WO2015120869A1 - Abgasnachbehandlungsvorrichtung für ein abgassystem - Google Patents

Abgasnachbehandlungsvorrichtung für ein abgassystem Download PDF

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WO2015120869A1
WO2015120869A1 PCT/EP2014/002459 EP2014002459W WO2015120869A1 WO 2015120869 A1 WO2015120869 A1 WO 2015120869A1 EP 2014002459 W EP2014002459 W EP 2014002459W WO 2015120869 A1 WO2015120869 A1 WO 2015120869A1
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WO
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agn
module
aftertreatment device
sealing
guide
Prior art date
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PCT/EP2014/002459
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Inventor
John Scholz
Original Assignee
Mtu Friedrichshafen Gmbh
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/021—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
    • F01N3/0211—Arrangements for mounting filtering elements in housing, e.g. with means for compensating thermal expansion or vibration
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2450/00—Methods or apparatus for fitting, inserting or repairing different elements
    • F01N2450/30—Removable or rechangeable blocks or cartridges, e.g. for filters
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Definitions

  • the invention relates to an exhaust aftertreatment device for an exhaust system of an internal combustion engine.
  • exhaust aftertreatment devices for an exhaust system of a
  • Internal combustion engine having at least one replaceable AGN module, which is intended to be arranged in an exhaust gas stream, the at least one
  • Sealing surface for gas-tight connection with an adjacent component, which is intended to be pressed along an at least substantially perpendicular to the sealing surface acting sealing direction with the adjacent component.
  • the invention is in particular the object of simplifying assembly of the AGN module. It is achieved by an embodiment according to the invention according to claim 1. Further developments of the invention will become apparent from the dependent claims.
  • the invention is based on an exhaust aftertreatment device for an exhaust system of an internal combustion engine, with at least one replaceable AGN module which is intended to be arranged in an exhaust gas stream having at least one sealing surface for gas-tight connection with an adjacent component which is provided for this purpose to be pressed along with at least substantially perpendicular to the sealing surface acting sealing direction with the adjacent component.
  • the exhaust aftertreatment device has a mounting guide, which is provided to specify a different from the sealing direction Vormontagecardi for the AGN module.
  • a mounting guide can be specified as the AGN module can be brought into an end position, which can be avoided that one of the sealing surfaces and / or provided for the arrangement between the sealing surfaces
  • Exhaust aftertreatment be understood, such as a diesel particulate filter, an oxidation catalyst or a selectively active catalyst, for example, to reduce nitrogen oxides.
  • a “module” is meant a single interchangeable part of the
  • a “neighboring component” is to be understood as meaning, in particular, another component provided for guiding the exhaust gas flow, which is arranged fluidically immediately before and / or immediately after the AGN module, such as, for example, an exhaust manifold or an exhaust pipe. should be understood in particular specially designed and / or equipped.
  • the mounting guide forms a positive guide, which is intended to guide the AGN module at least along the Vormontageraum.
  • a forced operation can increase installation safety. In particular, it can be ensured by forced operation that the AGN module only along the provided
  • Pre-assembly in a pre-assembly and can be moved to an end position.
  • By restraining along the preassembly direction it is possible to prevent the sealing surface of the AGN module and the sealing surface of the adjacent component from sliding along one another, as a result of which, in particular, damage to the sealing surfaces can be avoided with high reliability.
  • a “sealing direction” is to be understood in particular as meaning a direction along which a sealing force for pressing the sealing surfaces is oriented.
  • a pre-assembly position is to be understood in particular as meaning a position in which the AGN module and the adjacent component are arranged at a distance from one another.
  • the mounting guide has a along the
  • Pre-assembly oriented portion and a second provided for guiding along the sealing direction portion By subordination of the mounting guide in the at least two subsections can be easily adapted to a different functionality of the mounting guide to different steps in the context of assembly or disassembly of the AGN module.
  • the subsections differ in particular in one direction, along which it forms a positive guide, wherein preferably the first section is completely oriented along the pre-assembly and forms a linear guide, whereas the second section is only partially oriented along the direction of sealing.
  • the term "for guiding along the sealing direction” should be understood to mean a subsection of the mounting guide adjoining the first subsection, which is oriented along the sealing direction at least in one region assigned to an end position, an end position being understood to mean, in particular, a position of the AGN module
  • the first subsection of the mounting guide is thus provided to guide the AGN module at a distance from the component intended for connection to the AGN module Contact between the AGN module and the adjacent component can be safely avoided
  • Mounting security can be increased if a seal between the two sealing surfaces is provided.
  • Subsection are provided to guide the AGN module in the pre-assembly without it comes into contact with the seal. This can ensure that the seal remains in a designated position while the AGN module is in place
  • Pre-assembled position is brought, whereby the mounting security can be increased.
  • the second section of the mounting guide is provided to bring the sealing surface of the AGN module in contact with a sealing surface of the provided for connection to the AGN module component.
  • the second section can thereby be specifically provided to compress the seal arranged between the AGN module and the adjacent component, which can ensure that the seal is not damaged.
  • the second section forms a deflection, which is intended to implement a movement of the AGN module along the pre-assembly in a force and / or movement along the sealing direction.
  • deflecting the AGN module can be brought from the pre-assembly to the end position, without having to do without a forced operation.
  • a space requirement which is intended to the AGN module without contact with the adjacent component in the
  • the Mounting guide to be provided to bring the AGN module in a space between the adjacent component and other components from the side and then to drive only in the final position, which in particular in tight space conditions high security can be created.
  • the deflection presets at least a portion of the sealing force for pressing the sealing surfaces.
