DE102007032982B4 - Abgasbehandlungsvorrichtung für eine Abgasanlage und Verfahren zur Herstellung einer Abgasbehandlungsvorrichtung - Google Patents

Abgasbehandlungsvorrichtung für eine Abgasanlage und Verfahren zur Herstellung einer Abgasbehandlungsvorrichtung Download PDF

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Abstract

Abgasbehandlungsvorrichtung für eine Abgasanlage,mit einem Gehäuse (12), das einen Eingang (14) und einen Ausgang (16) aufweist,und wenigstens einem gasdurchlässig ausgebildeten Hohlkörper (18), der im Strömungsweg vom Eingang (14) zum Ausgang (16) angeordnet istund der aus wenigstens einem Grundelement (20, 20', 20'') aus einem porösen Substrat gebildet ist, wobei jedes Grundelement (20, 20', 20'') wenigstens zwei Verbindungsbereiche (22) aufweist undjeweils zwei Verbindungsbereiche (22) des Grundelements (20, 20', 20'') oder der verschiedenen Grundelemente (20, 20', 20'') im Bereich einer Verbindung zur Bildung des Hohlkörpers (18) überlappen, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsbereiche (22) verpreßt sind und durch das Ineinandergreifen von Oberflächenstrukturen des porösen Substrats der jeweiligen Verbindungsbereiche (22) miteinander verbunden sind, wobei die Verbindungsbereiche (22) ausschließlich durch das Ineinandergreifen der Oberflächenstrukturen des porösen Substrats des Grundelements/der Grundelemente (20, 20', 20'') aneinander fixiert sind.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Abgasbehandlungsvorrichtung für eine Abgasanlage, insbesondere für eine Brennkraftmaschine z.B. eines Fahrzeugs, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Es sind Partikelfilter für Dieselabgase bekannt, bei denen die partikelhaltigen Abgase einen Hohlkörper aus einem porösen Substrat durchströmen, dessen Porengröße so gewählt ist, daß die Rußpartikel am porösen Substrat abgeschieden werden. Ein bevorzugtes Substrat zur Herstellung dieser Hohlkörper sind Platten aus Metallschaum. Beim Zusammensetzen der Platten zum Hohlkörper ist es wichtig, daß zwischen den einzelnen Segmenten keine Gaslecks entstehen, durch die partikelbeladenes Abgas ungefiltert hindurchströmen kann, da dies dem Zweck des Filters zuwiderlaufen würde.
  • Aus der gattungsgemäßen US 4 455 823 A ist ein Partikelfilter bekannt, bei dem ein Metallblech-Substrat mit einem Filtermaterial aus keramischen Fasern beschichtet und in Wellen gefaltet in einem Gehäuse angeordnet wird. Die Substratplatten sind an ihren Rändern gasdicht verbunden, indem die Ränder aufeinandergelegt und mittels Klammern zusammengepresst werden, wobei das dazwischenliegende Filtermaterial als Dichtung wirkt.
  • Die WO 00/00721 A1 zeigt einen Partikelfilter, bei dem ein Komposit gebildet ist, indem ein Filtermedium zwischen zwei Trägern aus einem Drahtgestrick angeordnet wird. Die Ränder des Komposits sind durch einen an einem Rand überstehenden Bereich eines der Träger verbunden, der über den anderen Rand gefaltet und mit diesem verpresst ist.
  • In der DE 602 05 540 T2 ist ein Partikelfilter gezeigt, dessen Filterelement aus einem metallischen Vliesgewebe und einem Wellblech besteht, die zylindrisch aufgewickelt sind.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, eine Abgasbehandlungsvorrichtung zu schaffen, bei der Spalte zwischen den Plattenrändern eines porösen Substrats auf einfachem Weg vermieden werden können.
