DE102006016890A1 - Element for filtering exhaust gases from diesel engine comprises one channel of first group and two channels of second group having cross-sectional areas forming parallelogram with four corners and two pairs of adjacent sides - Google Patents

Element for filtering exhaust gases from diesel engine comprises one channel of first group and two channels of second group having cross-sectional areas forming parallelogram with four corners and two pairs of adjacent sides Download PDF

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Abstract

A filter element comprises one channel (28) of a first group of channels and two channels (30) of a second group of channels that have cross-sectional areas that form a parallelogram with four corners (34) and two pairs of adjacent sides. A first length (38) of a pair of adjacent sides and an additional filter wall (36) define an outlet channel. The cross-sectional area of each channel of the second group of channels comprises a triangle and a polygon. Preferred Features: The filter element is made by extrusion of a ceramic or glass-ceramic material, especially cordierite or silicon carbide, or sintered metal.

Description

Stand der TechnikState of technology

Die Erfindung betrifft ein Filterelement, insbesondere für ein Abgassystem einer Brennkraftmaschine, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The The invention relates to a filter element, in particular for an exhaust system an internal combustion engine, according to the preamble of claim 1.

Aus der EP 1 502 640 A1 ist ein Filterelement bekannt mit einer Eintrittsfläche und mit einer Austrittsfläche, mit einer Vielzahl von Eintrittskanälen und mit einer Vielzahl von Austrittskanälen bekannt, wobei die Eintrittskanäle einen sechseckförmigen Querschnitt und die Austrittskanäle einen quadratischen oder rautenförmigen Querschnitt aufweisen, und wobei die Eintrittskanäle und die Austrittskanäle durch eine Filterwand aus einem offenporigen Material getrennt sind.From the EP 1 502 640 A1 a filter element known with an entrance surface and with an exit surface, with a plurality of inlet channels and with a plurality of outlet channels known, wherein the inlet channels have a hexagonal cross-section and the outlet channels have a square or diamond-shaped cross section, and wherein the inlet channels and the outlet channels through a Filter wall are separated from an open-cell material.

Dabei strömt das zu reinigende Abgas durch die Filterwände zwischen den Eintrittskanälen und den Austrittskanälen hindurch. Bei dem bekannten Filterelement lagern sich mit der Zeit an der stromaufwärts gelegenen Oberfläche der Filterwand Rußpartikel ab. Diese Rußpartikel führen zu einer Verringerung der Durchlässigkeit der Filterwand und in Folge dessen zu einer Erhöhung des Druckabfalls, der beim Durchtritt des Gasstroms durch die Filterwand auftritt. Entsprechend erhöht sich der sogenannte "Abgasgegendruck". Überschreitet dieser einen bestimmten Wert, wird der Filter regeneriert, indem die abgeschiedenen Rußpartikel verbrannt werden. Hierzu wird die Temperatur des Abgases, welches durch die Filtereinrichtung geleitet wird, erhöht, was wiederum durch die Einspritzung von zusätzlichem Kraftstoff bewirkt wird.there flows the exhaust gas to be cleaned through the filter walls between the inlet channels and the outlet channels therethrough. In the known filter element are deposited over time at the upstream located surface the filter wall soot particles from. These soot particles to lead to a reduction in permeability the filter wall and as a result to an increase in the pressure drop, the Passage of the gas flow through the filter wall occurs. Corresponding elevated the so-called "exhaust backpressure". exceeds this one particular value, the filter is regenerated by the separated soot particles to be burned. For this purpose, the temperature of the exhaust gas, which passed through the filter device increases, which in turn through the Injection of additional Fuel is effected.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, den zusätzlichen Kraftstoffbedarf für die Regenerierung der Filtereinrichtung zu reduzieren.task It is the object of the present invention to provide the additional fuel needed for regeneration to reduce the filter device.

Offenbarung der Erfindungepiphany the invention

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird bei einem Filterelement, insbesondere zur Filterung von Abgasen einer Dieselbrennkraftmaschine, mit einer Eintrittsfläche und einer Austrittsfläche, mit einer Vielzahl von Eintrittskanälen und mit einer Vielzahl von Austrittskanälen, wobei die Eintrittskanäle und die Austrittskanäle durch Filterwände aus einem offenporigen Material getrennt sind, dadurch gelöst, dass die Querschnittsflächen von einem Eintrittskanal und zwei Austrittskanälen ein Parallelogramm mit vier Ecken und zwei Paaren von Nachbarseiten bilden, und dass eine erste Teilstrecke der Paare von Nachbarseiten und eine zusätzliche Filterwand einen Austrittskanal begrenzen.The underlying the invention is in a filter element, in particular for filtering exhaust gases of a diesel internal combustion engine, with an entrance area and an exit surface, with a variety of entry channels and with a variety of exit channels, the entrance channels and the exit channels through filter walls are separated from an open-pore material, solved by that the cross-sectional areas from an inlet channel and two outlet channels with a parallelogram form four corners and two pairs of neighbor sides, and that one first leg of pairs of neighbors and an additional one Filter wall define an outlet channel.