  • the deflection of the mounting guide can provide an inclined surface, which is intended to implement a oriented along the mounting direction of force in a sealing force, whereby an additional clamping force for pressing the sealing surfaces can be reduced.
  • the deflection has an angle of at least 10 degrees, a small space is sufficient.
  • the angle is at least 30 degrees.
  • the angle is at least 40 degrees. If the deflection has an angle of 90 degrees, the AGN module can be inserted transversely to its direction of flow and a movement can only be deflected shortly before the end position, whereby a space requirement for changing the AGN module can be kept particularly low, without a Assembly safety is thereby reduced.
  • the mounting guide has at least one guide rail and a sliding element provided for positive guidance by the guide rail.
  • the mounting guide can be made very easy.
  • a “guide rail” should be understood to mean, in particular, a guide which provides a positive guidance with only one degree of freedom, ie a translational movement along one direction allows a “sliding element” to be understood as meaning a component intended for operative connection with the guide rail, such as a Guide pin for engagement in a groove formed as a guide rail or a guide shoe for operative connection with a guide elevation.
  • the sliding element is firmly connected to the AGN module. This allows a structurally particularly simple embodiment can be realized by the
  • an embodiment of the AGN module can be kept simple.
  • the guide rail may remain at the exhaust aftertreatment device upon disassembly of the AGN module. This is no longer necessary Replacing the guide rail with an exchange of the AGN module, which costs can be saved, since the guide rail is typically much more expensive to produce than that provided for guiding by the guide rail slider.
  • the guide rail is firmly connected to the AGN module and the sliding element is arranged fixed to the housing for engagement in the guide rail.
  • the exhaust aftertreatment device has a seal which is intended to be elastically or inelastically deformed to seal a connection between the AGN module and the further component.
  • the connection between the AGN module and the adjacent component can be sealed particularly well.
  • a well sealed and easy to install exhaust aftertreatment device can be provided with a removable AGN module.
  • Fig. 1 shows an exhaust aftertreatment device for an exhaust system of a
  • Fig. 3 shows the AGN module during assembly in the preassembly position
  • FIGS. 1 to 4 schematically show an exhaust aftertreatment device for an exhaust system of an internal combustion engine during assembly.
  • the exhaust aftertreatment device is intended to reduce pollutants in an exhaust gas of the internal combustion engine
  • the exhaust aftertreatment device has an AGN module 1, which for filtering and / or catalytic conversion of pollutants is provided.
  • the AGN module 1 is replaceable.
  • the AGN module 1 can be removed, for example, for cleaning or replacement of the exhaust system to replace it or re-install after cleaning.
  • the AGN module 1 can be designed, for example, as a particle filter or as a catalyst, in particular as a diesel particle filter, as a diesel oxidation catalyst for reducing CO contents, as an SCR catalyst, in particular for reducing nitrogen oxides or the like.
  • At least a part of the exhaust gas discharged from the internal combustion engine is passed through the exhaust gas aftertreatment device.
  • the exhaust aftertreatment device comprises at least one component 3, which is upstream or downstream of the AGN module 1 with respect to a flow direction of the exhaust gas.
  • Other components that can be upstream and / or downstream of the AGN module 1 are not shown in detail.
  • the AGN module 1 and the component 3 form part of the exhaust system and are provided for guiding the exhaust gas flow.
  • the AGN module 1 is in principle exposed to higher wear than the other components 3, for example because filter structures or catalytically active areas can become clogged over time.
  • Exhaust aftertreatment device is the AGN module 1 therefore provided for removal or replacement during maintenance.
  • the AGN module 1 In order to connect the AGN module 1 in a gas-tight manner to the adjacent component 3, the AGN module 1 has a sealing surface 2, which is provided along a direction perpendicular to the
  • the sealing surface 2 is oriented substantially perpendicular to the flow direction of the exhaust gas flow.
  • a connection unit which is provided to provide a sealing force between the AGN module 1 and the component 3 is not shown in greater detail in FIG.
  • connection unit fundamentally different configurations are conceivable, such as in particular a screw connection.
  • the exhaust aftertreatment device on a mounting guide 4 which is intended to specify for the AGN module 1 deviates from the sealing direction 5 preassembly 6.
  • the mounting guide 4 is used to guide the AGN module 1 relative to the adjacent component 3.
  • the not closer illustrated connection unit can in principle be formed by the mounting guide 4.
  • the connection unit and the mounting guide 4 are made separately.
  • the mounting guide 4 is provided only for guiding the AGN module 1 and in particular not provided to provide the sealing force which compresses the sealing surface 2 of the AGN module 1 and a corresponding sealing surface 9 of the adjacent component 3 gas-tight.
  • the mounting guide 4 forms a positive guidance, which is intended to guide the AGN module 1 along the Vormontagecardi 6 and further in a pre-assembly without the AGN module 1 and the adjacent component 3 come into contact beforehand.
  • the AGN module 1 and the adjacent component 3 are arranged coaxially with each other, i. the sealing surface 2 of the AGN module 1 and the sealing surface 9 of the adjacent component 3 are arranged congruent to one another.
  • the mounting guide 4 has a first section 7, which along the
  • Vormontagecardi 6 is oriented.
  • the first section 7 is provided, in particular, to guide the AGN module 1 at a distance from the component 3 provided for connection to the AGN module 1. In a position outside, from which the mounting guide 4 engages, the AGN module 1, relative to the sealing direction 5, offset from the adjacent component 3 is arranged (see Fig .. 2).
  • the first section 7, which is provided for the linear guidance of the AGN module 1, has an extension length, which in the illustrated
  • Embodiment corresponds to at least one radial extent of the sealing surface 2.
