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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Abgaspartikelfilter
für einen
Dieselmotor, in dem keramische Fasern verwendet werden.
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In
einem herkömmlichen
Abgaspartikelfilter eines Dieselmotors sind zwei Filze, die aus
Keramikfasern hergestellt sind, sandwichartig zwischen zwei Drahtnetzen
für eine
Heizung zwischen gelegt, die in einem Rahmen aus Balgen dargestellt
ist und das daraus entstehende Produkt ist auf einem Metallrahmen
befestigt.
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Die
EP-A 0717177 offenbart die Merkmale des Oberbegriffes des Anspruches
1 der vorliegenden Erfindung.
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Wenn
ein Filter mit einem hohen Sammelwirkungsgrad für Abgaspartikel hergestellt
wird, ist es notwendig, einen Filz dick auszubilden. Bei einem Filter,
in dem jedoch der Filz sehr dick ist, ist es schwierig, diesen auf
einem Metallrahmen zu befestigen und es ist notwendig, die Form
des Metallrahmens und Befestigungsteile auf dem Metallrahmen zu
verändern.
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Vor
dem Hintergrund des erwähnten
Problemes besteht ein Ziel der vorliegenden Erfindung darin, einen
Abgaspartikelfilter für
einen Dieselmotor bereitzustellen, in dem auch aus Keramikfasern
bestehender Filz große
Abmessungen aufweist, wobei der Filter leicht auf einem Metallrahmen
zu befestigen ist.
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Zur
Lösung
des oben beschriebenen Problemes liefert die vorliegende Erfindung
einen Abgaspartikelfilter für
einen Dieselmotor, der dadurch gekennzeichnet ist, dass die Breite
von zumindest einem Filz aus einer Vielzahl von Filzen, die zwischen den
genannten beiden Drahtnetzen für
eine Heizung überlagert
ist, schmaler ausgebildet ist als die Breite der genannten Drahtnetze
für die
Heizung, wobei die Breite der anderen Filze mit der gleichen Breite
der Drahtnetze für
eine Heizung ausgebildet ist, wobei ein überlagerter Körper der
Drahtnetze für
eine Heizung und die Filze in der Breite gebogen sind, um ein Rohr
mit einer bereichsweise ausgebildeten Blütenblattform darzustellen und
ein Metallrahmen wird mit der äußeren Umfangsseite
der beiden Enden des Rohres verbunden.
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Bei
dem Abgaspartikelfilter (im Folgenden lediglich als Filter bezeichnet)
entsprechend der vorliegenden Erfindung wird ein überlagerter
Körper
von zwei inneren und äußeren Drahtnetzen
für eine
Heizung, auf einer Vielzahl von Filzen aus keramischen Fasern ausgebildet,
in einem Rohr dargestellt, in der Form eines Balges oder eines Blütenblattbereiches. Wenn
ein Filter mit einem hohen Sammelwirkungsgrad vorliegt, wird nicht
ein einziger starker Filz eingesetzt, sondern es wird einer eingesetzt,
in den eine Vielzahl von dünnen
Filzen überlagert
sind, die unterschiedliche Größen bezüglich der
Maschen aufweisen und wobei lediglich einer oder zwei Filze mit
der gleichen Breite ausgebildet sind wie die Metalldrahtnetze für eine Heizung
und die verbleibenden Filze sind in der Breite schmaler ausgebildet,
um nicht in Kontakt zu kommen mit dem Drahtnetz für eine Heizung.
Bei einem Filter, welcher eine Röhre
umfasst, die von den Drahtnetzen für eine Heizung ausgebildet
ist und die Filze, ist die Dicke beider Enden schmaler, als die
Stärke
eines zentralen Teiles und sogar wenn die Form des Metallrahmens
und die Befestigungsteile an dem Metallrahmen nicht verändert werden,
wird die Befestigung auf dem Metallrahmen erleichtert.
