DE3823205A1 - Russfilterkerze fuer die reinigung von abgasen und aus russfilterkerzen gebildete russfilteranordnung - Google Patents
Russfilterkerze fuer die reinigung von abgasen und aus russfilterkerzen gebildete russfilteranordnungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Rußfilterkerze für die Reinigung
der Abgase aus mit Dieselkraftstoff betriebenen Motoren mit
einem mindestens einseitig offenen mit Abgasdurchtrittsöffnun
gen versehenen Tragrohr und einer Filtermaterialauflage aus
Keramikfasern sowie eine Rußfilteranordnung mit einem Gehäuse
und einem Abgaseintritts- und einem Abgasaustrittstrichter und
Halteplatten mit mehreren der erfindungsgemäßen Rußfilterkerzen.
Es ist bekannt, daß für die Reinigung von Abgasen aus mit
Dieselkraftstoff betriebenen Motoren Filterkerzen der gattungs
gemäßen Art verwendet werden. Diese bestehen aus einem metal
lischen Tragrohr, das Abgasdurchtrittsöffnungen aufweist und
auf das eine viellagige Auflage aus Keramikfaserfaden aufge
bracht ist. Dabei wird der Keramikfaserfaden auf das Tragrohr
wie auf einer Spule aufgewickelt, wobei durch schräger Faden
zuführung eine relativ dichte und gleichmäßige Auflage erfolgt,
bei welcher die jeweils folgende Fadenlage mit der bereits auf
gewickelten Fadenlage einen Fadenverlauf mit einem Winkel von
etwa 90° aufweist, d. h. bei jeder Lage wird unter einem Winkel
von 45° gegenüber der Tragrohrlängsachse einmal von rechts und in
der nächsten Lage rücklaufend von links der Faden zugeführt. Der
artige bekannte Rußfilterkerzen haben zwar sehr gute Filtereigen
schaften, sind aber wegen der Sprödigkeit des Keramikfaserfadens
und der sehr geringen Reißfestigkeit sehr schwer herzustellen.
Ein weiterer Nachteil ergibt sich durch das unmittelbare Auf
spulen auf das Tragrohr bezüglich der Lagerhaltung dieses in
großen Stückzahlen benötigten Bauteiles. Da je nach Verwendungs
zweck Rußfilterkerzen unterschiedlicher Länge benötigt werden,
ergibt sich durch die erforderliche Lagerhaltung ein enormer
Platzbedarf. Ein weiterer Nachteil ergibt sich durch die enge
Verbindung mit dem Tragrohr, was zu einer nicht optimalen Be
aufschlagung durch das zu reinigende Abgas führt.
Es ist aus anderen, entfernt liegenden Fachgebieten (Elektro
technik) bekannt, Leitungsumhüllungen aus z.B. Silizium-Oxyd
in Schlauchform herzustellen und für Isolationszwecke zu ver
wenden. Diese Materialien sind als Ceramic fiber Products be
kannt.
Es sind ferner bereits Rußfilteranordnungen mit einem Gehäuse
und einem Abgaseintritts- und einem Abgasaustrittstrichter und
Halteplatten mit mehreren Rußfilterkerzen bekannt. Bei diesen
Anordnungen sind mehrere Rußfilterkerzen, die z.B. aus kera
mischen, porösen Material oder gewickelten Keramikfasern be
stehen, parallel zueinander in Gruppen zwischen den Halte
platten angeordnet und die Abgasführung erfolgt derart, daß es
in die Rußfilterkerze eingeleitet wird und von dort aus den
porösen keramischen Mantel durchströmt und dabei die Rußpartikel
ausfiltriert werden und das so gereinigte Abgas abgezogen wird.
Da bei diesen Anordnungen relativ kurze Rußfilterkerzen ver
wendet werden, muß eine entsprechend hohe Anzahl von Filter
kerzen je Anordnung eingesetzt werden, so daß sich voluminöse
Rußfilteranordnungen ergeben, für die in der Regel nicht der
nötige Platz, z. B. bei Personenkraftwagen, vorhanden ist.