  • the AGN module 1 is guided away from the first section 7 of the mounting direction before it can come into contact with the further component 3 (see FIG. 3).
  • the first section 7 is provided to space the AGN module 1 and the adjacent component 3 provided for connection to the AGN module 1, i. without direct contact in the area of the sealing surface 2, to lead.
  • the mounting guide 4 has a second section 8, which is provided at its end for guiding along the sealing direction 5.
  • the second section 8 has an extension length, which in the illustrated embodiment is significantly shorter than the extension length of the first section 7. Depending on an embodiment of the mounting guide 4, the extension length of the first section 7 and the extension length of the second section 8 may also have a different relationship to each other.
  • the second section 8 forms a deflection 10, which is intended to a
  • the deflection 10 formed by the second subsection 8 is intended to convert a movement of the AGN module 1 along the pre-assembly direction 6 into a movement along the sealing direction 5.
  • the diverter 10 is at an angle of 90 degrees, i. the direction of movement of the AGN module is deflected by 90 degrees.
  • the Vormontage therapies 6 and the sealing direction 5 enclose an angle of 90 degrees to each other.
  • the mounting guide 4 has a guide rail 11 and a sliding element 12 provided for operative connection with the guide rail 11.
  • the guide rail 11 is fixedly connected to a frame for fixing the adjacent component 3.
  • the sliding member 12 is fixedly connected to the AGN module 1.
  • the AGN module 1 has an AGN module housing which forms the sliding element 12.
  • the guide rail 11 forms a groove, with which the sliding member 12 can be brought into engagement.
  • the deflection 10, for which the mounting guide 4 is provided, is formed by means of the guide rail 11.
  • the groove formed by the guide rail 11 has a straight course.
  • Guide rail 11 preferably has an inner radius of curvature which is at least a few millimeters. In principle, however, the radius of curvature can also be a few centimeters. Alternatively, it is also conceivable to form the deflection 10 in the form of a corner.
  • the slider 12 of the AGN module 1 is brought into engagement with the groove of the guide rail 11 at the position outside.
  • Vormontagecardi 6 the AGN module 1 is initially transverse to the flow direction postponed.
  • the sealing surface 2 of the AGN module 1 is thereby displaced parallel to the sealing surface 2 of the adjacent component 3.
  • the deflection 10 takes place from the pre-assembly 6 in the sealing direction 5.
  • the deflector 10 formed by the guide rail 11 causes the movement of the AGN module 1 along the Vormontagecardi 6 successively in a movement along the sealing direction 5 passes.
  • a contact between the two sealing surfaces 2, 9 is thereby produced only when the AGN module 1 is in its end position (see Fig. 4).
  • the two sealing surfaces 2, 9 are then pressed against each other to connect the AGN module 1 and the adjacent component 3 gas-tight with each other.
  • the exhaust aftertreatment device on an additional seal 13, which is arranged in the assembled state between the two sealing surfaces 2, 9.
  • the seal 13 is made of a deformable material and provided to be deformed to seal the connection between the AGN module 1 and the component 3 elastically or inelastically.
  • the seal 13 may for example be made of artificial mineral fibers (KMF), wire mesh or graphite.
  • KMF artificial mineral fibers
  • the sealing surface 2 of the AGN module 1 and / or the sealing surface 9 of the adjacent component 3 may be formed with respect to the sealing direction 5, as inclined surfaces.
  • the sealing surface 9 of the adjacent component 3 is preferably directed radially inwards to receive the sealing surface 2 of the AGN module.
  • the sealing surface 2 of the AGN module 1 can also be formed as a, preferably outwardly oriented, cone.

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Abstract

Erfindungsgemäß wird eine Abgasnachbehandlungsvorrichtung für ein Abgassystem einer Brennkraftmaschine vorgeschlagen, mit zumindest einem austauschbaren AGN-Modul (1), das dazu vorgesehen ist, in einem Abgasstrom angeordnet zu werden, das zumindest eine Dichtfläche (2) zur gasdichten Verbindung mit einem benachbarten Bauteil (3) aufweist, die dazu vorgesehen ist, entlang einer zumindest im Wesentlichen senkrecht zu der Dichtfläche (2) wirkenden Dichtrichtung (5) mit dem benachbarten Bauteil verpresst zu werden, und mit einer Montagefuhrung (4), die dazu vorgesehen ist, für das AGN-Modul (1) eine von der Dichtrichtung (5) abweichende Vormontagerichtung (6) vorzugeben.

Description

BESCHREIBUNG Abgasnachbehandlungsvorrichtung für ein Abgassystem
Die Erfindung betrifft eine Abgasnachbehandlungsvorrichtung für ein Abgassystem einer Brennkraftmaschine. Es sind bereits Abgasnachbehandlungsvorrichtungen für ein Abgassysteme einer
Brennkraftmaschine bekannt, die zumindest ein austauschbares AGN-Modul aufweisen, das dazu vorgesehen ist, in einem Abgasstrom angeordnet zu werden, das zumindest eine
Dichtfläche zur gasdichten Verbindung mit einem benachbarten Bauteil aufweist, die dazu vorgesehen ist, entlang einer zumindest im Wesentlichen senkrecht zu der Dichtfläche wirkenden Dichtrichtung mit dem benachbarten Bauteil verpresst zu werden.
