DE102004044338A1 - Filtereinrichtung, insbesondere für ein Abgassystem einer Brennkraftmaschine - Google Patents

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Abstract

Eine Filtereinrichtung ist in einem Abgassystem einer Brennkraftmaschine angeordnet. Sie filtert Partikel aus einem Gasstrom (32) heraus und umfasst eine Gehäuse und mindestens eine in dem Gehäuse angeordnete Filterstruktur mit Filtertaschen (2). Diese werden von gasdurchlässigen Filterwänden (24) begrenzt. Mindestens eine Filtertasche (22) weist ein ein- oder aufsetzbares Funktionselement (34) auf, an dem einander gegenüberliegende Filterwände wenigstens bereichsweise anliegen. Es wird vorgeschlagen, dass das Funktionselement (34) mindestens eine Rippe (60) aufweist, die mit einem abragenden Rand (68) an einer Filterwand (24) anliegt.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Filtereinrichtung, insbesondere für ein Abgassystem einer Brennkraftmaschine, welche Partikel aus einem Gasstrom herausfiltert und ein Gehäuse und mindestens eine in dem Gehäuse angeordnete Filterstruktur mit Filtertaschen aufweist, die von gasdurchlässigen Filterwänden begrenzt sind, wobei mindestens eine Filtertasche ein ein- oder aufsetzbares Stützelement aufweist, an dem einander gegenüber liegende Filterwände wenigstens bereichsweise anliegen.
  • Eine Filtereinrichtung der eingangs genannten Art ist aus der DE 102 23 452 A1 bekannt. Bei der dort gezeigten Filtereinrichtung handelt es sich um einen Partikelfilter für ein Abgassystem einer Diesel-Brennkraftmaschine. Die Filterwände bei der bekannten Filtereinrichtung sind aus Sintermetall hergestellt und so angeordnet, dass keilförmige Filtertaschen gebildet werden. Die spitz zulaufenden Keilkanten der Filtertaschen zeigen entgegen der Strömungsrichtung des Abgases, die in Strömungsrichtung gesehen hintere Schmalseite einer Filterseite ist offen.
  • Die Filtertaschen sind in der Regel nebeneinander derart angeordnet, dass eine insgesamt rotationssymmetrische ringartige Filterstruktur gebildet wird. Im Betrieb tritt das Abgas durch die Seitenwände der Filtertaschen hindurch, wobei Partikel zurückgehalten werden. Bei der bekannten Filtereinrichtung sind die Filterwände durch flexible Sintermetallmatten oder Sintermetallfolien gebildet, denen gesonderte Tragstrukturen, beispielsweise Lochbleche, Gewebe, oder dergleichen zugeordnet sind. Bekannt ist auch die Verwendung separater "Spacer", welche in der Filtertasche angeordnet werden und eine Stützfunktion aufweisen.
  • Die vorliegende Erfindung hat die Aufgabe, eine Filtereinrichtung der eingangs genannten Art so weiterzubilden, dass sie während einer möglichst langen Lebensdauer gute Filtereigenschaften aufweist.
  • Diese Aufgabe wird bei einer Filtereinrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass das Funktionselement mindestens eine Rippe aufweist, die mit einem abragenden Rand an einer Filterwand anliegt.
  • Vorteile der Erfindung
  • Dies gestattet auch bei schmalen Filtertaschen, deren Wände einander benachbart sind, und/oder in jenen Bereichen von Filtertaschen, in denen die Filterwände nahe beieinander liegen, die Realisierung eines sicheren und einfachen Abstandshalters. Bei diesem ist die Kontaktfläche zwischen Abstandshalter und Filterwand nur gering, so dass "Abschattungen" gering sind und die Funktion der Filterwand durch den Abstandshalter nicht oder nicht wesentlich beeinträchtigt wird.