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Ausgestaltungen
der vorliegenden Erfindung werden nun beispielhaft unter Bezug auf
die begleitenden Figuren beschrieben, wobei Folgendes gezeigt wird:
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1 zeigt
eine seitliche Schnittansicht einer Abgasreinigungseinrichtung eines
Dieselmotors, die mit einem Abgaspartikelfilter entsprechend der vorliegenden
Erfindung ausgestattet ist,
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2 zeigt
eine perspektivische Ansicht, die einen schematischen Aufbau des
Abgaspartikelfilters darstellt,
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3 zeigt
eine geschnittene Frontansicht, die einen Endteil des Abgaspartikelfilters
darstellt,
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4 zeigt
eine geschnittene Frontansicht mit einem zentralen Teil des Abgaspartikelfilters
in vergrößerter Darstellung,
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5 zeigt
eine geschnittene Frontansicht mit beiden Endteilen des Abgaspartikelfilters
in vergrößerter Darstellung,
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6 zeigt
eine geschnittene seitliche Ansicht eines Endteiles des Abgaspartikelfilters
in vergrößerter Darstellung,
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7 zeigt
eine perspektivische Ansicht mit der Darstellung des Verhältnisses
zwischen Metalldrahtnetz für
eine Heizung und einem Filz, ausgebildet aus Keramikfasern in dem
Abgaspartikelfilter,
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8 zeigt
eine perspektivische Ansicht mit einem Verhältnis zwischen Metalldrahtnetzen
für eine
Heizung und einem aus Keramikfasern ausgebildeten Filz in den Abgaspartikelfiltern,
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9 zeigt
eine perspektivische Ansicht mit der Darstellung des Verhältnisses
zwischen den Metalldrahtnetzen für
eine Heizung und einen Filz, ausgebildet aus Keramikfasern in dem
Abgaspartikelfilter.
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Wie
in 1 gezeigt, ist bei einer Abgasreinigungsvorrichtung 10 ein
Filter 20 in einem zylindrischen Gehäuse 5 positioniert,
wobei in Reihe ein wärmeisolierendes
Material 6, eine konische Röhre 3 und ein Einlassrohr 2 mit
dem Anfangsende des Gehäuses 5 verbunden
sind und eine konische Röhre 12 und
ein Auslassrohr 13 sind am hinteren Ende des Gehäuses 5 angeschlossen,
wobei das Einlassrohr 2 und das Auslassrohr 13 im
mittleren Bereich des Abgasrohres angebracht sind. Eine Wandendplatte 4 mit Blütenblattform
ist mit einer inneren Umfangsseite an das Anfangsende des Filters 20 angeschlossen,
um das Innere des Filters 20 zu verschließen. Die
Wandendplatte 4 wird durch eine Vielzahl von Armen 14 getragen,
welche sich diametral nach innen von der inneren Umfangswand des
Gehäuses 5 erstrecken.
Andererseits wird eine Wandendplatte 9 mit Blütenblattform,
die eine Öffnung 9a im
Zentrum desselben aufweist, mit einer inneren Seite des hinteren Umfangsendes
des Filters 20 verbunden sein und die Wandendplatte 9 wird
an dem hinteren Ende des Gehäuses 5 durch
eine ringförmige
Platte 19 abgestützt.
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Wenn
das von dem Einlassrohr 2 zugeführte Abgas zu einem inneren
Volumen 8 über
einen Filter 20 von einem äußeren umfangsseitigen Volumenbereich 7 des
Filters 20 strömt,
so werden die Abgaspartikel entfernt, und das gereinigte Abgas nach
außen
hin über
die Öffnung 9a und
das Auslassrohr 13 abgegeben. Ein Metalldrahtnetz 26 (entsprechend 5)
für eine
Heizung für
den Filter 20 wird geeignet mit Energie versorgt über einen
Relaisschalter 46 einer Leistungsversorgungsbatterie 47,
um die Abgaspartikel, die durch den Filter 20 entfernt
wurden, zu erhitzen und zu verbrennen. Wenn der Filter 20 regeneriert
wird, so ist der Relaisschalter 46 aufgrund eines Ausgangssignals
einer elektronischen Steuervorrichtung 45 auf der Basis
von Signalen eines Sensors für
die Drehzahl des Motors 41 geschlossen, wobei ein Sensor
für die
Last des Motors 42, ein Drucksensor für Abgas 43 am Einlassteil
des Filters 20 positioniert sind, beispielsweise innerhalb
der konischen Röhre 3 und
ein Temperatursensor 44 ist am Filter 20 angebracht.
Die Drahtnetze 26, 27 für eine Heizung sind sowohl
an der inneren Oberfläche
als auch an der äußeren Oberfläche der
Filze übereinander
gelagert.