Der Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugrunde, eine Montage des AGN-Moduls zu vereinfachen. Sie wird durch eine erfindungsgemäße Ausgestaltung entsprechend dem Anspruch 1 gelöst. Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Die Erfindung geht aus von einer Abgasnachbehandlungsvorrichtung für ein Abgassystem einer Brennkraftmaschine, mit zumindest einem austauschbaren AGN-Modul, das dazu vorgesehen ist, in einem Abgasstrom angeordnet zu werden, das zumindest eine Dichtfläche zur gasdichten Verbindung mit einem benachbarten Bauteil aufweist, die dazu vorgesehen ist, entlang einer zumindest im Wesentlichen senkrecht zu der Dichtfläche wirkenden Dichtrichtung mit dem benachbarten Bauteil verpresst zu werden.
Es wird vorgeschlagen, dass die Abgasnachbehandlungsvorrichtung eine Montageführung aufweist, die dazu vorgesehen ist, für das AGN-Modul eine von der Dichtrichtung abweichende Vormontagerichtung vorzugeben. Durch eine Montageführung kann vorgegeben werden, wie das AGN-Modul in eine Endlage gebracht werden kann, wodurch vermieden werden kann, dass eine der Dichtflächen und/oder eine zur Anordnung zwischen den Dichtflächen vorgesehene
Dichtung beschädigt wird. Durch eine solche Ausgestaltung kann somit eine Montage des AGN- Moduls vereinfacht werden. Unter einer„Abgasnachbehandlungsvorrichtung" soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine Vorrichtung des Abgassystems verstanden werden, die dazu vorgesehen, Schadstoffe in einem Abgasstrom der Brennkraftmaschine durch Filterung und/oder Umwandlung zu reduzieren. Unter einem„AGN-Modul" soll ein einzelnes Modul zur
Abgasnachbehandlung verstanden werden, wie beispielsweise ein Dieselpartikelfilter, ein Oxidationskatalysator oder eine selektiv aktiver Katalysator, beispielsweise zur Reduzierung von Stickoxiden. Unter einem„Modul" soll ein einzeln austauschbares Teil der
Abgasnachbehandlungsvorrichtung verstanden werden. Unter einem„benachbarten Bauteil" soll in diesem Fall insbesondere ein weiteres zur Führung des Abgasstroms vorgesehenes Bauteil verstanden werden, welches strömungstechnisch unmittelbar vor und/oder unmittelbar nach den AGN-Modul angeordnet ist, wie beispielsweise ein Abgaskrümmer oder ein Auspuffrohr. Unter „vorgesehen" soll insbesondere speziell ausgelegt und/oder ausgestattet verstanden werden.
Vorzugsweise bildet die Montageführung eine Zwangsführung aus, die dazu vorgesehen ist, das AGN-Modul zumindest entlang der Vormontagerichtung zu führen. Durch eine Zwangsführung kann eine Montagesicherheit erhöht werden. Insbesondere kann durch eine Zwangsführung sichergestellt werden, dass das AGN-Modul lediglich entlang der vorgesehenen
Vormontagerichtung in eine Vormontageposition und weiter in eine Endlage bewegt werden kann. Durch eine Zwangsführung entlang der Vormontagerichtung kann dabei verhindert werden, dass die Dichtfläche des AGN-Moduls und die Dichtfläche des benachbarten Bauteils aneinander entlang gleiten, wodurch insbesondere Beschädigungen der Dichtflächen mit hoher Sicherheit vermieden werden können. Unter einer„Vormontagerichtung" soll dabei
insbesondere eine Richtung verstanden werden, entlang der das AGN-Modul bewegt werden muss, um es von einer Position außerhalb in die Vormontageposition zu bringen. Unter einer „Dichtrichtung" soll insbesondere eine Richtung verstanden werden, entlang der eine Dichtkraft zum Verpressen der Dichtfiächen orientiert ist. Unter einer„Vormontageposition" soll insbesondere eine Position verstanden werden, in der das AGN-Modul und das benachbarte Bauteil beabstandet zueinander angeordnet sind.
In einer vorteilhaften Weiterbildung weist die Montageführung einen entlang der
Vormontagerichtung orientierten Teilabschnitt und einen zweiten zur Führung entlang der Dichtrichtung vorgesehen Teilabschnitt auf. Durch Unterleitung der Montageführung in die zumindest zwei Teilabschnitte kann einfach eine Funktionalität der Montageführung auf unterschiedliche Schritte im Rahmen einer Montage oder Demontage des AGN-Moduls angepasst werden. Die Teilabschnitte unterscheiden sich dabei insbesondere in einer Richtung, entlang der sie eine Zwangsführung bildet, wobei vorzugsweise der erste Teilabschnitt vollständig entlang der Vormontagerichtung orientiert ist und eine geradlinige Führung ausbildet, wohingegen der zweite Teilabschnitt lediglich teilweise entlang der Dichtrichtung orientiert ist. Dementsprechend soll unter„zur Führung entlang der Dichtrichtung" ein an den ersten Teilabschnitt anschließender Teilabschnitt der Montageführung verstanden werden, der zumindest in einem, einer Endlage zugeordneten Bereich entlang der Dichtrichtung orientiert ist. Unter einer Endlage soll dabei insbesondere eine Position des AGN-Moduls verstanden werden, die für eine gasdichte Verbindung mit dem benachbarten Bauteil vorgesehen ist. In einer vorteilhaften Weiterbildung ist damit der erste Teilabschnitt der Montageführung dazu vorgesehen, das AGN-Modul beabstandet zu dem zur Verbindung mit dem AGN-Modul vorgesehenen Bauteil zu führen. Dadurch kann ein Kontakt zwischen dem AGN-Modul und dem benachbarten Bauteil sicher vermieden werden. Insbesondere kann dadurch eine
Montagesicherheit erhöht werden, wenn eine Dichtung zwischen den beiden Dichtflächen vorgesehen ist. Indem das AGN-Modul beabstandet zu dem Bauteil geführt wird, kann der
Teilabschnitt dazu vorgesehen werden, das AGN-Modul in die Vormontageposition zu führen, ohne dass es in Kontakt mit der Dichtung kommt. Dadurch kann sichergestellt werden, dass die Dichtung in einer vorgesehenen Position verbleibt, während das AGN-Modul in die
Vormontageposition gebracht wird, wodurch die Montagesicherheit erhöht werden kann.