  • Durch das erfindungsgemäße Funktionselement werden einander gegenüber liegende Filterwände der Filtereinrichtung zuverlässig auseinander gehalten. Die Form der Filterstruktur bleibt also im Betrieb gewährleistet, was wiederum für gute Filtereigenschaften sorgt. Indem das Funktionselement nach der Herstellung der eigentlichen Filterstruktur ein- bzw. aufsetzbar und somit funktional von den Filterwänden entkoppelt ist, kann es aus einem Material gefertigt werden, welches vor allem eine hohe Formstabilität bei hohen Temperaturen und eine lange Lebensdauer aufweist. Die guten Filtereigenschaften bleiben so lange erhalten.
  • Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in Unteransprüchen angegeben.
  • Eine besonders bevorzugte Ausgestaltung der Filtereinrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass die Rippe wenigstens in etwa senkrecht zu der Filterwand steht. In diesem Fall ist die Kontaktfläche zwischen Rippe und Filterwand minimal, so dass die Filtereigenschaft der Filterwand durch das Funktionselement, wenn überhaupt, nur wenig beeinflusst wird.
  • Die Herstellung und Handhabung des erfindungsgemäßen Funktionselements wird vereinfacht, wenn das Funktionselement ein Zentralelement aufweist, an dem die Rippe befestigt ist. Ferner wird hierdurch ein Kippen der Rippe verhindert.
  • Dabei sind die Herstellkosten niedrig, wenn das Zentralelement plattenförmig ist.
  • Das Funktionselement kann mehrstückig aufgebaut sein mit einem Zentralelement, welches mindestens einen Schlitz aufweist, in den die Rippe eingesteckt ist. Auch die Rippe kann einen entsprechenden Schlitz aufweisen. In diesem Fall können die einzelnen Teile des Funktionselements als flache Teile hergestellt oder beispielsweise aus einer Platte ausgesägt werden. Dies kann bei bestimmten Materialien die Herstellung vereinfachen.
  • Die Filterwirkung wird dann, wenn die Filtertasche keilförmig und die Rippe entsprechend geformt ist, nochmals verbessert, wenn die Rippe in Richtung der spitz zulaufenden Keilkante der Filtertasche über das Zentralelement übersteht. Somit kann auch in einem Bereich der Filtertasche, in dem die gegenüber liegenden Wände sehr nahe beieinander liegen, die Abstandshalterfunktion gewährleistet werden, ohne dass in diesem Bereich die Filterfunktion eingeschränkt ist.
  • Außerdem wird vorgeschlagen, dass das Funktionselement ein gasdurchlässiges Material, insbesondere ein Keramikmaterial, umfasst. Die Verwendung eines Keramikmaterials für das Funktionselement hat den Vorteil, dass das Funktionselement auch bei einer hohen Temperatur seine Form beibehält, die Filtertasche also auch bei hohen Temperaturen nicht "zusammenfällt". Hohe Betriebstemperaturen können jedoch insbesondere bei Filtereinrichtungen von Brennkraftmaschinen immer wieder vorkommen, um die in der Filtereinrichtung angesammelten Rußpartikel zu verbrennen. Da die Filtertaschen und somit auch die gesamte Filterstruktur ihre Form auch bei hohen Betriebstemperaturen beibehält, verändern sich weder die Strömungsverhältnisse in der Filtereinrichtung über deren Lebensdauer wesentlich noch wird die Filterwirkung der Filterwände mit der Zeit durch entsprechende Verformungen beeinträchtigt.
  • Darüber hinaus gestattet die Verwendung eines gasdurchlässigen Materials für das Funktionselement eine gleichmäßige Verteilung der Filterwirkung über die Filterwand, es werden also durch das Funktionselement keine vom Funktionselement "abgedeckten" Stellen der Filterwand geschaffen, an denen dann nur eine eingeschränkte Filterwirkung vorliegen würde. Die erfindungsgemäße Filtereinrichtung hat daher einen hohen Wirkungsgrad.
  • Ferner wird vorgeschlagen, dass die Gesamt-Außenform des Funktionselements wenigstens in etwa der Innenform der Filtertasche entspricht und das Funktionselement im Passsitz in der Filtertasche angeordnet ist. Dies erleichtert die Herstellung und gestattet die Formerhaltung nicht nur einer Filterwand sondern der gesamten Filtertasche mittels des Funktionselements.
