ABGASANLAGE

Beschreibung

Technisches Gebiet:

[0001] 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:

[0002] 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.

[0003] 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.

[0004] Zum derzeitigen Stand der Technik auf dem Gebiet der Reinigung von Dieselmotorabgasen gehören Kombinationen aus Dleselrußpartikelfilter (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.

[0005] 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.

[0006] Die WO 02/066801 A1 offenbart eine derartige Kombination aus Dieselrußpartikelfilter und Dleseloxidationskatalysator, die jeweils in einem eigenen, an einer Seite offenen Canning untergebracht sind. Eines der Cannings ist mit einem massiven Flansch, vorzugsweise einem Schmiedeflansch, ausgerüstet. Das Ende des anderen Cannings ist kegelförmig aufgeweitet, so dass es sich gegen die Flanke des Flansches anlegen lässt. Die Verbindung der beiden Cannings im Bereich des Flansches erfolgt durch ein V-Band und zusätzlich ein darüber gelegtes flaches Spannband.

[0007] Diese Konstruktion ist schwer und aufwändig zu montieren.

[0008] Eine ähnliche Konstruktion zeigt die W02006/029199 A1. Im Unterschied zu der zuvor beschriebenen Konstruktion sind die Enden der beiden Cannings im Verbindungsbereich derart profiliert, dass sie jeweils einen Flansch bilden. Die beiden Flansche werden mit Hilfe eines V-Bandes und eines zusätzlichen flachen Spannbandes verbunden.

[0009] Aus der FR 2 817 012 A1 ist ein System zur lösbaren Befestigung der beiden Cannings einer Kombination aus Dieselrußpartikelfilter und Dieseloxidationskatalysator bekannt, wobei beide Cannings im Verbindungsbereich je einen massiven Schmiedeflansch besitzen. Die Verbindung erfolgt mit Hilfe einer V-Band-Schelle.

[0010] 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:

[0011] 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.

[0012] 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.

[0013] 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 Dieselrußpartikelfliter während der Wartung, ohne dass weitere Schraubverbindungen am System zu lösen sind.

[0014] Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung verwendet die lösbare Verbindung Schrauben und Muttern, gegebenenfalls auch Kontermuttern, wobei das Spannband endseitig fluchtende Schraublöcher besitzt.

[0015] Um den Sitz des Spannbandes zu verbessern, besitzen die Cannings benachbart zum Spannband umlaufende Sicken.

[0016] 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.

[0017] 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:

[0018] Anhand der Zeichnung soll die Erfindung in Form eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1

eine Ansicht eines Dleselrußpartikelfilters mit vor- und nachgeschalteten Katalysatoren und

Fig. 2

einen Längsschnitt durch die Kombination der Fig. 1.

Wege zur Ausführung der Erfindung und gewerbliche Anwendbarkeit:

[0019] 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.

[0020] Dem Dieselrußpartlkelfilter 10 vorgeschaltet ist ein Dleseloxidationskatalysator 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.

[0021] 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 30.2 montiert ist. Über das Innengehäuse 30.2 ist ein Überrohr 30.1 geschoben.

[0022] 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.

[0023] 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.

[0024] Schließlich lässt Fig. 2 noch erkennen, wie die Kombination aus Dieselrußpartikelfilter 10, Dleseloxidationskatalysator 20 und Katalysator 30 an Zwischenwänden 5 eines Gehäuses (nicht dargestellt) befestigt werden kann.

[0025] Mit der in der Fig. 1 abgebildeten Ausführungsform wurden Versuche auf dem Rüttelprüfstand gemacht. Die Gehäuse wurden mit Gas von 700 °C 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.

Ansprüche

1. Abgasanlage von Verbrennungsmotoren, umfassend

- einen Dieseirußpartikeifilter (DPF) in einem rohrförmigen Canning (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.

Claims

1. An exhaust gas installation of internal-combustion engines, comprising

- a diesel particulate filter (DPF) in a tubular canning (10),

- a diesel oxidation catalyst (DOC) in a tubular canning (20)

- and a reversible connecting device (1,2),

characterised by the features:

- the cannings (10,20) are butt-jointed,

- the joint is overlapped by a wide retaining strap (1),

- the retaining strap (1) is tightened by a releasable connection (2).

2. An exhaust gas installation according to Claim 1, characterised by the features:

- the releasable connection uses bolts, nuts and, optionally, lock nuts,

- the retaining strap (1) has screw holes aligned at the end face.

3. An exhaust gas installation according to Claim 1 or 2, characterised by the feature:

- the cannings (10,20) have circumferential beads (11,21,31) adjacent the retaining strap (1).

4. An exhaust gas installation according to any one of Claims 1 to 3, characterised by the feature:

- the cannings (10,20,30) comprise a tube (10.1,20.1,30.1) and an over-tube (10.2,20.2.30.2).

5. An exhaust gas installation according to any one of Claims 1 to 4, characterised by the features:

- the retaining strap (1) has an opening for a sensor (3),

- a sensor bushing (4) is mounted on the opening.

Revendications

1. Système d'échappement pour moteurs à combustion interne, comprenant :

- un filtre (DPF) à particules de suie pour moteur diesel dans une gaine en forme de tube (10)

- un catalyseur (DOC) à oxydation pour moteur diesel dans une gaine en forme de tube (20),

- et un dispositif de liaison réversible (1, 2),

caractérisé par les caractéristiques suivantes :

- les gaines (10, 20) sont jointes par aboutement,

- le joint est recouvert par un large collier de serrage (1),

- le collier de serrage (1) est serré par une liaison amovible (2).

2. Système d'échappement selon la revendication 1, caractérisé par les caractéristiques suivantes :

- la liaison amovible utilise des boulons, des écrous et éventuellement des contre-écrous,

- le collier de serrage (1) possède des trous de boulons en alignement aux extrémités.

3. Système d'échappement selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par la caractéristique suivante :

- les gaines (10, 20) possèdent des moulures entourantes (11, 21, 31) au voisinage du collier de serrage (1).

4. Système d'échappement selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par la caractéristique suivante :

- les gaines (10, 20, 30) sont constituées d'un tube (10.1, 20.1, 30.1) et d'un tube de recouvrement (10.2, 20.2, 30.2).

5. Système d'échappement selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par les caractéristiques suivantes :

- le collier de serrage (1) possède une ouverture pour un capteur (3),

- une douille de capteur (4) est montée sur l'ouverture.

Zeichnung