Vorteile der ErfindungAdvantages of invention

Die erfindungsgemäße Geometrie der Querschnitte von Eintrittskanälen und Austrittskanälen erlaubt es, innerhalb sehr weiter Grenzen das Verhältnis der Querschnittsflächen von dem einen Eintrittskanal zu den beiden Austrittskanälen in weiten Grenzen zu variieren. Das Gleiche gilt für das Verhältnis der Oberflächen der Filterwände, die den Eintrittskanal begrenzen und die Oberflächen der Filterwände, welche die Austrittskanäle begrenzen.The inventive geometry the cross sections of inlet channels and outlet channels allowed it, within very wide limits, the ratio of the cross-sectional areas of the one inlet channel to the two outlet channels in wide To vary borders. The same applies to the ratio of the surfaces of the Filter walls, which limit the inlet channel and the surfaces of the filter walls, which the exit channels limit.

Die genannten Verhältnisse sind wichtige Parameter, mit deren Hilfe die Zahl und Intensität der Filtereinrichtungen gesteuert werden kann. Des Weiteren erlaubt die erfindungsgemäße Geometrie der Querschnitte von Eintrittskanälen und Austrittskanälen den Aufbau eines Filterelements, das relativ unempfindlich gegen thermische Spannungen ist, die aus lokal unterschiedlichen Temperaturbelastungen herrühren.The said conditions are important parameters, with the help of which the number and intensity of the filter devices can be controlled. Furthermore, the geometry according to the invention allows the cross sections of inlet channels and outlet channels the Structure of a filter element that is relatively insensitive to thermal Is voltages that result from locally different temperature loads.

Des Weiteren ist die erfindungsgemäße Gestaltung der Querschnitte von Einlasskanälen und Auslasskanälen fertigungstechnisch gut zu beherrschen, was insbesondere bei der kostengünstigen Herstellung von Filtereinrichtungen mit einer Vielzahl von kleinen Eintrittskanälen und noch kleineren Austrittskanälen von großer wirtschaftlicher Bedeutung ist.Of Another is the design of the invention the cross sections of inlet channels and outlet channels good mastery of production technology, which is particularly true in the cost-effective production of filtering devices having a plurality of small inlet channels and even smaller outlet channels of great economic importance.

Durch die erfindungsgemäße Anordnung einer zusätzlichen Filterwand, welche zwei Nachbarseiten des Parallelogramms miteinander verbindet, wird jede Seite des Parallelogramms in eine erste Teilstrecke und in eine zweite Teilstrecke unterteilt.By the inventive arrangement an additional one Filter wall, which two adjacent sides of the parallelogram with each other connects each side of the parallelogram into a first leg and divided into a second leg.

Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Filtereinrichtung sieht vor, dass die erste Teilstrecke und die zweite Teilstrecke der Seiten des Parallelogramms gleich lang sind. Dadurch wird sichergestellt, dass alle Eintrittskanäle einer erfindungsgemäßen Filtereinrichtung allseitig von Austrittskanälen begrenzt werden. Dadurch erhöht sich die Effektivität der erfindungsgemäßen Filtereinrichtung.A particularly advantageous embodiment of the filter device according to the invention provides that the first leg and the second leg of the Pages of the parallelogram are the same length. This will ensure that all entrance channels a filter device according to the invention on all sides of outlet channels be limited. This increases the effectiveness the filter device according to the invention.

Eine erste, besonders einfache Ausführungsform der erfindungsgemäßen Filtereinrichtung sieht vor, dass die Querschnittsfläche jedes Austrittskanals die Form eines Dreiecks aufweist.A first, particularly simple embodiment sees the filter device according to the invention before that the cross-sectional area Each outlet channel has the shape of a triangle.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Filtereinrichtung sehen vor, dass sich die Querschnittsfläche jedes Austrittskanals aus einem Dreieck und einem Polygon zusammensetzt. Dies bedeutet nichts anderes, als dass die zusätzliche Filterwand im Querschnitt nicht geradlinig, sondern aus verschiedenen geraden oder gekrümmten Teilstücken zusammengesetzt ist. Dabei schließen jeweils zwei aneinander anschließende Teilstücke der zusätzlichen Filterwand einen Winkel miteinander ein.Further advantageous embodiments of the filter device according to the invention provide that the cross-sectional area of each outlet channel is composed of a triangle and a polygon. This means nothing else than that the additional filter wall in cross section is not straight, but composed of different straight or curved sections. Close it two adjoining sections of the additional filter wall at an angle with each other.

