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    • 专利摘要:
    Die Erfindung betrifft ein Partikelfilter (1) für eine Brennkraftmaschine, insbesondere in einem Kraftfahrzeug, umfassend zumindest einen Filterkörper (2) und ein den Filterkörper (2) umgebendes Mantelrohr (3), wobei das Mantelrohr (3) anströmseitig in einen Eingangskanal (4) und abströmseitig in einen Ausgangskanal (5) mündet und wobei sich das Mantelrohr (3) zumindest zum Ausgangskanal (5) hin mit einem Trichter (6) verjüngt. Der Filterkörper (2) ist an seiner Ausgangsseite (7) beabstandet von seinem äußeren Umfangsrand (8) axial am Mantelrohr (3) und/oder am Trichter (6) und/oder am Ausgangskanal (5) abgestützt und gewährleistet dadurch eine gleichmäßigere Beladung des Filterkörpers (2) mit Rußpartikeln sowie eine gleichmäßige Regenerierung desselben und dadurch eine Erhöhung des Wirkungsgrades.
    公开号:DE102004004002A1
    申请号:DE200410004002
    申请日:2004-01-26
    公开日:2005-09-08
    发明作者:Marco Wenz；Georg Wirth
    申请人:Eberspaecher Climate Control Systems GmbH and Co KG；
    IPC主号:F01N3-021
    专利说明:
    [0001] Dievorliegende Erfindung betrifft ein Partikelfilter für eine Brennkraftmaschine,insbesondere in einem Kraftfahrzeug.
    [0002] Abgasevon Brennkraftmaschinen, und zwar sowohl von Dieselmotoren als auchvon Ottomotoren, enthalten leicht lungengängige Partikel, insbesondereRußpartikel.Zur Entfernung dieser Partikel aus den Abgasen ist es bekannt, ineinem Abgasstrang der Brennkraftmaschine ein Partikelfilter, insbesondereein Rußfilter,anzuordnen, das einen für dieAbgase durchlässigenFilterkörperenthält,der jedoch fürdie auszuscheidenden Partikel undurchlässig ist. Als Filterkörper kommtbeispielsweise ein monolithischer oder ein aus Filtersegmenten zusammengesetzterFilter in Frage, an oder in welchem sich die ausgefilterten Partikelwährenddes Filterbetriebes ablagern. Durch die zunehmende Ablagerung setztsich der Filterkörperallmählichzu, so dass der Durchströmungswiderstanddes Partikelfilters mit zunehmender Beladung steigt. Um die Filterwirkung desPartikelfilters langfristig zu erhalten, ist es erforderlich, dasPartikelfilter von Zeit zu Zeit zu regenerieren. Die Regenerationdes Partikelfilters erfolgt durch eine Verbrennung der darin eingelagertenPartikel.
    [0003] Insbesonderekurz vor der Regeneration des Partikelfilters ist eine Druckbelastungim Filterkörper aufgrundder abgelagerten, aber noch nicht abgebrannten Partikel besonders hoch,wodurch auf den Filterkörperhohe Axialkräfteeinwirken können.Bei gealterten Partikelfiltern mit aus Filtersegmenten zusammengesetzten,insbesondere zusammengeklebten, Filterkörpern, kann eine zu hohe Axialkraftzu einem Abscheren einzelner Filtersegmente an gemeinsamen Segmentgrenzenführenund dadurch einen Wirkungsgrad des Partikelfilters herabsetzen.Um die beschriebenen hohen Axialkräfte aufnehmen zu können undgleichzeitig ein Abscheren der einzelnen Filtersegmente an ihrenSegmentgrenzen zu verhindern, könnenherkömmlichePartikelfilter, z. B. mit einer reibungserzeugenden Umfangsverspannungmit Keramikfaser-Lagermatten versehen sein, welche jedoch oftmalsnicht in der Lage sind, den Filterkörper sicher unter allen Bedingungenzu halten.
    [0004] Darüber hinauskönnendie Axialkräfte grundsätzlich auchdurch den zusätzlichenEinbau eines Axialkissens aus verpresstem Drahtgestrick mit Anschlagringan einem Randbereich des Filters aufgenommen werden, wobei jedochsehr hohe Pressungen an den Außenkantender Filterkörperauftreten, die leicht zu Schäden(Kantenausbrüchen)führenkönnen.Außerdemergibt sich eine schlechte Pressungsverteilung an der Kissenauflagein Folge von Schiefstellungen zwischen einer Filterkörperauflagefläche undeiner Ringlage.