Zudem ist es vorteilhaft, wenn der zweite Teilabschnitt der Montageführung dazu vorgesehen ist, die Dichtfläche des AGN-Moduls in Kontakt mit einer Dichtfläche des zur Verbindung mit dem AGN-Modul vorgesehenen Bauteils zu bringen. Der zweite Teilabschnitt kann dadurch gezielt dazu vorgesehen werden, die zwischen dem AGN-Modul und dem benachbarten Bauteil angeordnete Dichtung zu verpressen, wodurch sichergestellt werden kann, dass die Dichtung nicht beschädigt wird.
In einer bevorzugten Ausgestaltung bildet der zweite Teilabschnitt eine Umlenkung aus, die dazu vorgesehen ist, eine Bewegung des AGN-Moduls entlang der Vormontagerichtung in eine Kraft und/oder Bewegung entlang der Dichtrichtung umzusetzen. Durch eine Umlenkung kann das AGN-Modul von der Vormontageposition in die Endlage gebracht werden, ohne dass dabei auf eine Zwangsführung verzichtet werden muss. Zudem kann ein Bauraumbedarf, der dazu vorgesehen ist, das AGN-Modul ohne Kontakt zu dem benachbarten Bauteil in die
Vormontageposition zu bringen, klein gehalten werden. Durch eine Umlenkung kann die Montageführung dazu vorgesehen werden, das AGN-Modul in einen Bauraum zwischen dem benachbarten Bauteil und weiteren Bauteilen von der Seite her einzubringen und anschließend erst in die Endlage zu fuhren, wodurch insbesondere bei engen Bauraum Verhältnissen eine hohe Montagesicherheit geschaffen werden kann. Zudem kann durch eine solche Ausgestaltung erreicht werden, dass die Umlenkung zumindest einen Teil der Dichtkraft zum Verpressen der Dichtflächen voreinstellt. Insbesondere in Verbindung mit einer Zwangsführung kann die Umlenkung der Montageführung eine Schrägfläche bereitstellen, die dazu vorgesehen ist, eine entlang der Montagerichtung orientierte Kraft in eine Dichtkraft umzusetzen, wodurch eine zusätzliche Spannkraft zum Verpressen der Dichtflächen reduziert werden kann.
Insbesondere wenn die Umlenkung einen Winkel von zumindest 10 Grad aufweist, reicht ein geringer Bauraum aus. Vorzugsweise beträgt der Winkel zumindest 30 Grad. Besonders bevorzugt beträgt der Winkel zumindest 40 Grad. Weist die Umlenkung einen Winkel von 90 Grad auf, kann das AGN-Modul quer zu seiner Durchströmungsrichtung eingeschoben und eine Bewegung erst kurz vor der Endlage umgelenkt werden, wodurch ein Bauraumbedarf für ein Wechseln des AGN-Moduls besonders gering gehalten werden kann, ohne dass eine Montagesicherheit dadurch reduziert wird.
Zur Ausbildung der Montageführung wird vorgeschlagen, dass die Montageführung zumindest eine Führungsschiene und ein zur Zwangsführung durch die Führungsschiene vorgesehenes Gleitelement aufweist. Dadurch kann die Montageführung besonderes einfach ausgeführt werden. Unter einer„Führungsschiene" soll dabei insbesondere eine Führung verstanden werden, die eine Zwangsführung mit lediglich einem Freiheitsgrad bereitstellt, d.h. eine Translationsbewegung entlang eine Richtung ermöglicht. Unter einem„Gleitelement" soll ein zur Wirkverbindung mit der Führungsschiene vorgesehenes Bauteil verstanden werden, wie beispielsweise ein Führungsbolzen zum Eingriff in eine als Nut ausgebildete Führungsschiene oder ein Führungsschuh zur Wirkverbindung mit einer Führungserhebung.
Vorteilhafterweise ist dabei das Gleitelement fest mit dem AGN-Modul verbunden. Dadurch kann eine konstruktiv besonders einfache Ausgestaltung realisiert werden, durch die
insbesondere eine Ausgestaltung des AGN-Moduls einfach gehalten werden kann. Indem das Gleitelement fest mit dem AGN-Modul verbunden und die Führungsschiene ortsfest in Bezug auf das benachbarte Bauteil angeordnet ist, kann die Führungsschiene bei einer Demontage des AGN-Moduls an der Abgasnachbehandlungsvorrichtung verbleiben. Dadurch entfällt ein Austausch der Führungsschiene bei einem Austausch des AGN-Moduls, wodurch Kosten eingespart werden können, da die Führungsschiene typischerweise wesentlich aufwendiger herzustellen ist als das zur Führung durch die Führungsschiene vorgesehene Gleitelement.
Alternativ ist es aber auch denkbar, dass die Führungsschiene fest mit dem AGN-Modul verbunden ist und das Gleitelement zum Eingriff in die Führungsschiene gehäusefest angeordnet ist.