Dadurch wird erstens die Oberfläche der zusätzlichen Filterwand vergrößert, was sich in einer erhöhten Filterleistung bzw. einem reduzierten Abgasgegendruck der erfindungsgemäßen Filtereinrichtung niederschlägt. Außerdem wird die zusätzliche Filterwand, da sie nicht mehr gerade verläuft, "weicher", so dass die Empfindlichkeit der erfindungsgemäßen Filtereinrichtung gegenüber Wärmespannungen oder plötzlichen Temperaturänderungen reduziert wird. Dadurch wird die Funktionssicherheit und Lebensdauer der erfindungsgemäßen Filtereinrichtung signifikant erhöht.Thereby Firstly, it becomes the surface the additional Filter wall enlarges what in an elevated Filter performance or a reduced exhaust back pressure of the filter device according to the invention reflected. Furthermore becomes the additional filter wall, since it no longer runs straight, "softer", so the sensitivity the filter device according to the invention across from thermal stress or sudden temperature changes is reduced. This will ensure the functional safety and service life the filter device according to the invention significantly increased.

Alternativ ist es möglich, dass das Polygon, welches einen Teil der Querschnittsfläche jedes Austrittskanals bildet, ein konkaves oder ein konvexes Polygon ist. Als konvex wird ein Polygon bezeichnet, bei dem jede Verbindungsstrecke zweier beliebiger Ecken des Polygons in seinem Inneren verläft. Es hat deshalb keinen Winkel, der größer als 180° ist. Ein Polygon, bei dem die Verbindungsstrecke mindestens von zwei beliebigen Punkten des Polygons nicht in seinem Inneren verläuft, weist mindestens einen Winkel auf, der 180° übersteigt, und wird im Zusammenhang mit der Erfindung als konkaves Polygon bezeichnet. Dieses konkave Polygon hat mindestens eine sogenannte einspringende Ecke. Die Begriffe konkaves und konvexes Polygon werden nachfolgend im Zusammenhang mit den Figuren noch näher erläutert werden.alternative Is it possible, that the polygon, which forms part of the cross-sectional area of each Exit channel forms, is a concave or a convex polygon. Convex is a polygon in which each link two arbitrary corners of the polygon in its interior verläft. It's why no angle greater than 180 ° is. A polygon where the link is at least two points of the polygon does not run in its interior, points at least one angle exceeding 180 °, and is related referred to with the invention as a concave polygon. This concave Polygon has at least one so-called re-entrant corner. The terms concave and convex polygon are used in conjunction with the following Figures will be explained in more detail.

Das aus den Querschnittsflächen von einem Eintrittskanal und zwei Austrittskanälen gebildete Parallelogramm kann ein Quadrat, ein Rechteck, ein Rhombus (Raute) oder ein Rhomboid sein. Die Auswahl eines dieser Parallelogramme bei der Konstruktion des erfindungsgemäßen Filterelements hängt von den Umständen des Einzelfalls ab.The from the cross-sectional areas formed by an inlet channel and two outlet channels parallelogram can be a square, a rectangle, a rhombus (rhombus) or a rhomboid be. The selection of one of these parallelograms in the construction of the filter element according to the invention depends on the circumstances of the individual case.

Es hat sich weiter als vorteilhaft erwiesen, wenn mindestens die stromaufwärts gelegene Oberfläche der Filterwände eine katalytische Beschichtung aufweist. Durch die große Oberfläche wird die katalytische Wirkung beispielsweise bei einer Regenerierung des Filterelements verstärkt.It has further proven to be advantageous if at least the upstream surface the filter walls having a catalytic coating. Due to the large surface is the catalytic effect, for example during regeneration reinforced the filter element.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn mindestens die stromaufwärts gelegene Oberfläche der Filterwand eine katalytische Beschichtung aufweist. Durch die große Oberfläche wird die katalytische Wirkung beispielsweise bei einer Regenerierung der Filtereinrichtung verstärkt.Especially it is advantageous if at least the upstream surface the filter wall has a catalytic coating. By the size surface becomes the catalytic effect, for example, in a regeneration the filter device reinforced.

Die erfindungsgemäßen Filterelemente können vorteilhafter Weise durch Extrudieren eines keramischen Werkstoffs, bevorzugt Cordierit oder Siliziumcarbid, oder aus Sintermetall hergestellt werden.The filter elements according to the invention can advantageously by extruding a ceramic material, preferably cordierite or silicon carbide, or made of sintered metal become.

