  • FIG. 2 still shows how the combination of diesel particulate filter 10, diesel oxidation catalyst 20 and catalyst 30 can be attached to partitions 5 of a housing (not shown).

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Abstract

Gegenstand der Erfindung sind Kombinationen aus Dieselrußpartikelfilter, Diesel-Oxid-Katalysator und/oder Katalysator. Diese Komponenten sind jeweils in einem rohrförmigen Canning (10, 20, 30) untergebracht und über eine reversible Verbindungsvorrichtung (1, 2) miteinander lösbar verbunden. Für eine einfache Handhabung sind die Cannings (10, 20, 30) stumpf gestoßen. Jeder Stoß ist durch ein breites Spannband (1) überdeckt. Die Spannbänder (1) sind durch eine lösbare Verbindung (2) gespannt.

Description

Beschreibung:
Abgasanlage.
Technisches Gebiet:
Die Erfindung betrifft Abgasanlagen von Verbrennungsmotoren, umfassend einen Dieselrußpartikelfilter in einem rohrförmigen Canning, einen Diesel-Oxi-Katalysator in einem rohrförmigen Canning und eine reversible Verbindungsvorrichtung.
Stand der Technik:
Abgasanlagen von Verbrennungsmotoren bestehen aus einer Vielzahl von Bestandteilen, insbesondere aus Rohren und Gehäusen. Die Verbindung dieser Teile untereinander erfolgt durch Schweißen, durch Stecken, durch Klemmen, durch Löten, durch Kleben oder durch Verschrauben von Flanschen. Geschweißte, gelötete oder geklebte Verbindungen sind nicht lösbar. Gesteckte Erfindungen sind erfahrungsgemäß nach einiger Gebrauchsdauer nur noch schwer oder gar nicht mehr zu trennen. Flanschverbindungen dagegen sind jederzeit lösbar, haben jedoch den Nachteil, dass die Flansche und Schrauben das Gewicht und insbesondere den Platzbedarf erhöhen, wobei sich dieser Nachteil um so stärker bemerkbar macht, je größer die Durchmesser der zu verbindenden Teile sind.
Zur Reinigung der Abgase von Dieselmotoren werden Rußfilter und Katalysatoren verwendet. Die Rußfilter müssen in regelmäßigen Abständen von Asche gereinigt werden. Dazu muss das Gehäuse des Rußfilters geöffnet werden.
Zum derzeitigen Stand der Technik auf dem Gebiet der Reinigung von Dieselmotorabgasen gehören Kombinationen aus Dieselrußpartikelfilter (DPF) und diesem unmittelbar vorgeschaltetem Dieseloxidationskatalysator (DOC). Katalysator und Rußfilter sind in sogenannten Cannings untergebracht. Die Cannings sind mit massiven Schmiedeflanschen ausgerüstet, die mit mehreren Schrauben und Muttern lösbar verbunden sind. Diese Flansche sind so stabil, damit sie sich durch die während des Betriebs auftretende Erhitzung und Abkühlung nicht verformen und die Verbindung dauerhaft gasdicht bleibt. Nachteilig ist jedoch das hohe Gewicht der Flansche sowie der relativ hohe Platzbedarf für die Flansche und deren Verbindungsschrauben, da das Platzangebot in den herkömmlichen Kraftfahrzeugen begrenzt ist.
Des weiteren ist es bekannt, die Cannings mit sogenannten V-Bandschellen zu verbinden. Auch diese benötigen zusätzlichen Bauraum. Ihr Hauptnachteil ist jedoch darin zu sehen, dass sie mit komplizierten und daher teuren Umformwerkzeugen hergestellt werden müssen, damit die Verbindung dauerhaft haltbar und gasdicht wird.
Der Stand der Technik bietet somit nur komplizierte, teure, schwere und/oder viel Platz benötigende Lösungen an. Dies ist äußerst unbefriedigend angesichts der Tatsache, dass der Bedarf an Dieselrußpartikelfiltern stark zunimmt, nachdem eine Vielzahl von medizinischen Studien die Notwendigkeit dafür klar aufgezeigt hat.
Darstellung der Erfindung:
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Abgasanlage mit einer einfachen, preiswerten, schnell zu montierenden und ebenso schnell zu demontierenden Verbindungslösung mit minimalem Platzbedarf und minimalem Gewicht anzugeben.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine gattungsgemäße Abgasanlage mit den
Merkmalen: die Cannings sind stumpf gestoßen, der Stoß ist durch ein breites Spannband überdeckt, das Spannband ist durch eine lösbare Verbindung gespannt.
Die vorliegende Erfindung beinhaltet eine dauerhaltbare und bauraumoptimierte Schellenverbindung von wenigstens einem Dieselrußpartikelfilter-Canning mit wenigstens einem davor und/oder dahinter geschalteten Katalysator-Canning, mit Anschlusskonen und/oder mit abgasführenden Rohren. Die Verbindung garantiert durch ihre konstruktive Gestaltung ein hohes Maß an Dichtheit. Sie ermöglicht einen einfachen Ein- und Ausbau der Dieselrußpartikelfilter während der Wartung, ohne dass weitere Schraubverbindungen am System zu lösen sind.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung verwendet die lösbare Verbindung Schrauben und Muttern, gegebenenfalls auch Kontermuttern, wobei das Spannband endseitig fluchtende Schraublöcher besitzt. Um den Sitz des Spannbandes zu verbessern, besitzen die Cannings benachbart zum Spannband umlaufende Sicken.
Um die Gasdichtigkeit gegenüber der Umgebung weiter zu verbessern, bestehen die Cannings aus einem Innenrohr, welches die eigentlichen Funktionselemente aufnimmt, und einem Überrohr, über das das Spannband gelegt wird.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung besitzt das Spannband eine Öffnung für einen Sensor, wobei auf der Öffnung eine Sensorbuchse montiert ist.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen:
Anhand der Zeichnung soll die Erfindung in Form eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. Es zeigen:
Fig. 1 eine Ansicht eines Dieselrußpartikelfilters mit vor- und nachgeschalteten Katalysatoren und
Fig. 2 einen Längsschnitt durch die Kombination der Fig. 1.
Wege zur Ausführung der Erfindung und gewerbliche Anwendbarkeit:
Fig. 1 als Ansicht und Fig. 2 als Längsschnitt zeigen einen Dieselrußpartikelfilter 10, umfassend einen Filterkörper 12, der mit Hilfe einer Lagermatte 13 in einem rohrförmigen Innengehäuse 10.1 gelagert ist. Die Enden des Filterkörpers 12 sind durch Drahtringe 14 geschützt. Über das Innengehäuse 10.1 ist ein Überrohr 10.2 montiert, welche mit Abstand zu den stirnseitigen Enden umlaufende Sicken 11 besitzt.
Dem Dieselrußpartikelfilter 10 vorgeschaltet ist ein Dieseloxidationskatalysator 20. Dieser besteht aus einem mit Edelmetall beschichteten Monolithen 22, der mit Hilfe einer Lagermatte 23 in einem rohrförmigen Innengehäuse 20.1 gelagert ist. Über das Innengehäuse 20.1 ist ein Überrohr 20.2 geschoben.
Dem Dieselrußpartikelfilter 10 nachgeschaltet ist ein weiterer Katalysator 30. Dieser besteht aus einem mit Edelmetall beschichteten Monolithen 32, der mit Hilfe einer Lagermatte 33 in einem Innengehäuse 30.1 montiert ist. Über das Innengehäuse 30.1 ist ein Überrohr 30.2 geschoben.
Die Überrohre 10.2, 20.2, 30.2 von Dieselrußpartikelfilter 10, Dieseloxidationskatalysator 20 und Katalysator 30 sind fluchtend montiert, wobei zwischen den Funktionseinheiten jeweils ein gewisser Spalt bleibt, in dem ein Sensor 3 montiert ist. Über die Stoßstellen sind Spannbänder 1 gelegt und mit Hilfe von Schrauben und Muttern gespannt. Dank der Schraubverbindungen können die Spannbänder jederzeit wieder gelöst werden, so dass der Dieselrußpartikelfilter 12 zu Reinigungszwecken optimal zugänglich wird.
Wie Fig. 2 erkennen lässt, weisen die Spannbänder 1 je eine Öffnung für Sensoren 3 auf. Über diese Öffnung ist eine Sensorbuchse 4 montiert, die einen gasdichten Einbau der Sensoren 3 ermöglicht.
Schließlich lässt Fig. 2 noch erkennen, wie die Kombination aus Dieselrußpartikelfilter 10, Dieseloxidationskatalysator 20 und Katalysator 30 an Zwischenwänden 5 eines Gehäuses (nicht dargestellt) befestigt werden kann.
Mit der in der Fig. 1 abgebildeten Ausführungsform wurden Versuche auf dem Rüttelprüfstand gemacht. Die Gehäuse wurden mit Gas von 700 0C durchströmt, mit 185 Hz geschüttelt und dabei Beschleunigungswerten bis 40 g über eine Prüfdauer von 130 Stunden beaufschlagt. Dabei blieben die Spannbandverbindungen sowohl mechanisch fest als auch gasdicht.