Zudem wird vorgeschlagen, dass die Abgasnachbehandlungsvorrichtung eine Dichtung aufweist, die dazu vorgesehen ist, zur Abdichtung einer Verbindung zwischen dem AGN-Modul und dem weiteren Bauteil elastisch oder inelastisch verformt zu werden. Dadurch kann die Verbindung zwischen dem AGN-Modul und dem benachbarten Bauteil besonders gut abgedichtet werden. Insbesondere kann in Verbindung mit der Montageführung eine gut abgedichtete und einfach zu montierende Abgasnachbehandlungsvorrichtung mit einem wechselbaren AGN-Modul bereitgestellt werden.
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.
Dabei zeigt:
Fig. 1 eine Abgasnachbehandlungsvorrichtung für ein Abgassystem einer
Brennkraftmaschine mit einem AGN-Modul und einer Montageführung
Aufsicht,
Fig. 2 das AGN-Modul in einer Position vor einer Montage,
Fig. 3 das AGN-Modul während der Montage in der Vormontageposition und
Fig. 4 das AGN-Modul in einer Endlage. Fig. 1 bis 4 zeigen schematisiert eine Abgasnachbehandlungsvorrichtung für ein Abgassystem einer Brennkraftmaschine während einer Montage. Die Abgasnachbehandlungsvorrichtung ist dazu vorgesehen, Schadstoffe in einem Abgas der Brennkraftmaschine zu reduzieren,
beispielsweise durch Filterung oder Umwandlung. Zur Reduzierung der Schadstoffe weist die Abgasnachbehandlungsvorrichtung ein AGN-Modul 1 auf, das zur Filterung und/oder katalytischen Umwandlung der Schadstoffe vorgesehen ist. Um eine Funktionsfähigkeit der Abgasnachbehandlungsvorrichtung sicherstellen zu können, ist das AGN-Modul 1 wechselbar. Das AGN-Modul 1 kann dadurch beispielweise zur Reinigung oder zum Austausch aus dem Abgassystem ausgebaut werden, um es zu ersetzen oder nach einer Reinigung wieder einzubauen. Das AGN-Modul 1 kann beispielsweise als Partikelfilter oder als Katalysator ausgebildet sein, wie insbesondere als Dieselpartikelfilter, als Diesel-Oxidationskatalysator zur Verminderung von CO-Anteilen, als SCR-Katalysator insbesondere zur Verminderung von Stickoxiden oder ähnliches. Zumindest ein Teil des Abgases, das von der Brennkraftmaschine ausgestoßen wird, wird durch die Abgasnachbehandlungsvorrichtung hindurchgeführt. Die Abgasnachbehandlungsvorrichtung umfasst zumindest ein Bauteil 3, das in Bezug auf eine Strömungsrichtung des Abgases dem AGN-Modul 1 vor- oder nachgeschaltet ist. Weitere Bauteile, die dem AGN-Modul 1 vor- und/oder nachgeschaltet sein können, sind nicht näher dargestellt. Das AGN-Modul 1 und das Bauteil 3 bilden ein Teil des Abgassystems aus und sind zur Führung des Abgasstroms vorgesehen. Das AGN-Modul 1 ist dabei grundsätzlich einem höheren Verschleiß ausgesetzt als die weiteren Bauteile 3, beispielsweise weil sich Filterstrukturen oder katalytisch wirksame Bereiche im Laufe der Zeit zusetzen können. Um eine Funktionsfähigkeit der
Abgasnachbehandlungsvorrichtung zu erhalten, ist das das AGN-Modul 1 daher zum Ausbau oder Austausch während einer Wartung vorgesehen.
Um das AGN-Modul 1 gasdicht mit dem benachbarten Bauteil 3 zu verbinden, weist das AGN- Modul 1 eine Dichtfläche 2 auf, die dazu vorgesehen ist, entlang einer senkrecht zu der
Dichtfläche 2 wirkenden Dichtrichtung 5 mit dem benachbarten Bauteil 3 verpresst zu werden. Die Dichtfläche 2 ist im Wesentlichen senkrecht zu der Strömungsrichtung des Abgasstroms orientiert. Eine Verbindungseinheit, die dazu vorgesehen ist, eine Dichtkraft zwischen dem AGN-Modul 1 und dem Bauteil 3 bereitzustellen, ist in Fig. 1 nicht näher dargestellt. Für die Verbindungseinheit sind grundsätzlich unterschiedliche Ausgestaltungen denkbar, wie insbesondere eine Schraubverbindung.
Zur Montage und Demontage des AGN-Moduls 1 weist die Abgasnachbehandlungsvorrichtung eine Montageführung 4 auf, die dazu vorgesehen ist, für das AGN-Modul 1 eine von der Dichtrichtung 5 abweichende Vormontagerichtung 6 vorzugeben. Die Montageführung 4 dient zur Führung des AGN-Moduls 1 relativ zu dem benachbarten Bauteil 3. Die nicht näher dargestellte Verbindungseinheit kann grundsätzlich durch die Montageführung 4 ausgebildet werden. Vorzugsweise sind die Verbindungseinheit und die Montageführung 4 getrennt ausgeführt. In der dargestellten Ausgestaltung ist die Montageführung 4 lediglich zur Führung des AGN-Moduls 1 vorgesehen und insbesondere nicht dazu vorgesehen, die Dichtkraft bereitzustellen, welche die Dichtfläche 2 des AGN-Moduls 1 und eine korrespondierende Dichtfläche 9 des benachbarten Bauteils 3 gasdicht miteinander verpresst.
