-
Die
Erfindung betrifft eine Filtertasche zum Einsatz in einem Partikelfilter
zur Reinigung eines mit Partikeln beladenen Abgasstromes, insbesondere
eines Abgasstromes einer Verbrennungskraftmaschine. Insbesondere
eignen sich derartige Partikelfilter zur Reinigung von Abgasströmen von
selbstzündenden
Verbrennungskraftmaschinen, beispielsweise Dieselmotoren. Weiterhin
betrifft die Erfindung einen Zuschnitt zur Herstellung eines Partikelfilters.
-
Aufgrund
stetig steigender Anforderungen an die Umweltverträglichkeit
von Verbrennungskraftmaschinen besteht ein hoher Bedarf an ausgereifter Filtertechnik.
Insbesondere die Problematik der Feinstaubbelastung durch Rußpartikel
aus Abgasen selbstzündender
Verbrennungskraftmaschinen, insbesondere von Dieselmotoren, hat
die Anforderungen und die Erwartungen an derartige Filtersysteme stark
erhöht.
Abgesehen vom Bereich der Automobiltechnik sind derartige Filtersysteme
jedoch auch in anderen Bereichen der Technik, beispielsweise der Abgastechnik
für Kraftwerke
oder ähnliche
Anlagen, von Interesse.
-
Aus
dem Stand der Technik sind zahlreiche Filtersysteme bekannt, welche
für verschiedene
Einsatzzwecke zur Reinigung von Gasströmen, insbesondere Abgasströmen, entwickelt
wurden. Im Wesentlichen unterscheiden sich diese Filtersysteme durch
die eingesetzten Filtermedien. Zu nennen sind hier beispielsweise
keramisch-monolithische Zellenfilter (Honeycomb-Strukturen), Faser-Wickelfilter,
Faser-Strickfilter oder Faser-Flechtfilter. Da jedoch die Filtermedien
in vielen Fällen
hohen thermischen Belastungen ausgesetzt sind, insbesondere bei
einer möglichen
thermischen Regeneration der Filter, sind viele der genannten Filtermedien,
welche geringere thermische Stabilität aufweisen, beim Einsatz als
Filtermedien in Abgasfiltern mit Nachteilen behaftet.
-
Um
diese Nachteile zu umgehen, wurde die Technik der Metall-Sinterfilter
entwickelt. Üblicherweise
weisen derartige Sintermetallfilter modular aufgebaute Filterplatten
auf, beispielsweise Filterplatten aus Drahtgeweben, in welche ein
Metallpulver als Filtermedium eingesintert ist. Gewebe und Pulver
bestehen häufig
aus hochlegiertem, austenitischem Edelstahl.
-
So
offenbart die
DE 103
01 037 A1 ein Abgaspartikelfilter aus Sintermetall zur
Beseitigung von in dem Abgasstrom einer Verbrennungskraftmaschine,
insbesondere einer Dieselbrennkraftmaschine, enthaltenen Partikeln.
Das Abgaspartikelfilter ist aufgebaut aus einem Filtermaterial mit
wenigstens einem Träger
aus Metall, welcher Öffnungen
aufweist. Die Öffnungen
sind mit einem porösen,
durch einen Sinterprozess verfestigten Sintermetall gefüllt. Der Träger ist
ein Streckmetall, so dass die Abschnitte, welche die Öffnungen
des Trägers
begrenzen, in einem stofflichen Verbund miteinander stehen. Zumindest
entlang einer seiner Seiten ist der Träger durch einen ungestreckten
Vollmaterialstreifen gebildet.
-
Die
aus dem Stand der Technik bekannten Filtersysteme weisen jedoch
für den
praktischen Einsatz eine Reihe schwerwiegender Nachteile auf. Diese
Nachteile sind insbesondere damit verbunden, dass die Filtersysteme
in der Praxis einer hohen thermischen Belastung ausgesetzt sind.
Viele der genannten Filtersysteme weisen dabei eine nicht ausreichende
thermo-mechanische Festigkeit auf. Typische Schwachstellen derartiger
Filtersysteme sind insbesondere im Bereich der Filterrücken angeordnet.