Alternativ ist es auch möglich, das Filterelement aus einer Vielzahl von übereinander gestapelten Lagen vorgeformter Flachmaterialien herzustellen.alternative it is also possible the filter element of a plurality of stacked layers preformed flat materials.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Zeichnung, deren Beschreibung und den Patentansprüchen entnehmbar. Alle in der Zeichnung, deren Beschreibung und den Patentansprüchen beschriebenen Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.Further Advantages and advantageous embodiments of the invention are the subsequent drawing, the description and the claims can be removed. All described in the drawing, the description and the claims Features can both individually and in any combination with each other invention essential be.

Zeichnungendrawings

Es zeigen:It demonstrate:

1 eine schematische Darstellung einer Brennkraftmaschine mit einer erfindungsgemäßen Abgasnachbehandlungseinrichtung; 1 a schematic representation of an internal combustion engine with an exhaust gas aftertreatment device according to the invention;

2 ein erfindungsgemäßes Filterelement im Längsschnitt und 2 a filter element according to the invention in longitudinal section and

3 bis 8 Querschnitte durch Ausführungsbeispiele erfindungsgemäßer Filterelemente. 3 to 8th Cross sections through embodiments of inventive filter elements.

Beschreibung der Ausführungsbeispieledescription the embodiments

In 1 trägt eine Brennkraftmaschine das Bezugszeichen 10. Die Abgase werden über ein Abgasrohr 12 abgeleitet, in dem eine Filtereinrichtung 14 angeordnet ist. Mit dieser werden Rußpartikel aus dem im Abgasrohr 12 strömenden Abgas herausgefiltert. Dies ist insbesondere bei Diesel-Brennkraftmaschinen erforderlich, um gesetzliche Bestimmungen einzuhalten.In 1 an internal combustion engine carries the reference number 10 , The exhaust gases are via an exhaust pipe 12 derived in which a filter device 14 is arranged. With this soot particles from the exhaust pipe 12 filtered exhaust gas filtered out. This is particularly necessary in diesel internal combustion engines to comply with legal requirements.

Die Filtereinrichtung 14 umfasst ein zylindrisches Gehäuse 16, in dem eine im vorliegenden Ausführungsbeispiel rotationssymmetrisches, insgesamt ebenfalls zylindrisches Filterelement 18 angeordnet ist. Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die Geometrie beschränkt. Die Filterelemente können beispielsweise im Querschnitt auch oval oder rechteckig geformt sein.The filter device 14 includes a cylindrical housing 16 in which a rotationally symmetrical in the present embodiment, a total also cylindrical filter element 18 is arranged. Of course, the invention is not limited to the geometry. The filter elements can also be oval or rectangular in cross-section, for example.

In 2 ist ein Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes Filterelement 18 dargestellt. Das Filterelement 18 kann beispielsweise als extrudierter Formkörper aus einem keramischen Material, wie zum Beispiel Cordierit, hergestellt werden.In 2 is a cross section through a filter element according to the invention 18 shown. The filter element 18 For example, it can be made as an extruded molded article of a ceramic material such as cordierite.

Das Filterelement 18 wird in Richtung der Pfeile 20 von nicht dargestelltem Abgas durchströmt. Eine Eintrittsfläche hat in 2 das Bezugszeichen 22, während eine Austrittsfläche in 2 das Bezugszeichen 24 hat. Parallel zu einer Längsachse 26 des Filterelements 18 verlaufen mehrere Eintrittskanäle 28 im Wechsel mit Austrittskanälen 30. Die Eintrittskanäle 28 sind an der Austrittsfläche 24 verschlossen. Die Verschlussstopfen sind in 2 ohne Bezugszeichen dargestellt. Im Gegensatz dazu sind die Austrittskanäle 30 an der Austrittsfläche 24 offen und im Bereich der Eintrittsfläche 22 verschlossen.The filter element 18 will be in the direction of the arrows 20 flows through not shown exhaust gas. An entrance area has in 2 the reference number 22 while an exit surface in 2 the Be reference numbers 24 Has. Parallel to a longitudinal axis 26 of the filter element 18 run several inlet channels 28 in alternation with outlet channels 30 , The entrance channels 28 are at the exit surface 24 locked. The sealing plugs are in 2 shown without reference number. In contrast, the exit channels 30 at the exit surface 24 open and in the area of the entrance area 22 locked.

Der Strömungsweg des ungereinigten Abgases führt also in einen der Eintrittskanäle 28 und von dort durch eine Filterwand 31 in einen der Austrittskanäle 30. Exemplarisch ist dies durch Pfeile 32 dargestellt.The flow path of the unpurified exhaust gas thus leads into one of the inlet channels 28 and from there through a filter wall 31 in one of the exit channels 30 , This is exemplified by arrows 32 shown.