Die Montageführung 4 bildet eine Zwangsführung aus, die dazu vorgesehen ist, das AGN-Modul 1 entlang der Vormontagerichtung 6 und weiter in eine Vormontageposition zu führen, ohne dass das AGN-Modul 1 und das benachbarte Bauteil 3 vorher in Kontakt kommen. In der
Vormontageposition sind das AGN-Modul 1 und das benachbarte Bauteil 3 koaxial zueinander angeordnet, d.h. die Dichtfläche 2 des AGN-Moduls 1 und die Dichtfläche 9 des benachbarten Bauteils 3 sind deckungsgleich zueinander angeordnet. Die Montageführung 4 weist einen ersten Teilabschnitt 7 auf, der entlang der
Vormontagerichtung 6 orientiert ist. Der erste Teilabschnitt 7 ist insbesondere dazu vorgesehen, das AGN-Modul 1 beabstandet zu dem zur Verbindung mit dem AGN-Modul 1 vorgesehenen Bauteil 3 zu führen. In einer Position außerhalb, ab der die Montageführung 4 greift, ist das AGN-Modul 1, bezogen auf die Dichtrichtung 5, versetzt gegenüber dem benachbarten Bauteil 3 angeordnet (vgl. Fig. 2). Der erste Teilabschnitt 7, der zur geradlinigen Führung des AGN- Moduls 1 vorgesehen ist, weist eine Erstreckungslänge auf, die in dem dargestellten
Ausführungsbeispiel zumindest einer radialen Erstreckung der Dichtfläche 2 entspricht. Bei einer Montage wird das AGN-Modul 1 von dem ersten Teilabschnitt 7 der Montagerichtung weg geführt bevor es in Kontakt mit dem weiteren Bauteil 3 kommen kann (vgl. Fig. 3). Der erste Teilabschnitt 7 ist dazu vorgesehen, das AGN-Modul 1 und das benachbarte Bauteil 3, das zur Verbindung mit dem AGN-Modul 1 vorgesehen ist, beabstandet, d.h. ohne direkten Kontakt im Bereich der Dichtfläche 2, zu führen.
Weiter weist die Montageführung 4 einen zweiten Teilabschnitt 8 auf, der an seinem Ende zur Führung entlang der Dichtrichtung 5 vorgesehen ist. Der zweite Teilabschnitt 8 der
Montageführung 4, der dazu vorgesehen ist, die Dichtfläche 2 des AGN-Moduls 1 in Kontakt mit einer Dichtfläche 9 des zur Verbindung mit dem AGN-Modul 1 vorgesehenen Bauteils 3 zu bringen. Der zweite Teilabschnitt 8 weist eine Erstreckungslänge auf, die in dem dargestellten Ausführungsbeispiel wesentlich kürzer ist als die Erstreckungslänge des ersten Teilabschnitts 7. In Abhängigkeit von einer Ausgestaltung der Montageführung 4 können die Erstreckungslänge des ersten Teilabschnitts 7 und die Erstreckungslänge des zweiten Teilabschnitts 8 auch ein anderes Verhältnis zueinander aufweisen. Der zweite Teilabschnitt 8 bildet eine Umlenkung 10 aus, die dazu vorgesehen ist, eine
Bewegungsrichtung des AGN-Moduls 1 während einer Montage zu verändern. Die durch den zweiten Teilabschnitt 8 ausgebildete Umlenkung 10 ist dazu vorgesehen, eine Bewegung des AGN-Moduls 1 entlang der Vormontagerichtung 6 in eine Bewegung entlang der Dichtrichtung 5 umzusetzen. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel weist die Umlenkung 10 einen Winkel von 90 Grad auf, d.h. die Bewegungsrichtung des AGN-Moduls wird um 90 Grad umgelenkt. Die Vormontagerichtung 6 und die Dichtrichtung 5 schließen einen Winkel von 90 Grad zueinander ein.
Zur Ausbildung der Zwangsführung für das AGN-Modul 1 weist die Montageführung 4 eine Führungsschiene 11 und ein zur Wirkverbindung mit der Führungsschiene 11 vorgesehenes Gleitelement 12 auf. Die Führungsschiene 11 ist fest mit einem Rahmen zur Fixierung des benachbarten Bauteils 3 verbunden. Das Gleitelement 12 ist fest mit dem AGN-Modul 1 verbunden. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel weist das AGN-Modul 1 ein AGN- Modulgehäuse auf, welches das Gleitelement 12 ausbildet.
Die Führungsschiene 11 bildet eine Nut aus, mit welcher das Gleitelement 12 in Eingriff gebracht werden kann. Die Umlenkung 10, für die die Montageführung 4 vorgesehen ist, ist mittels der Führungsschiene 11 ausgebildet. In dem ersten Teilabschnitt 7 weist die durch die Führungsschiene 11 ausgebildete Nut einen geradlinigen Verlauf auf. In dem zweiten
Teilabschnitt 8 ist die durch die Führungsschiene 11 ausgebildete Nut gekrümmt. Die
Führungsschiene 11 weist dabei vorzugsweise einen inneren Krümmungsradius auf, der zumindest einige Millimeter beträgt. Grundsätzlich kann der Krümmungsradius aber auch einige Zentimeter betragen. Alternativ ist es aber auch denkbar, die Umlenkung 10 in Form einer Ecke auszubilden.
Zur Montage wird das Gleitelement 12 des AGN-Moduls 1 an der Position außerhalb in Eingriff mit der Nut der Führungsschiene 11 gebracht. Durch die Führung entlang der
Vormontagerichtung 6 wird das AGN-Modul 1 zunächst quer zur Durchströmungsrichtung verschoben. Die Dichtfläche 2 des AGN-Moduls 1 wird dabei parallel zu der Dichtfläche 2 des benachbarten Bauteils 3 verschoben.