  • Hierzu sind bei einer Abgasbehandlungsvorrichtung für eine Abgasanlage die Merkmale des Anspruchs 1 vorgesehen. Durch die Überlappung der Verbindungsbereiche benachbarter Abschnitte der Grundelemente ist sichergestellt, daß kein Leck entsteht, durch das Abgas ungefiltert den Hohlkörper passieren kann. Da nur die Zuschnittsgrößen der einzelnen Grundelemente entsprechend groß gewählt werden müssen, stellt diese Gestaltung die Leckfreiheit auf einfache Weise sicher. Hierbei können sowohl Verbindungsbereiche eines einzigen (gebogenen) Grundelements als auch Verbindungsbereiche benachbarter, separater Grundelemente verbunden werden.
  • Als poröses Substrat kann z.B. ein Metallschaum, ein Metallschwamm, eine metallische Hohlkugelstruktur oder allgemein ein poröses Metall verwendet werden. Bei derartigen Werkstoffen bildet das Metall eine Gitter- oder eine Zellenstruktur mit einer Porengröße vom Mikrometerbereich bis zu einigen Millimetern, wobei typischerweise 80% oder mehr des Materials durch Hohlräume gebildet ist. Derartige Metallschäume werden beispielsweise durch Aufschäumen einer Metallschmelze, Sintern von geeigneten Metallpulvern oder Erhitzen von mit geeigneten Treibmitteln versehenen Metallpulvern erzeugt. Metallschwämme lassen sich beispielsweise auf der Grundlage von mit Metallpulver behandelten Precursor-Schäumen aus Kunststoff in einem Sinterprozeß herstellen.
  • Alternativ sind auch Vliesmatten, z.B. aus Fasern aus einem Keramikmaterial oder Siliziumkarbid, als poröses Substrat geeignet.
  • Zur Erstellung der Verbindung zwischen den einzelnen Verbindungsbereichen sind die Verbindungsbereiche verpreßt und durch das Ineinandergreifen von Oberflächenstrukturen des Substrats, z.B. der Ränder von offenen Poren bzw. losen Faserabschnitten im Bereich der Oberfläche, miteinander verbunden. Das poröse Substrat in beiden Verbindungsbereichen wirkt wie eine Art Klettverschluß, wenn zwei Verbindungsbereiche plan aufeinandergelegt und aneinandergedrückt werden. Die Oberflächenstrukturen des einen Verbindungsbereichs dringen in die Oberfläche des jeweiligen anderen Verbindungsbereichs ein und die Oberflächenstrukturen verhaken sich miteinander. Auf diese Weise entsteht eine flächige Verbindung entlang der gesamten Überlappung der beiden Verbindungsbereiche, die sicherstellt, daß keine Lücken verbleiben, durch die Abgas ungefiltert die Verbindung durchdringen kann.
  • Die Verbindungsbereiche sind ausschließlich durch das Ineinandergreifen der Oberflächenstrukturen des oder der Grundelemente aneinander fixiert, indem nur die Klettverschlußwirkung des Substrats ausgenutzt wird. Die Befestigungswirkung läßt sich vor allem über die Fläche des Überlappungsbereichs festlegen.
  • Es ist möglich, den Hohlkörper aus mehreren Grundelementen, die in benachbarten Verbindungsbereichen durch Verpressen miteinander verbunden sind, herzustellen.
  • Die Gesamtlänge der Grundelemente ist vorzugsweise länger gewählt als der Umfang des Hohlkörpers, und die Grundelemente sind schneckenartig zusammengerollt, so daß der Hohlkörper eine mehrlagige Wand aufweist.
  • Die einzelnen Grundelemente können eine unterschiedliche Gasdurchlässigkeit, Dichte und/oder Porosität aufweisen. Sie müssen auch nicht die gleiche Länge besitzen.