    [0005] Deram Umfang des Filterkörpersangeordnete Anschlagring erhöhtbesonders in diesen Bereichen einen Durchströmungswiderstand des Filterkörpers, waszu einer unterschiedlichen Temperaturverteilung zwischen gut durchströmten undweniger gut durchströmtenBereichen und somit zu kritischen Thermo spannungen führen kann.Eine Folge derartiger kritischer Thermospannungen innerhalb desFilterkörperskönnenbeispielsweise sogenannte Ring-Off-Cracks sein.
    [0006] Hiersetzt die Erfindung an. Die vorliegende Erfindung beschäftigt sichmit dem Problem, fürein Partikelfilter der eingangs genannten Art eine vorteilhafteAusführungsformanzugeben, welche insbesondere eine verbesserte Halterung des Filterkörpers imPartikelfilter ermöglichtund zudem ein gleichmäßigeresBeladen und Regenerieren des Filterkörpers gewährleistet.
    [0007] DiesesProblem wird erfindungsgemäß durchden Gegenstand des unabhängigenAnspruchs gelöst.Vorteilhafte Ausführungsformensind Gegenstand der abhängigenAnsprüche.
    [0008] DieErfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, bei einem Partikelfilterfür eineBrennkraftmaschine, insbesondere in einem Kraftfahrzeug, welcheszumindest einen Filterkörperund einen den Filterkörperumgebendes Mantelrohr umfasst, den Filterkörper an seiner Ausgangsseitebeabstandet von seinem äußeren Umfangsrandaxial abzustützen.Das Mantelrohr mündetdabei anströmseitigin einem Eingangskanal und abströmseitigin einen Ausgangskanal, wobei sich das Mantelrohr zumindest zumAusgangskanal hin mit einem Trichter, welcher insbesondere konzentrischausgebildet ist, verjüngt.Die erfindungsgemäße axialeAbstützungdes Filterkörpersan seiner Ausgangsseite kann dabei am Mantelrohr und/oder am Trichterund/oder am Ausgangskanal erfolgen.
    [0009] Dieerfindungsgemäße Lösung bietetden Vorteil, dass der Filterkörperim Vergleich zu einer lediglich randseitigen Umfangsverspannunggleichmäßiger bzw.im Bereich der größeren Axialbelastung gelagertund abgestütztist. Außerdemkann dadurch eine Beladung des Filterkörpers sowie eine Regenerierungdesselben gleichmäßiger erfolgt.Des Weiteren gewährleistetdie vom äußeren Umfangsrandbeabstandete Abstützung,dass die Durchströmungim Randbereich nicht behindert wird und somit eine Isolierwirkungder nicht durchströmten äußeren Kanäle zu einemKern des Filterkörpersverbunden mit kritischen Thermospannungen vermieden werden. Die Vermeidungkritischer Temperaturspannungen zwischen einem Kern und einem Randbereichdes Filterkörpersverringert zusätzlichdas Risiko eines sogenannten Ring-Off-Cracks.
    [0010] Darüber hinausverhindert die erfindungsgemäße gleichmäßigere axialeAbstützungdes Filterkörpershohe lokale Pressungen am Umfang des Filterkörpers, wodurch schädigendeKantenausbrüche undeinhergehend damit eine Verschlechterung des Wirkungsgrades desPartikelfilters vermieden werden können. Eine bisher auftretendeVeränderungeiner Größe der Auflagerfläche unddamit einer örtlichenPressung durch eine nicht exakt konzentrische Lage von Filterkörper undGehäusebzw. Mantelrohr sowie durch Toleranzen des Filterkörperquerschnitteskönnenebenso durch die erfindungsgemäße Abstützung vermiedenwerden, wie eine schlechte Pressungsverteilung an der Kissenauflagein Folge von Schiefstellungen zwi schen Filterkörperauflagefläche (Winkligkeitam Filterkörper)und Ringlage.