Die Filter sind zumeist aus einzelnen Filtertaschen zusammengesetzt,
welche gerade im Bereich der Filterrücken häufig brechen. Auch die Anbindung der
Filtertaschen an Stützringe,
welche das Filter zusammenhalten, ist anfällig für derartige Brüche. In diesem
Bereich sind beispielsweise Knoten des Streckmetalls durch Verschweißen an einen
Stützring
angebunden, wodurch die Steifigkeit der Konstruktion negativ beeinflusst
wird. Insgesamt ist die Filterkonstruktion bekannter Filtersysteme
also gerade im Randbereich einer erhöhten konstruktiven Belastung
ausgesetzt und störanfällig.
-
Vorteile der
Erfindung
-
Es
wird daher eine Filtertasche zum Einsatz in einem Partikelfilter
zur Reinigung eines mit Partikeln beladenen Abgasstromes, insbesondere
eines Abgasstromes von Verbrennungskraftmaschinen, insbesondere
selbstzündenden
Verbrennungskraftmaschinen, vorgeschlagen, welches die Nachteile der
aus dem Stand der Technik bekannten Konstruktionen vermeidet. Weiterhin
wird ein entsprechender Zuschnitt zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Filtertasche
vorgeschlagen, welcher insbesondere ein einfaches Herstellungsverfahren
eines robusten Partikelfilters mit hoher thermo-mechanischer Festigkeit
ermöglicht.
-
Ein
Grundgedanke der Erfindung besteht darin, dass die erfindungsgemäße Filtertasche
mindestens zwei Filterelemente aufweist, welche jeweils in den genannten
Bereichen, in denen erhöhte
Belastung und somit erhöhte
Bruchgefahr auftritt, insbesondere den Randbereichen, ein Vollmaterial
aufweisen. Somit wird die Bruchgefahr in diesen Bereichen stark
verringert. Die Filterelemente weisen mindestens einen Träger und
mindestens ein Filtermaterial auf und sind durch einen Taschenrücken aus
Vollmaterial miteinander verbunden. Der mindestens eine Träger wiederum
weist mindestens einen Trägerrand aus
einem Vollmaterial und mindestens einen Maschenbereich mit Öffnungen
auf. Das mindestens eine Filtermaterial füllt die Öffnungen ganz oder teilweise
aus. Der mindestens eine Trägerrand
umschließt
den mindestens einen Maschenbereich ganz oder teilweise.
-
Unter
einer Filtertasche ist dabei insbesondere ein taschenartiges Element
zu verstehen, in welches ein mit partikeln beladener Abgasstrom
auf einer Seite ungehindert einströmen kann. Um die Filtertasche
hingegen wieder zu verlassen, muss der Abgasstrom mindestens eines
der Filterelemente durchdringen, wobei der Abgasstrom gereinigt
wird. Auch ein Gasstrom in die umgekehrte Richtung, also durch mindestens
ein Filterelement in die Filtertasche hinein, soll erfindungsgemäß möglich sein
und wird sogar in vielen Ausführungsbeispielen
bevorzugt. Im Gegensatz zum Stand der Technik findet bei der erfindungsgemäßen Konstruktion
die Anbindung des mindestens einen Filterelements, beispielsweise die
Anbindung an einen Stützring,
im Bereich des Trägerrands
und des Taschenrückens
statt. Der Taschenrücken
kann dabei auch integraler Bestandteil des Trägerrands sein. Da das mindestens
eine Filterelement in diesem Bereich ein Vollmaterial aufweist, ist
somit die Bruchgefahr stark verringert.
-
Weiterhin
ist die erfindungsgemäße Filtertasche
derart ausgestaltet, dass sich mindestens zwei der Öffnungen
in ihrer Öffnungsweite,
insbesondere in ihrer Öffnungsfläche, unterscheiden.
Dabei soll eine weiter vom Trägerrand
entfernt angeordnete Öffnung
eine größere Öffnungsweite,
insbesondere eine größere Öffnungsfläche, aufweisen
als eine näher
am Trägerrand
angeordnete Öffnung.
Insbesondere kann die Öffnungsweite
bzw. Öffnungsfläche stufenweise
mit Abstand vom Trägerrand
zunehmen. Diese Zunahme kann beispielsweise lediglich in einer Dimension
(z. B. in einer x-Richtung) oder auch in mehreren Dimensionen, beispielsweise
in einer x- und einer y-Richtung erfolgen. Beispielsweise kann ein
Maschenbereich von einem Trägerrand
aus Vollmaterial umgeben sein, wobei die Öffnungsfläche am Rand des Maschenbereichs
minimal ist und zur Mitte des Maschenbereichs hin zunimmt und in
der Mitte einen Maximalwert erreicht.
