WO2016026778A1 - Abgasnachbehandlungseinrichtung - Google Patents

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WO2016026778A1
WO2016026778A1 PCT/EP2015/068747 EP2015068747W WO2016026778A1 WO 2016026778 A1 WO2016026778 A1 WO 2016026778A1 EP 2015068747 W EP2015068747 W EP 2015068747W WO 2016026778 A1 WO2016026778 A1 WO 2016026778A1
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exhaust
cleaning
receptacle
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PCT/EP2015/068747
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Inventor
Dirk Schliesche
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Tenneco Gmbh
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    • F01N2450/30—Removable or rechangeable blocks or cartridges, e.g. for filters

Definitions

  • the invention relates to an exhaust aftertreatment device for a motor vehicle such as a truck consisting of a housing with an inlet and an outlet, wherein between the inlet and the outlet at least one purely acoustic, chemical-free and as far as filter-free exhaust treatment unit is provided, wherein the housing at least one service opening which ensures a change or replacement of the cartridge and an acoustic cartridge and a system with an exhaust gas aftertreatment device with different cartridges.
  • the invention further relates to a method for providing an exhaust aftertreatment device consisting of a housing with an inlet and an outlet, wherein between the inlet and the outlet at least one exhaust gas treatment unit is provided, by means of which a cleaning aftertreatment of the exhaust gas is possible, the exhaust gas treatment unit a Replacement for a cleaning cartridge such as a DOC, SCR or DPF cleaning cartridge has.
  • the invention relates to the use of an exhaust gas aftertreatment device for inserting an acoustic cartridge into the removable receptacle for the cleaning cartridge and to the use of an acoustic cartridge for insertion into an alternating receptacle of an exhaust gas aftertreatment device for a cleaning cartridge.
  • the invention relates to the use of an exhaust aftertreatment device with a changeover receptacle for a cleaning cartridge to form a purely acoustically acting exhaust system.
  • exhaust aftertreatment devices from DE 20 2006 012 530 U1 and EP 1 691 045 A1 consisting of a housing with an inlet and an outlet well known. Between the inlet and the outlet, a plurality of exhaust gas treatment units is generally provided, by means of which a chemical or cleaning aftertreatment of the exhaust gas is achieved.
  • a DOC Diesel Oxidation Catalyst
  • DPF Diesel Particulate Filter
  • the cleaning cartridge is provided with a filter and / or catalyst body, which ensures the chemical or cleaning treatment.
  • an exhaust aftertreatment device or an exhaust muffler with an acoustic exhaust gas treatment unit is known.
  • the exhaust gas treatment unit has an exchange receptacle in which an exchangeable acoustic cartridge is mounted.
  • the storage level is aligned at right angles to the flow plane or the exhaust main direction.
  • DE 10 2006 034 727 A1 likewise discloses an exhaust aftertreatment device with a one-sided changeover receptacle on which an exchangeable acoustical component or an internal exhaust endpipe is mounted on one side.
  • a cleaning cartridge is based on the application of a filter and / or a chemical reaction such as oxidation and / or reduction of constituents of the exhaust gas.
  • a chemical reaction can take place with the aid of an additive, a catalyst and / or heat.
  • a cleaning cartridge is particularly in question a DOC and / or DPF and / or SCR cartridge.
  • the DPF cartridge or the DPF thus formed may also be a coated DPF, a so-called SPDF.
  • DOC stands for a Diesel Oxidation Catalyst
  • DPF for a Diesel Particulate Filter
  • SCR refers to a Selective Catalytic Reduction catalyst.
  • the object of the invention is to design and arrange an exhaust gas aftertreatment device and a method for providing an exhaust gas aftertreatment device in such a way that despite lower assembly and manufacturing costs a flexible adaptation of the exhaust aftertreatment device is ensured.
  • the exhaust gas treatment unit is an exhaust gas cleaning unit and has an exchange for a cleaning cartridge, wherein in the interchangeable receiving an acoustic cartridge is provided with an exhaust treatment component disposed therein, wherein the exhaust gas treatment component is a purely acoustically acting exhaust gas treatment component.
  • the exhaust gas purification unit thus the exhaust aftertreatment device can be converted in total without further effort only by replacing the cartridge in an acoustic exhaust aftertreatment device or exhaust gas treatment unit.
  • exhaust gas treatment units with a chemical and / or cleaning effect through which the exhaust gas is conducted or guided, have an acoustic effect, and therefore a sound-insulating effect.
  • Acoustic exhaust treatment units have exclusively sound-damping components such as resonance chambers, partition walls, perforations, resonance chambers, Helmholtz resonators and sound tubes and damping means such as wool, which serve to reduce the noise emission. They have no cleansing effect. The fact that exhaust particles accumulate slightly within the silencing components is negligible and remains out of the question.
  • a cylindrical, oval or cubic basic shape G is provided for the cartridge, wherein the basic shape G of the type and size after a cleaning cartridge for the formed as DPF and / or as DOC and / or SCR exhaust gas treatment unit is or corresponds to one.
  • the acoustic cartridge can be used without further measures as a replacement for a cleaning cartridge.
  • the interchangeable receptacle for storage of the cleaning cartridge or alternatively for storage of an acoustic cartridge is used with a purely acoustically acting exhaust gas treatment component.
  • the acoustic exhaust treatment component is previously integrated or mounted in a corresponding cartridge, so that it is designed as an acoustic cartridge.
  • the housing wall is designed as an outer wall with a central axis and cylindrical or tubular, wherein at least two in flow communication with the exhaust gas streamable end faces and at least two with respect to the center axis opposite arranged connecting pieces for setting on the alternating receptacle are provided, wherein the respective end face is bounded or surrounded by the respective connecting piece, wherein the inlet opening and the outlet opening are provided for exhaust gas in the respective end face.