Durch Umkehren der Strömungsrichtung des Abgases wird die Fläche 24 zur Einstrittsfläche und die Fläche 22 zur Austrittsfläche. Dadurch werden die Kanäle 28 zu Austrittskanälen, während die Kanäle 30 zu Eintrittskanälen werden. Die Umkehr der Strömungsrichtung des Abgases kann durch eine geänderte Einbaulage des Filterelements 18 im Gehäuse 16 auf einfachste Weise erreicht werden. In den nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispielen wird aus Gründen der Verständlichkeit immer nur eine Strömungsrichtung und in Folge dessen einer Funktion der Kanäle 28 und 30 ausgegangen, obwohl die Funktion der Kanäle 28 und 30 durch Umdrehen des Filterelements 18 im Gehäuse 16 auch geändert werden kann.By reversing the flow direction of the exhaust gas, the area becomes 24 to the entrance area and the area 22 to the exit surface. This will make the channels 28 to exit channels, while the channels 30 become entrance channels. The reversal of the flow direction of the exhaust gas can be achieved by changing the installation position of the filter element 18 in the case 16 be achieved in the simplest way. In the exemplary embodiments described below, for the sake of clarity, only one flow direction and, as a consequence, a function of the channels will always be used 28 and 30 gone out, though the function of the channels 28 and 30 by turning the filter element 18 in the case 16 can also be changed.

In 3 sind Querschnitte eines ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Filterelements 18 dargestellt. In der 3a ist ein "Grundelement", bestehend aus einem Eintrittskanal 28 und zwei Austrittskanälen 30, vergrößert dargestellt. Die Querschnittsflächen der beiden Austrittskanäle 30 und des einen Eintrittskanals 28 ergänzen sich bei diesem Ausführungsbeispiel zu einem Quadrat. Das Quadrat ist eine Sonderform eines Parallelogramms, wobei als Parallelogramm beispielsweise ein Quadrat, ein Rechteck, ein Rhombus oder ein Rhomboid bezeichnet werden. Sowohl beim Quadrat als auch beim Rechteck schließen zwei benachbarte Seiten jeweils einen Winkel von 90° ein. Wenn die Winkel zwischen zwei benachbarten Seiten nicht 90° betragen, geht das Quadrat in einen Rhombus über und das Rechteck in einen Rhomboid.In 3 are cross sections of a first embodiment of a filter element according to the invention 18 shown. In the 3a is a "basic element" consisting of an inlet channel 28 and two exit channels 30 , shown enlarged. The cross-sectional areas of the two outlet channels 30 and one entry channel 28 complement each other in this embodiment to a square. The square is a special form of a parallelogram, where the parallelogram is for example a square, a rectangle, a rhombus or a rhomboid. Both the square and the rectangle include two adjacent sides each at an angle of 90 °. If the angles between two adjacent sides are not 90 °, the square turns into a rhombus and the rectangle into a rhomboid.

Bei dem erfindungsgemäßen Filterelement 18 bilden jeweils zwei Paare von Filterwänden 31 eine Ecke 34. Die Ecken 34 liegen einander gegenüber. Zwischen den Paaren von Filterwänden 31 ist jeweils eine zusätzliche Filterwand 36 vorgesehen. Die zusätzlichen Filterwände 36 teilen die Filterwände 31 in eine erste Teilstrecke 38 und eine zweite Teilstrecke 40. Die zusätzliche Filterwand 36 sowie die ersten Teilstrecken 38 der Filterwände 31 begrenzen die Austrittskanäle 30. Wegen der Symmetrie der Austrittskanäle 30 sind die Bezugszeichen nur an einem Austrittskanal angebracht. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 3 ist weist die zusätzliche Filterwand 36 in der Mitte einen Knick 42 auf. Der Knick 42 führt dazu, dass der Querschnitt des Eintrittskanals 28 ein konkaves Polygon mit acht Ecken wird. Konkav ist das Polygon deshalb, weil die Verbindungslinie 43 zwischen zwei Ecken des Polygons außerhalb des Eintrittskanals 28 verläuft.In the filter element according to the invention 18 each form two pairs of filter walls 31 a corner 34 , The corners 34 lie opposite each other. Between the pairs of filter walls 31 each is an additional filter wall 36 intended. The additional filter walls 36 divide the filter walls 31 in a first leg 38 and a second leg 40 , The additional filter wall 36 as well as the first sections 38 the filter walls 31 limit the exit channels 30 , Because of the symmetry of the exit channels 30 the reference numerals are only attached to an outlet channel. In the embodiment according to 3 is has the additional filter wall 36 in the middle a kink 42 on. The kink 42 causes the cross-section of the inlet channel 28 becomes a concave polygon with eight corners. Concave is the polygon because of the connecting line 43 between two corners of the polygon outside the entrance channel 28 runs.