    [0011] Gemäß einervorteilhaften Weiterbildung ist bzw. sind bei einem aus mehrerenFiltersegmenten gebildeten Filterkörper wenigstens ein Drahtgestrickkissenund/oder ein Halterahmen so ausgebildet und angeordnet, dass daswenigstens eine Drahtgestrickkissen nahezu alle Filtersegmente einzelnabstützt und/oderdass das wenigstens eine Drahtgestrickkissen zumindest zwei Filtersegmenteim Bereich einer gemeinsamen Filtersegmentgrenze abstützt. Hierdurchkann in besonders einfacher und effizienter Weise erreicht werden,dass auch an gealterten Filterkörpern,beispielsweise mit teilweise loser Verklebung zwischen einzelnenFiltersegmenten, das Herausrutschen einzelner Segmente vermiedenwird. Zusätzlichwird durch die Abstützungim Bereich der Filtersegmentgrenzen eine geringere Behinderung einerFilterdurchströmungerreicht, da in diesem Bereich ohnehin keine Durchströmung erfolgt.Dies hat zur Folge, dass ein Durchströmungsquerschnitt des Filterkörpers imwesentlichen nicht reduziert wird und dadurch ein Staudruck beibeladenem Filter nicht zusätzlichdurch den FilterkörperquerschnitteinschränkendeDrahtgestrickkissen erhöhtwird.
    [0012] Gemäß einerbevorzugten Weiterbildung ist das Drahtgestrickkissen von einemHalterahmen gehaltert, der sich am Ausgangskanal abstützt undan einem freien Ende des bis zum Filterkörper verlängerten Ausgangskanals angeordnetist. Hierdurch wird in besonders einfacher Weise die Abstützung desHalterahmens und damit die Abstützungdes Drahtgestrickkissens bzw. des Filterkörpers an dem nach innen verlängertenAusgangskanal bewirkt. Insbesondere im Hinblick auf die Fertigunglässt sich dieseAbstützungbesonders einfach herstellen, indem der Ausgangskanal nicht bündig mitdem Trichter, sondern um eine definierte Strecke axial überlappendmit demselben angeordnet wird. Eine zusätzliche Abstützung, beispielsweise über zusätzliche Segmenteist hierdurch nicht erforderlich, so dass sich die Materialkostenund der Fertigungsaufwand reduzieren lassen.
    [0013] Entsprechendeiner bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist der Ausgangskanalam verlängertenAbschnitt radial abgasdurchlässig,insbesondere perforiert oder gelocht. Hierdurch ist gewährleistet,dass das Abgas vom äußeren Ringraumaußerhalbdes Drahtgestrickkissens ungehindert abströmen kann und dadurch eine gleichmäßige Durchströmung desPartikelfilters sowie eine damit verbundene gleichmäßige Beladungdesselben mit Rußpartikelngewährleistetwerden kann.
    [0014] Gemäß einerbervorzugten Ausführungsform derErfindung weist der verlängerteAbschnitt des Ausgangskanals Strömungsschikanen,insbesondere Dellen und/oder Eindrückungen auf, derart, dass einStrömungswiderstandinnerhalb des verlängerten Abschnittsungefährso groß istwie außerhalb.Hierdurch wird bewirkt, dass ein Abströmwiderstand im Zentrum desFilterkörpers,also in einem Bereich innerhalb eines Ausgangskanalsquerschnitts ähnlich groß ist wiein dem Bereich außerhalbdes Querschnitts des Ausgangskanals und dadurch eine ungleichmäßige Durchströmung desFilters überden Querschnitt sowie eine damit verbundene ungleichmäßige Rußbeladungvermieden werden kann. Da eine Regenerationsfähigkeit des Partikelfilterseng an eine gleichmäßige Beladungdes Filterkörpersmit Rußpartikelngebunden ist, kann durch die gleichmäßige Beladung des Partikelfiltersbzw. durch die gleichmäßige Durchströmung desselbenein Wirkungsgrad des Partikelfilters auf hohem Niveau gehalten werden.
    [0015] Weiterewichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus denUnteransprüchen, ausden Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhandder Zeichnungen.
    [0016] Esversteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehendnoch zu erläuternden Merkmalenicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch inanderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohneden Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
    [0017] Einbevorzugtes Ausführungsbeispielder Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird in dernachfolgenden Beschreibung nähererläutert, wobeisich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder funktional gleiche oder ähnlicheBauteile beziehen.
    [0018] Eszeigen, jeweils schematisch,
    [0019] 1a einerfindungsgemäßes Partikelfilter miteiner Abstützungeines Filterkörpersan einem verlängertenAusgangskanal,
    [0020] 1b eineDarstellung wie in 1a, jedoch mit einer Abstützung aneinem Trichter,
    [0021] 1c eineDarstellung wie in 1a, jedoch mit einer Abstützung aneinem Mantelrohr,
    [0022] 2a bis 2f jeweilseinen Querschnitt durch das Partikelfilter und den Filterkörper mitunterschiedlichen Ausführungsformenvon axialen Halterungen.