  • the tube-shaped acoustic cartridge has the respective connecting piece at the end or at the end, which serves on the one hand for receiving or storage and sealing and on the other hand for the inlet opening or the outlet opening. limited.
  • connection piece thus spanned over the connection piece or the connection pieces or the central axis are aligned parallel to the flow plane or to the exhaust main direction S.
  • the respective bearing or the connecting piece can simultaneously serve as a seal.
  • the connecting piece may in this case be designed as a flange or as a stop for fixing to the interchangeable holder.
  • the exhaust treatment component has neither a chemical nor a cleaning effect.
  • the tubular geometry of the housing wall includes a polygonal cross-section, such as a square cross-section or a polygonal cross-section.
  • a system consisting of an exhaust aftertreatment device with a housing having an inlet and an outlet, wherein between the inlet and the outlet at least one exhaust treatment unit is provided with a removable receptacle for a replaceable cartridge, and a cleaning cartridge such as a DOC - or DPF cartridge and a chemical-free and filter-free acoustic cartridge, wherein the acoustic cartridge has at least one or more silencer components, wherein the cleaning cartridge or alternatively the acoustic cartridge is used in the interchangeable.
  • a cleaning cartridge such as a DOC - or DPF cartridge and a chemical-free and filter-free acoustic cartridge, wherein the acoustic cartridge has at least one or more silencer components, wherein the cleaning cartridge or alternatively the acoustic cartridge is used in the interchangeable.
  • the appropriate DOC or DPF cartridge will be used during assembly. If not, the acoustic component is mounted. Even later, the one against the other cartridge to be replaced.
  • the system offers the user the option of optionally providing the exhaust aftertreatment device with a cleaning unit or an acoustic unit.
  • an exhaust aftertreatment device with a housing, with an inlet, with an outlet and with at least one arranged between the inlet and the exhaust gas purification unit, wherein the exhaust gas cleaning unit has a removable holder for a cleaning cartridge for inserting an acoustic cartridge in the interchangeable the cleaning cartridge or by using an acoustic cartridge for insertion into an alternating intake of an exhaust aftertreatment device for a cleaning cartridge, wherein the exhaust aftertreatment device comprises a housing having an inlet, with an outlet and at least one disposed between the inlet and the exhaust gas purification unit, wherein the exhaust gas cleaning unit is an interchangeable having a cleaning cartridge.
  • the object is also achieved by using an exhaust gas aftertreatment device, which is at least partially equipped for the purification of exhaust gas, with a changeover receptacle for a cleaning cartridge to form a purely acoustically acting exhaust system, the exhaust aftertreatment device or the exhaust system having means such as mounting stubs and / or in the area of the cartridge upstream. or injectors and / or supply lines, which can serve to supply at least one additive for chemical aftertreatment to the exhaust gas flow, wherein the exhaust gas aftertreatment device is free from cleaning cartridges. Accordingly, only one or more acoustic cartridges are used in the exhaust aftertreatment device. A purification of the exhaust gas is thus not associated.
  • Figure 1 is a schematic diagram of the exhaust aftertreatment device
  • FIG. 1a-c different embodiments of the cartridge incl. Abgasbe- treatment component.
  • An exhaust gas aftertreatment device 3 shown in FIG. 1 is configured as an exhaust gas purification device and has a housing 3.1 with an inlet 3.2 and an outlet 3.3. Within the housing 3.1, an exhaust gas treatment unit 2 or an exhaust gas purification unit and downstream in the flow direction further exhaust treatment units 5, 6 are provided. In addition, an overflow chamber 3.5 is provided, via which the exhaust gas flows from the exhaust gas treatment unit 2 to the further exhaust gas treatment unit 5, 6. Alternatively, a direct flow channel or a direct flow connection between the two exhaust gas treatment units 2, 5 may also be present (not shown here).
  • the exhaust gas treatment unit 2 has an exchange 2.1, which serves to receive a cartridge 1a with a cylindrical basic shape G here.
  • the housing 3.1 has a service opening 3.4, shown dashed in FIG. 1, which is located on the rear side in the view according to FIG.
  • the housing 3.1 is broken open in the front view, so that the exhaust gas treatment units 2, 5, 6 and the chamber 3.5 can be seen.
  • a cleaning cartridge 1a as a catalyst.
  • a nozzle 3.6 for receiving an injection nozzle upstream of the cleaning cartridge 1a is provided.
  • an acoustic cartridge 1b can also be used as described below.
  • the respectively applicable cartridges 1a, 1b to be inserted have two end faces 1.5, 1.5 'and a side wall 1.3, in which an exhaust gas treatment component 4 is accommodated, which according to exemplary embodiment FIG Catalyst is formed and ensures a chemical exhaust aftertreatment.
  • This may alternatively be a diesel particulate filter (DPF) or a diesel oxidation catalyst (DOC).
  • DPF diesel particulate filter
  • DOC diesel oxidation catalyst
  • the exhaust gas enters the front side 1.5 via an inlet opening 1.1 in the cartridge 1a, 1b and at the end face 1.5 'via an outlet opening 1.2 from the cartridge 1a, 1b.
  • the cartridges shown here have the housing outer wall 1.3 with a central axis 1.6 and with a cylindrical basic shape G. At the end, with respect to the center axis 1.6 opposite that is the respective connector or the respective flange 1.4, 1.4 'placed.
  • the connecting piece 1.4, 1.4 ' is formed according to the change-over 2.1 according to, and preferably designed as a stop or clamping flange.