  • Die Verbindungsbereiche können sowohl an den Rändern des Grundelements oder der Grundelemente als auch auf der Fläche eines Grundelements ausgebildet sein. Letzteres ist vorteilhaft, wenn der Hohlkörper eine schneckenartig gewickelte, mehrlagige Wand besitzt. In diesem Fall ist bevorzugt ein am Rand gelegener Verbindungsbereich mit einem auf der Fläche liegenden Verbindungsbereich zum Schließen des Hohlkörpers verpreßt.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform weist der Hohlkörper ein zu einem Kegel oder einem Kegelstumpf gebogenes Grundelement bzw. eine Gruppe von Grundelementen auf. In diesem Fall wird ein flacher Zuschnitt zu einem Kegel oder Kegelstumpf zusammengerollt. Zum Schließen werden beispielsweise die Verbindungsbereiche desselben Grundelements miteinander verbunden. Eine andere Möglichkeit, den Hohlkörper zu schließen, besteht darin, einen am Rand gelegenen Verbindungsbereich mit einem Verbindungsbereich auf der Fläche des bereits gebildeten Hohlkörpers zu verbinden.
  • Es ist möglich, z.B. zwei derartige Hohlkörper zu fertigen und die gebildeten Kegel bzw. die Kegelstümpfe umgekehrt ineinander zu stecken, um im Gehäuse eine möglichst große gasdurchströmte Fläche bereitzustellen.
  • Wenn das Grundelement eine Dicke von ca. 1 bis 10 mm hat, und besonders bevorzugt von 1 bis 3 mm, läßt sich die Substratplatte trotz der Sprödigkeit des Materials gut zu einem Hohlkörper aufwickeln.
  • Bei einer solchen Dicke funktioniert auch das Verpressen zur Befestigung der Verbindungsbereiche aneinander sehr gut.
  • Die gleiche Technik, die zur Verbindung der Grundelemente untereinander angewandt wird, kann auch zur Befestigung des gesamten Hohlkörpers im Gehäuse eingesetzt werden. Insbesondere läßt sich der Hohlkörper an einem im Gehäuse angeordneten Rahmen durch eine Wechselwirkung der Struktur des Metallschaums und der Oberfläche des Rahmens fixieren.
  • Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung einer Abgasbehandlungsvorrichtung insbesondere mit den oben genannten Merkmalen, mit den folgenden Schritten:
    • - Bereitstellen eines Grundelements oder einer Gruppe von Grundelementen aus einem porösen Substrat, wobei jedes Grundelement wenigstens zwei Verbindungsbereiche aufweist,
    • - Übereinanderlegen zweier zu verbindender Verbindungsbereiche eines oder mehrerer Grundelemente, und
    • - Verpressen der zu verbindenden Verbindungsbereiche miteinander zur Bildung des Hohlkörpers, wobei sich Oberflächenstrukturen des porösen Substrats jeweils zweier Verbindungsbereiche ineinander verhaken.
  • Beim Verpressen können sich die Ränder des Substrats jeweils zweier Verbindungsbereiche ineinander verhaken.
  • Vorzugsweise erfolgt das Verpressen, während der entstehende Hohlkörper in seine gewünschte Form gebogen wird.
  • Wie oben bereits näher erläutert, stellt diese Vorgehensweise eine schnelle, einfache und kostengünstige Möglichkeit zur Bildung des Hohlkörpers einer Abgasreinigungsvorrichtung dar.
  • Das Grundelement für die Gruppe von Grundelementen wird hierbei beispielsweise in Form einer abgerollten Kegelmantelfläche oder Kegelstumpfmantelfläche zugeschnitten und der Zuschnitt zu einem Kegel bzw. Kegelstumpf aufgerollt, wobei sich die Verbindungsbereiche des Zuschnitts überlappen. Diese überlappenden Verbindungsbereiche werden miteinander verpreßt.
  • Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen. In diesen zeigen:
    • - 1 eine schematische Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Abgasbehandlungsvorrichtung;
    • - 2 eine Zuschnittsform für ein Grundelement einer erfindungsgemäßen Abgasbehandlungsvorrichtung;
    • - 3 eine schematische Schnittansicht durch einen Hohlkörper einer erfindungsgemäßen Abgasbehandlungsvorrichtung gemäß einer ersten Variante;
    • - 4 einen schematischen Schnitt durch einen Hohlkörper einer erfindungsgemäßen Abgasbehandlungsvorrichtung gemäß einer zweiten Variante;
    • - 5 eine schematische Draufsicht auf einen Hohlkörper einer erfindungsgemäßen Abgasbehandlungsvorrichtung;
    • - 6 eine schematische Ansicht eines Grundelements;
    • - 7 schematisch ein Grundelement mit verschiedenen Varianten eines Verbindungsbereichs; und
    • - 8 eine schematische Ansicht eines mehrlagigen Wandabschnitts des Hohlkörpers in 3.
  • Die in 1 gezeigte Abgasbehandlungsvorrichtung 10 für eine Abgasanlage, z.B. der einer Diesel-Brennkraftmaschine, hat ein Gehäuse 12 mit einem Eingang 14 und einem Ausgang 16. Das Gehäuse 12 ist durch einen starren Metallkörper gebildet. Die Abgasbehandlungsvorrichtung 10 liegt im Abgasstrom, der durch die Pfeile in 1 verdeutlicht ist. Zwei gasdurchlässige Hohlkörper 18 sind so im Strömungsweg vom Eingang 14 zum Ausgang 16 angeordnet, daß das Abgas auf jeden Fall mindestens eine Wand eines der Hohlkörpers 18 durchströmen muß, um die Abgasbehandlungsvorrichtung 10 zu passieren.
  • Die Abgasbehandlungsvorrichtung 10 ist z.B. ein Partikelfilter, in dem Rußpartikel aus dem Abgas ausgefiltert werden.
  • Jeder der Hohlkörper 18 ist aus einem oder mehreren Grundelementen 20, 20', 20" mit einem Zuschnitt aus einem porösen Substrat, hier aus einer Metallschaumplatte geformt. Der Begriff „Metallschaum“ hat sich im allgemeinen Sprachgebrauch der Fachwelt für alle Arten poröser Metalle eingebürgert, unabhängig davon, ob es sich physikalisch korrekt tatsächlich um Schäume mit einer zellulären Struktur mit offenen oder geschlossenen Poren handelt oder ob das Material eher eine Schwammstruktur mit einem Gitternetz aus Stegen aufweist. Sogar Strukturen aus zusammengesinterten Mikrokugeln werden in diesem Sinn als „Metallschaum“ bezeichnet. Im vorliegenden Beispiel handelt es sich bei den Metallschaumplatten um Platten aus einem Metallschwamm. Andere Arten von „Metallschäumen“ könnten aber ebenfalls eingesetzt werden.
  • Die Metallschaumplatten haben eine Dicke von 1 bis 10 mm und bevorzugt von 1 bis 3 mm.
  • In der in 2 gezeigten Ausführung hat das Grundelement 20 die Form einer abgerollten Kegelstumpfmantelfläche, die sich zu einem Kegelstumpf aufrollen läßt. Der Öffnungswinkel des Zuschnitts umfaßt beispielsweise 30-45°. Die gesamten geraden Seiten des Grundelements 20 bilden jeweils einen Verbindungsbereich 22, der sich über einige Zentimeter in die Fläche des Grundelements 20 hineinerstreckt. In diesem Zustand ist die Unterteilung rein gedanklicher Natur, das Substrat in den Verbindungsbereichen 22 unterscheidet sich in seiner Zusammensetzung nicht vom Rest des Substrats des Grundelements 20.