  • Die Herstellung wird erleichtert, wenn das Funktionselement insgesamt federelastische Eigenschaften aufweist und in die Filtertasche unter Spannung eingeführt ist.
  • Besonders vorteilhaft ist auch, wenn das Material des Funktionselements eine größere Porosität aufweist als das Material der Filterwand. Hierdurch wird der Strömungswiderstand klein gehalten. Letztlich kommt dies beispielsweise bei einer Brennkraftmaschine sowohl dem Kraftstoffverbrauch als auch dem Emissionsverhalten zugute.
  • Ein besonders bevorzugter Werkstoff für das Funktionselement ist Keramik, und hier insbesondere SiC, bspw. rekristallisiertes Siliciumcarbid, oder Al2O3. Hierbei handelt es sich um einen verschleißbeständigen, chemisch resistenten Werkstoff mit einstellbarer Porosität und Porengröße beziehungsweise Porengrößenverteilung, welcher ferner thermisch sehr stark belastet werden kann. Da vor allem SiC-Keramik eine hohe Wärmeleitfähigkeit aufweist, verfügt es auch über eine gute Temperaturwechselbeständigkeit. Eine einstückige Ausgestaltung des Funktionselements erleichtert dessen Handhabung bei der Montage und senkt hierdurch die Herstellkosten.
  • In Weiterbildung hierzu wird vorgeschlagen, dass das Funktionselement aus einer zunächst ungebrannten Keramikfolie geformt, insbesondere gefaltet, und anschließend gesintert ist. Eine ungebrannte Keramikfolie ist flexibel und kann daher sehr einfach verarbeitet werden. Bekannt sind SiC-haltige Folien, welche wie Papier gefaltet werden können. Hierdurch können auf einfache und preiswerte Art und Weise Filtereinrichtungen geschaffen werden, deren Filterstruktur eine große spezifische Oberfläche aufweist.
  • Dem Funktionselement kann auch eine Sekundärfunktion zugewiesen werden, nämliche jene, dafür zu sorgen, dass die Gasströmung im Bereich der Filterwand optimal ist. Hierzu kann das Funktionselement so ausgebildet sein, dass Strömungskanäle gebildet werden, durch die der Gasstrom geleitet wird. Dabei kann eine gemischte Kanal- und Wanddurchtrittsströmung erzielt werden.
  • Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Filtereinrichtung sieht vor, dass das Funktionselement eine katalytische Funktion, insbesondere wenigstens bereichsweise eine Schicht aus einem katalytischen Material aufweist. Hierdurch wird eine große katalytisch wirkende Fläche geschaffen, was beispielsweise bei der Stickoxidreduktion oder beim Verbrennen abgelagerter Rußpartikel einen hohen katalytischen Wirkungsgrad gewährleistet. Dies gilt vor allem dann, wenn auch die Filterstruktur wenigstens bereichsweise mit einem katalytischen Material versehen ist.