    [0023] 3 eineAusgangsseite des Partikelfilters mit einem Drahtgestrickkissenund einem Halterahmen im Detail.
    [0024] Entsprechend 1 besitzt ein erfindungsgemäßes Partikelfilter 1 einGehäuse 18,in dem ein Filterkörper 2 angeordnetist. Das Gehäuse 18 ist zumEinbau eines nicht gezeigten Abgasstrangs einer ebenfalls nichtgezeigten Brennkraftmaschine, insbesondere eines Dieselmotors, adaptiert.Im Betrieb der Brennkraftmaschine, die vorzugsweise in einem Kraftfahrzeugangeordnet sein kann, ergibt sich dann eine Durchströmung desPartikelfilters 1 bzw. des Filterkörpers 2, die in 1 durch Pfeile 19 symbolisiertist. In Abhängigkeitder Strömungsrichtung 19 ergibtsich somit fürdas Partikelfilter 1 eine Anströmseite mit einem Eingangskanal 4 undeine Abströmseitemit einem Ausgangskanal 5. Gemäß 1 istder Filterkörper 2 voneinem Mantelrohr 3 umgeben, welches sich zumindest zumAusgangskanal 5, hier auch zum Eingangskanal 4 hin,mit einem Trichter 6, insbesondere konzentrisch, verjüngt.
    [0025] BeimBetrieb des Partikelfilters 1 treten Partikel, insbesondereRußpartikel,in den Filterkörper 2 einund lagern sich dort ab. Im Laufe der Zeit führt diese Ablagerung der Partikelzu einer Abnahme des Durchströmungsquerschnittesdes Filterkörpers 2, welcherdaraufhin von Zeit zu Zeit durch ein Verbrennen der Rußpartikelregeneriert werden muss. Insbesondere kurz vor einem anstehendenRegenerationsprozess, also bei stark mit Partikeln beladenem Filterkörper 2,entsteht durch den verengten Durchströmungsquerschnitt ein erhöhter Staudruck,welcher es erforderlich macht, dass der Filterkörper 2 entgegen derStrömungsrichtung 19 abgestützt wird. Erfindungsgemäß ist derFilterkörper 2 dazuan seiner Ausgangsseite 7 beabstandet von seinem äußeren Umfangsrand 8 axialam Ausgangskanal 5 (vergleiche 1a) und/oderam Trichter 6 (vergleiche 1b) und/oderam Mantelrohr 3 (vergleiche 1c) abgestützt.
    [0026] Entsprechendden 1a bis 1c enthält der Filterkörper 2 mehrereparallel durchströmbare, vorzugsweisemonolithische Filtersegmente 9, welche beispielsweise einenrechteckigen oder sechseckigen Querschnitt besitzen. Der Filterkörper 2 ist beispielsweiseaus einer Keramik, insbesondere aus Siliciumcarbit oder aus Cordierit,hergestellt. Üblicher Weise wirdder Filterkörper 2 entwederals Ganzes monolithisch hergestellt oder aber wie oben beschriebenaus einzelnen monolithischen Filtersegmenten 9, welchebeispielsweise an gemeinsamen Filtersegmentgrenzen 12 miteinanderverklebt sind, zusammengesetzt.
    [0027] BenachbarteFiltersegmente 9 und 9' besitzen somit eine gemeinsameFiltersegmentgrenze 12, wobei diese gleichzeitig eine nichtnäher bezeichnete Wandzwischen beiden Filtersegmenten 9, 9' bildet, welchefür Abgasedurchlässigist und welche fürdie aus den Abgasen heraus zu filternden Partikel undurchlässig ausgebildetist. Erreicht wird dies beispielsweise durch eine entsprechendeAuswahl des Werkstoffes fürden Filterkörper 2,so dass dieser beispielsweise entsprechend porös ist. Bei der Durchströmung setzensich die im Abgasstrom mitgeführtenPartikel im Bereich der Wändeder einzelnen Filtersegmente 9 ab.