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Wie
in 2 dargestellt umfasst der Filter 20 eine
Röhre 21,
in welcher ein überlagerter
Körper 28 eines
langgestreckten gewebeähnlichen
Drahtnetzes für
eine Heizung und einen Filz, die aus Keramikfasern hergestellt sind,
in eine Blütenblattform
gebogen oder geformt sind. Die Röhre 21 ist
umfangsseitig abwechselnd mit einer Projektion 21a ausgestattet,
welche nach außen
und radial hervorragt und eine Nut 21b ergibt sich nach
innen in radialer Richtung. Wie in 3 dargestellt,
ist ein U-förmig
ausgebildeter Metallrahmen 31 überlagert und verbunden zu
den äußeren Oberflächen von
beiden Enden der Projektion 21a, um eine feste Form beizubehalten.
Da eine Zone eines axial zentralen Teiles der Projektion 21a in
einem größeren Maßstab in 4 dargestellt
ist, ist erkennbar, dass in dem Filter 20 eine Vielzahl
(drei in den Bilddarstellungen) der langgestreckten Filze 22, 23, 24 übereinander
gelagert sind, wobei Drahtnetze 26, 27 für eine Heizung
an der äußeren Oberfläche und
an der inneren Oberfläche überlagert
sind und ein überlagerter
Körper 28 wird
in einer Röhre 21 geformt
oder gegossen, die bereichsweise eine Blütenblattform aufweist.
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Wie
aus den 5 und 6 ersichtlich
ist, wird entsprechend der vorliegenden Erfindung die Stärke der
beiden Enden des überlagerten
Körpers 28 reduziert,
wie später
beschrieben wird, indem die Breite (axiale Größe der Röhre 21) von zumindest
einem (23 in der Figur) aus den Filzen 22 bis 24 verkleinert
wird, wobei zwei Filze 22, 24 sandwichartig zwischen
die Drahtnetze 26, 27 für eine Heizung an beiden Enden
zwischen gelagert sind, so dass sie den überlagerten Körper 28 in
der Röhre 21 im
Schnitt mit einer Blütenblattform
ausbilden und beide Enden mit den blütenblattgeformten Endwandplatten 4, 9 zusammen
wirken, wobei der Metallrahmen 31 auf der äußeren Oberfläche beider
Enden der Projektion 21a überlagert ist und die Projektion 21a gegen
die Endwandplatten 4, 9 durch ein ringförmiges Band 33, welches
eine Wirkverbindung zwischen einem Paar von Projektionen 31a des
Metallrahmens 31 herstellt, drückt.
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Wie
in 7 dargestellt, wird wenn der Filter 20 drei
Filze 22 bis 24 aufweist die Breite des Zwischenfilzes 23, schmaler
ausgelegt, als die Breite w der Drahtnetze 26, 27 für eine Heizung
und die Breite der Filze 22, 24 wird in gleicher
Weise gestaltet, wie die Breite w der Drahtnetze 26, 27 für eine Heizung. Dadurch
werden, wenn der überlagerte
Körper 28 Drahtnetze 26, 27 für eine Heizung
enthält
und die Filze 22 bis 24 in der Röhre 21 mit
einer Blütenblattstruktur
im Schnitt dargestellt sind, an beiden Enden der Röhre 21 die
Filze 22, 24 lediglich zwischen den Draht-Netzen 26, 27 für eine Heizung überlagert,
wobei die Stärke
der beiden Enden der Röhre 21 dünner werden
als die des zentralen Teiles der Röhre 21. Entsprechend
kann, wenn die Form des Metallrahmens 31 nicht verändert ist,
der Filter 20 eine geeignete Anzahl von Filzen überlagern.
Bei den Filzen 22 bis 24, die aus Keramikfasern
hergestellt sind, ist der äußere Filz 22 (der
obere in der Figur) der mit der größten Maschenweite und es werden
ein Zwischenfilz 23 und der innere Filz 24 eingesetzt,
die in der Maschenweite in der Reihenfolge kleiner sind.
