DE20313032U1

DE20313032U1 - Sintermetallpartikelfilter

Info

Publication number: DE20313032U1
Application number: DE20313032U
Authority: DE
Original assignee: HJS Fahrzeugtechnik GmbH and Co KG
Current assignee: HJS Emission Technology GmbH and Co KG
Priority date: 2003-08-21
Filing date: 2003-08-21
Publication date: 2003-10-30
Anticipated expiration: 2013-08-22

Description

Sintermetallpartikelfilter

Die Erfindung betrifft einen Sintermetallpartikelfilter, insbesondere zum Entfernen von im Abgas einer Dieselbrennkraftmaschine enthaltenen Rußpartikeln mit einem aus einzelnen, wechselweise anströmseitig und abströmseitig endverschlossenen Filtertaschen gebildeten Filterkörper und mit einem im Bereich eines Abschlusses des Filterkörpers angebundenen, den Filterkörper in seiner Längserstreckung zumindest teilweise einfassenden Filterkörpergehäuse, über das der Filterkörper mittels eines &iacgr;&ogr; daran angebrachten Befestigungsflansches aufgehängt ist.

Ein solcher Sintermetallpartikelfilter ist aus DE 101 28 936 A1 bekannt. Der in diesem Dokument beschriebene Partikelfilter umfasst einen Filterkörper, der aus einzelnen, sich in radialer Richtung von innen nach außen sowie in Durchströmungsrichtung keilförmig vergrößernden Filtertaschen aufgebaut ist, die, einen inneren Kanal einschließend, angeordnet sind. Benachbarte Filtertaschen sind im Bereich ihres abströmseitigen Endes mit ihren Seitenwänden verbunden, so dass auf diese Weise ein Filterkörper bereitgestellt ist, der in Durchströmungsrichtung des zu reinigenden Abgases wechselweise anströmseitig und abströmseitig endgeschlossenen Taschen aufweist. Gehalten wird ein solcher Filterkörper durch einen im Bereich des abströmseitigen Abschlusses des Filterkörpers mit dem Filterkörper verschweißten Befestigungsflansch. Der Befestigungsflansch

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des Partikelfilters ist seinerseits zwischen jeweils einem Flansch von zwei dem Abgasstrang zugeordneten Gehäuseteilen angeordnet und zwischen diesen eingespannt.

Ausgehend von dem Befestigungsflansch ist der Filterkörper zur Trennung der Schmutzseite von der Sauberseite in einem anströmseitig offenen Filterkörpergehäuse eingefasst. Zwischen der Innenseite des Filterkörpergehäuses und der Mantelfläche des Filterkörpers befindet sich ein Ringspalt, der abströmseitig durch den Befestigungsflansch geschlossen ist.

&iacgr;&ogr; Gehalten ist der Filterkörper somit innerhalb des Filterkörpergehäuses mit seinem am Befestigungsflansch befindlichen Ende. Bei einem Einsatz eines solchen vorbekannten Sintermetallpartikelfilters, eingeschaltet in den Abgasstrang einer Dieselbrennkraftmaschine, kann es vorkommen, dass über dem Befestigungsflansch Schwingungen in den Filterkörper induziert werden. Derartige Schwingungen können ein Störgeräusch verursachen und auch die Verbindung zwischen dem Filterkörper und dem Filterkörpergehäuse mit der Zeit unter Umständen beschädigen.

Ausgehend von diesem diskutierten Stand der Technik liegt der Erfindung daher die Aufgabe zugrunde, einen eingangs genannten gattungsgemäßen Sintermetallpartikelfilter dergestalt weiterzubilden, dass die zu dem vorbekannten Stand der Technik aufgezeigten Nachteile vermieden, zumindest jedoch reduziert sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen eingangs genannten, gattungsgemäßen Sintermetallpartikelfilter gelöst, bei dem der Filterkörper mit Abstand zu dem Bereich seiner Anbindung an das Filterkörpergehäuse durch zumindest eine, zweckmäßigerweise mehrere Speichen mit dem Filterkörpergehäuse verbunden ist, die mit jeweils einem Ende an dem Filterkörper und mit ihrem anderen Ende an dem Filterkörpergehäuse an jeweils einer Position angeschlossen sind, die sich - bezogen auf die Richtung der Längserstreckung des Filterkörpers - in einer zur Ebene des Anschlusses an den Filterkörper versetzten Ebene befinden und in denen jede Speiche mit der durch den Anschlusspunkt am Filterkörpergehäuse und der Längsachse des Filterkörpers gebildeten Längsebene einen Winkel einschließt, der kleiner als 45° ist.