Dies bedeutet, dass die Querschnittsfläche der Austrittskanäle 30 aus zwei mit ihren Grundflächen aufeinander liegenden Dreiecken gebildet wird. Mit anderen Worten: Bei diesem Ausführungsbeispiel haben die Austrittskanäle 30 im Querschnitt die Form eines Drachens. Die Querschnitte der Austrittskanäle 30 bilden ein konvexes Polygon mit vier Ecken, welches als Drachen bezeichnet wird.This means that the cross-sectional area of the outlet channels 30 is formed of two with their bases superimposed triangles. In other words, in this embodiment, the exit channels 30 in cross-section the shape of a kite. The cross sections of the outlet channels 30 form a convex polygon with four corners, which is called a dragon.

Wenn man nun die Quadrate gemäß 3a, bestehend aus einem Eintrittskanal 28 und zwei Austrittskanälen 30, nebeneinander anordnet, ergibt sich die in 3b dargestellte Struktur. Diese Struktur ist ein Teilschnitt durch ein erfindungsgemäßes Filterelement 18.If you now follow the squares according to 3a consisting of an inlet channel 28 and two exit channels 30 , juxtaposed, results in the 3b illustrated structure. This structure is a partial section through a filter element according to the invention 18 ,

Da bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 3 die erste Teilstrecke 38 und die zweite Teilstrecke 40 gleich lang sind, werden die Eintrittskanäle 28 allseitig von Austrittskanälen 30 eingeschlossen. Dies ist erwünscht, da nur durch den Wechsel der Abgase von einem Eintrittskanal 28 in einen Austrittskanal 30 die gewünschte Filterwirkung erzielt werden kann. Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind in der 3b nur die Bezugszeichen eines Eintrittskanals 28 und der diesen Eintrittskanal 28 umgebenden Austrittskanäle 30 eingetragen.As in the embodiment according to 3 the first leg 38 and the second leg 40 are the same length, the entrance channels 28 on all sides of outlet channels 30 locked in. This is desirable because only by changing the exhaust gases from an inlet channel 28 in an exit channel 30 the desired filter effect can be achieved. For the sake of clarity are in the 3b only the reference numerals of an entrance channel 28 and this entry channel 28 surrounding outlet channels 30 entered.

4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Filterelements 18. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 4 setzt sich der Querschnitt der Austrittskanäle 30 aus einem Dreieck 44 und einem darauf aufgesetzten Trapez 46 zusammen. Dieses „Grundelement", bestehend aus einem Eintrittskanal 28 mit zehneckigem Querschnitt und zwei Austrittskanälen 30 mit jeweils fünfeckigem Querschnitt, ergibt wiederum einen quadratischen Querschnitt des Grundelements. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 4 hat der Eintrittskanal 28 im Querschnitt die Form eines konkaven Polygons mit zehn Ecken. 4 shows a further embodiment of a filter element according to the invention 18 , In the embodiment according to 4 sets the cross section of the outlet channels 30 from a triangle 44 and a trapeze attached to it 46 together. This "basic element", consisting of an inlet channel 28 with a tenon-shaped cross-section and two outlet channels 30 each with a pentagonal cross section, in turn, gives a square cross section of the basic element. In the embodiment according to 4 has the entrance channel 28 in cross-section the shape of a concave polygon with ten corners.

In der 4b sind mehrere Grundelemente gemäß 4a nebeneinander angeordnet.In the 4b are several basic elements according to 4a arranged side by side.

Die 4c zeigt eine alternative Anordnung der quadratischen Grundelemente. Bei der Anordnung gemäß 4b sind die Längsachsen der Querschnitte der Eintrittskanäle 28 parallel zueinander angeordnet, während sie bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 4c teilweise um 90° zueinander versetzt angeordnet sind. Selbstverständlich ist es auch möglich, bei allen anderen Ausführungsbeispielen die Drehung einzelner Module relativ zu den anderen um 90° vorzusehen.The 4c shows an alternative arrangement of the square basic elements. In the arrangement according to 4b are the longitudinal axes of the cross sections of the inlet channels 28 arranged parallel to each other, while in the embodiment according to 4c partially offset by 90 ° to each other are arranged. Of course, it is also possible to provide in all other embodiments, the rotation of individual modules relative to the other by 90 °.