  • Zeichnung
  • Nachfolgend werden besonders bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die. beiliegende Zeichnung im Detail erläutert. In der Zeichnung zeigen:
  • 1 eine schematische Darstellung einer Brennkraftmaschine mit einem Abgassystem mit einer Filtereinrichtung, in der eine Filterstruktur angeordnet ist;
  • 2 eine perspektivische Darstellung der Filterstruktur von 1;
  • 3 eine teilweise explodierte Darstellung zweier Filtertaschen der Filterstruktur von 2 und einer ersten Ausführungsform eines Funktionselements;
  • 4 eine Ansicht längs des Pfeils IV von 3;
  • 5 eine Darstellung ähnlich 4 einer zweiten Ausführungsform eines Funktionselements;
  • 6 eine Darstellung ähnlich 4 einer dritten Ausführungsform eines Funktionselements;
  • 7 eine perspektivische Darstellung des Funktionselements von 6;
  • 8 einen Schnitt quer durch eine Filtertasche mit einem in diesem angeordneten Funktionselement, welches ähnlich aufgebaut ist wie jenes der 6 und 7;
  • 9 eine vereinfachte Darstellung einer Filtereinrichtung mit einer Filterstruktur mit Funktionselementen gemäß einer vierten Ausführungsform;
  • 10 eine Darstellung ähnlich 4 einer fünften Ausführungsform eines Funktionselements;
  • 11 eine perspektivische Darstellung einer Filtertasche mit einer als Umhüllungselement ausgebildeten sechsten Ausführungsform eines Funktionselements;
  • 12 eine perspektivische Darstellung einer siebten Ausführungsform eines Funktionselements;
  • 13 eine perspektivische Darstellung des Funktionselements von 12 im in eine Filtertasche eingebauten Zustand;
  • 14 eine Ansicht von der Seite auf das Funktionselement und die Filtertasche der 13;
  • 15 ein Zentralelement einer siebten Ausführungsform eines Funktionselements;
  • 16a eine zu der siebten Ausführungsform des Funktionselements gehörende Rippe; und
  • 16b eine weitere zu der siebten Ausführungsform des Funktionselements gehörende Rippe.
  • Beschreibung der Ausführungsbeispiele
  • In 1 ist ein Bereich einer Brennkraftmaschine 10 gezeigt. Er umfasst einen Motor 12 mit Aggregaten und gegebenenfalls einem Dieseloxidationskatalysator. Die Abgase werden über Abgassystem 13 mit einem Abgasrohr 14 abgeleitet. In letzterem ist eine Filtereinrichtung 16 angeordnet, welche Rußpartikel aus dem im Abgasrohr 14 strömenden Abgas herausfiltert. Dies ist insbesondere bei Diesel-Brennkraftmaschinen erforderlich beziehungsweise wird erforderlich werden, um gesetzliche Bestimmungen einzuhalten.
  • Die Filtereinrichtung 16 umfasst ein zylindrisches Gehäuse 18, in dem eine im vorliegenden Ausführungsbeispiel rotationssymmetrische, insgesamt ebenfalls zylindrische Filterstruktur 20 angeordnet ist. Diese umfasst eine Vielzahl von keilförmigen Filtertaschen, von denen in 2 nur zwei mit dem Bezugszeichen 22a beziehungsweise 22b versehen sind. Diese Filtertaschen 22a und 22b sind in 3 nochmals vergrößert dargestellt.
  • Jede der keilförmigen Filtertaschen 22 weist zwei seitliche Filterwände auf, von denen in den 2 und 3 aus Gründen der Übersichtlichkeit jeweils nur eine mit dem Bezugszeichen 24a beziehungsweise 24b versehen ist. Die einem Einlass 26 des Gehäuses 18 zugewandten und in den 2 und 3 linken bzw. vorderen Ränder der Filterwände 24a und 24b einer Filtertasche 22 sind miteinander verbunden, wohingegen die einem Auslass 28 des Gehäuses 18 zugewandeten und in den 2 und 3 rechten bzw. hinteren Ränder einer Filtertasche 22 voneinander beabstandet sind. Hierdurch ergibt sich die Keilform der Filtertaschen 22. Nach radial innen und nach radial außen sind die Filtertaschen 22 durch insgesamt dreieckige Filterwandabschnitte 24c und 24d (3) verschlossen.
  • Die Filtertaschen 22 sind im vorliegenden Ausführungsbeispiel ringförmig um einen zentrischen kanalartigen Strömungsraum 30 angeordnet und zueinander abgedichtet. Dieser ist an seinem in 2 hinteren und nicht sichtbaren Ende durch eine Dichtplatte verschlossen. Gegenüber dem Gehäuse 18 ist die Filterstruktur 20 ebenfalls im Bereich ihres in 2 hinteren Endes durch in 1 nicht näher gezeigte Dichteinrichtungen abgedichtet. Die die Filtertaschen 22 und letztlich die Filterstruktur 20 bildenden Filterwände 24 sind auf Sintermetallbasis hergestellt. Dabei handelt es sich um eine offenporige und gasdurchlässige Struktur, welche Rußpartikel aus dem Gasstrom herausfiltert, wenn dieser durch die Filterwände 24 hindurchtritt. Ein entsprechender Gasstrom ist in 3 durch einen Pfeil 32 angedeutet.