  • the central axis 1.6, thus a thus formed bearing plane L is parallel to a main flow direction S.
  • the following silencer components are provided: the first and the second exhaust pipe 4.1, 4.2 and two intermediate walls 4.3, 4.4 and a rear end wall 4.5 with perforation on the front side 1.5 'of the cartridge 1b.
  • the exhaust gas flows through the perforation 4.1a of the end-closed exhaust pipe 4.1 and directly through the end open exhaust pipe 4.2 in the exhaust pipes 4.1, 4.2 and through a respective perforation 4.1b, 4.2a in the intermediate walls 4.3, 4.4 limited intermediate chamber , There communicate both tubes 4.1, 4.2 via the corresponding perforation 4.1b, 4.2a within the intermediate chamber.
  • the exhaust gas exits through a perforation 4.1c of the end closed exhaust pipe 4.1 and the end open exhaust pipe 4.2 within the cartridge 1b and leaves them through the perforated end wall 4.5.
  • the exhaust pipe 4.1 is closed on the input side, so that the exhaust gas enters via the perforation 4.1a.
  • the exhaust gas likewise enters the cartridge 1b via the inlet opening 1.1.
  • the exhaust gas enters the limited by both walls 4.3, 4.5 intermediate chamber. From there it passes via the perforation 4.2a of the exhaust pipe 4.2 to the pipe end or to the outlet opening 1.2 in the region of the end face 1.5 '.
  • the cartridge 1a, 1b is mounted in a gastight manner on both sides in the region of both end faces 1.5, 1.5 'via a respective connecting piece 1.4, 1.4' or the flange within the interchangeable holder 2.1.
  • it concerns a cleaning cartridge 1a according to embodiment Fig. 2a or a purely acoustically acting acoustic cartridge 1b according to embodiment Fig. 2b or 2c.
  • FIG. 3 schematically shows an exhaust system 7 with an exhaust gas aftertreatment device 3 and with supplementary components of the exhaust system 7.1, 7.2, which are connected to one another via exhaust pipes 7.3.

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Abgasnachbehandlungseinrichtung (3) für ein Kraftfahrzeug bestehend aus einem Gehäuse (3.1) mit einem Einlass (3.2) und einem Auslass (3.3), wobei zwischen dem Einlass (3.2) und dem Auslass (3.3) mindestens eine Abgasbehandlungseinheit (2) mit einer Kartusche (1a, 1b) vorgesehen ist, wobei das Gehäuse (3.1) mindestens eine Serviceöffnung (3.4) aufweist, die ein Montieren oder Wechseln der Kartusche (1) gewährleistet, dass die Abgasbehandlungseinheit (2) eine Abgasreinigungseinheit ist und eine Wechselaufnahme (2.1) für eine Reinigungskartusche (1a) aufweist, wobei in der Wechselaufnahme (2.1) eine Akustikkartusche (1b) mit einer darin angeordneten Abgasbehandlungskomponente (4) vorgesehen ist, wobei die Abgasbehandlungskomponente (4) eine rein akustisch wirkende Abgasbehandlungskomponente (4) ist.

Description

Abgasnachbehandlungseinrichtung
Die Erfindung bezieht sich auf eine Abgasnachbehandlungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug wie ein LKW bestehend aus einem Gehäuse mit einem Einlass und einem Auslass, wobei zwischen dem Einlass und dem Auslass mindestens eine rein akustische, chemiefreie und soweit filterfreie Abgasbehandlungseinheit vorgesehen ist, wobei das Gehäuse mindestens eine Serviceöffnung aufweist, die einen Wechsel oder Austausch der Kartusche gewährleistet und auf eine Akustikkartusche sowie auf ein System mit einer Abgasnachbehandlungseinrichtung mit unterschiedlichen Kartuschen.
Die Erfindung bezieht sich ferner auf ein Verfahren zum Bereitstellen einer Abgasnachbehandlungseinrichtung bestehend aus einem Gehäuse mit einem Einlass und einem Auslass, wobei zwischen dem Einlass und dem Auslass mindestens eine Abgasbehandlungseinheit vorgesehen wird, mittels derer eine reinigende Nachbehandlung des Abgases möglich ist, wobei die Abgasbehandlungseinheit eine Wechselaufnahme für eine Reinigungskartusche wie eine DOC-, SCR- oder DPF-Reinigungskartusche aufweist.
Zudem bezieht sich die Erfindung auf die Verwendung einer Abgasnachbehandlungseinrichtung zum Einsetzen einer Akustikkartusche in die Wechselaufnahme für die Reinigungskartusche sowie auf die Verwendung einer Akustik- kartusche zum Einsetzen in eine Wechselaufnahme einer Abgasnachbehandlungseinrichtung für eine Reinigungskartusche.
Außerdem bezieht sich die Erfindung auf die Verwendung einer Abgasnachbehandlungseinrichtung mit einer Wechselaufnahme für eine Reinigungskartusche zur Ausbildung einer rein akustisch wirkenden Abgasanlage. Es sind bereits Abgasnachbehandlungseinrichtungen aus der DE 20 2006 012 530 U1 und der EP 1 691 045 A1 bestehend aus einem Gehäuse mit einem Einlass und einem Auslass allgemein bekannt. Zwischen dem Einlass und dem Auslass sind in der Regel mehrere Abgasbehandlungseinheiten vorgesehen, mittels derer eine chemische oder reinigende Nachbehandlung des Abgases er- folgt. Soweit als Abgasbehandlungseinheit ein DOC (Diesel-Oxidations- Katalysator) oder ein DPF (Diesel-Partikel-Filter) vorgesehen ist, weist dieser eine Wechselaufnahme für eine entsprechende Reinigungskartusche auf. Die Reinigungskartusche ist mit einem Filter- und/oder Katalysatorkörper versehen, der die chemische oder reinigende Nachbehandlung gewährleistet.