In 5 ist ein weiteres Beispiel eines erfindungsgemäßen Filterelements 18 dargestellt. Bei diesem Ausführungsbeispiel weisen die Austrittskanäle 30 im Querschnitt die Form eines Dreiecks 44 mit einem aufgesetzten konkaven Polygon mit fünf Ecken (ohne Bezugszeichen) auf. Bei diesem Ausführungsbeispiel hat der Querschnitt des Eintrittskanals 28 die Form eines zwölfeckigen konkaven Polygons.In 5 is another example of a filter element according to the invention 18 shown. In this embodiment, the exit channels 30 in cross-section the shape of a triangle 44 with an attached concave polygon with five corners (no reference) on. In this embodiment, the cross section of the inlet channel 28 the shape of a dodecagonal concave polygon.

In 5b ist wieder die Aneinanderreihung mehrerer Grundelemente gemäß 6a dargestellt. Auch hier können, wie bereits erwähnt, die Grundelemente relativ zueinander um 90° verdreht angeordnet werden.In 5b is again the juxtaposition of several basic elements according to 6a shown. Again, as already mentioned, the basic elements can be arranged rotated relative to each other by 90 °.

In 6a ist ein weiteres Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Filterelements dargestellt. Bei diesem Ausführungsbeispiel weist das Grundelement, bestehend aus zwei Austrittskanälen 30 und einem Eintrittskanal 28, die Form eines Rechtecks auf.In 6a a further embodiment of a filter element according to the invention is shown. In this embodiment, the basic element, consisting of two outlet channels 30 and an entrance channel 28 , the shape of a rectangle.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 7 ergänzen sich die Querschnittsflächen der Austrittskanäle 30 und des zugehörigen Eintrittskanals 28 eines Elements zu einem Rhomboid. Selbstverständlich können auch bei rechteckigem Querschnitt der Grundelemente und rhombusförmigem Querschnitt der Grundelemente die anhand der 3 bis 6 erläuterten Querschnitte der Austrittskanäle 30 realisiert werden.In the embodiment according to 7 complement the cross-sectional areas of the outlet channels 30 and the associated entrance channel 28 an element to a rhomboid. Of course, even with a rectangular cross section of the basic elements and rhombusförmigem cross section of the basic elements based on the 3 to 6 explained cross sections of the outlet channels 30 will be realized.

Anhand der beschriebenen Ausführungsbeispiele erfindungsgemäßer Filterelemente 18 wird deutlich, dass durch die erfindungsgemäßen Geometrien der Querschnittsflächen von Eintrittskanälen 28 und Austrittskanälen 30 das Verhältnis der Querschnittsflächen von Eintrittskanälen 28 zu den Querschnittsflächen der Austrittskanäle 30 in sehr weiten Grenzen variierbar ist. Auch das Verhältnis zwischen den Oberflächen der Eintrittskanäle 28 und der Austrittskanäle 30 kann durch die erfindungsgemäß beanspruchten Geometrien in weiten Grenzen entsprechend den Anforderungen des Einzelfalls eingestellt werden.With reference to the described embodiments of inventive filter elements 18 It is clear that by the geometries according to the invention of the cross-sectional areas of inlet channels 28 and exit channels 30 the ratio of the cross-sectional areas of inlet channels 28 to the cross-sectional areas of the outlet channels 30 can be varied within very wide limits. Also, the relationship between the surfaces of the inlet channels 28 and the exit channels 30 can be adjusted by the inventively claimed geometries within wide limits according to the requirements of the case.

Auch die Steifigkeit des Filterelements bzw. dessen Elastizität und damit Unempfindlichkeit gegenüber Temperaturspannungen oder schnellen Temperaturänderungen kann durch die erfindungsgemäße Geometrie der Eintrittskanäle 28 und der Austrittskanäle 30 beeinflusst werden.The stiffness of the filter element or its elasticity and thus insensitivity to temperature stresses or rapid temperature changes can be achieved by the geometry of the inlet channels according to the invention 28 and the exit channels 30 to be influenced.

Bei den in den 3 bis 6 dargestellten Ausführungsbeispielen sind in einem Grundelement jeweils ein Eintrittskanal 20 und zwei Austrittskanäle 30 vorgesehen. Selbstverständlich ist es auch möglich, das Filterelement 18 umzudrehen, so dass die mitIn the in the 3 to 6 Illustrated embodiments are in a basic element each an inlet channel 20 and two exit channels 30 intended. Of course it is also possible, the filter element 18 turn around so that with the

Claims (12)