Bei diesem Sintermetallpartikelfilter ist der Filterkörper mit dem Filterkör-

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pergehäuse nicht nur durch den Anschluss im Bereich eines seiner Abschlüsse verbunden, sondern dieser Filterkörper ist ebenfalls mit Abstand zu diesem Anbindungsbereich durch eine, zweckmäßigerweise mehrere Speichen mit dem Fiiterkörpergehäuse verbunden. Die Speichen verbinden den Filterkörper mit dem Fiiterkörpergehäuse in einer solchen Art und Weise, dass der Filterkörper hinsichtlich einer thermischen Ausdehnung in Längserstreckung und in radialer Richtung nicht beeinträchtigt wird. Zu diesem Zweck befindet sich der Punkt des Anschlusses der zumindest einen Speiche am Filterkörper in einer bezogen auf die Längserstreckung des Filterkörpers zur Ebene des Anschlusses der Speiche am Fiiterkörpergehäuse versetzten Ebene. Somit kann der Filterkörper sich aufgrund eines unterschiedlichen thermischen Ausdehnungsverhalten bei einer Erwärmung des Filterkörpergehäuses ausdehnen, ohne die schwingungsdämpfende Funktion der zumindest einen eingesetzten Speiche zu beeinträchtigen. Vorzugsweise werden mehrere Speichen zum Abstützen des Filterkörpers gegenüber dem Fiiterkörpergehäuse eingesetzt. Eine ungerade Anzahl an Speichen wird dabei bevorzugt. Als besonders zweckmäßig wird der Einsatz von drei den Filterkörper mit dem Fiiterkörpergehäuse verbindenden Speichen angesehen. Jede Speiche ist ausgehend von ihrem Anschlusspunkt am Filterkörper mit der diesem Anschlusspunkt gegenüber liegenden Seite des Filterkörpergehäuses verbunden. Demzufolge schließt jede Speiche mit der durch den Anschlusspunkt am Filterkörper und die Längsachse des Filterkörpers gebildeten Mittellängsebene einen Winkel ein, der kleiner als 45° ist.

Typischerweise wird das Fiiterkörpergehäuse im Bereich des abströmseitigen Abschlusses des Filterkörpers an der Mantelfläche des Filterkörpers angeschlossen. Zweckmäßig ist die Ausgestaltung eines Sintermetallpartikelfilters, bei dem das Fiiterkörpergehäuse den Filterkörper im Bereich seines dem Anbindungsbereich mit dem Fiiterkörpergehäuse gegenüber liegenden Abschluß überragt, wobei das Maß des Überragens dem Abstand der beiden Anschlussebenen der Speichen voneinander entspricht. Ein Anschluss der Speichen kann dann im Bereich der anströmseitigen Stirnseite des Filterkörpergehäuses vorgenommen werden.

Grundsätzlich können die Speichen sowohl mit dem Filterkörper als auch mit dem Fiiterkörpergehäuse verschweißt sein. Für den Fall, dass der Sintermetallpartikelfilter modular aufgebaut ist und aus dem Filterkörper-

gehäuse entfernt werden kann, ist es zweckmäßig, die eingesetzten Speichen lösbar zu konzipieren. In einem solchen Fall können die Speichen das Filterkörpergehäuse durchgreifen und sich auf der Außenseite des Filterkörpergehäuses über eine Federeinrichtung, beispielsweise eine Schraubenfeder abstützen. Erleichtert ist eine Montage der Module, wenn die Speichen nach Einsetzen des Filterkörpers in das Filterkörpergehäuse, sich über die vorbeschriebene außenseitige Abstützung an dem Filterkörpergehäuse unter Vorspannung stehend, anliegen und mit ihrem anderen Ende mit dem Filterkörper verschraubt werden. In einem solchen Fall &iacgr;&ogr; ist der Speichenfuß mit einem Außengewinde versehen.