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In
der Ausgestaltung nach 8, wobei die Filze 22, 24 sandwichartig
zwischen den Drahtnetzen 26, 27 für eine Heizung
liegen, sind diese in der Breite w der Drahtnetze 26, 27 für eine Heizung
enger und die Zwischenfilze 23 weisen die gleiche Breite
w auf wie die Drahtnetze 26, 27 für eine Heizung,
wenn der überlagerte
Körper 28 in
der Röhre 21 mit
einer im Schnitt Blütenblattform
ausgebildet ist, wobei die Stärke
der beiden Enden dünner
ist als der zwischenliegende Teil.
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Wie
in 9 dargestellt, wird sogar wenn die Breite der
Filze 22, 23 aus den Filzen 22 bis 24 so ausgelegt
ist, dass sie enger als die Breite w der Drahtnetze 26, 27 für eine Heizung
ist, wenn der überlagerte
Körper 28 in
der Röhre 21 dargestellt
ist mit einer im Schnitt Blütenblattform,
die Dicke der beiden Enden dünner,
als die in 7 dargestellte.
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Während in
der vorbeschriebenen Ausgestaltung drei Filze 22 bis 24 zwischen
zwei Drahtnetzen 26, 27 für eine Heizung übereinandergelegt
werden, können
dünnere
Filze überlagert
werden. In dem Fall, wenn die Stärke
geeignet ist für
zwei oder drei Filze, die schmaler sind als die Breite w der Drahtnetze 26, 27 für eine Heizung,
wenn der überlagerte
Körper 28 in
der Röhre 21 ausgebildet
ist mit einer im Schnitt blütenblattähnlichen
Form, so wird die Stärke
der beiden Enden dünner
als die des zentralen Teiles, so dass die Schnittform der Röhre 21 beibehalten
werden kann unter Einsatz des gemeinsamen Metallrahmens 31 und
des Bandes 33, wodurch eine sanfte Aufnahme in das zylindrische
Gehäuse 5 erzielbar
ist.
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Wie
oben beschrieben wird entsprechend der vorliegenden Erfindung die
Breite von zumindest einem Filz aus einer Vielzahl von Filzen, die
aus Keramikfasern dargestellt sind und zwischen zwei Drahtnetzen
für eine
Heizung überlagert
sind, enger gehalten, als die Breite der Drahtnetze für die Heizung,
wobei die Breite von anderen Filzen gleich der Breite der Drahtnetze
für eine
Heizung ausgelegt ist, wobei ein überlagerter Körper der
Drahtnetze für
eine Heizung und die Filze in der Breite gekrümmt sind, um eine Röhre auszubilden,
welche eine im Schnitt Blütenblattform
aufweist, und ein Metallrahmen, welcher mit der äußeren Umfangsseite der beiden
Enden der Röhre
verbunden ist. Dadurch wird es möglich,
Filter mit derartig hoher Sammelwirkung von Abgaspartikeln zu erhalten
ohne den Aufbau des Metallrahmens und die Form der befestigten Teile
an dem Metallrahmen zu verändern.
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Durch
die schmale Ausbildung der Breite von einigen Filzen wird eine Verringerung
der Menge von keramischen Fasern erreicht, die einzusetzen sind, wodurch
eine Reduzierung der Produktkosten einhergeht.
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- 2
- Einlassrohr
- 3
- konisches
Rohr
- 4
- Wandendplatte
- 5
- Gehäuse
- 6
- Wärmeisoliermaterial
- 7
- äußeres umfangsseitiges
Hohlelement
- 8
- inneres
umfangsseitiges Hohlelement
- 9
- Wandendplatte
- 9a
- Öffnung
- 10
- Abgasreinigungsvorrichtung
- 12
- konisches
Rohr
- 13
- Auslassrohr
- 14
- Arm,
Ausleger
- 19
- ringförmige Platte
- 20
- Abgaspartikelfilter
- 21
- Rohr
- 21a
- Verlängerung,
Projektion
- 21b
- Nut
- 22,
23, 24
- Filz
- 26,
27
- Drahtnetz
für eine
Heizung
- 28
- überlagerter
Körper
- 31
- Metallrahmen
- 31a
- Verlängerung
- 33
- Band
- 41
- Sensor
für Drehzahl
der Maschine
- 42
- Sensor
für die
Last der Maschine
- 43
- Drucksensor
für das
Abgas
- 44
- Temperatursensor
- 45
- elektronische
Steuervorrichtung
- 46
- Abschalter
- 47
- Versorgungsbatterie