Auch deshalb sind derartige Rußfilteranordnungen bisher nur in
großen Fahrzeugen, wie Lkw und Omnibusse, im Einsatz.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Rußfilterkerze
aufzuzeigen, die aus vorgefertigtem Material leicht und schnell
sowie ohne zusätzliche Hilfsmittel montiert und bei der ggf. die
Filtermaterialauflage ausgewechselt werden kann, die ferner
durch ihren Aufbau einen besonders hohen Filterwirkungsgrad er
reicht und für welche die einzelnen Elemente raumsparend ge
lagert und mit welcher Rußfilteranordnungen mit langem Filterweg
bei raumsparendem schlankem Aufbau gebildet werden können. Fer
ner soll diese Anordnung einen geringeren Gegendruck für den Ab
gasstrom aufweisen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die
Filtermaterialauflage aus mindestens einem aus Keramikfasern
gebildeten, das Tragrohr umhüllenden Schlauch besteht. Dabei
kann der Keramikfaserschlauch aus einem Geflecht oder Gestrick
bestehen.
Bei dieser erfindungsgemäßen Rußfilterkerze kann der die
Filtermaterialauflage bildende Schlauch in nahezu beliebiger
Länge vorgefertigt und, z. B. als Rollenmaterial, auf Vorrat ge
halten werden. Für die Montage der jeweils benötigten Rußfilter
kerzen wird von einer solchen Rolle mit Filterschlauchmaterial
das für die jeweilige Rußfilterkerze benötigte Stück auf Maß
abgeschnitten und über das jeweilige Tragrohr geschoben. Das
Tragrohr ist dabei ein relativ einfaches Metallteil und kann
vorgefertigt leicht auf Lager gehalten werden. Diese erfindungs
gemäße Ausgestaltung der Rußfilterkerze hat außerdem noch den
Vorteil, daß eine eventuell beschädigte Filtermaterialauflage
leicht ausgewechselt werden kann, während dies bei den bekann
ten Anordnungen nicht ohne Zerstörung der Auflage möglich ist.
Es können dabei je nach Bedarf auch mehrere Filtermaterial
schläuche übereinander angebracht werden. Dabei hat es sich
als besonders zweckmäßig erwiesen, daß insbesondere bei Ruß
filterkerzen, die durch Ausbrennen der angesammelten Ruß
partikel regenerierbar sind, zwischen jeweils zwei Schläuchen
ein Metallgitter angeordnet ist. Ebenso kann erfindungsgemäß
ein Metallgitter über dem obersten Schlauch und/oder auch zwi
schen dem Tragrohr und dem ersten oder einzigen aufgebrachten
Schlauch angeordnet sein. Dabei wirkt das äußere Metallgitter
zugleich als Schutz gegen ein Austragen von Fasermaterial.
Unter Metallgitter ist dabei sowohl ein ebenes Gitter von sich
kreuzenden Metallfäden verstanden, als auch z. B. ein Metall
gestrickschlauch oder ein durch Ausstanzungen gebildetes Gitter.
Dieses Metallgitter hat z. B. auch den Vorteil, daß bei der
Regeneration eine bessere Wärmeverteilung auftritt und damit
diese Regeneration gleichmäßiger und schneller erfolgt.
Gemäß einer weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung der Rußfilter
kerze sind zwischen dem Tragrohr und dem Schlauch aus Keramik
fasermaterial abstandbewirkende Mittel angeordnet. Das kann
hier ein bereits genanntes Metallgitter sein, aber auch eine
schraubengangförmig aufgebrachte Drahtwendel. Dadurch, daß bei
dieser Ausgestaltung die Filtermaterialauflage mit einem
geringeren Abstand das Tragrohr umgibt, wird eine bessere Zu
führung des Abgases in das Filtermaterial erreicht und damit
ein noch besserer Filterwirkungsgrad, außerdem erleichtert eine
derartige Drahtwendel die Montage des Filtermaterials auf das
Tragrohr bzw. dessen Demontage. Die so aufgebaute Rußfilterkerze
hat außerdem den Vorteil, daß durch den Aufbau aus einzelnen
Schlauchlagen und dem Metallgitter bzw. den abstandbewirkenden
Elementen sich ein geringerer Abgasgegendruck aufbaut, was für
einen guten Wirkungsgrad des Fahrzeugmotors wichtig ist.