-
Diese
Variation in der Öffnungsweite
trägt zusätzlich dazu
bei, dass die thermomechanische Stabilität des Partikelfilters im Vergleich
zu aus dem Stand der Technik bekannten Konstruktionen stark erhöht ist.
Sowohl bei der Herstellung als auch im Betrieb ist somit eine Bruchgefahr
in den besonders empfindlichen Randbereichen der Filterelemente stark
vermindert.
-
Das
mindestens eine Filtermaterial kann, wie auch aus der
DE 103 01 037 A1 bekannt,
vorzugsweise ein Sintermetall aufweisen. Die Öffnungen können grundsätzlich beliebige Form aufweisen,
weisen jedoch aus fertigungstechnischen Gründen vorzugsweise eine Rautenform,
eine runde Form oder eine rechteckige Form, insbesondere eine quadratische
Form, auf. Der Träger
kann, insbesondere innerhalb des mindestens einen Maschenbereichs,
ein Streckmetall aufweisen. Unter einem Streckmetall ist dabei ein
Material oder Halbzeug zu verstehen, welches Öffnungen in der Fläche aufweist.
Diese Öffnungen
werden durch versetzte Schnitte ohne Materialverlust unter gleichzeitiger
streckender Verformung gebildet. Ein derartiges Streckmetall wird
beispielsweise auch in
DE
103 01 037 A1 eingesetzt.
-
Erfindungsgemäß ist es
bevorzugt, wenn dieses Streckmetall in mindestens einer Dimension eine
variierende, vorzugsweise eine gestufte, Streckweite aufweist. Wie
oben beschrieben kann es sich dabei beispielsweise um eine gestufte
Streckweite handeln. Alternativ oder zusätzlich kann, bei Verwendung
eines Streckmetalls oder anderen Materials für den Maschenbereich, der Maschenbereich
auch einen Randbereich mit variierender Öffnungsweite und einen Zentralbereich
mit einer konstanten Öffnungsweite
aufweisen. In dem Randbereich ist dann vorzugsweise die Öffnungsweite
geringer als in dem Zentralbereich. Beispielsweise kann innerhalb
des Randbereichs die Öffnungsweite
zum Trägerrand
hin abnehmen. Alternativ kann innerhalb des Randbereichs die Öffnungsweite
auch konstant klein sein, d. h. kleiner als im Zentralreich.
-
Erfindungsgemäß kann das
Partikelfilter und die Herstellung des Partikelfilters dadurch verbessert werden,
dass ein Zuschnitt zur Herstellung eines Partikelfilters gemäß der Erfindung
eingesetzt wird. Dieser Zuschnitt soll mindestens einen ersten Filterabschnitt
und mindestens einen zweiten Filterabschnitt aufweisen, welche im
Zuschnitt einstückig
ausgebildet sind. Diese mindestens zwei Filterabschnitte im Zuschnitt
sollen durch mindestens eine Faltlinie voneinander getrennt sein.
Jeder der Filterabschnitte soll jeweils mindestens einen Trägerrand
und mindestens einen Maschenbereich aufweisen. Diese mindestens
eine Faltlinie ist vorzugsweise innerhalb eines Trägerrandes
aufgenommen.
-
Diese
Weiterbildung der Erfindung ermöglicht
eine kostengünstige
und schnelle Herstellung eines erfindungsgemäßen Partikelfilters. So können Zuschnitte
beispielsweise aus einem flächigen
Material hergestellt werden und anschließend durch einfaches Falten
in die gewünschte
Form gefaltet werden. Die Faltlinie liegt dabei vorzugsweise im
Bereich des Vollmaterials des Trägerrandes.
Da dieser Bereich der Faltlinie erhöhten mechanischen Belastungen, insbesondere
beim Falten und später
im Betrieb ausgesetzt ist, erhöht
diese Ausgestaltung die mechanische Belastbarkeit und Stabilität des Filters
bei der Herstellung und später
im Betrieb. Die mindestens eine Faltlinie kann beispielsweise eine
entsprechende Rille aufweisen, welche das Falten vereinfacht.
-
Zeichnung
-
Anhand
der Zeichnung wird die Erfindung nachstehend näher erläutert.