  • 7 zeigt verschiedene Varianten für die Ausbildung eines am Rand des Grundelements liegenden Verbindungsbereichs, dargestellt in unterschiedlich strichlierten Linien. Bei dem gezeigten, als Kegelstumpfabwicklung ausgebildeten Grundelement 20 ist der Verbindungsbereich 22 beispielsweise im Bereich der längeren Grundseite (gestrichelt) bzw. der kürzeren Grundseite (punktiert) verlängert oder in der Mitte der geraden Seite ausgebaucht (mit den beiden strichpunktierten Linien gezeigt). Jede dieser Gestaltungen sorgt dafür, daß die Verbindungslinie nicht mit der Biegelinie zusammenfällt und bewirkt stellenweise eine größere Überlappung mit dem jeweiligen zu verbindenden Randbereich. Hierdurch wird einem Ausbauchen des Hohlkörpers 18 im Abgasstrom entgegengewirkt.
  • Das Substrat des Grundelements 20 ist abschnittsweise mit einer Beschichtung 23, die z.B. als sogenannter Washcoat, versehen mit einem Katalysatormaterial, ausgebildet ist, versehen. Die Beschichtung 23 läßt die Randbereiche des Grundelements 20 frei, insbesondere die Verbindungsbereiche 22 und die Bereiche 29, die später an den Enden 27 des Hohlkörpers 18 zur Befestigung im Gehäuse 12 dienen. Gerade die Bereiche 29 spielen in der Abgasreinigung keine Rolle, so daß an diesen Stellen auf das Auftragen von Katalysatormaterial verzichtet werden kann. Es ist auch möglich, nur einen, einige oder alle der Verbindungsbereiche 22 zu beschichten.
  • Das Grundelement 20 wird nun zu einem Kegelstumpf zusammengerollt, so daß die Verbindungsbereiche 22 überlappen, wie dies in 3 dargestellt ist. Nach dem oder während des Übereinanderlegens werden die überlappenden Verbindungsbereiche 22 entlang ihrer gesamten Länge und Breite miteinander verpreßt, wobei die Oberflächenstrukturen, in diesem Fall die Stege an den Porenrändern der Verbindungsbereiche 22, in den jeweils anderen Verbindungsbereich 22 eindringen und sich dort nach Art eines Klettverschlusses mit den Oberflächenstrukturen des anderen Verbindungsbereichs 22 verhaken. Diese Verbindung der Oberflächenstrukturen geschieht über die gesamte Fläche der Verbindungsbereiche 22, so daß keine Öffnungen oder Spalte bestehen bleiben, die ein Leck für einen partikelbeladenen Abgasstrom darstellen würden.
  • Natürlich können auch zwei oder mehr Grundelemente 20, 20', 20" zu einem Hohlkörper 18 zusammengesetzt werden. Diese können beispielsweise in Form von flachen oder leicht gebogenen Platten vorliegen. Es müssen lediglich die Verbindungsbereiche 22 benachbarter Grundelemente überlappen und miteinander verpreßt werden, um die erfindungsgemäße Gestaltung zu erreichen.
  • Es ist möglich, mehrere Grundelemente 20, 20', 20" aneinanderzureihen, so daß eine Gruppe von Grundelementen entsteht. Der Hohlkörper 18 wird so gewickelt, daß er eine schneckenartig gewickelte, mehrlagige Wand erhält, in der mehrere Substratlagen aufeinander liegen (3 und 8). Die einzelnen Verbindungsbereiche 22 liegen dabei vorzugsweise an einer Stelle übereinander, könnten aber auch entlang des Umfangs des Hohlkörpers 18 zueinander versetzt angeordnet sein (siehe 8).
  • Die Grundelemente 20, 20', 20" können unterschiedliche Porositäten aufweisen, so daß die einzelnen Lagen in der Wand des Hohlkörpers 18 unterschiedliche Filterwirkung entfalten. Die Porosität kann aber auch für alle Grundelemente 20, 20', 20" gleich gewählt werden.
  • Die einzelnen Grundelement 20, 20', 20" können wahlweise beschichtet oder unbeschichtet sein, wobei auch eine abschnittsweise Beschichtung, wie sie oben beschrieben ist, möglich ist.