Für die erfindungsgemäße Rußfilterkerze weist das Tragrohr
nichtperforierte Endabschnitte auf und die Filtermaterial
auflage reicht bis in den Bereich dieser Endabschnitte und wird
durch ein Spannband befestigt. Dabei wird das Spannband unter
Zugspannung gepunktet und die gepunkteten Enden abgebogen, so
daß sie der Form der Filterkerze angepaßt sind. Hierdurch wird
in bekannter Weise ein sicherer Halt des Filterschlauches bzw.
der Filterschläuche erreicht und doch eine Demontage ermöglicht.
Es ist jedoch auch eine Halterung und Befestigung des Schlauches
über eine mit einem groben Innengewinde versehene Hülse möglich,
jedoch wird mittels des Spannbandes ein besseres Anliegen des
Schlauches bzw. der Schläuche auf dem Tragrohr erzielt. Um ein
besonders sicheres Halten des Schlauches mittels Spannung zu
erreichen, sind in jedem der Endabschnitte des Tragrohres je
zwei Sicken eingeprägt, zwischen denen das Spannband angeord
net ist, so daß sich dieses beim Anspannen und Punkten nicht ver
schieben kann. Mit gleicher Wirkung wie das Spannband kann
natürlich auch ein Klemmring zur Halterung benutzt werden, der
im gespreizten Zustand über den Schlauch geführt wird und beim
Zusammengehen den Schlauch festhält. Derartige Klemmringe sind
z. B. durch das Festklemmen von Schläuchen auf Stutzen bekannt.
Mehrere der erfindungsgemäßen Rußfilterkerzen bilden in einem
Gehäuse mit einem Abgaseintritts- und einem Abgasaustritts
trichter in mindestens einer Halteplatte gelagert eine Ruß
filteranordnung; dabei ist erfindungsgemäß eine Gruppe von Ruß
filterkerzen zwischen den Halteplatten und in ihnen gelagert
und parallel zueinander angeordnet. Dabei sind die Rußfilter
kerzen, deren Tragrohr an einer Seite offen und an der anderen
Seite verschlossen ist, mit dem offenen Ende in der dem Abgas
eintrittstrichter zugewandten Halteplatte gelagert, so daß das
Abgas in das Tragrohr einströmen kann. Die Rußfilterkerzen
ragen dabei frei in das Gehäuse. Bei größeren Rußfilteranord
nungen kann abgasaustrittsseitig eine weitere Halteplatte an
geordnet sein, die Aufnahmeöffnungen für die Rußfilterkerzen
aufweist, so daß diese in diese Öffnungen ragt und diese
Halteplatte ganz oder teilweise durchdringt. Dadurch erfolgt
eine sichere Lagerung unter Beachtung der möglichen thermi
schen Längenänderung der Rußfilterkerzen und der durch das
Abgas auftretenden Schwingungen. Die Halterung der Rußfilter
kerzen in der abgaseintrittsseitigen Halteplatte kann lösbar,
z. B. durch Verschrauben, oder fest, z. B. durch Verschweißen,
erfolgen. Bei dieser Anordnung kann die Rußfilterkerze entweder
vormontiert eingesetzt werden oder es wird nur das Tragrohr in
der Halteplatte befestigt und erst sodann der Keramikfaser
schlauch aufgeschoben. Diese Montage ist besonders günstig bei
nur einem Filterschlauch je Tragrohr und hat den Vorteil, daß
der gegen Verschmutzung relativ empfindliche Schlauch erst un
mittelbar vor der Endmontage der Rußfilteranordnung eingesetzt
wird. Dabei ist die Halterung des Schlauches auf dem Tragrohr
mittels Klemmringe besonders einfach und zuverlässig. Eine
besonders zweckmäßige Weiterführung der Erfindung ist dadurch
gekennzeichnet, daß mindestens ein Teil der Rußfilterkerzen
eintrittsseitig verschlossen ist, und daß die eintrittsseitige
Halteplatte Abgasdurchtrittsöffnungen aufweist. Hierdurch wird
