DE102019203659A1 - Method for testing a filter body for a particle filter and corresponding test arrangement - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Prüfen eines einen Einlassquerschnitt und einen Auslassquerschnitt aufweisenden Filterkörpers für einen Partikelfilter, wobei der Filterkörper einen Grundkörper und eine auf den Grundkörper aufgetragene Beschichtung aufweist, mit den Schritten: Herstellen einer strömungstechnischen Verbindung zwischen einer an eine Fluidquelle angeschlossenen Einlasskammer (9) und lediglich einem ersten Teil des Einlassquerschnitts (3) und einer strömungstechnischen Verbindung zwischen einer Auslasskammer (15) und dem gesamten Auslassquerschnitt (4), sodass der Filterkörper (2) ausgehend von der Einlasskammer (9) bis zu der Auslasskammer (15) mit einem von der Fluidquelle bereitgestellten Fluid durchströmt wird, und messen einer ersten Druckdifferenz zwischen einem Druck in der Einlasskammer (9) und einem Druck in der Auslasskammer (15); Herstellen einer strömungstechnischen Verbindung zwischen der Einlasskammer (9) und einem von dem ersten Teil des Einlassquer-schnitts (3) verschiedenen zweiten Teil des Einlassquerschnitts (3) und messen einer zweiten Druckdifferenz zwischen einem Druck in der Einlasskammer (9) und einem Druck in der Auslasskammer (15); sowie Berechnen einer Differenz zwischen der ersten Druckdifferenz und der zweiten Druckdifferenz und Beurteilen einer Gleichförmigkeit der Beschichtung anhand der Differenz. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Prüfanordnung zum Prüfen eines Filterkörpers (2) für einen Partikelfilter.The invention relates to a method for testing a filter body for a particle filter that has an inlet cross section and an outlet cross section, the filter body having a base body and a coating applied to the base body, comprising the following steps: Establishing a fluidic connection between an inlet chamber (9 ) and only a first part of the inlet cross section (3) and a fluidic connection between an outlet chamber (15) and the entire outlet cross section (4), so that the filter body (2) starting from the inlet chamber (9) to the outlet chamber (15) flowing through a fluid provided by the fluid source, and measuring a first pressure difference between a pressure in the inlet chamber (9) and a pressure in the outlet chamber (15); Establishing a fluidic connection between the inlet chamber (9) and a second part of the inlet cross section (3) different from the first part of the inlet cross section (3) and measuring a second pressure difference between a pressure in the inlet chamber (9) and a pressure in the Outlet chamber (15); and calculating a difference between the first pressure difference and the second pressure difference and assessing a uniformity of the coating based on the difference. The invention further relates to a test arrangement for testing a filter body (2) for a particle filter.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Prüfen eines einen Einlassquerschnitt und einen Auslassquerschnitt aufweisenden Filterkörpers für einen Partikelfilter, wobei der Filterkörper einen Grundkörper und eine auf den Grundkörper aufgetragene Beschichtung aufweist. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Prüfanordnung für den Filterkörper.The invention relates to a method for testing a filter body having an inlet cross section and an outlet cross section for a particle filter, the filter body having a base body and a coating applied to the base body. The invention further relates to a test arrangement for the filter body.
Aus dem Stand der Technik ist beispielsweise die Druckschrift
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Prüfen eines einen Einlassquerschnitt und einen Auslassquerschnitt aufweisenden Filterkörpers für einen Partikelfilter vorzuschlagen, welches gegenüber bekannten Verfahren Vorteile aufweist, insbesondere eine genauere Aussage über die Qualität des Filterkörpers ermöglicht.It is the object of the invention to propose a method for testing a filter body having an inlet cross-section and an outlet cross-section for a particle filter, which has advantages over known methods, in particular enables a more precise statement about the quality of the filter body.
Dies wird erfindungsgemäß mit einem Verfahren zum Prüfen eines Filterkörpers für einen Partikelfilter mit den Merkmalen des Anspruchs 1 erreicht. Dieses zeichnet sich durch die folgenden Schritte aus: Herstellen einer strömungstechnischen Verbindung zwischen einer an eine Fluidquelle angeschlossenen Einlasskammer und lediglich einem ersten Teil des Einlassquerschnitts und einer strömungstechnischen Verbindung zwischen einer Auslasskammer und dem gesamten Auslassquerschnitt, sodass der Filterkörper ausgehend von der Einlasskammer bis zu der Auslasskammer mit einem von der Fluidquelle bereitgestellten Fluid durchströmt wird, und messen einer ersten Druckdifferenz zwischen einem Druck in der Einlasskammer und einen Druck in der Auslasskammer; Herstellen einer strömungstechnischen Verbindung zwischen der Einlasskammer und einem von dem ersten Teil des Einlassquerschnitts verschiedenen zweiten Teil des Einlassquerschnitts und messen einer zweiten Druckdifferenz zwischen einem Druck in der Einlasskammer und einem Druck in der Auslasskammer; sowie berechnen einer Differenz zwischen der ersten Druckdifferenz und der zweiten Druckdifferenz und Beurteilen einer Gleichförmigkeit der Beschichtung anhand der Differenz.This is achieved according to the invention with a method for testing a filter body for a particle filter with the features of
Der Partikelfilter ist beispielsweise Bestandteil einer Abgasanlage, welche wiederum einer Abgas erzeugenden Einrichtung, beispielsweise einem Antriebsaggregat einer Antriebseinrichtung, zugeordnet sein kann. Die Antriebseinrichtung dient beispielsweise dem Antreiben eines Kraftfahrzeugs, insoweit also dem Bereitstellen eines auf das Antreiben des Kraftfahrzeugs gerichteten Antriebsdrehmoments. Die Abgas erzeugende Einrichtung beziehungsweise das Antriebsaggregat erzeugen während ihres Betriebs Abgas. Die Abgasanlage dient dem Abführen dieses Abgases von der Abgas erzeugenden Einrichtung in Richtung beziehungsweise in eine Außenumgebung der Abgasanlage.The particle filter is, for example, part of an exhaust system, which in turn can be assigned to an exhaust gas generating device, for example a drive unit of a drive device. The drive device is used, for example, to drive a motor vehicle, to the extent that it provides a drive torque that is aimed at driving the motor vehicle. The exhaust gas generating device or the drive unit generate exhaust gas during its operation. The exhaust gas system serves to discharge this exhaust gas from the exhaust gas generating device in the direction or into an external environment of the exhaust gas system.