  • Der gereinigte Gasstrom verlässt die Filtertaschen 22 über deren in den 2 und 3 rechtes bzw. hinteres und offenes Ende.
  • Die Filterwände 24 der Filtertaschen 22 sind äußerst dünn. In das Innere einer jeden Filtertasche 22 ist daher ein keilförmiges und eine Stützfunktion aufweisendes Funktionselement 34 eingesetzt, welches in 3 nur für die Filtertasche 22b gezeigt und dort vor der Einführung in die Filtertasche 22b längs der Pfeile 36 dargestellt ist. Das Funktionselement 34 weist eine Gesamt-Außenform auf, welche in etwa der Innenform der zugehörigen Filtertasche 22b entspricht. Es ist so dimensioniert, dass es nach dem Einführen in die Filtertasche 22b in dieser im Passsitz festgelegt ist.
  • Das Funktionselement 34 weist eine vergleichsweise hohe Steifigkeit auf. Hierdurch wird verhindert, dass im Betrieb der Brennkraftmaschine 10 die seitlichen Filterwände 24a und 24b durch den von außen auf sie wirkenden Gasstrom 32 nach innen zusammengedrückt werden, was eine unerwünschte Widerstandserhöhung der Filtereinrichtung 16 zur Folge hätte. Durch das Funktionselement 34 wird also sichergestellt, dass die beiden Filterwände 24a und 24b einer Filtertasche 22 auch im Betrieb einen Abstand voneinander aufweisen. Das Funktionselement 34 wird daher auch als "Spacer" bezeichnet.
  • Das Funktionselement 34 ist aus einer Siliciumcarbidfolie hergestellt. Es weist zwei gewellte Seitenwände 38a und 38b und eine in etwa dreieckige obere Wand 38c auf. Hierzu wird die Siliciumcarbidfolie im ungebrannten ("grünen") Zustand an den Kanten 40a und 40b gefaltet. Zuvor oder danach werden die in Längsrichtung des Funktionselements 34 verlaufenden Wellen (ohne Bezugszeichen) in die beiden Seitenwände 38a und 38b eingebracht.
  • Dann wird die Siliciumcarbidfolie gesintert, wodurch sie ihre durch das Falten beziehungsweise Wellen vorgegebene Form beibehält. Die Unterseite (Bezugszeichen 42) des Funktionselements 34 ist ebenso wie seine Rückseite 44 offen. Wird das Funktionselement 34 nun längs der Pfeile 36 in die Filtertasche 22b eingeführt, federn die Seitenwände 38a und 38b zusammen, wodurch das Funktionselement 34 in der Filtertasche 22a unter einer gewissen Vorspannung verspannt wird und in der Folge in dieser zuverlässig festgelegt ist.
  • Die gesinterte Siliciumcarbid-Keramik, aus welcher das Funktionselement 34 hergestellt ist, weist eine offenporige Struktur auf, durch die der Abgasstrom 32 hindurch treten kann. Dabei ist die Porosität der Siliciumcarbid-Keramik des Funktionselements 34 größer als jene des Sintermetalls, aus dem die Filterstruktur 20 beziehungsweise die Filterwände 24 der Filtertaschen 22 hergestellt sind. Hierdurch wird der Strömungswiderstand reduziert.