  • Der letzte Verbindungsbereich 22 des äußersten Grundelements 20" ist so mit einem anderen Verbindungsbereich 22 derselben oder eines anschließenden Grundelements verpreßt, daß der Außenumfang des Hohlkörpers 18 keine Lücke oder Stufe aufweist. Auch die Innenseite des Hohlkörpers 18 ist ohne Lücke oder Stufe als glatte Fläche (also nur mit der natürlichen Rauhigkeit des Substrats) geformt.
  • In einer nicht zur Erfindung gehörigen Variante sind die verbundenen Verbindungsbereiche 22 zusätzlich noch durch eine weitere Befestigung 26 gesichert, die z.B. durch Klammern oder Nähte gebildet sein kann. Für die Naht wird vorzugsweise ein Metalldraht verwendet. Dies ist in den 4 und 5 dargestellt.
  • Für die Abgasbehandlungsvorrichtung 10 in 1 wird nun ein zweiter Hohlkörper 18 hergestellt. Hierzu werden ein zweites Grundelement 20 oder eine zweite Gruppe von Grundelementen 20, 20', 20" zugeschnitten, diesmal in Form einer abgerollten Kegelmantelfläche, welches zu einem Kegel zusammengerollt wird, wobei wiederum die Verbindungsbereiche 22 an den geraden Kanten überlappend übereinandergelegt und miteinander verpreßt werden. Dann wird der Kegel entsprechend der Darstellung in 1 in den Kegelstumpf eingesetzt, und die Hohlkörper 18 werden im Gehäuse 12 befestigt.
  • Zur Befestigung werden die beiden Enden 27 des Kegels bzw. des Kegelstumpfs an einem im Gehäuse 12 angeordneten Rahmen 24 befestigt. Der Rahmen 24 besteht vorzugsweise aus einem stabilen Metallblech. Die Befestigung des Hohlkörpers 18 am Rahmen 24 kann auf jede geeignete Weise geschehen. Eine Möglichkeit ist es, die Oberfläche des Rahmens 24 so zu gestalten, z.B. durch Vorsehen einer entsprechend rauhen Oberfläche, daß der rauhe Metallschaum des Hohlkörpers 18 sich analog zur Verbindung der Verbindungsbereiche 22 der Grundelemente 20 daran verhaken kann.
  • Vor oder während dem Befestigen am Gehäuse 12 werden die Hohlkörper 18 auf die exakten Abmessungen der Befestigung am Rahmen 24 kalibriert.
  • Statt einem Kegelstumpf können selbstverständlich auch andere geeignete Formen, z.B. ein Zylinder, mit der erfindungsgemäßen Technik gefertigt werden. Insbesondere könnte der äußere Hohlkörper 18 in 1 ein Zylinder sein.
  • Bezugszeichenliste
  • 10
    Abgasbehandlungsvorrichtung
    12
    Gehäuse
    14
    Eingang
    16
    Ausgang
    18
    Hohlkörper
    20, 20', 20"
    Grundelemente
    22
    Verbindungsbereiche
    23
    Beschichtung
    24
    Rahmen
    26
    Befestigung
    27
    Enden
    29
    Bereich

Claims (9)

  1. Abgasbehandlungsvorrichtung für eine Abgasanlage, mit einem Gehäuse (12), das einen Eingang (14) und einen Ausgang (16) aufweist, und wenigstens einem gasdurchlässig ausgebildeten Hohlkörper (18), der im Strömungsweg vom Eingang (14) zum Ausgang (16) angeordnet ist und der aus wenigstens einem Grundelement (20, 20', 20'') aus einem porösen Substrat gebildet ist, wobei jedes Grundelement (20, 20', 20'') wenigstens zwei Verbindungsbereiche (22) aufweist und jeweils zwei Verbindungsbereiche (22) des Grundelements (20, 20', 20'') oder der verschiedenen Grundelemente (20, 20', 20'') im Bereich einer Verbindung zur Bildung des Hohlkörpers (18) überlappen, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsbereiche (22) verpreßt sind und durch das Ineinandergreifen von Oberflächenstrukturen des porösen Substrats der jeweiligen Verbindungsbereiche (22) miteinander verbunden sind, wobei die Verbindungsbereiche (22) ausschließlich durch das Ineinandergreifen der Oberflächenstrukturen des porösen Substrats des Grundelements/der Grundelemente (20, 20', 20'') aneinander fixiert sind.