Aus der US 4,628,689 A ist eine Abgasnachbehandlungseinrichtung bzw. ein Abgasschalldämpfer mit einer akustischen Abgasbehandlungseinheit bekannt. Die Abgasbehandlungseinheit weist eine Wechselaufnahme auf, in der eine auswechselbare Akustikkartusche gelagert ist. Die Lagerebene ist hierbei rechtwinklig zur Strömungsebene bzw. zur Abgashauptrichtung ausgerichtet.
Die US 7,160,519 beschreibt eine Abgasnachbehandlungseinrichtung mit einer Wechselaufnahme für eine auswechselbare Reinigungskartusche.
Aus der DE 10 2006 034 727 A1 ist ebenfalls eine Abgasnachbehandlungseinrichtung bekannt mit einer einseitigen Wechselaufnahme, an der eine auswech- seibare akustische Komponente bzw. ein internes Abgasendrohr einseitig gelagert ist.
Eine Reinigungskartusche basiert auf der Anwendung eines Filters und/oder einer chemischen Reaktion wie eine Oxidation und/oder eine Reduktion von Bestandteilen des Abgases. Eine chemische Reaktion kann unter der Mitwirkung eines Additivs, eines Katalysators und/oder von Wärme erfolgen.
Als Reinigungskartusche kommt insbesondere in Frage eine DOC- und/oder DPF- und/oder SCR-Kartusche. Bei der DPF-Kartusche bzw. bei dem so gebildeten DPF kann es sich auch um einen beschichteten DPF handeln, einen sogenannten SPDF. Während DOC als Bezeichnung für einen Diesel-Oxidations- Katalysator und DPF als Bezeichnung für einen Diesel-Partikel-Filter steht, bezeichnet SCR einen Katalysator für eine Selektive-Katalytische-Reduktion.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Abgasnachbehandlungseinrichtung sowie ein Verfahren zum Bereitstellen einer Abgasnachbehandlungseinrichtung derart auszubilden und anzuordnen, dass trotz geringerer Montage- und Herstellungskosten eine flexible Anpassung der Abgasnachbehandlungseinrichtung gewährleistet wird.
Gelöst wird die Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, dass die Abgasbehandlungseinheit eine Abgasreinigungseinheit ist und eine Wechselaufnahme für ei- ne Reinigungskartusche aufweist, wobei in der Wechselaufnahme eine Akustikkartusche mit einer darin angeordneten Abgasbehandlungskomponente vorgesehen ist, wobei die Abgasbehandlungskomponente eine rein akustisch wirkende Abgasbehandlungskomponente ist. Somit kann die Abgasreinigungseinheit, mithin die Abgasnachbehandlungseinrichtung insgesamt ohne weiteren Auf- wand nur durch Austausch der Kartusche umgewandelt werden in eine akustische Abgasnachbehandlungseinrichtung bzw. Abgasbehandlungseinheit.
Dies gilt auch für eine Abgasanlage mit einer solchen Abgasnachbehandlungseinrichtung bzw. solchen Abgasnachbehandlungseinrichtung.
Grundsätzlich haben Abgasbehandlungseinheiten mit chemischer und/oder rei- nigender Wirkung, durch die das Abgas geleitet bzw. geführt wird, zwar eine akustische Wirkung, mithin eine schalldämmende Wirkung. Zu unterscheiden sind diese aber von akustischen Abgasbehandlungseinheiten, denen weder eine reinigende noch eine chemische Wirkung zukommt. Akustische Abgasbehandlungseinheiten weisen ausschließlich Schalldämpfungskomponenten wie Resonanzräume, Zwischenwände, Perforationen, Resonanzräume, Helmholtz- resonatoren und Schallleitrohre sowie Dämpfungsmittel wie Wolle auf, die dazu dienen, die Schallemission zu reduzieren. Sie haben keine reinigende Wirkung. Dass sich innerhalb der Schalldämpfungskomponenten geringfügig Abgaspartikel ablagern, ist hierbei zu vernachlässigen und bleibt außer Betracht. Vorteilhaft kann es hierzu auch sein, wenn Mittel wie Montagestutzen und/oder Einspritzdüsen und/oder Zuführleitungen stromauf der Wechselaufnahme oder im Bereich der Kartusche vorgesehen sind, über die ein Additiv zur chemischen Nachbehandlung dem Abgasstrom zuführbar ist bzw. die dazu dienen können, mindestens ein Additiv zur chemischen Nachbehandlung dem Abgasstrom zu- zuführen. Diese Mittel sind im Falle des Einsatzes als Abgasreinigungseinheit notwendig. Bei Anwendung bzw. Einsatz einer Akustikkartusche kommen diese Mittel nicht mehr zum Einsatz. Sie können zumindest teilweise demontiert sein. Soweit sie den Betrieb als akustische Einrichtung nicht stören, können sie nach dem Umrüsten verbleiben. Ferner kann es vorteilhaft sein, wenn für die Kartusche eine zylindrische, ovale oder kubische Grundform G vorgesehen ist, wobei die Grundform G der Art und der Größe nach einer Reinigungskartusche für die als DPF und/oder als DOC und/oder als SCR ausgebildete Abgasbehandlungseinheit nachgebildet ist oder einer solchen entspricht. Somit ist die Akustikkartusche ohne weitere Maßnah- me als Ersatz für eine Reinigungskartusche einsetzbar.