Nachfolgend ist die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1: eine schematisierte perspektivische Darstellung nach Art einer Einsicht eines Sintermetallpartikelfilters und

Fig. 2: eine Ansicht auf die anströmseitige Stirnfläche des Sintermetallpartikelfilters der Figur 1.

Ein Sintermetallpartikelfilter 1 ist aus einer Vielzahl radial zu einem axialen, endseitig durch einen Verschluss 2 verschlossenen Axialkanal 3 angeordneten Filtertaschen 4 bildenden Filterkörper 5 aufgebaut. Die Filtertaschen 4 sind aus Sintermetallstreifen durch Kanten und Verschweißen hergestellt. Durch die Filtertaschen 4 sind wechselweise anströmseitig und abströmseitig verschlossene Taschen gebildet. Die Filtertaschen 4 sind an ihrer anströmseitigen Stirnfläche durch einen Stützring 6 in ihrer bestimmungsgemäßen Anordnung gehalten. Im Bereich der abströmseitigen Stirnfläche des Filterkörpers 5 sind die Filtertaschen 4 in analoger Weise durch die Innenseite eines Befestigungsflansches 7 gehalten. Mit dem Befestigungsflansch 7 wird der Filterkörper 5 zwischen zwei dem Abgasstrang zugeordneten Gehäusehälften eingespannt aufgehängt. Diese Gehäusehälften sind in den Figuren der Übersicht halber nicht dargestellt.

An dem Befestigungsflansch 7 ist ein lediglich schematisiert dargestelltes Filterkörpergehäuse 8 angeschlossen, dass bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel über den Befestigungsflansch 7 an der Mantelfläche des Filterkörpers 5 im Bereich seines abströmseitigen Abschlusses befestigt

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ist. Das Filterkörpergehäuse 8 ist zylindrisch konzipiert, wobei der Innendurchmesser des Filterkörpergehäuses 8 größer ist als der Außendurchmesser des durch die Filtertaschen 4 gebildeten Filterkörpers 5. Somit ist zwischen der Mantelfläche des Filterkörpers 5 und der Innenseite des FiI-terkörpergehäuses 8 ein Ringspalt 9 belassen.

Neben der vorbeschriebenen Verbindung des Filterkörpers 5 mit dem Filterkörpergehäuse 8 ist der Filterkörper 5 zusätzlich im Bereich seiner anströmseitigen Stirnfläche durch drei Speichen 10, 11, 12 mit dem Filterkörpergehäuse 8 verbunden. Die Speichen 10, 11, 12 sind mit jeweils einem Ende an dem Stützring 6 und mit ihrem jeweilig anderen Ende mit dem Filterkörpergehäuse 8 verbunden. Wie aus Figur 1 ersichtlich befindet sich die Ebene des Anschlusses der Speichen 10, 11, 12 am Filterkörpergehäuse 8 in einer zur Ebene des Stützringes 6 in Richtung der Längsachse des Filterkörpers 5 versetzten Ebene. Zu diesem Zweck ist das Filterkörpergehäuse 8 zur anströmseitigen Stirnfläche des Filterkörpers 5 überkragend vorgesehen. Der Abstand zwischen dem anströmseitigen Ende des Filterkörpergehäuses 8 und dem dagegen zurückversetzten Stützring 6 entspricht dem Abstand der zueinander versetzten Ebenen der beiden Anschlusspunkte jeder Speiche 10, 11, 12.

Figur 2 zeigt die Speichen 10, 11 gemäß einer ersten Ausgestaltung der Erfindung, bei der diese Speichen 10, 11 und ebenso auch eine dritte Speiche mit ihrem einen Ende mit dem Stützring 6 des Filterkörpers 5 und mit ihrem anderen Ende mit der Innenseite des Filterkörpergehäuses 8 verschweißt sind. Zur Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispieles der Erfindung ist die Speiche 12 in Figur 2 mit ihrem einen Ende 13 in eine in den Stützring 6 eingebrachte Gewindebohrung eingeschraubt und somit am Stützring 6 festgelegt. Das andere Ende der Speiche 12 trägt einen Kopf 14, unter dem eine einen an den Kopf 14 anschließenden Abschnitt der Speiche 12 einschließende Schraubenfeder 15 angeordnet ist. Die Schraubenfeder 15 stützt sich ihrerseits auf der Außenseite 16 des Filterkörpergehäuses 8 ab. Bei dieser Ausgestaltung ist die Speiche 12 lösbar, so dass grundsätzlich der mit weiteren derartigen Speichen gehaltene Filterkörper 5 aus dem Filterkörpergehäuse 8 bei einer moduiaren Verbindung dieser beiden Elemente herausgenommen werden kann.