    [0028] DasAbsetzen der herausgefilterten Partikel führt mit zunehmender Zeit zueiner Erhöhungdes Staudrucks innerhalb des Partikelfilters 1 und somit zueiner axialen Belastung des Filterkörpers 2 in der Durchströmungsrichtung 19.Um den Filterkörperinnerhalb des Mantelrohrs 3 zu fixieren, kann grundsätzlich einereibungserzeugende Umfangsverspannung mit Keramikfaser-Lagermattenrealisiert werden. Diese ist jedoch regelmäßig nicht in der Lage, denFilterkörper 2 sicherunter allen Betriebsbedingungen zu halten. Ebenfalls können Axialkissenaus verpresstem Drahtgestrick mit einem Anschlagring am Umfangsrand 8 desFilterkörpers 2 angesetzt werden,die allerdings auch nicht sicher gewährleisten, dass der Filterkörper 2 unterallen Betriebsbedingungen sicher im Mantelrohr 3 fixiertbleibt.
    [0029] Dieerfindungsgemäße Lösung schlägt deshalbwie oben erwähnt,eine axiale Abstützungdes Filterkörpers 2 andessen Ausgangsseite 7 mit Drahtgestrickkissen 10 vor,wobei die Abstützungbeabstandet vom äußeren Umfangsrand 8 desFilterkörpers 2 axialam Mantelrohr 3 und/oder am Trichter 6 und/oderam Ausgangskanal 5 erfolgt. Eine derartige axiale Abstützung, beabstandetvom Umfangsrand 8 verhindert bisher auftretende hohe Pressungenim Bereich des Umfangsrandes 8 und hilft dadurch Schäden, insbesondereKantenausbrüche,zu reduzieren. Des Weiteren bietet die Erfindung den Vorteil, dasseine nicht konzentrische Lage des Filterkörpers 2 im Gehäuse 18 sowiedie Toleranzen des Filterkörperquerschnitteseine Größe der Auflagefläche sowie eine örtlichePressung im Vergleich zu einer Abstützung mit einem am Umfangsrand 8 angeordneten Anschlagringnicht oder nicht wesentlich verändert. Dadurchist es leichter, hohe Axialpressungen aufzubringen, ohne große Schwankungenin der örtlichen Pressungzu erhalten. Zusätzlichkann eine schlechte Pressungsverteilung an einer Kissenauflage inFolge einer Schiefstellung zwischen Filterkörperauflagefläche undder Lage des bisher verwendeten Anschlagringes vermieden werden.
    [0030] Gemäß den 1a bis 1c sowieden 2a bis 2f erfolgtdie axiale Abstützungdes Filterkörpers 2 mitHilfe wenigstens eines Drahtgestrickkissens 10, das ander Ausgangsseite 7 des Filterkörpers 2 anliegt. Vorzugsweiseist das Drahtgestrickkissen 10 dabei im wesentlichen mittigam Filterkörper 2 angeordnet.
    [0031] Denkbarist darüberhinaus, dass das Drahtgestrickkissen 10 von einem Halterahmen 11 gehaltertist, der sich am Mantelrohr 3 und/oder am Trichter 6 und/oderam Ausgangskanal 5 abstützt.
    [0032] Beiaus Filtersegmenten 9 zusammengesetzten Partikelfiltern 1 sinddie Drahtgestrickkissen 10 an der Ausgangsseite 7 desFilterkörpers 2 zweckmäßig so angeordnet,dass sie möglichstalle Filtersegmente 9, 9' etc. einzeln abstützen. Dadurch wirdan gealterten Filterkörpern 2 mitteilweise loser Verbindung bzw. Verklebung zwischen den einzelnen Filtersegmenten 9, 9' etc., das Herausrutscheneinzelner Filtersegmente 9 vermieden. Generell sind dasDrahtgestrickkissen 10 sowie die Halterahmen 11 gasdurchlässig ausgeführt, umeine Versperrung der Filterdurchströmung durch die Drahtgestrickkissen 10 bzw.durch die Halterahmen 11 zu vermeiden. Beispielsweise istder Halterahmen 11 aus Lochblech hergestellt.
    [0033] Einweiteres Kriterium fürdie Anordnung der Drahtgestrickkissen 10 ist eine möglichstgeringe Behinderung der Filterdurchströmung. Bevorzugt werden dieDrahtgestrickkissen 10 deshalb im Bereich einer gemeinsamenFiltersegmentgrenze 12 zweier Filtersegmente 9 und 9' angeordnet,da dort ohnehin keine Durchströmungerfolgt.