Gelöst wird die Aufgabe auch erfindungsgemäß dadurch, dass zum Bereitstellen einer Abgasnachbehandlungseinrichtung mit zwei Ausstattungsvarianten die Wechselaufnahme zur Lagerung der Reinigungskartusche oder alternativ zur Lagerung einer Akustikkartusche mit einer rein akustisch wirkenden Abgasbe- handlungskomponente verwendet wird. Sobald die reinigende Wirkung der Abgasnachbehandlungseinrichtung nicht mehr notwendig ist oder nicht mehr gewünscht wird, kann sie verfahrensgemäß in eine akustische Abgasnachbehandlungseinrichtung umgewandelt werden. Hierzu wird die akustische Abgasbehandlungskomponente vorab in eine entsprechende Kartusche integriert bzw. montiert, so dass sie als Akustikkartusche ausgebildet ist.
Gelöst wird die Aufgabe auch erfindungsgemäß dadurch, dass die Gehäusewand als Außenwand mit einer Mittelachse ausgeführt und zylinderförmig oder rohrförmig ausgebildet ist, wobei mindestens zwei in Strömungsverbindung mit dem Abgasstrom bringbare Stirnseiten und mindestens zwei mit Bezug zur Mit- telachse gegenüber liegend angeordnete Anschlussstücke zum Festsetzen an der Wechselaufnahme vorgesehen sind, wobei die jeweilige Stirnseite durch das jeweilige Anschlussstück begrenzt oder umgeben ist, wobei die Einlassöffnung und die Auslassöffnung für Abgas in der jeweiligen Stirnseite vorgesehen sind. Die rohrförmige Akustikkartusche weist stimseitig bzw. endseitig das je- weilige Anschlussstück auf, welches einerseits zur Aufnahme bzw. Lagerung und Abdichtung dient und andererseits die Einlassöffnung bzw. die Auslassöff- nung begrenzt. Die so über das Anschlussstück bzw. die Anschlussstücke aufgespannte Lagerebene L bzw. die Mittelachse sind parallel zur Strömungsebene bzw. zur Abgashauptrichtung S ausgerichtet. Somit kann das jeweilige Lager bzw. das Anschlussstück gleichzeitig als Dichtung dienen. Das Anschlussstück kann hierbei als Flansch oder als Anschlag zum Festsetzen an der Wechselaufnahme ausgebildet sein.
Die Abgasbehandlungskomponente hat weder eine chemische noch eine reinigende Wirkung.
Die rohrförmige Geometrie der Gehäusewand schließt einen eckigen Quer- schnitt, wie einen quadratischen Querschnitt oder einen polygonalen Querschnitt ein.
Gelöst wird die Aufgabe auch durch ein System bestehend aus einer Abgasnachbehandlungseinrichtung mit einem einen Einlass und einen Auslass aufweisenden Gehäuse, wobei zwischen dem Einlass und dem Auslass mindes- tens eine Abgasbehandlungseinheit mit einer Wechselaufnahme für eine auswechselbare Kartusche vorgesehen ist, und einer Reinigungskartusche wie einer DOC- oder DPF-Kartusche sowie einer chemiefreien und filterfreien Akustikkartusche, wobei die Akustikkartusche mindestens eine oder mehrere Schalldämpferkomponenten aufweist, wobei die Reinigungskartusche oder alternativ die Akustikkartusche in die Wechselaufnahme einsetzbar ist.
Hierdurch wird erreicht, dass bei der Montage der Abgasnachbehandlungseinrichtung wahlweise eine Kartusche mit akustischer Wirkung oder eine Reinigungskartusche eingesetzt werden kann, um so den Anforderungen an die Abgasnachbehandlung Rechnung zu tragen. Dies hat auch erhebliche Vorteile hinsichtlich der Konstruktion der Abgasnachbehandlungseinrichtung. Das gleiche Gehäuse kann ohne weitere Maßnahmen verwendet werden, um zwei verschiedenen Anforderungen an die Abgasnachbehandlung Rechnung zu tragen.
Wenn eine DOC- oder eine DPF-Einheit notwendig ist, wird bei der Montage die entsprechende DOC- oder DPF-Kartusche verwendet. Wenn nicht, wird die akustische Komponente montiert. Auch nachträglich kann die eine gegen die andere Kartusche ausgetauscht werden. Das System bietet dem Anwender die Möglichkeit, wahlweise die Abgasnachbehandlungseinrichtung mit einer Reinigungseinheit oder einer akustischen Einheit zu versehen.
Im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Ausbildung und Anordnung kann ein System wie vorgehend beschrieben mit einer Akustikkartusche wie oben beschrieben von Vorteil sein.
Gelöst wird die Aufgabe auch durch Verwendung einer Abgasnachbehandlungseinrichtung mit einem Gehäuse, mit einem Einlass, mit einem Auslass und mit mindestens einer zwischen dem Einlass und dem Auslass angeordneten Abgasreinigungseinheit, wobei die Abgasreinigungseinheit eine Wechselaufnahme für eine Reinigungskartusche aufweist zum Einsetzen einer Akustikkartusche in die Wechselaufnahme für die Reinigungskartusche oder durch Verwendung einer Akustikkartusche zum Einsetzen in eine Wechselaufnahme einer Abgasnachbehandlungseinrichtung für eine Reinigungskartusche, wobei die Abgasnachbehandlungseinrichtung ein Gehäuse mit einem Einlass, mit einem Auslass und mit mindestens einer zwischen dem Einlass und dem Auslass angeordneten Abgasreinigungseinheit aufweist, wobei die Abgasreinigungseinheit eine Wechselaufnahme für eine Reinigungskartusche aufweist.