Die Speichen 10, 11, 12 schließen gegenüber einer durch den Anschlus-

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spunkt am Stützring 6 und die Längsachse des Sintermetallpartikelfilters 1 aufgespannte Mittellängsebene 17 einen Winkel &agr; ein, der kleiner als 45° ist. Dadurch ist gewährleistet, dass der Anschlusspunkt jeder Speiche 10, 11, 12 an dem Filterkörpergehäuse 8 jeweils dem Anschlusspunkt am Stützring 6 gegenüberliegt, wodurch die Speichen 10, 11, 12 zur Schwingungsdämpfung nur zugbelastet werden.

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-7-Bezugszeichenliste

1 Sintermetallpartikelfilter

2 Verschluss

3 Axialkanal

4 Filtertasche

5 Filterkörper

6 Stützring

7 Befestigungsflansch

8 Filterkörpergehäuse

9 Ringspalt

10 Speiche

11 Speiche

12 Speiche

13 Ende

14 Kopf

15 Schraubenfeder

16 Außenseite

17 Längsebene

&agr; Winkel

Claims

1. Sintermetallpartikelfilter, insbesondere zum Entfernen von im Abgas einer Dieselbrennkraftmaschine enthaltenen Rußpartikeln mit einem aus einzelnen, wechselweise anströmseitig und abströmseitig endverschlossenen Filtertaschen (4) gebildeten Filterkörper (5) und mit einem im Bereich eines Abschlusses des Filterkörpers (5) angebundenen, den Filterkörper (5) in seiner Längserstreckung zumindest teilweise einfassenden Filterkörpergehäuse (8), über das der Filterkörper (5) mittels eines daran angebrachten Befestigungsflansches (7) aufgehängt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Filterkörper (5) mit Abstand zu dem Bereich seiner Anbindung an das Filterkörpergehäuse (8) durch zumindest eine, zweckmäßigerweise mehrere Speichen (10, 11, 12) mit dem Filterkörpergehäuse (8) verbunden ist, die mit jeweils einem Ende an dem Filterkörper (5) und mit ihrem anderen Ende an dem Filterkörpergehäuse (8) an jeweils einer Position angeschlossen sind, die sich - bezogen auf die Richtung der Längserstreckung des Filterkörpers (5) - in einer zur Ebene des Anschlusses an den Filterkörper (5) versetzten Ebene befinden und in denen jede Speiche (10, 11, 12) mit der durch den Anschlusspunkt am Filterkörpergehäuse (8) und der Längsachse des Filterkörpers (5) gebildeten Längsebene (17) einen Winkel (α) einschließt, der kleiner als 45° ist.

2. Sintermetallpartikelfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Filterkörpergehäuse (8) den dem Bereich seiner Anbindung an den Filterkörper (5) gegenüber liegenden Abschluss in einem Maße überragt, der dem Abstand der beiden Anschlussebenen der Speichen (10, 11, 12) voneinander entspricht.

3. Sintermetallpartikelfilter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der Speichen (10, 11, 12) ungerade ist.

4. Sintermetallpartikelfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Befestigungsflansch (7) mit Abstand in Längsrichtung des Filterkörpers (5) zu dem Bereich der Anbindung des Filterkörpergehäuses (8) am Filterkörper (5) angeordnet ist.

5. Sintermetallpartikelfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Speichen (12) mit dem Filterkörper (5) fest verbunden sind und sich am Filterkörpergehäuse (8) unter Vorspannung stehend abstützen.

6. Sintermetallpartikelfilter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Speichen (12) das Filterkörpergehäuse (8) abgedichtet durchgreifen und sich an der Außenseite (16) des Filterkörpergehäuses (8) über eine Federeinrichtung (15) abstützen.

7. Sintermetallpartikelfilter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass als Federeinrichtung eine jeder Speiche (12) zugeordnete Schraubenfehler (15) vorgesehen ist.

8. Sintermetallpartikelfilter nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Speichen (12) mit ihrem filterkörperseitigen Ende mit dem Filterkörper (5) verschraubt sind.