Claims

Patentansprüche:
1. Abgasanlage von Verbrennungsmotoren, umfassend einen Dieseirußpartikeifiker (DPF) in einem rohrförmigeπ Cdfining (10), einen Diesel-Oxi-Katalysator (DOC) in einem rohrförmigen Canning (20) und eine reversible Verbindungsvorrichtung (1, 2), gekennzeichnet durch die Merkmale: die Cannings (10, 20) sind stumpf gestoßen, der Stoß ist durch ein breites Spannband (1) überdeckt, das Spannband (1) ist durch eine lösbare Verbindung (2) gespannt.
2. Abgasanlage nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Merkmale: die lösbare Verbindung verwendet Schrauben, Muttern und gegebenenfalls
Kontermuttern, das Spannband (1) besitzt endseitig fluchtende Schraublöcher.
3. Abgasanlage nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch das Merkmal : die Cannings (10, 20) besitzen benachbart zum Spannband (1) umlaufende Sicken (11, 21, 31).
4. Abgasanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch das Merkmal: die Cannings (10, 20, 30) bestehen aus einem Rohr (10.1, 20.1, 30.1) und einem Überrohr (10.2, 20.2, 30.2).
5. Abgasanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch die Merkmale: das Spannband (1) besitzt eine Öffnung für einen Sensor (3), auf der Öffnung ist eine Sensorbuchse (4) montiert.
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