Gelöst wird die Aufgabe auch durch Verwendung einer für die Reinigung von Abgas zumindest teilweise ausgestatteten Abgasnachbehandlungseinrichtung mit einer Wechselaufnahme für eine Reinigungskartusche zur Ausbildung einer rein akustisch wirkenden Abgasanlage, wobei die Abgasnachbehandlungseinrichtung oder die Abgasanlage stromauf der Wechselaufnahme oder im Bereich der Kartusche Mittel wie Montagestutzen und/oder Einspritzdüsen und/oder Zu- führleitungen aufweist, die dazu dienen können, mindestens ein Additiv zur chemischen Nachbehandlung dem Abgasstrom zuzuführen, wobei die Abgasnachbehandlungseinrichtung frei von Reinigungskartuschen ist. In der Abgasnachbehandlungseinrichtung sind demnach ausschließlich eine oder mehrere Akustikkartuschen eingesetzt. Eine Reinigung des Abgases geht somit nicht einher. Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sind in den Patentansprüchen und in der Beschreibung erläutert und in den Figuren dargestellt. Es zeigen:
Figur 1 eine Prinzipskizze der Abgasnachbehandlungseinrichtung;
Figur 2a-c verschiedene Ausführungsbeispiele der Kartusche inkl. Abgasbe- handlungskomponente.
Eine in Fig. 1 dargestellte Abgasnachbehandlungseinrichtung 3 ist dem Aufbau nach als Abgasreinigungseinrichtung ausgebildet und weist ein Gehäuse 3.1 mit einem Einlass 3.2 und einem Auslass 3.3 auf. Innerhalb des Gehäuses 3.1 sind eine Abgasbehandlungseinheit 2 bzw. eine Abgasreinigungseinheit sowie in Strömungsrichtung nachgeschaltet weitere Abgasbehandlungseinheiten 5, 6 vorgesehen. Zudem ist eine Überströmkammer 3.5 vorgesehen, über die das Abgas von der Abgasbehandlungseinheit 2 zur weiteren Abgasbehandlungseinheit 5, 6 strömt. Alternativ hierzu kann auch (hier nicht dargestellt) ein direkter Strömungskanal oder eine direkte Strömungsverbindung zwischen den bei- den Abgasbehandlungseinheiten 2, 5 bestehen.
Die Abgasbehandlungseinheit 2 weist eine Wechselaufnahme 2.1 auf, die zur Aufnahme einer Kartusche 1a mit einer hier zylindrischen Grundform G dient. Zwecks Austausch und Handhabung der Kartusche 1b weist das Gehäuse 3.1 eine nach Fig. 1 gestrichelt dargestellte Serviceöffnung 3.4 auf, die sich in der Ansicht nach Fig. 1 auf der Rückseite befindet.
Zur besseren Darstellung ist das Gehäuse 3.1 in der Vorderansicht aufgebrochen, sodass die Abgasbehandlungseinheiten 2, 5, 6 sowie die Kammer 3.5 zu sehen sind.
Im Fall des regulären Einsatzes als Abgasreinigungseinrichtung 3 bzw. Abgas- reinigungseinheit 2 handelt es sich um eine Reinigungskartusche 1a wie ein Katalysator. Zwecks Zugabe eines Additivs ist ein Stutzen 3.6 zur Aufnahme einer Einspritzdüse stromauf der Reinigungskartusche 1a vorgesehen. Alternativ kann aber erfindungsgemäß auch eine Akustikkartusche 1b wie nachgehend beschrieben zur Anwendung kommen. Die jeweils anzuwendende, einzusetzende Kartusche 1a, 1 b weist nach den Fig. 2a bis 2c zwei Stirnseiten 1.5, 1.5' und eine Seitenwand 1.3 auf, in der eine Abgasbehandlungskomponente 4 aufgenommen ist, die nach Ausführungsbeispiel Fig. 2a als chemische Komponente in Form eines Katalysators ausgebil- det ist und eine chemische Abgasnachbehandlung gewährleistet. Hierbei kann es sich alternativ um einen Diesel-Partikel-Filter (DPF) oder einen Diesel- Oxidations-Katalysator (DOC) handeln.
Das Abgas tritt an der Stirnseite 1.5 über eine Einlassöffnung 1.1 in die Kartusche 1a, 1b ein und an der Stirnseite 1.5' über eine Auslassöffnung 1.2 aus der Kartusche 1a, 1b aus. Die hier dargestellten Kartuschen weisen die Gehäuseaußenwand 1.3 mit einer Mittelachse 1.6 und mit einer zylindrischen Grundform G auf. Endseitig, mit Bezug zur Mittelachse 1.6 gegenüberliegend ist das das jeweilige Anschlussstück bzw. der jeweilige Flansch 1.4, 1.4' platziert. Das Anschlussstück 1.4, 1.4' ist entsprechend der Wechselaufnahme 2.1 nach aus- gebildet, und vorzugsweise als Anschlag bzw. Klemmflansch ausgebildet.
Die Mittelachse 1.6, mithin eine so gebildete Lagerebene L verläuft parallel zu einer Hauptströmungsrichtung S.