erreicht, daß das Abgas durch die Abgasdurchtrittsöffnungen in
den Filterraum eintritt und von dort durch das Filtermaterial
auf den Rußfilterkerzen in das Tragrohr eintritt und dabei ge
filtert wird und schließlich durch das Tragrohr abgeführt wird,
während (bei einer Ausgestaltung mit wechselnd offenen und ge
schlossenen Eintritten der Rußfilterkerzen) ein anderer Teil des
Abgases den umgekehrten Weg nimmt und durch die eintrittsseitig
offenen Filterkerzen eintritt, sodann von innen nach außen den
Filter durchströmt, sodann wieder von außen nach innen strömt
und über das Tragrohr abgeführt wird. Eine besonders zweckmäßige
Weiterführung der Erfindung weist das Merkmal auf, daß die Ruß
filterkerzengruppe aus in axialer Richtung mindestens je zwei
hintereinander und mit gleicher Längsachse angeordneten Ruß
filterkerzen besteht, wobei bei der in Strömungsrichtung ersten
Rußfilterkerze die offene Seite in den Abgaseintrittstrichter
und bei der nachfolgenden Rußfilterkerze die offene Seite in
den Abgasaustrittstrichter ragt und die Rußfilterkerzen an der
Berührungsfläche fest miteinander verbunden sein können.
Dabei kann erfindungsgemäß eine weitere Halteplatte in dem
Mittelbereich des Gehäuses zur Halterung der Rußfilterkerzen
angeordnet sein.
Dieser Aufbau der Rußfilteranordnung hat den Vorteil einer beson
ders guten Filtration bei einer relativ schlanken Ausführung der
Rußfilteranordnung, so daß diese insbesondere für Fahrzeuge mit
geringem Einbauraum geeignet ist. Dabei hat die Hintereinander
schaltung von Rußfilterkerzen noch den Vorteil, daß das Abgas
gezwungen wird, die beiden Rußfilter zu durchströmen, zunächst
die obere nach Zuströmen in das einseitig offene Tragrohr mit
nachfolgendem Durchströmen des Filterschlauches und sodann bei
der unteren, oben verschlossenen Rußfilterkerze zunächst den
Filterschlauch, um sodann durch das unten offene Tragrohr abzu
strömen.
Diese Rußfilteranordnung hat auch erhebliche Vorteile in der
Montage, da die beiden Halteplatten identisch ausgebildet sind.
So können zunächst in die Halteplatten die Tragrohre befestigt
werden und erst unmittelbar vor dem Zusammenbau wird der Filter
schlauch bzw. werden die Filterschläuche aufgezogen. Für das
Anbringen des Klemmringes reicht der zur Verfügung stehende Platz
zwischen den Filtern aus, da diese relativ kurz sind.
Bei der Ausgestaltung mit einer weiteren Halteplatte im Mittel
bereich des Gehäuses parallel zur eintritts- bzw. austrittssei
tigen Halteplatte dient diese zur Verhinderung eines Flatterns
der Rußfilterkerzen, das infolge der Pulsation des Abgases auf
treten kann. Auch bei dieser bevorzugten Ausführung ist die
Montage sehr einfach. Es werden die eintrittsseitigen und die
austrittsseitigen Halteplatten mit den Rußfilterkerzen bestückt
und sodann derart in das mit der mittleren Halteplatte versehene
Gehäuse eingeführt, daß die jeweiligen Endabschnitte in die vor
gesehenen Öffnungen in der mittleren Halteplatte ragen, jeweils
mit einer Eindringtiefe von etwa der halben Dicke der Platte.
Dabei kann diese mittlere Halteplatte auch als relativ dünne
Platte mit der Aufnahme der Rußfilterkerzen dienenden Stutzen
ausgebildet sein. Eine feste Verankerung der Rußfilterkerzen
in dieser Platte ist nicht erforderlich, da sie nur ein Schwin
gen oder Flattern der Rußfilterkerzen verhindern soll.