    [0034] Beisehr großenPartikelfiltern 1, z. B. bei Nutzfahrzeugen, wird man dieDrahtgestrickkissen 10 bevorzugt in vorgenannten Halterahmen 11 haltern,welche entweder am Mantelrohr 3 oder am Trichter 6 abgestützt sind.
    [0035] Insbesonderebei kleineren Partikelfiltern 1 mit beispielsweise konzentrischenTrichtern 6 bietet es sich an, die Drahtgestrickkissen 10 bzw.den Halterahmen 11 am freien Ende 15 des bis zumFilterkörper 2 verlängertenAusgangskanals 5 anzuordnen (vgl. 1a). Beider Montage werden hierbei die Drahtgestrickkissen 10 gegenden Filterkörper 2 verpresst.Um zu gewährleisten,dass das gereinigte Abgas ungehindert vom äußeren Ringraum 20 inden Ausgangskanal 5 abströmen kann, ist der Ausgangskanal 5 anseinem verlängertenAbschnitt 16 radial abgasdurchlässig, insbesondere perforiertoder gelocht, ausgebildet. Ggf. weist der verlängerte Abschnitt 16 zurVerringerung einer DurchströmungsgeschwindigkeitStrömungsschikanen 17,insbesondere Dellen und/oder Eindrückungen (vergleiche 2f),auf, wodurch ein Strömungswiderstandinnerhalb des verlängertenAbschnittes 16 und damit die Strömungsgeschwindigkeit ungefähr so groß ist wieim äußeren Ringraum 20.Hierdurch kann eine ungleichmäßige Durchströmung desPartikelfilters 1 überden Querschnitt des Filterkörpers 2 unddamit eine ungleichmäßige Rußbeladungund verbunden damit eine Verschlechterung des Wirkungsgrades desPartikelfilters 1 vermieden werden.
    [0036] Entsprechendden 2a bis 2f sind unterschiedlicheAusführungsbeispielezur axialen Abstützungdes Filterkörpers 2 aufder Ausgangsseite 7 gezeigt. Dabei können das wenigstens eine Drahtgestrickkissen 10 und/oderder Halterahmen 11 so ausgebildet sein, dass sich an derAusgangsseite 7 eine kreisringförmige (vergleiche 2f)oder rechteckförmige(vergleiche 2a, c und e) Abstützzone 13 ausbildet.Generell ist auch denkbar, dass der Halterahmen 11 mehrereseparate Stützsegmente 14 aufweist,die am Mantelrohr 3 und/oder am Trichter 6 und/oderam Ausgangskanal 5 abgestützt sind.
    [0037] Entsprechend 2b können dieStützsegmente 14 einenschaufelförmigenQuerschnitt aufweisen, so dass sich bei der Durchströmung desPartikelfilters 1 eine definierte Abgasströmung, insbesondereeine günstigeDrallströmung,ergibt.
    [0038] DesWeiteren ist denkbar, dass die Halterung 11 gemäß den 2a,d und e als Gitterrost ausgebildet ist und mehrere Drahtgestrickkissen 10 zurAbstützungdes Partikelfilters 1 haltert.
    [0039] Darüber hinausist auch denkbar, dass gemäß 2c einerechteckrahmenförmigeAbstützzone 13 mitpunktuell auf die Ausgangsseite 7 des Filterkörpers 2 wirkendenStützsegmenten 14 kombiniertwird und dadurch eine besonders günstige Abstützung des Filterkörpers 2 erreichtwerden kann. Die punktuellen Stützsegmente 14 sinddabei vorzugsweise an Kreuzungspunkten der Segmentgrenzen 12 angeordnetund gewähr leistendadurch eine gleichmäßige Abstützung allerangrenzenden Filtersegmente 9, 9' etc.
    [0040] Beiallen Ausführungsformenweist das wenigstens eine Drahtgestrickkissen 10 bevorzugtim wesentlichen eine rechteckige Ausgestaltung auf und ist ebensowie der Halterahmen 11 gasdurchlässig.