Nach Ausführungsbeispiel Fig. 2b und 2c handelt es sich um eine Akustikkartusche 1b mit einer rein akustisch wirkenden Abgasbehandlungskomponente 4, die frei von einer chemischen Wirkung und frei von einer Filterwirkung ist. Nach Ausführungsform Fig. 2b sind folgende Schalldämpferkomponenten vorgesehen: das erste und das zweite Abgasrohr 4.1 , 4.2 sowie zwei Zwischenwände 4.3, 4.4 und eine hintere Stirnwand 4.5 mit Perforation an der Stirnseite 1.5' der Kartusche 1b. Das Abgas strömt durch die Perforation 4.1a des endseitig ge- schlossenen Abgasrohres 4.1 sowie unmittelbar durch das endseitig offene Abgasrohr 4.2 in die Abgasrohre 4.1 , 4.2 ein und durch eine jeweilige Perforation 4.1b, 4.2a in die durch beide Zwischenwände 4.3, 4.4 begrenzte Zwischenkammer. Dort kommunizieren beide Rohre 4.1 , 4.2 über die entsprechende Perforierung 4.1b, 4.2a innerhalb der Zwischenkammer. Das Abgas tritt durch eine Perforation 4.1c des endseitig geschlossenen Abgasrohres 4.1 und das endseitig offene Abgasrohr 4.2 innerhalb der Kartusche 1b aus und verlässt diese durch die perforierte Stirnwand 4.5. Das Abgasrohr 4.1 ist eingangsseitig geschlossen, sodass das Abgas über die Perforation 4.1a eintritt.
Nach Ausführungsbeispiel Fig. 2c tritt das Abgas ebenfalls über die Einlassöff- nung 1.1 in die Kartusche 1b ein. Über das endseitig offene Abgasrohr 4.1 und dessen Perforation 4.1a tritt das Abgas in die durch beide Wände 4.3, 4.5 begrenzte Zwischenkammer ein. Von dort gelangt es über die Perforation 4.2a des Abgasrohres 4.2 zum Rohrende bzw. zur Auslassöffnung 1.2 im Bereich der Stirnseite 1.5'.
Die Kartusche 1a, 1b wird beidseitig im Bereich beider Stirnseiten 1.5, 1.5' über ein jeweiliges Anschlussstück 1.4, 1.4' bzw. den Flansch innerhalb der Wechselaufnahme 2.1 gasdicht montiert. Je nach Anwendungsfall handelt es sich um eine Reinigungskartusche 1a nach Ausführungsbeispiel Fig. 2a oder eine rein akustisch wirkende Akustikkartusche 1b nach Ausführungsbeispiel Fig. 2b oder 2c. In Figur 3 ist schematisch dargestellt eine Abgasanlage 7 mit einer Abgasnachbehandlungseinrichtung 3 sowie mit ergänzenden Komponenten der Abgasanlage 7.1 , 7.2, die über Abgasrohre 7.3 miteinander verbunden sind.
Bezugszeichenliste a Kartusche, Reinigungskartusche
b Kartusche, Akustikkartusche
.1 Einlassöffnung
.2 Auslassöffnung
.3 Seitenwand, Gehäusewand, Außenwand
.4 Anschlussstück, Flansch
.4' Anschlussstück, Flansch
.5 Stirnseite
.5' Stirnseite
.6 Mittelachse
Abgasbehandlungseinheit
.1 Wechselaufnahme
Abgasnachbehandlungseinrichtung
.1 Gehäuse
.2 Einlass
.3 Auslass
.4 Serviceöffnung
.5 Kammer, Überströmkammer
.6 Stutzen für Additiv
Abgasbehandlungskomponente
.1 Schalldämpferkomponente, Abgasrohr mit Perforation.1a Perforation von 4.1
.1b Perforation von 4.1
.1c Perforation von 4.1
.2 Schalldämpferkomponente, Abgasrohr mit Perforation.2a Perforation von 4.2
.3 Schalldämpferkomponente, Zwischenwand
.4 Schalldämpferkomponente, Zwischenwand
.5 Schalldämpferkomponente, Stirnwand mit Perforation weitere Abgasbehandlungseinheit 6 weitere Abgasbehandlungseinheit
7 Abgasanlage
7.1 Komponente der Abgasanlage
7.2 Komponente der Abgasanlage
7.3 Abgasrohr
8 Mittel, Montagestutzen, Einspritzdüse, Zuführleitung
G Grundform
L Lagerebene
S Hauptströmungsrichtung in 1

Claims

Patentansprüche
1. Abgasnachbehandlungseinrichtung (3) für ein Kraftfahrzeug bestehend aus einem Gehäuse (3.1) mit einem Einlass (3.2) und einem Aus- lass (3.3), wobei zwischen dem Einlass (3.2) und dem Auslass (3.3) mindestens eine Abgasbehandlungseinheit (2) mit einer Kartusche (1a, 1b) vorgesehen ist, wobei das Gehäuse (3.1) mindestens eine Serviceöffnung (3.4) aufweist, die ein Montieren oder Wechseln der Kartusche (1) gewährleistet,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Abgasbehandlungseinheit (2)
eine Abgasreinigungseinheit ist und eine Wechselaufnahme (2.1) für eine Reinigungskartusche (1a) aufweist, wobei in der Wechselaufnahme (2.1) eine Akustikkartusche (1b) mit einer darin angeordneten Abgasbehandlungskomponente (4) vorgesehen ist, wobei die Abgasbehandlungskomponente (4) eine rein akustisch wirkende Abgasbehandlungskomponente (4) ist.
2. Abgasnachbehandlungseinrichtung (3) nach Patentanspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass Mittel (8) wie Montagestutzen und/oder Einspritzdüsen und/oder Zuführleitungen stromauf der Wechselaufnahme (2.1) oder im Bereich der Kartusche (1) vorgesehen sind, die dazu dienen können, mindestens ein Additiv zur chemischen Nachbehandlung dem Abgasstrom zuzuführen.