Die Tragrohre können auch Mittel zur Strömungsbegünstigung auf
weisen, z. B. abströmseitig eine venturidüsenartige Einschnürung,
jedoch ist dies in der Regel nicht erforderlich.
Bei dieser Anordnung können z. B. zur Regeneration - falls diese
nicht durch Abbrennen im eingebauten Zustand erfolgt - die je
weiligen Filterschläuche leicht ausgewechselt werden, so daß ins
gesamt eine besonders kostengünstige Anordnung gegeben ist, was
von besonderer Bedeutung ist, da es sich um einen Massenartikel
handelt, bei dem sonst jeweils die gesamte Rußfilterkerze samt
Tragrohr ersetzt werden müßte, wobei durch die Anordnung iden
tischer mit Rußfilterkerzen bestückter Halteplatten auch ein
gruppenweiser Ersatz leicht möglich ist bei nur kurzen Betriebs
unterbrechungen.
Anhand der beigefügten Abbildungen, die ein Ausführungsbeispiel
der Erfindung in vereinfachter und schematischer Darstellung
zeigen, wird die Erfindung im folgenden erläutert. Dabei zeigt:
Fig. 1 eine Ansicht der Rußfilterkerze mit teilweise
entfernter Filtermaterialbelegung
Fig. 2 einen Endabschnitt der Rußfilterkerze nach Fig. 1
Fig. 3 einen Endabschnitt nach Fig. 2 mit Abdeckmetall
gitter
Fig. 4 einen Schnitt durch die Rußfilteranordnung mit
einer im Schnitt gezeigten Rußfilterkerze.
Die Rußfilterkerze nach Fig. 1 besteht aus einem metallischen
oder keramischen Tragrohr 1 mit Abgasdurchtrittsöffnungen 2 und
nichtperforierten Endabschnitten 3. Dieses Tragrohr 1 weist an
einer Seite einen Verschluß 4 auf, der aus einer fest angeordne
ten Verschlußplatte oder einem z. B. keramischen Stopfen oder
einem lösbar aufgebrachten Deckel bestehen kann. Dieser einsei
tige Verschluß 4 ist erforderlich, um das Abgas zur Filtration
durch das Tragrohr 1 zu leiten. Die Filtration erfolgt beim
Durchgang des Abgases durch den aus Keramikfasern gebildeten,
das Tragrohr 1 umhüllenden Schlauch 5, der ein- oder mehrlagig
aufgebracht ist. Dabei kann das Abgas entweder von außen durch
das Filtermaterial nach innen in das Tragrohr 1 geführt werden
und aus diesem über die offene Seite abgeführt werden oder umge
kehrt durch das offene Ende des Tragrohres 1 zugeführt werden,
sodann den Filtermaterialschlauch 5 durchströmen und aus dem
Filterraum abgezogen werden. Der umhüllende Schlauch 5 ist auf
dem Tragrohr 1 mittels zweier jeweils im Bereich der nichtper
forierten Endabschnitte 3 angeordneten Spannbänder 6 befestigt,
wobei das Spannband 6 gepunktet und die Schenkel abgebogen sein
können. Zur Halterung des umhüllenden Schlauches 5 auf dem Trag
rohr 1 können natürlich auch andere bekannte Halteelemente, wie
z. B. Klemmringe verwendet werden. Der umhüllende Schlauch 5
kann ein- oder mehrlagig aufgebracht sein. Die Gesamtstärke des
Filtermaterials ergibt sich dabei aus der Abgasmenge und der
Partikelbeladung in bekannter Weise.
Die mehrlagige Umhüllung des Tragrohres 1 wird in einfacher
Weise dadurch erreicht, daß mehrere Schläuche 5 übereinander
aufgebracht werden. Diese Methode verlangt zwar, falls die
Elastizität des Schlauches 5 nicht ausreichen sollte, Schläuche
unterschiedlichen Durchmessers, ist aber doch erheblich ein
facher als z. B. das Umwickeln des Tragrohres 1 mit gewirkten
oder gestrickten Keramikfasermatten in mehreren Lagen, wobei
in diesem Fall noch als äußerste Lage entweder ein Schlauch
oder ein Metallgitter aufgebracht werden muß oder ein Ver
kleben oder sonstiges Verbinden der letzten Lage als Schutz
gegen ein Lösen gegeben sein muß.