-
Es
zeigt:
-
1 ein
einzelnes Filterelement mit einem Trägerrand und einem Maschenbereich
mit variierender Öffnungsweite;
-
2 einen
Zuschnitt für
eine Filtertasche mit zwei Abschnitten;
-
3 eine
perspektivische Teilschnittansicht eines Partikelfilters; und
-
4 eine
Vorderansicht eines Partikelfilters gemäß 4 von der
Abströmseite.
-
In 1 ist
ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel
eines Filterelements 110 zur Herstellung eines Partikelfilters
zur Reinigung eines mit Partikeln beladenen Abgasstroms dargestellt.
Das Filterelement 110 ist in diesem Ausführungsbeispiel
rechteckig ausgebildet. Für
die Herstellung eines Partikelfilters werden jeweils zwei derartige
Filterelemente 110 gemäß 1 an
ihren Längsseiten
miteinander verbunden, beispielsweise durch Verschweißen.
-
Das
Filterelement 110 gemäß der Ausführung in 1 weist
einen Träger 112 und
ein Filtermaterial 114 auf, wobei in diesem Ausführungsbeispiel
das Filtermaterial 114 ein Sintermetall ist. Das Filtermaterial 114 ist
in 1 nur andeutungsweise dargestellt.
-
Der
Träger 112 weist
einen Trägerrand 116 und
einen Maschenbereich 118 auf. Der Trägerrand 116 ist als
rechteckiger Rahmen aus einem Vollmaterial ausgebildet. In diesen
rechteckigen Rahmen des Trägerrands 116 ist
der Maschenbereich 118 in Form eines Streckmetalls 120 eingelassen.
Maschenbereich 118 und Trägerrand 116 können einstückig ausgebildet
oder miteinander verbunden, beispielsweise miteinander verschweißt, sein.
Das Streckmetall 120 kann zusätzlich nachbehandelt sein,
beispielsweise durch Kalandrieren.
-
Das
Streckmetall 120 weist Öffnungen 122 auf,
welche in diesem Ausführungsbeispiel
gemäß 1 rautenförmig mit
einer x-Richtung und einer y-Richtung ausgebildet sind. Die offene
Fläche
dieser rautenförmigen Öffnungen 122 ist über den
Maschenbereich 118 hinweg nicht konstant. Der Maschenbereich 118 weist
an seinem oberen und seinem unteren Rand Randbereiche 124 mit
variierender Öffnungsfläche der Öffnungen 122 und
einen Zentralbereich 126 mit konstanter Öffnungsfläche der Öffnungen 122 auf.
Dabei variiert die Fläche
der Öffnungen 122 innerhalb
der Randbereiche 124 so, dass im unteren Randbereich 124 die Öffnungsfläche mit
steigendem y-Wert zunimmt (gestuft) und im oberen Randbereich 124 mit
steigender y-Koordinate hin abnimmt. Insgesamt nimmt die Öffnungsfläche also zur
Mitte des Maschenbereichs 118 hin zu. Somit weist das Streckmetall 120 in
den Randbereichen 124 eine geringere Streckweite auf als
im Zentralbereich 126. Da in diesen Randbereichen 124,
insbesondere in der Nähe
der Filterrücken,
das Streckmetall 120 einer erhöhten thermo-mechanischen Belastung
und somit einer erhöhten
Bruchgefahr ausgesetzt ist, bedeutet diese Verringerung der Streckweite
in den Randbereichen 124 eine erhebliche Verbesserung der
thermo-mechanischen Stabilität
der Filterelemente 110.
-
In
diesem Ausführungsbeispiel
gemäß 1 ist
eine gestufte Variation der Öffnungsfläche der Öffnungen 122 in
einer Dimension dargestellt. Alternativ oder zusätzlich könnte die Öffnungsweite auch kontinuierlich über den
Maschenbereich 118 hin variieren. Auch könnte die
Variation in mehr als einer Dimension, beispielsweise gleichzeitig
in x- und y-Richtung, variieren.
Eine derartige Variation der Öffnungsweite 122,
welche im Ausführungsbeispiel
gemäß 1 einer
Variation der Streckweite des Streckmetalls 122 entspricht,
lässt sich
durch die Verwendung von Streckmetall 120 einfach realisieren.
So können
beispielsweise fertige Halbzeuge bezogen werden, welche bereits
eine derartige Variation in der Streckweite aufweisen.
-
In 2 ist
ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel
eines Zuschnitts 210 zur Herstellung eines Partikelfilters
dargestellt. Der Zuschnitt 210 weist in diesem Ausführungsbeispiel
zwei Filterabschnitte 212, 214 auf, welche jeder
für sich
in ihrer Funktion einem Filterelement 110 gemäß dem Ausführungsbeispiel in 1 entsprechen.