3. Abgasnachbehandlungseinrichtung (3) nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
dass für die Kartusche (1) eine zylindrische, ovale oder kubische Grundform G vorgesehen ist, wobei die Grundform G der Art und der Größe nach einer Reinigungskartusche (1) für die als DPF und/oder als DOC und/oder als SCR ausgebildete Abgasbehandlungseinheit (2) nachgebildet ist. Abgasanlage (7) mit einer Abgasnachbehandlungseinrichtung (3) nach einem der vorhergehenden Patentansprüche.
Verfahren zum Bereitstellen einer Abgasnachbehandlungseinrichtung (3) bestehend aus einem Gehäuse (3.1) mit einem Einlass (3.2) und einem Auslass (3.3), wobei zwischen dem Einlass (3.2) und dem Auslass (3.3) mindestens eine Abgasbehandlungseinheit (2) vorgesehen wird, mittels derer eine reinigende Nachbehandlung des Abgases möglich ist, wobei die Abgasreinigungseinheit (2) eine Wechselaufnahme (2.1) für eine Reinigungskartusche (1) aufweist,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,
dass zum Bereitstellen einer Abgasnachbehandlungseinrichtung (3) mit zwei Ausstattungsvarianten die Wechselaufnahme (2.1) zur Lagerung der Reinigungskartusche (1) oder alternativ zur Lagerung einer Akustikkartusche (1) mit einer rein akustisch wirkenden Abgasbehandlungskomponente (4) verwendet wird.
Akustikkartusche (1) zum Einsetzen in eine Wechselaufnahme (2.1) einer Abgasbehandlungseinheit (2) eines Kraftfahrzeugs mit einer Gehäusewand (1.3), mit einem Anschlussstück (1.4, 1.
4') zum Festsetzen an der Wechselaufnahme (2.1), mit einer Einlassöffnung (1.1) und mit einer Auslassöffnung (1.2), d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,
dass die Gehäusewand ( .3) als Außenwand mit einer Mittelachse (1.6) ausgeführt und zylinderförmig oder rohrförmig ausgebildet ist, wobei mindestens zwei in Strömungsverbindung mit dem Abgasstrom bringbare Stirnseiten (1.5, 1.
5') und mindestens zwei mit Bezug zur Mittelachse (1.
6) gegenüber liegend angeordnete Anschlussstücke (1.4, 1.4') zum Festsetzen an der Wechselaufnahme (2.1) vorgesehen sind, wobei die jeweilige Stirnseite (1.5, 1.5') durch das jeweilige Anschlussstück (1.4, 1.4') begrenzt oder umgeben ist, wobei die Einlassöffnung (1.1) und die Auslassöffnung (1.2) für Abgas in der jeweiligen Stirnseite (1.5, 1.5') vorgesehen ist.
7. System bestehend aus einer Abgasnachbehandlungseinrichtung (3) mit einem einen Einlass (3.2) und einen Auslass (3.3) aufweisenden Gehäuse (3.1), wobei zwischen dem Einlass (3.2) und dem Auslass (3.3) mindestens eine Abgasbehandlungseinheit (2) mit einer Wechselaufnahme (2.1) für eine auswechselbare Kartusche (1) vorgesehen ist, und einer Reinigungskartusche (1) sowie einer Akustikkartusche (1), wobei die Akustikkartusche (1) mindestens eine oder mehrere Schalldämpferkomponenten (4.1 bis 4.5) aufweist, wobei die Reinigungskartusche (1) oder alternativ die Akustikkartusche (1) in die Wechselaufnahme (2.1) einsetzbar ist.
8. System nach Patentanspruch 7 mit einer Akustikkartusche (1) ausgebildet nach Patentanspruch 6.
9. Verwendung einer Abgasnachbehandlungseinrichtung (3) mit einem Gehäuse (3.1), mit einem Einlass (3.2), mit einem Auslass (3.3) und mit mindestens einer zwischen dem Einlass (3.2) und dem Auslass (3.3) angeordneten Abgasreinigungseinheit (2), wobei die Abgasreinigungseinheit (2) eine Wechselaufnahme (2.1) für eine Reinigungskartusche (1) aufweist zum Einsetzen einer Akustikkartusche (1) in die Wechselaufnahme (2.1) für die Reinigungskartusche (1) oder
Verwendung einer Akustikkartusche (1) zum Einsetzen in eine Wechselaufnahme (2.1) einer Abgasnachbehandlungseinrichtung (3) für eine Reinigungskartusche (1), wobei die Abgasnachbehandlungseinrichtung (3) ein Gehäuse (3.1) mit einem Einlass (3.2), mit einem Auslass (3.3) und mit mindestens einer zwischen dem Einlass (3.2) und dem Auslass (3.3) angeordneten Abgasreinigungseinheit (2) aufweist, wobei die Abgasreinigungseinheit (2) eine Wechselaufnahme (2.1) für eine Reinigungskartusche (1) aufweist.
0. Verwendung einer für die Reinigung von Abgas zumindest teilweise ausgestatteten Abgasnachbehandlungseinrichtung (3) mit einer Wechselaufnahme (2.1) für eine Reinigungskartusche (1) zur Ausbildung einer rein akustisch wirkenden Abgasanlage (7), wobei die Abgasnachbehandlungseinrichtung (3) oder die Abgasanlage (7) stromauf der Wechselaufnahme (2.1) oder im Bereich der Kartusche (1) Mittel (8) wie Montagestutzen und/oder Einspritzdüsen und/oder Zuführleitungen aufweist, die dazu dienen können, mindestens ein Additiv zur chemischen Nachbehandlung dem Abgasstrom zuzuführen, wobei die Abgasnachbehandlungseinrichtung (3) frei von Reinigungskartuschen (1) ist.
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