Wie in Fig. 2 gezeigt, weist das Tragrohr 1 in den beiden End
abschnitten 3 jeweils zwei eingeprägte Sicken 7 auf, zwischen
denen das Spannband 6 angeordnet ist, um eine sichere Haltung
des Schlauches 5 zu erreichen.
In Fig. 3 ist ein Abschnitt der Rußfilterkerze dargestellt mit
einem Metallgitter 8 als äußerste Umhüllung des Schlauches 5.
Dieses Metallgitter 8 kann als Metalldrahtgitter, Drahtgeflecht
oder Drahtgestrick oder auch als Lochblech ausgebildet sein und
hat als äußere Umhüllung die Aufgabe, ein Abtragen von Keramik
fasern des Schlauches 5 zu verhindern. Ein derartiges Metall
gitter kann jedoch, wie zuvor beschrieben, auch zwischen dem
Tragrohr 1 und dem umhüllenden Schlauch 5 sowie zwischen den
einzelnen Schläuchen bei mehrlagiger Anordnung des Filtermaterials
auf dem Tragrohr 1 angeordnet sein. Nicht dargestellt ist die
Anordnung eines spiralig auf dem Tragrohr 1 angeordneten Metall
drahtes, der einen Abstand haltenden Effekt zwischen dem Trag
rohr 1 und dem umhüllenden Schlauch 5 bewirkt. Das Metallgitter
8 hat ferner eine wärmeverteilende Funktion im Falle des Rein
brennens des Rußfilters nach Erreichen der Sättigung mit Ruß
partikeln. Durch das zwischen dem Tragrohr 1 und dem umhüllen
den Schlauch 5 angebrachte Metallgitter 8 wird außerdem eine
bessere Beaufschlagung des Filtermateriales beim Durchströmen
von innen nach außen bewirkt.
In Fig. 4 ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen
Rußfilteranordnung vereinfacht und schematisch dargestellt.
Diese besteht aus einem zylindrischen Gehäuse 9, an das abgas
eintrittsseitig ein Abgaseintrittstrichter 10 mit einem Abgas
eintrittsrohr 11 und abgasaustrittsseitig ein Abgasaustritts
trichter 12 mit einem Abgasaustrittsrohr 13 angeflanscht ist.
Hierbei ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel zwischen
dem Abgaseintrittstrichter 10 und dem Gehäuse 9 eine eintritts
seitige Halteplatte 14 und zwischen dem Gehäuse 9 und dem Ab
gasaustrittstrichter 12 eine austrittsseitige Halteplatte 15
angeordnet. Zwischen diesen Halteplatten 14, 15 ist eine Gruppe
von Rußfilterkerzen angeordnet, die in dem Ausführungsbeispiel
aus je zwei hintereinander angeordneten erfindungsgemäßen
Rußfilterkerzen besteht, die mit ihrem verschlossenen Ende
aneinanderstoßen und an der Stoßstelle, z. B. durch Schweißen,
verbunden sind, so daß im Tragrohr 1 eine Trennwand 16 entsteht.
Diese so gebildete Rußfilterkerze ragt mit ihren beiden offenen
Enden in jeweils eine der Halteplatten 14, 15. Die Rußfilterker
zen sind eintrittsseitig mit der Halteplatte 14 fest verbunden
und werden austrittsseitig in der Halteplatte 15 in einem Schiebe
sitz gelagert. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel tritt
das zu reinigende Abgas durch das Abgaseintrittsrohr 11 in die
Rußfilteranordnung ein und gelangt über den Aqgaseintritts
trichter 10 zu den Rußfilterkerzen. Diese sind eintrittsseitig
offen und in der geschlossenen Halteplatte 14 gelagert, so daß
das Abgas nur in die Tragrohre 1 einströmen kann. Da die Ruß
filterkerzen durch die Trennwand 16 in zwei Teile getrennt sind,
kann das Abgas nicht das Tragrohr 1 durchströmen, sondern ist
gezwungen, durch die Abgasdurchtrittsöffnungen 2 im Tragrohr 1
in den umhüllenden Filtermaterialschlauch 5 a einzutreten. ln
diesem Abschnitt erfolgt eine erste Partikelabscheidung. Das so
bereits weitgehend gereinigte Abgas durchströmt sodann das
zylindrische Gehäuse 9, kann aber infolge der austrittsseitig
geschlossenen Halteplatte 15 nicht austreten, sondern durch
strömt nun den zweiten Rußfilterkerzenabschnitt mit dem Filter
materialschlauch 5 b und tritt schließlich durch das Tragrohr 1
in den Abgasaustrittstrichter 12 ein und wird über das Abgas
austrittsrohr 13 abgeführt.