In der Vormontageposition erfolgt die Umlenkung 10 von der Vormontagerichtung 6 in die Dichtrichtung 5. Die durch die Führungsschiene 11 ausgebildete Umlenkung 10 bewirkt, dass die Bewegung des AGN-Moduls 1 entlang der Vormontagerichtung 6 sukzessive in eine Bewegung entlang der Dichtrichtung 5 übergeht. Ein Kontakt zwischen den beiden Dichtflächen 2, 9 wird dabei erst hergestellt, wenn sich das AGN-Modul 1 in seiner Endlage befindet (vgl. Fig. 4). In der Endlage werden die beiden Dichtflächen 2, 9 dann gegeneinander verpresst, um das AGN-Modul 1 und das benachbarte Bauteil 3 gasdicht miteinander zu verbinden.
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel weist die Abgasnachbehandlungsvorrichtung eine zusätzliche Dichtung 13 auf, die in montiertem Zustand zwischen den beiden Dichtflächen 2, 9 angeordnet ist. Die Dichtung 13 ist aus einem verformbaren Material ausgeführt und dazu vorgesehen, zur Abdichtung der Verbindung zwischen dem AGN-Modul 1 und dem Bauteil 3 elastisch oder inelastisch verformt zu werden. Die Dichtung 13 kann beispielsweise aus künstlichen Mineralfasern (KMF), Drahtgestrick oder Grafit gefertigt sein. Grundsätzlich sind aber auch andere Ausgestaltungen denkbar. Die Dichtfläche 2 des AGN-Moduls 1 und/oder die Dichtfläche 9 des benachbarten Bauteils 3 können, bezogen auf die Dichtrichtung 5, als Schrägflächen ausgebildet sein. Insbesondere ist es denkbar, die Dichtfläche 9 des benachbarten Bauteils 3 in Form eines Konus auszubilden, um eine Dichtwirkung zu verbessen. Die Dichtfläche 9 des benachbarten Bauteils 3 ist dabei vorzugsweise radial nach innen gerichtet, um die Dichtfläche 2 des AGN-Moduls aufzunehmen. Die Dichtfläche 2 des AGN-Moduls 1 kann ebenfalls als ein, vorzugsweise nach außen orientierter, Konus ausgebildet werden.

Claims

ANSPRÜCHE
1. Abgasnachbehandlungsvorrichtung für ein Abgassystem einer Brennkraftmaschine, mit zumindest einem austauschbaren AGN-Modul (1), das dazu vorgesehen ist, in einem
Abgasstrom angeordnet zu werden, das zumindest eine Dichtfläche (2) zur gasdichten
Verbindung mit einem benachbarten Bauteil (3) aufweist, die dazu vorgesehen ist, entlang einer zumindest im Wesentlichen senkrecht zu der Dichtfläche (2) wirkenden Dichtrichtung (5) mit dem benachbarten Bauteil (3) verpresst zu werden,
gekennzeichnet durch
eine Montageführung (4), die dazu vorgesehen ist, für das AGN-Modul (1) eine von der Dichtrichtung (5) abweichende Vormontagerichtung (6) vorzugeben.
2. Abgasnachbehandlungsvorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Montageführung (4) eine Zwangsführung ausbildet, die dazu vorgesehen ist, das AGN- Modul (1) zumindest entlang der Vormontagerichtung (6) zu führen.
3. Abgasnachbehandlungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Montageführung (4) einen ersten entlang der Vormontagerichtung (6) orientierten
Teilabschnitt (7) und einen zweiten zur Führung entlang der Dichtrichtung (5) vorgesehenen Teilabschnitt (8) aufweist.
4. Abgasnachbehandlungsvorrichtung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
der erste Teilabschnitt (7) der Montageführung (4) dazu vorgesehen ist, das AGN-Modul (1) beabstandet zu dem zur Verbindung mit dem AGN-Modul (1) vorgesehenen Bauteil (3) zu führen.
5. Abgasnachbehandlungsvorrichtung nach Anspruch 3 oder 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
der zweite Teilabschnitt (8) der Montageführung (4) dazu vorgesehen ist, die Dichtfläche (2) des AGN-Moduls (1) in Kontakt mit einer Dichtfläche (9) des zur Verbindung mit dem AGN-Modul (1) vorgesehenen Bauteils (3) zu bringen.
6. Abgasnachbehandlungsvorrichtung zumindest nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
der zweite Teilabschnitt (8) eine Umlenkung (10) ausbildet, die dazu vorgesehen ist, eine Bewegung des AGN-Moduls (1) entlang der Vormontagerichtung (6) in eine Kraft und/oder Bewegung entlang der Dichtrichtung (5) umzusetzen.
7. Abgasnachbehandlungsvorrichtung nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Umlenkung (10) einen Winkel von zumindest 10 Grad aufweist.
8. Abgasnachbehandlungs Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Montageführung (4) zumindest eine Führungsschiene (11) und ein zur Zwangsführung durch die Führungsschiene (11) vorgesehenes Gleitelement (12) aufweist.
9. Abgasnachbehandlungs Vorrichtung nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Gleitelement (12) fest mit dem AGN-Modul (1) verbunden ist.
10. Abgasnachbehandlungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
gekennzeichnet durch
eine Dichtung (13), die dazu vorgesehen ist, zur Abdichtung einer Verbindung zwischen dem AGN-Modul (1) und dem weiteren Bauteil (3) elastisch oder inelastisch verformt zu werden.
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US20070169452A1 (en) * 2006-01-26 2007-07-26 Grimm David M Serviceable aligned exhaust aftertreatment assembly
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