Dabei sind die Filterabschnitte 212, 214 in dem
Zuschnitt 210 einstückig
ausgebildet. Alternativ könnten
auch zusätzliche
Filterabschnitte in dem Zuschnitt 210 ausgebildet sein.
-
Die
beiden Filterabschnitte 212, 214 sind durch zwei
Faltlinien 215, 217 voneinander getrennt. Diese
Faltlinien 215, 217 können zunächst „virtuelle" Linien im Zuschnitt 210 sein,
welche erst später
beim Falten zu realen Linien bzw. Kanten werden. Alternativ können die
Faltlinien 215, 217 auch Rillen aufweisen, um
ein Falten des Zuschnitts 210 zu erleichtern.
-
Im
Bereich zwischen dern beiden Faltlinien 215, 217 bildet
sich später
nach dem Falten ein Taschenrücken 328 aus,
welcher die beiden Filterabschnitte 212, 214 verbindet.
-
Die
beiden Filterabschnitte 212, 214 sind für sich genommen
jeweils ähnlich
aufgebaut zum Filterelement 110 gemäß 1. So weisen
die Filterabschnitte 212, 214 wiederum einen Träger 112 auf, welcher
wiederum in einen Trägerrand 116 und
einen Maschenbereich 118 unterteilt ist. Im Gegensatz zur Darstellung
gemäß 1 ist
der Maschenbereich 118 in diesem Ausführungsbeispiel gemäß 2 nicht
rechteckig ausgebildet, sondern weist eine Form eines Rechtecks
mit abgerundeten Kanten auf. Insgesamt sind die Maschenbereiche 118 des
ersten Filterabschnitts 212 und des zweiten Filterabschnitts 214 zueinander
spiegelsymmetrisch um die Symmetrielinie 216, welche durch
den Taschenrücken 328 aus
Vollmaterial verläuft.
-
Wiederum
wird im Ausführungsbeispiel
gemäß 2,
wie auch im Ausführungsbeispiel
gemäß 1,
als Material für
den Maschenbereich 118 ein Streckmetall 120 verwendet,
welches in den Trägerrand 116 aus
Vollmaterial eingebracht ist. Dieses Streckmetall 120 ist
in 2 nur angedeutet und nur für den ersten Filterabschnitt 212 dargestellt.
Wiederum kann das Streckmetall 120 auch nachbehandelt werden,
beispielsweise durch Kalandrieren.
-
Im
Ausführungsbeispiel
gemäß 2 ist wiederum
eine variable Öffnungsweite
der Öffnungen 122 vorgesehen.
In diesem Ausführungsbeispiel
variiert die Öffnungsweite
sowohl in x- als auch in y-Richtung (also in zwei Dimensionen, wobei
die Festlegung der Achsen willkürlich
ist und in diesem Beispiel durch eine Strömungsrichtung eines Abgasstroms
definiert ist, vgl. 3). Dabei nimmt die Öffnungsweite
der Öffnungen 122 vom
Trägerrand 116 aus
zur Mitte kontinuierlich zu. Als Werkstoff für den Trägerrand 116 (und somit
auch den Taschenrücken 328)
und das Streckmetall wird vorzugsweise aus Edelstahl eingesetzt.
-
Zur
Herstellung eines Partikelfilters werden zunächst Zuschnitte 210 gemäß dem Ausführungsbeispiel
in 2 hergestellt. Dabei wird ein Streckmetall 120,
insbesondere ein vorgefertigter Zuschnitt eines derartigen Streckmetalls 120,
in einen Trägerrand 116 eingebracht.
Alternativ können
Trägerrand 116 und
Streckmetall 120 auch einstückig ausgebildet sein. Anschließend wird
das Filtermaterial 114, insbesondere Sintermetallpulver,
auf den Träger 112 aufgebracht,
so dass dieses Filtermaterial 114 die Öffnungen 122 ausfüllt. Vorteilhaft
ist es dabei, wenn das Filtermaterial 114 dabei lediglich
im Maschenbereich 118 eingebracht wird, wobei es die Öffnungen 122 ausfüllt, wobei
jedoch der Trägerrand 116 unbedeckt
bleibt. Anschließend
wird diese Anordnung gesintert, so dass sich die Sintermetallpartikel
zu einem durchgehenden Filtermaterial verbinden. Anschließend werden die
Zuschnitte 210 um die Faltlinien 215, 217,
welche symmetrisch zur Symmetrielinie 216 sind, gefaltet.