    [0041] Gemäß 3 zeigteine Detaildarstellung die Abstützungdes Filterkörpers 2 bzw.der einzelnen Filtersegmente 9, 9' durch den Halterahmen 11 über dasDrahgestrickkissen 10. Dabei ist ersichtlich, dass derHalterahmen 11 nicht direkt an der Ausgangsseite 7 desFilterkörpers 2 anliegt,sondern sich überdas Drahtgestrickkissen 10 an dieser abstützt. Das Drahtgestrickkissen 10 istdabei vorzugsweise an der Filtersegmentgrenze 12 angeordnetund stütztsomit mehrere, hier beide, angrenzenden Filtersegmente 9 und 9' gleichmäßig ab.Da sowohl das Drahtgestrickkissen 10 als auch der Halterahmen 11 für Abgase durchlässig sind,wird eine Durchströmungdes Partikelfilters 1 nicht oder nur marginal beeinträchtigt.
    [0042] Zusammenfassendlassen sich die wesentlichen Merkmale der erfindungsgemäßen Lösung wie folgtcharakterisieren: Die Erfindung sieht vor, bei einem Partikelfilter 1 für eine Brennkraftmaschine,welches zumindest einen Filterkörper 2 undeinen den Filterkörper 2 umgebendesMantelrohr 3 umfasst, den Filterkörper 2 an seiner Ausgangsseite 7 beab standetvon seinem äußeren Umfangsrand 8 axialam Mantelrohr 3 und/oder am Trichter 6 und/oderam Ausgangskanal 5 abzustützen. Bei einem aus mehrerenFiltersegmenten 9, 9' gebildeten Filterkörper 2 erfolgtdie Abstützungder Filtersegmente 9, 9' einzeln und/oder im Bereich einergemeinsamen Filtersegmentgrenze 12, wodurch ein Herausrutscheneinzelner Filtersegmente 9, 9' aus dem Filterkörper 12 vermiedenwerden kann und zudem ein Durchströmungsquerschnitt des Filterkörpers 2 nichtbeeinträchtigtwird, da im Bereich der Filtersegmentgrenzen 12 ohnehinkeine Durchströmungerfolgt.
    [0043] Vonbesonderem Vorteil ist, dass die erfindungsgemäße Lösung im Vergleich zu einerherkömmlichenAbstützung über einenAbstützringam Umfangsrand 8 des Filterkörpers 2 kritischeTemperaturspannungen in Folge ungleichmäßiger Durchströmung vermeidetund dadurch die Bildung von sogenannten Ring-Off-Cracks unterbindet. Darüber hinauswird eine gleichmäßigere Beladungmit Rußpartikelnsowie eine gleichmäßige Regenerierungdes Partikelfilters 1 erreicht.
    权利要求:
    Claims (17)
    [1] Partikelfilter (1) für eine Brennkraftmaschine, insbesonderein einem Kraftfahrzeug, umfassend zumindest einen Filterkörper (2)und ein den Filterkörper(2) umgebendes Mantelrohr (3), – wobeidas Mantelrohr (3) anströmseitig in einen Eingangskanal(4) und abströmseitigin einen Ausgangskanal (5) mündet, – wobei sich das Mantelrohr(3) zumindest zum Ausgangskanal (5) hin mit einemTrichter (6), insbesondere konzentrisch, verjüngt, – wobeider Filterkörper(2) an seiner Ausgangsseite (7) beabstandet vonseinem äußeren Umfangsrand (8)axial am Mantelrohr (3) und/oder am Trichter (6) und/oderam Ausgangskanal (5) abgestützt ist.
    [2] Partikelfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,dass der Filterkörper(2) aus mehreren parallel durchströmbaren monolithischen Filtersegmenten(9) besteht.
    [3] Partikelfilter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dassder Filterkörper(2) aus Keramik, insbesondere aus Siliciumcarbit oder Cordierit, besteht.
    [4] Partikelfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 3,dadurch gekennzeichnet, dass die axiale Abstützung mit Hilfe wenigstenseines Drahtgestrickkissens (10) erfolgt, das an der Ausgangsseite(7) des Filterkörpers(2) anliegt.
    [5] Partikelfilter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,dass das Drahtgestrickkissen (10) im wesentlichen mittigam Filterkörper(2) angeordnet ist.
    [6] Partikelfilter nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet,dass das Drahtgestrickkissen (10) von einem Halterahmen(11) gehaltert ist, der sich am Mantelrohr (3)und/oder am Trichter (6) und/oder am Ausgangskanal (5)abstützt.