  • Das in den 2 bis 4 gezeigte Funktionselement 34 ist selbst insgesamt keilförmig mit zwei Seitenwänden 38a und 38b und einer dazwischen liegenden Wand 38c. Möglich ist es aber auch, das Funktionselement 34 im Querschnitt mit einer sogenannten "Z-Faltung" zu versehen, wie dies in 5 dargestellt ist. Möglich ist auch eine Mäanderfaltung entsprechend der 6 bis 8. Dabei sei darauf hingewiesen, dass hier wie auch bei allen nachfolgenden Ausführungsbeispielen gilt, dass solche Elemente und Bereiche, welche äquivalente Funktionen zu zuvor beschriebenen Elementen und Bereichen aufweisen, die gleichen Bezugszeichen tragen und im Normalfall nicht nochmals im Detail erläutert sind.
  • Durch die mäanderförmige Faltung liegt das Funktionselement 34 bereichsweise flächig an den Filterwänden 24a bis 24c der Filtertasche 22 an. Dies führt dazu, dass das Abgas nicht nur zwischen dem Funktionselement 34 und den Filterwänden 24 der Filtertasche 22 strömt, sondern auch durch Bereiche der Wand 38 des Funktionselements 34 hindurchtritt, wie durch den Pfeil 50 angedeutet ist. Dies wird für eine Zusatzfunktion des Funktionselements 34 ausgenutzt: Dieses ist nämlich mit einer katalytischen Beschichtung 46 versehen, welche dadurch auf das Funktionselement 34 aufgebracht wird, indem dieses in das zuvor verflüssigte katalytische Material eingetaucht wird. Hierdurch ergibt sich eine katalytische Beschichtung 46 nicht nur auf den Außenseiten der Wände 38 des Funktionselements 34, wie dies in 8 gezeigt ist, sondern auch im Inneren der offenporigen Struktur des Funktionselements 34, was eine sehr große katalytisch wirksame Oberfläche zur Folge hat.
  • Auch die Filterwände 24a bis d der Filtertasche 22 sind auf ihrer Innenseite mit einer katalytischen Beschichtung 48 versehen. Beide katalytischen Beschichtungen 46 und 48 liegen also stromabwärts von den Filterwänden 24 und werden von der von den Rußpartikeln bereits befreiten Gasströmung umströmt. Die katalytischen Beschichtungen 46 und 48 dienen zur Förderung der Reduktion von im Abgas der Brennkraftmaschine enthaltenen Stickoxiden oder zur Oxidation von CO und HC. Durch die mäanderförmige Gestaltung des Funktionselements 34 wird die katalytisch wirksame Oberfläche am Funktionselement 34 besonders groß.
  • In 9 ist eine nochmals abgewandelte Ausführungsform von Funktionselementen 34 in einer Filtereinrichtung 16 schematisch gezeigt. Die in 9 gezeigten Funktionselemente 34 entsprechen im Querschnitt und bezüglich der katalytischen Beschichtung dem in den 6 bis 8 gezeigten Funktionselement 34. Zur Vergrößerung der katalytisch wirksamen Oberfläche weisen die bei der Filtereinrichtung 16 in 9 verwendeten Funktionselemente 34 jedoch jeweils einen Überstand 51 auf, mit dem sie axial über einen zum Auslass 28 hin weisenden Rand der Filterstruktur 20 überstehen.
  • Ein weiterer möglicher Querschnitt eines Funktionselements 34 ist in 10 gezeigt: Auch dieses Funktionselement 34 ist dadurch hergestellt worden, dass es aus einer einzigen Siliciumcarbidfolie gefaltet und anschließend gesintert wurde. Durch die Faltung entsprechend 10 werden Strömungskanäle 52a bis d geschaffen, durch die eine Kanalströmung des gereinigten Abgases innerhalb des Funktionselements 34 erzwungen wird. Darüber hinaus wird durch die "Kanalfaltung" bei dem in 10 gezeigten Funktionselement 34 dessen katalytisch wirksame Oberfläche vergrößert.