Im folgenden werden noch zwei Varianten des in Fig. 4 verein
facht dargestellten Ausführungsbeispieles beschrieben. Dabei
wird - soweit möglich - von der Darstellung in Fig. 4 ausge
gangen. Bei gleichem Aufbau der Rußfilteranordnung wie in Fig. 4
können bei der Verwendung von kurzen Rußfilterelementen diese
mit ihrem offenen Ende in die jeweilige Halteplatte 14, 15 fest
angeordnet sein. Die Halteplatten 14, 15 werden sodann, wie
bereits beschrieben, zwischen dem zylindrischen Gehäuse 9 und
dem Abgaseintrittstrichter 10 bzw. dem Abgasaustrittstrichter 12
angeordnet. In dieser Varianten weisen die hintereinander ange
ordneten Rußfilterkerzen zwischen ihren gegenüberliegenden ver
schlossenen Enden einen geringen Abstand zueinander auf. Der
Abgasweg ist der gleiche wie bereits bei Fig. 4 beschrieben. Es
kann jedoch auch das zylindrische Gehäuse 9 unterteilt sein und
zwischen den beiden zylindrischen Gehäuseabschnitten eine weitere
Halteplatte angeordnet sein, in welche die verschlossenen Enden
der zuvor beschriebenen Rußfilterkerzen gelagert sind. Diese
Variante hat den Vorteil eines besonders einfachen Aufbaues und
leichter Montage. So können die Tragrohre mit oder ohne Filter
materialschlauch bereits vormontiert werden. Im letzteren Fall
erfolgt die Umhüllung des Tragrohres mit dem Filtermaterial
schlauch erst unmittelbar vor der Montage, sodann werden die
Halteplatten zwischen dem entsprechenden Abgastrichter und dem
Gehäuseteil montiert, sodann erfolgt das Einführen der Trag
rohre in die mittlere Halteplatte (Die Halteplatte wird zunächst
über den Teil der oberen Rußfilterkerzen geführt und sodann die
unteren Rußfilterkerzen eingeschoben.) und sodann die Verbindung
der mittleren Halteplatte mit den beiden zylindrischen Gehäuse
teilen vorgenommen.
Schließlich ist es im Rahmen der Erfindung durchaus auch möglich,
die Rußfilterkerzen in einer Anordnung entsprechend der Fig. 4
umgekehrt einzusetzen, d. h. die Rußfilterkerzen mit dem ge
schlossenen Abschnitt in die Halteplatte einzusetzen. In diesem
Fall müssen natürlich Abgaszutrittsöffnungen in der Halteplatte
im Bereich außerhalb der Rußfilterkerzen angeordnet sein. Es
ergibt sich dann ein entsprechender umgekehrter Weg des Abgases,
d. h. es erfolgt zunächst eine Durchströmung der Filtermaterial
umhüllung in das Tragrohr, sodann ein Austritt aus dem Tragrohr
wieder durch das Filtermaterial und der Abzug durch entsprechende
Öffnungen in der austrittsseitigen Halteplatte. Es können auch
Rußfilterelemente wechselseitig eingesetzt werden, d. h. neben
einer eintrittsseitig und auch austrittsseitig offenen Rußfilter
kerze ist eine eintritts- bzw. austrittsseitig verschlossene
Filterkerze angeordnet. Diese Ausgestaltung mit wechselmäßig an
geordneten Filterkerzen hat den Vorteil, daß das in die eintritts
seitig offene Filterkerze eintretende Abgas diese von dem Tragrohr
in Richtung auf die nächste Filterkerze verläßt und sodann durch
zwei Schichten von Filtermaterial in das nächst benachbarte Trag
rohr eintritt und ggf. diesen Weg in dem dahintergeschalteten
Abschnitt noch einmal zu nehmen hat. Wie leicht einzusehen ist,
erfolgt damit eine noch höhere Filterwirksamkeit.