Filterelement (18), insbesondere zur Filterung von Abgasen einer Dieselbrennkraftmaschine, mit einer Eintrittsfläche (22) und mit einer Austrittsfläche (24), mit einer ersten Gruppe von Kanälen (28) und mit einer zweiten Gruppe von Kanälen (30), wobei die erste Gruppe von Kanälen (28) und die zweite Gruppe von Kanälen (30) durch Filterwände (31) aus einem offenporigen Material getrennt sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnittsflächen von einem Kanal (28) der ersten Gruppe von Kanälen und zwei Kanälen der zweiten Gruppe von Kanälen (30) ein Parallelogramm mit vier Ecken (34) und zwei Paaren von Nachbarseiten bilden, und dass eine erste Teilstrecke (38) der Paare von Nachbarseiten und eine zusätzliche Filterwand (36) einen Austrittskanal (30) begrenzen, und dass sich die Querschnittsfläche jedes Kanals (30) der zweiten Gruppe von Kanälen (30) aus einem Dreieck und einem Polygon (46) zusammensetzt.Filter element ( 18 ), in particular for filtering exhaust gases of a diesel internal combustion engine, having an entry surface ( 22 ) and with an exit surface ( 24 ), with a first group of channels ( 28 ) and with a second group of channels ( 30 ), where the first group of channels ( 28 ) and the second group of channels ( 30 ) through filter walls ( 31 ) are separated from an open-pore material, characterized in that the cross-sectional areas of a channel ( 28 ) of the first group of channels and two channels of the second group of channels ( 30 ) a parallelogram with four corners ( 34 ) and two pairs of neighbor sides, and that a first leg ( 38 ) of the pairs of neighboring sides and an additional filter wall ( 36 ) an exit channel ( 30 ) and that the cross-sectional area of each channel ( 30 ) of the second group of channels ( 30 ) of a triangle and a polygon ( 46 ). Filterelement (18) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jede Seite des Parallelogramms von der zusätzlichen Filterwand (36) in eine erste Teilstrecke (38) und in eine zweite Teilstrecke (40) unterteilt wird.Filter element ( 18 ) according to claim 1, characterized in that each side of the parallelogram of the additional filter wall ( 36 ) into a first leg ( 38 ) and in a second leg ( 40 ) is divided. Filterelement (18) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Teilstrecke (38) und die zweite Teilstrecke (40) einer Seite des Parallelogramms gleich lang sind.Filter element ( 18 ) according to claim 2, characterized in that the first leg ( 38 ) and the second leg ( 40 ) of one side of the parallelogram are the same length. Filterelement (18) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Polygon (46) ein konvexes oder ein konkaves Polygon ist.Filter element ( 18 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the polygon ( 46 ) is a convex or a concave polygon. Filterelement (18) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Parallelogramm ein Quadrat, ein Rechteck, ein Rhombus (Raute) oder ein Rhomboid ist.Filter element ( 18 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the parallelogram is a square, a rectangle, a rhombus (rhombus) or a rhomboid. Filterelement (18) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens die stromaufwärts gelegene Oberfläche der Filterwand eine katalytische Beschichtung aufweist.Filter element ( 18 ) according to one of the preceding claims, characterized in that at least the upstream surface of the filter wall has a catalytic coating. Filterelement (18) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Filterelement (18) durch Extrudieren hergestellt wird.Filter element ( 18 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the filter element ( 18 ) is produced by extrusion. Filterelement (18) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Filterelement (18) aus einem keramischen oder einem glaskeramischen Werkstoff, insbesondere aus Cordierit oder aus Siliziumkarbid, hergestellt wird.Filter element ( 18 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the filter element ( 18 ) is made of a ceramic or a glass-ceramic material, in particular of cordierite or of silicon carbide. Filterelement (18) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Filterelement (18) aus Sintermetall hergestellt wird.Filter element ( 18 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the filter element ( 18 ) is made of sintered metal. Filterelement (18) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Gruppe von Kanälen (28) als Eintrittskanäle ausgebildet ist, und dass die zweite Gruppe von Kanälen (30) als Austrittskanäle ausgebildet ist.Filter element ( 18 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the first group of channels ( 28 ) is formed as inlet channels, and that the second group of channels ( 30 ) is formed as outlet channels. Filterelement (18) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Gruppe von Kanälen (28) als Austrittskanäle ausgebildet ist, und dass die zweite Gruppe von Kanälen (30) als Eintrittskanäle ausgebildet ist.Filter element ( 18 ) according to one of claims 1 to 9, characterized in that the first group of channels ( 28 ) is formed as outlet channels, and that the second group of channels ( 30 ) is designed as inlet channels. Filterelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Eintrittskanäle (28) an der Eintrittsfläche (22) beginnen und an der Austrittsfläche (24) verschlossen sind, und dass die Austrittskanäle (30) an der Eintrittsfläche (22) verschlossen sind und an der Austrittsfläche (24) enden.Filter element according to one of the preceding claims, characterized in that the inlet channels ( 28 ) at the entrance surface ( 22 ) and at the exit surface ( 24 ) are closed, and that the outlet channels ( 30 ) at the entrance surface ( 22 ) are closed and at the exit surface ( 24 ) end up.
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