  • Eine nochmals abgewandelte Ausführungsform eines Funktionselements 34 zeigt 11: Dabei ist das Funktionselement 34 nicht innerhalb, sondern außerhalb der Filtertasche 22 um diese herum angeordnet. Es wird daher auch als Umhüllungselement bezeichnet. Obwohl dies in 11 nicht sichtbar ist, ist auch hier das Stützbeziehungsweise Umhüllungselement 34 mit einer katalytischen Beschichtung versehen. Diese unterstützt jedoch die Oxidation von stromaufwärts von den Filterwänden 24 der Filtertasche 22 abgelagerten Russpartikeln beziehungsweise von Kohlenmonoxid und Kohlenwasserstoff.
  • Im Bereich der stromaufwärts gelegenen Schmalseite der Filtertasche 22 weist das Stütz- beziehungsweise Umhüllungselement 34 einen vorstehenden, umgefalteten Lappen der Siliciumcarbidfolie auf, der um die vergleichsweise spitze Kante der Filtertasche 22 herumgezogen ist und hierdurch eine strömungsgünstige Rundung 54 bildet. Darüber hinaus weist das Stützbeziehungsweise Umhüllungselement 34 im Bereich seiner schmalen Längsseite mehrere in den zentrischen Strömungsraum 30 (vergleiche 2) hineinragende Leitabschnitte 56 auf, durch welche der Gasstrom im zentrischen Strömungsraum 30 von diesem zu den Filtertaschen 22 hin geleitet wird.
  • Eine weitere Ausführungsform eines Funktionselements 34 ist in 12 dargestellt. Dieses Funktionselement 34 umfasst ein als flache, ebene und rechteckige Platte ausgebildetes Zentralelement 58, an welches eine Mehrzahl von in Längsrichtung des Zentralelements 58 verlaufenden Rippen 60 angeformt ist (aus Gründen der Übersichtlichkeit ist nur eine Rippe 60 mit einem Bezugszeichen versehen). Die Rippen 60 stehen vom Zentralelement 58 senkrecht ab und haben insgesamt dreieckige beziehungsweise keilförmige Grundform. Die von einer Spitze 61 einer Rippe 60 abgewandte Seite 62 (Hypotenuse) ist in etwa bündig mit einer Schmalseite 64 des Zentralelements 58. Die Spitze 61 einer jeweiligen Rippe 60 steht dagegen über die andere Schmalseite 66 des Zentralelements 58 etwas über. Die maximale Höhe der abragenden Ränder 68 der Rippen 60 nimmt von einer Rippe zur anderen kontinuierlich ab.
  • In 13 ist das in 12 gezeigte Funktionselement 34 in Einbaulage in einer Filtertasche 22 gezeigt. Man erkennt, dass die Rippen 60 mit ihren abragenden Rändern 68 innen an den seitlichen Filterwänden 24a und 24b der Filtertasche 22 anliegen, und dass die von einer Rippe 60 zur anderen abnehmende Höhe einer Rippe 60 dem Querschnitt der Filtertasche 22 von der in Einbaulage radial äußeren Filterwand 24c zur radial inneren Filterwand 24d hin entspricht. Die insgesamt dreieckige Grundform einer Rippe 60 wiederum entspricht der Keilform der Filtertasche 22.
  • Wie insbesondere auch aus 14 hervorgeht, reicht das Zentralelement 58 nicht bis in die Keilspitze der Filtertasche 22, wohingegen sich die Rippen 60 bis in diese Keilspitze hineinerstrecken, so dass sie auch dort die ihnen zugedachte Abstandshalterfunktion erfüllen können.
  • Die Einzelteile einer nochmals abgewandelten Ausführungsform eines Funktionselements 34 sind in den 15, 16a und 16b gezeigt. Im zusammengebauten Zustand entspricht dieses Funktionselement 34 jenem der 12 bis 14. Es ist jedoch nicht einstückig hergestellt, sondern besteht aus einem Zentralelement 58 und mehreren hierzu separaten Rippen 60. Das Zentralelement 58 weist eine Mehrzahl von in seiner Längsrichtung verlaufenden Schlitzen 70 auf, die sich von der Schmalseite 66 des Zentralelements 58 in Längsrichtung bis ungefähr in seine Mitte erstrecken. In den Rippen 60 sind ebenfalls Schlitze 72 vorhanden, welche sich von der Schmalseite 62 einer Rippe 60 zur Spitze 61 hin über ungefähr ein Drittel der Gesamtlänge erstrecken.