Claims (13)
1. Rußfilterkerze für die Reinigung der Abgase aus mit Diesel
kraftstoff betriebenen Motoren mit einem mindestens einsei
tig offenen mit Abgasdurchtrittsöffnungen versehenen Tragrohr
und einer Filtermaterialauflage aus Keramikfasern,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Filtermaterialauflage aus mindestens einem aus Keramik
fasern gebildeten, das Tragrohr (1) umhüllenden Schlauch (5)
besteht.
2. Rußfilterkerze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der Schlauch (5) aus einem Geflecht von Keramikfasern be
steht.
3. Rußfilterkerze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der Schlauch (5) aus einem Gestrick aus Keramikfasern be
steht.
4. Rußfilterkerze nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekenn
zeichnet, daß bei mehrlagiger Anordnung der Keramikfaser
schläuche zwischen jeweils zwei Schläuchen (5 a, 5 b) ein
Metallgitter (8) angeordnet ist.
5. Rußfilterkerze nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge
kennzeichnet, daß über dem Schlauch (5) ein Metallgitter
(8) angeordnet ist.
6. Rußfilterkerze nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß zwischen dem Tragrohr (1) und dem
Schlauch (5) abstandbewirkende Mittel angeordnet sind.
7. Rußfilterkerze nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß das Tragrohr (1) nichtperforierte End
abschnitte (3) aufweist, daß die Filtermaterialauflage bis
in den Bereich dieser Endabschnitte (3) reicht und dort
mittels Spannband (6) befestigt ist.
8. Rußfilterkerze nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß
in jedem der Endabschnitte (3) je zwei Sicken (7) einge
prägt sind und das Spannband zwischen den Sicken angeordnet
ist.
9. Rußfilterkerze nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch
gekennzeichnet, daß das Tragrohr (1) beidseitig offen ist
und durch eine Trennwand (16) in zwei Abschnitte unter
teilt ist.
10. Rußfilteranordnung mit einem Gehäuse und einem Abgasein
tritts- und einem Abgasaustrittstrichter und Halteplatten
mit mehreren Rußfilterkerzen nach den Ansprüchen 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, daß eine Gruppe von Rußfilterkerzen
zwischen den Halteplatten (14, 15) und in ihnen gelagert
und parallel zueinander angeordnet ist.
11. Rußfilteranordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,
daß mindestens ein Teil der Rußfilterkerzen eintrittsseitig
verschlossen ist, und daß die eintrittsseitige Halteplatte
(14) Abgasdurchtrittsöffnungen aufweist.
12. Rußfilteranordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,
daß die Rußfilterkerzengruppe aus in axialer Richtung min
destens je zwei hintereinander und mit gleicher Längsachse
angeordneten Rußfilterkerzen besteht, wobei bei der in
Strömungsrichtung ersten Rußfilterkerze die offene Seite
in den Abgaseintrittstrichter (10) und bei der nachfolgen
den Rußfilterkerze die offene Seite in den Abgasaustritts
trichter (12) ragt.
13. Rußfilteranordnung nach Anspruch 10, 11 oder 12, dadurch ge
kennzeichnet, daß eine weitere Halteplatte in den Mittel
bereich des Gehäuses (9) zur Halterung der Rußfilterkerzen
angeordnet ist.
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DE3823205A DE3823205A1 (de) | 1988-07-08 | 1988-07-08 | Russfilterkerze fuer die reinigung von abgasen und aus russfilterkerzen gebildete russfilteranordnung |
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ID=6358279
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