  2. Abgasbehandlungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das poröse Substrat ein Metallschaum, ein Metallschwamm, eine Hohlkugelstruktur oder eine Fasermatte ist.
  3. Abgasbehandlungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlkörper (18) eine schneckenartig gewickelte, mehrlagige Wand aufweist.
  4. Abgasbehandlungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlkörper (18) ein zu einem Zylinder, Kegel oder Kegelstumpf gebogenes Grundelement (20, 20', 20'') oder gebogene Gruppe von Grundelementen (20, 20', 20") aufweist.
  5. Abgasbehandlungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Grundelement (20, 20', 20'') eine Dicke von ca. 1 bis 10 mm hat.
  6. Abgasbehandlungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlkörper (18) an einem im Gehäuse (12) angeordneten Rahmen (24) durch eine Wechselwirkung der Struktur des porösen Substrats und der Oberfläche des Rahmens (24) fixiert ist.
  7. Verfahren zur Herstellung einer Abgasbehandlungsvorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, mit den folgenden Schritten: - Bereitstellen des wenigstens einen Grundelements (20, 20', 20'') aus einem porösen Substrat, wobei jedes Grundelement (20, 20', 20'') die wenigstens zwei Verbindungsbereiche (22) aufweist, - Übereinanderlegen zweier zu verbindender Verbindungsbereiche (22) des Grundelements oder der mehreren Grundelemente (20, 20', 20''), und - Verpressen der zu verbindenden Verbindungsbereiche (22) miteinander zur Bildung des Hohlkörpers (18), wobei sich Oberflächenstrukturen des porösen Substrats jeweils zweier Verbindungsbereiche (22) ineinander verhaken.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsbereiche (22) durch Klammern oder Nähen aneinander fixiert werden.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Grundelement (20, 20', 20'') oder die Gruppe von Grundelementen (20, 20', 20'') in Form einer abgerollten Kegelmantelfläche oder Kegelstumpfmantelfläche zugeschnitten wird, der Zuschnitt zu einem Kegel oder Kegelstumpf aufgerollt wird, so daß die Verbindungsbereiche (22) des Zuschnitts überlappen und die überlappenden Verbindungsbereiche (22) verpreßt werden.