  • Die lichte Weite der Schlitze 70 im Zentralelement 58 entspricht in etwa der Dicke einer Rippe 60. Die lichte Weite der Schlitze 72 in den Rippen 60 wiederum entspricht ungefähr der Dicke des Zentralelements 58. Die Rippen 60 werden in die entsprechenden Schlitze 70 des Zentralelements 58 eingeführt, bis das Zentralelement 58 in den entsprechenden Schlitz 72 in einer Rippe 60 eingreift. Das Funktionselement 34 wird also durch einfaches Zusammenstecken der Einzelteile, also des Zentralelements 58 und der einzelnen Rippen 60, gebildet.

Claims (14)

  1. Filtereinrichtung (16), insbesondere für ein Abgassystem (13) einer Brennkraftmaschine (10), welche Partikel aus einem Gasstrom (32) herausfiltert und ein Gehäuse (18) und mindestens eine in dem Gehäuse (18) angeordnete Filterstruktur (20) mit Filtertaschen (22) aufweist, die von gasdurchlässigen Filterwänden (24) begrenzt sind, wobei mindestens eine Filtertasche (22) ein ein- oder aufsetzbares Funktionselement (34) aufweist, an dem einander gegenüber liegende Filterwände wenigstens bereichsweise anliegen, dadurch gekennzeichnet, dass das Funktionselement (34) mindestens eine Rippe (60) aufweist, die mit einem abragenden Rand (68) an einer Filterwand (24) anliegt.
  2. Filtereinrichtung (16) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rippe (60) wenigstens in etwa senkrecht zu der Filterwand (24) steht.
  3. Filtereinrichtung (16) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Funktionselement (34) ein Zentralelement (58) aufweist, an dem die Rippe (60) befestigt ist.
  4. Filtereinrichtung (16) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Zentralelement (58) plattenförmig ist.
  5. Filtereinrichtung (16) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Zentralelement (58) mindestens einen Schlitz (70) aufweist, in den die Rippe (60) eingesteckt ist.
  6. Filtereinrichtung (16) nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Filtertasche (22) keilförmig und die Rippe (60) entsprechend geformt ist, und dass die Rippe (60) in Richtung der spitz zulaufenden Keilkante der Filtertasche (22) über das Zentralelement (58) übersteht.
  7. Filtereinrichtung (16) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Funktionselement (34) ein gasdurchlässiges Material, insbesondere ein Keramikmaterial, umfasst.
  8. Filtereinrichtung (16) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gesamt-Außenform des Funktionselements (34) wenigstens in etwa der Innenform der Filtertasche (22) entspricht und das Funktionselement (34) im Passsitz in der Filtertasche (22) angeordnet ist.
  9. Filtereinrichtung (16) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Funktionselement (34) insgesamt federelastische Eigenschaften aufweist und in die Filtertasche (22) unter Spannung eingeführt ist.
  10. Filtereinrichtung (16) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Material des Funktionselements (34) eine größere Porosität aufweist als das Material der Filterwand (24).
  11. Filtereinrichtung (16) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Funktionselement (34) einstückig aus Keramik, vorzugsweise aus SiC oder AlSO3, hergestellt ist.
  12. Filtereinrichtung (16) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Funktionselement (34) aus einer zunächst ungebrannten Keramik-Folie geformt, insbesondere gefaltet, und anschließend gesintert ist.
  13. Filtereinrichtung (16) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Funktionselement (34) eine Strömungsfunktion aufweist, insbesondere so ausgebildet ist, dass Strömungskanäle (52) gebildet werden, durch die der Gasstrom (32) geleitet wird.
  14. Filtereinrichtung (16) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Funktionselement (34) eine katalytische Funktion, insbesondere wenigstens bereichsweise eine Schicht (46) aus einem katalytischen Material aufweist.
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