Dabei wird beispielsweise der zweite Filterabschnitt 214 um
die Faltlinie 217 herum rotiert, und der erste Filterabschnitt 212 wird
um die erste Faltlinie 215 rotiert, so lange, bis der erste
Filterabschnitt 212 und der zweite Filterabschnitt 214 gemeinsam
einen spitzen Winkel zueinander bilden. Diese beiden Filterabschnitte 212, 214 und
der Taschenrücken 328 bilden
dann gemeinsam eine Filtertasche 320. Die Abströmseite ist
in 2 mit Bezugsziffer 316 bezeichnet, die
Anströmseite
mit Bezugsziffer 318 (vgl. auch 3 unten).
-
Anschließend werden
mehrere derartiger Filtertaschen 320 zusammengesetzt und
beispielsweise durch Verschweißen
oder anderweitiges Fixieren miteinander verbunden. Insbesondere
können
mehrere derartiger Filtertaschen 320 kreisförmig angeordnet
werden und beispielsweise durch einen oder mehrere Stützringe
miteinander verbunden werden. Alternativ zur Darstellung gemäß 2 können auch andere
Zuschnitte verwendet werden, bei welchen mehrere Filtertaschen 320 in
einem einzigen Zuschnitt 210 enthalten sind. Auch rechteckige
Zuschnitte 210 sind möglich
und/oder Zuschnitte mit einer anderen Anzahl und/oder Ausrichtung
von Faltlinien.
-
In 3 ist
ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel
eines erfindungsgemäßen Partikelfilters 310 in perspektivischer
Schnittdarstellung dargestellt. Dabei sind in der Darstellung gemäß 3 ein
zusätzliches
Gehäuse,
welches das Partikelfilter 310 gemäß 3 umschließt, sowie
mögliche
Anström-
und Abströmdeckel
nicht dargestellt. Es sei darauf hingewiesen, dass die erfindungsgemäßen Filterelemente 110 und
die Zuschnitte 210 jedoch auch in anderen Filtergeometrien
als der in 3 dargestellten Filtergeometrie
eingesetzt werden können.
Weitere Filtergeometrien sind dem Fachmann bekannt.
-
Das
Partikelfilter 310 gemäß 3 weist
ein Partikelfilterinnenrohr 312 auf, welches von einem Flansch 314 umgeben
ist. Der Flansch 314 dient zur Befestigung eines (in 3 nicht
dargestellten) Gehäuses.
Das Partikelfilter 310 gemäß der Darstellung in 3 weist
auf seiner linken Seite in 3 eine Anströmseite 318 und
auf seiner rechten, in der Darstellung gemäß 3 nicht
sichtbaren Seite eine Abströmseite 316 auf.
Ein mit Partikeln beladener Gasstrom durchströmt das Partikelfilter 310 von
der Anströmseite 318 in
Richtung zur Abströmseite 316.
-
In
das Partikelfilter 310 sind sternförmig radial angeordnete Filtertaschen 320 eingelassen.
Die Filtertaschen 320 haben jeweils einen keilförmigen Querschnitt
und sind von der Abströmseite 316 zur Abströmseite 318 hin
spitz zulaufend. An der Anströmseite 318 werden
die sternförmig
angeordneten Filtertaschen 320 mittels eines inneren Stützrings 322 und
Distanzstücken 323 beabstandet
gehalten. Der innere Stützring 322 wiederum
ist über sternförmige Speichen 324 mit
einem anströmseitigen äußeren Stützring 326 verbunden,
welcher am Partikelfilterinnenrohr 312 befestigt ist. Auf
diese Weise werden die Filtertaschen 320 auch bei Erschütterungen fest
im Partikelfilter 310 gehaltert.
-
Der
keilförmige,
spitze Verlauf der Filtertaschen 320 von der Abströmseite 316 hin
zur Abströmseite 318 bewirkt,
dass die Filtertaschen 320 umfangsseitig auf der Abströmseite 316 jeweils
einen verbreiterten Taschenrücken 328 aufweisen.