    [7] Partikelfilter nach einem der Ansprüche 4 bis 6,dadurch gekennzeichnet, dass bei einem aus mehreren Filtersegmenten(9) gebildeten Filterkörper(2) das wenigstens eine Drahtgestrickkissen (10) und/oderder Halterahmen (11) so ausgebildet und angeordnet ist/sind, – dass daswenigstens eine Drahtgestrickkissen (10) nahezu alle Filtersegmente(9) einzeln abstützt und/oder – dass daswenigstens eine Drahtgestrickkissen (10) zumindest zweiFiltersegmente (9) im Bereich einer gemeinsamen Filtersegmentgrenze(12) abstützt.
    [8] Partikelfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 7,dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Drahtgestrickkissen(10) und/oder der Halterahmen (11) so ausgebildetsind, dass sich an der Ausgangsseite (7) eine kreisringförmige oderrechteckrahmenförmigeAbstützzone(13) ausbildet.
    [9] Partikelfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 8,dadurch gekennzeichnet, dass der Halterahmen (11) mehrereseparate Stützsegmente(14) aufweist, die am Mantelrohr (3) und/oderam Trichter (6) und/oder am Ausgangskanal (5)abgestütztsind.
    [10] Partikelfilter nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,dass die Stützsegmente(14) einen schaufelförmigenQuerschnitt aufweisen, derart, dass sich bei der Durchströmung desPartikelfilters (1) eine definierte Abgasströmung, insbesondere eineDrallströmung,ergibt.
    [11] Partikelfilter zumindest nach Anspruch 6, dadurchgekennzeichnet, dass der Halterahmen (11) am freien Ende(15) des bis zum Filterkörper (2) verlängertenAusgangskanals (5) angeordnet ist.
    [12] Partikelfilter nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,dass der Ausgangskanal (5) am verlängerten Abschnitt (16)radial abgasdurchlässig,insbesondere perforiert oder gelocht, ist.
    [13] Partikelfilter nach Anspruch 11 oder 12, dadurchgekennzeichnet, dass der verlängerteAbschnitt (16) des Ausgangskanals (5) Strömungsschikanen(17), insbesondere Dellen und/oder Eindrückungen,aufweist, wodurch ein Strömungswiderstandinnerhalb des verlängertenAbschnitts (16) ungefährso groß istwie außerhalb.
    [14] Partikelfilter nach einem der Ansprüche 4 bis 13,dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Drahtgestrickkissen(10) eine im wesentlichen rechteckige Ausgestaltung aufweist.
    [15] Partikelfilter nach einem der Ansprüche 6 bis 14,dadurch gekennzeichnet, dass das Drahtgestrickkissen (10)und/oder der Halterahmen (11) gasdurchlässig sind.
    [16] Partikelfilter zumindest nach Anspruch 6, dadurchgekennzeichnet, dass der Halterahmen (11) als Gitterrostausgebildet ist und mehrere Drahtgestrickkissen (10) zurAbstützungdes Partikelfilters (1) haltert.
    [17] Abgasanlage füreine Brennkraftmaschine, insbesondere Dieselmotor, mit wenigstenseinem Partikelfilter (1) nach einem der Ansprüche 1 bis15.
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
    DE102004004002B4|2007-07-12|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    2005-09-08| OP8| Request for examination as to paragraph 44 patent law|
    2008-01-10| 8364| No opposition during term of opposition|
    2013-05-22| R082| Change of representative|Representative=s name: BRP RENAUD & PARTNER, DE |
    2013-07-11| R081| Change of applicant/patentee|Owner name: EBERSPAECHER EXHAUST TECHNOLOGY GMBH & CO. KG, DE Free format text: FORMER OWNER: J. EBERSPAECHER GMBH & CO. KG, 73730 ESSLINGEN, DE Effective date: 20130522 |
    2013-07-11| R082| Change of representative|Representative=s name: BRP RENAUD & PARTNER, DE Effective date: 20130522 Representative=s name: BRP RENAUD UND PARTNER MBB RECHTSANWAELTE PATE, DE Effective date: 20130522 Representative=s name: BRP RENAUD UND PARTNER MBB, DE Effective date: 20130522 |
    2021-08-03| R081| Change of applicant/patentee|Owner name: PUREM GMBH, DE Free format text: FORMER OWNER: EBERSPAECHER EXHAUST TECHNOLOGY GMBH & CO. KG, 66539 NEUNKIRCHEN, DE |
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    DE200410004002|DE102004004002B4|2004-01-26|2004-01-26|Partikelfilter|DE200410004002| DE102004004002B4|2004-01-26|2004-01-26|Partikelfilter|
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