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US12/669,193 US20110247310A1 (en) 2007-07-16 2008-07-10 Exhaust gas treatment device for an exhaust gas system and method of manufacturing an exhaust gas treatment device
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KR1020107003386A KR20100041837A (ko) 2007-07-16 2008-07-10 배기 시스템용 배기 가스 처리 장치 및 배기 가스 처리 장치의 제조 방법
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9108144B2 (en) * 2013-05-21 2015-08-18 Astrium Gmbh Tank for separating liquid from gas under weightless conditions
US11781455B2 (en) 2021-05-20 2023-10-10 The Original Carbon Trap Inc. Exhaust filter system for internal combustion engines and method of using same

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3242562A (en) 1963-04-10 1966-03-29 Wmf Wuerttemberg Metallwaren Method for connecting surfaces of one or more members made from metal filaments
US4455823A (en) 1982-10-20 1984-06-26 General Motors Corporation Diesel exhaust particulate trap with pleated filter
US4767426A (en) 1987-10-05 1988-08-30 Whatman Reeve Angel Plc Membrane filter tube and method of preparation
WO2000000721A1 (en) 1998-06-26 2000-01-06 Pall Corporation Internal combustion engine exhaust filters
DE60205540T2 (de) 2001-06-26 2006-03-30 Toyota Jidosha K.K., Toyota Vorrichtung und Verfahren zur Abgasemissionssteuerung einer Brennkraftmaschine
DE102005061958A1 (de) 2005-12-23 2007-07-05 Arvinmeritor Emissions Technologies Gmbh Partikelfilter für eine Abgasanlage

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2801705A (en) * 1955-01-26 1957-08-06 Air Maze Corp Silencer
US4184966A (en) * 1977-09-29 1980-01-22 Pall David B Tubular filter elements with improved side seam seal
DE3128546A1 (de) * 1981-07-18 1983-02-03 Sartorius GmbH, 3400 Göttingen Rohrfoermiges filterelement zur filtration von fluiden und verfahren zu seiner herstellung
US4664684A (en) * 1986-01-30 1987-05-12 Cummins Engine Company, Inc. Air filter unit
US4735720A (en) * 1986-03-17 1988-04-05 Nelson Industries Inc. Pleated filter element having improved side seam seal
US4969999A (en) * 1989-12-04 1990-11-13 Nelson Industries Inc. Cylindrical screen construction for a filter and method of producing the same
GB2240051B (en) * 1990-01-18 1993-04-14 Pall Corp Cylindrical filters and their manufacture
DE4031160C1 (de) * 1990-10-03 1992-05-14 Fa. Andreas Stihl, 7050 Waiblingen, De
DE4201741A1 (de) * 1992-01-23 1993-07-29 Dynamit Nobel Ag Filtervorrichtung zum filtern einer gasstroemung
DE4312705A1 (de) * 1993-04-20 1994-10-27 Hydac Filtertechnik Gmbh Filterelement mit Streckmetallmantel
US5415676A (en) * 1993-08-16 1995-05-16 Donaldson Company, Inc. Mist collector cartridge
US5762796A (en) * 1996-03-15 1998-06-09 Parker-Hannifin Corporation Color coded side seam label for filter element
US5824232A (en) * 1996-04-15 1998-10-20 Filtration Technologies Corporation Corrugated filter sheet configured into a cylindrical filter media having near circular concentric channels
US5814118A (en) * 1996-11-18 1998-09-29 Nuclear Filter Technology, Inc. HEPA filter for venting chambers
DE19933163A1 (de) * 1999-07-20 2001-02-08 Hydac Filtertechnik Gmbh Filterelement mit Schweißverbindungsclip und Vorrichtung zum Herstellen desselben
US7582270B2 (en) * 2002-10-28 2009-09-01 Geo2 Technologies, Inc. Multi-functional substantially fibrous mullite filtration substrates and devices
DE102004001417A1 (de) * 2004-01-09 2005-08-04 Emitec Gesellschaft Für Emissionstechnologie Mbh Partikelfilter umfassend eine metallische Faserlage

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3242562A (en) 1963-04-10 1966-03-29 Wmf Wuerttemberg Metallwaren Method for connecting surfaces of one or more members made from metal filaments
US4455823A (en) 1982-10-20 1984-06-26 General Motors Corporation Diesel exhaust particulate trap with pleated filter
US4767426A (en) 1987-10-05 1988-08-30 Whatman Reeve Angel Plc Membrane filter tube and method of preparation
WO2000000721A1 (en) 1998-06-26 2000-01-06 Pall Corporation Internal combustion engine exhaust filters
DE60205540T2 (de) 2001-06-26 2006-03-30 Toyota Jidosha K.K., Toyota Vorrichtung und Verfahren zur Abgasemissionssteuerung einer Brennkraftmaschine
DE102005061958A1 (de) 2005-12-23 2007-07-05 Arvinmeritor Emissions Technologies Gmbh Partikelfilter für eine Abgasanlage

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