Abströmseitig
sind diese Taschenrücken 328 mit
einem abströmseitigen äußeren Stützring 330 umfangsseitig
umgeben, welcher wiederum am Partikelfilterinnenrohr 312 befestigt
ist. Dabei hat es sich gezeigt, dass in der Nähe der Abströmseite 316 insbesondere die
Taschenrücken 328 der
Filtertaschen 320 besonderen thermo-mechanischen Belastungen
ausgesetzt sind. Somit bildet sich in diesem Bereich ein Bereich
erhöhter
Bruchgefahr 332 aus, welcher in 3 symbolisch
angedeutet ist. Durch Verwendung der erfindungsgemäßen Filtertaschen 320 mit
Taschenrücken 328 aus
Vollmaterial und insbesondere durch Verwendung der erfindungsgemäßen Zuschnitte 210 gemäß 2 lassen
sich jedoch diese Taschenrücken 328 derart
ausgestalten, dass diese eine erhöhte Belastbarkeit aufweisen,
wodurch die Bruchgefahr durch thermo-mechanische Belastungen im
Bereich 332 erheblich verringert wird.
-
In 4 ist,
in Ergänzung
zu 3, eine Vorderansicht mit Blickrichtung von der
Abströmseite 316 eines
Partikelfilters 310 gemäß 3 dargestellt.
Wie anhand von 3 beschrieben, weist das Partikelfilter 310 eine
sternförmige
Anordnung von Filtertaschen 320 auf, welche abströmseitig
an einen abströmseitigen äußeren Stützring 330 angebunden sind,
welcher wiederum von einem Partikelfilterinnenrohr 312 umgeben
ist. Auch der Flansch 314 zur Anbindung eines Partikelfiltergehäuses (nicht
dargestellt) ist in 4 zu sehen. Wie bereits anhand
von 3 erwähnt,
weisen die Filtertaschen 320 einen keilförmigen Querschnitt
auf. Jede Filtertasche 320 wird begrenzt durch zwei Filterelemente 110 und
einen Filterrücken 328.
Um einer Filtertasche 320 jeweils eine erhöhte Stabilität zu verleihen,
ist in jede Filtertasche 320 ein zickzackförmiger Spacer 410 eingebracht.
Um zu verhindern, dass ein partikelbeladener Gasstrom im Zentralbereich
des Partikelfilters 310 an den Filtertaschen 320 vorbeiströmt, ohne die
Filterelemente 110 zu durchströmen, ist der kreisförmige Innenbereich
mit einem Deckel 412 verschlossen. Anströmseitig,
wo die Filtertaschen 320 spitz zulaufen, entsteht zwischen
den einzelnen Filtertaschen 320 ein Zwischenraum 334.
Ein partikelbeladener Gasstrom kann das Filter 310 also
nur durchdringen, indem dieser anströmseitig in die Zwischenräume 334 einströmt, dann
die Filterelemente 110 durchdringt und somit in den die
einzelnen Filtertaschen 320 eindringt. So kann der Abgasstrom
das Partikelfilter 310 abströmseitig gereinigt verlassen. Wie
aus der Zusammenschau der 3 und 4 deutlich
wird, kann ein Zuschnitt 210 gemäß der Darstellung in 2 auch
mit mehreren Faltlinien 215, 217 ausgestattet
sein, so dass aus einem Zuschnitt jeweils eine der keilförmigen Filtertaschen 320 gefertigt
werden kann.
-
- 110
- Filterelement
- 112
- Träger
- 114
- Filtermaterial
- 116
- Trägerrand
- 118
- Maschenbereich
- 120
- Streckmetall
- 122
- Öffnungen
- 124
- Randbereiche
- 126
- Zentralbereich
- 210
- Zuschnitt
- 212
- erster
Filterabschnitt
- 214
- zweiter
Filterabschnitt
- 215
- Faltlinie
- 216
- Symmetrielinie
- 217
- Faltlinie
- 220
- Überlappbereich
- 310
- Partikelfilter
- 312
- Partikelfilterinnenrohr
- 314
- Flansch
- 316
- Abströmseite
- 318
- Anströmseite
- 320
- Filtertaschen
- 322
- innerer
Stützring
- 323
- Distanzstücke
- 324
- Speichen
- 326
- abströmseitiger äußerer Stütz
-
- ring
- 328
- Taschenrücken
- 330
- anströmseitiger äußerer Stütz
-
- ring
- 332
- Bereich
erhöhter
Bruchgefahr
- 334
- Zwischenraum
zwischen Fil
-
- tertaschen
- 410
- Spacer
- 412
- Deckel