Die Abgasanlage weist mindestens eine Abgasreinigungseinrichtung auf, nämlich den Partikelfilter. Dieser dient dem Entfernen von Partikeln, beispielsweise Rußpartikeln, aus dem die Abgasanlage durchströmenden Abgas. Dem Partikelfilter wird das die Abgasanlage durchströmende Abgas zugeführt, insbesondere das gesamte Abgas. Zusätzlich zu dem Partikelfilter kann selbstverständlich wenigstens eine weitere Abgasreinigungseinrichtung, beispielsweise ein Fahrzeugkatalysator beziehungsweise ein katalytischer Konverter und/oder ein weiterer Partikelfilter, Bestandteil der Abgasanlage sein.The exhaust system has at least one exhaust gas purification device, namely the particle filter. This serves to remove particles, for example soot particles, from the exhaust gas flowing through the exhaust system. The exhaust gas flowing through the exhaust system, in particular all of the exhaust gas, is fed to the particle filter. In addition to the particle filter, at least one further exhaust gas cleaning device, for example a vehicle catalytic converter or a catalytic converter and / or another particle filter, can of course be part of the exhaust system.
Der Partikelfilter verfügt nach seiner Montage über ein Gehäuse sowie über den Filterkörper, der in dem Gehäuse angeordnet ist. Das Gehäuse umgreift den Filterkörper vorzugsweise vollständig, insbesondere in Umfangsrichtung bezüglich einer Längsmittelachse des Filterkörpers. Das Gehäuse weist einen Abgaseinlass sowie einen Abgasauslass auf. Dem Abgaseinlass ist dabei beispielsweise ein Abgaseinlassanschluss und dem Abgasauslass ein Abgasauslassanschluss zugeordnet, wobei über den Abgaseinlassanschluss und dem Abgasauslassanschluss bevorzugt jeweils eine Abgasleitung der Abgasanlage an den Abgaseinlass und den Abgasauslass angeschlossen ist.After assembly, the particle filter has a housing and the filter body which is arranged in the housing. The housing preferably surrounds the filter body completely, in particular in the circumferential direction with respect to a longitudinal center axis of the filter body. The housing has an exhaust gas inlet and an exhaust gas outlet. For example, an exhaust gas inlet connection is assigned to the exhaust gas inlet and an exhaust gas outlet connection is assigned to the exhaust gas outlet, an exhaust gas line of the exhaust system preferably being connected to the exhaust gas inlet and the exhaust gas outlet via the exhaust gas inlet connection and the exhaust gas outlet connection.
Der Filterkörper besteht bevorzugt aus einem porösen Material, beispielsweise aus Keramik. Bevorzugt kommt Siliciumcarbid (SiC), Cordierit oder ein ähnliches Material zum Einsatz. Der Filterkörper wird zum Beispiel durch Extrudieren aus dem Material hergestellt. Bei dem Extrudieren können strömungstechnisch parallel verlaufende Strömungskanäle in dem Filterkörper ausgebildet werden. Das Ausbilden des Filterkörpers umfasst beispielsweise einen Trocknungsprozess und/oder einen Brennprozess. Dies ist insbesondere der Fall, falls der Partikelfilter beziehungsweise der Filterkörper aus Keramik besteht.The filter body preferably consists of a porous material, for example ceramic. Silicon carbide (SiC), cordierite or a similar material is preferably used. The filter body is produced, for example, by extrusion from the material. During extrusion, flow channels running in parallel in terms of flow technology can be formed in the filter body. Forming the filter body includes, for example, a drying process and / or a firing process. This is particularly the case if the particle filter or the filter body is made of ceramic.
Über wenigstens einen Teil der Strömungskanäle ist der Abgaseinlass mit dem Abgasauslass strömungsverbunden. In dem Filterkörper ist hierzu eine große Anzahl an solchen Strömungskanälen ausgebildet. Der Filterkörper ist durchgehend ausgebildet. Hierunter ist zu verstehen, dass er in Richtung seiner Längsmittelachse unterbrechungsfrei ist, sich also nicht aus mehreren in axialer Richtung beabstandet voneinander angeordneten Filterkörperteilen zusammensetzt. Es kann jedoch vorgesehen sein, dass der Filterkörper mehrere Filterkörperteile aufweist beziehungsweise sich aus diesen zusammensetzt, wobei die Filterkörperteile in axialer Richtung unmittelbar aufeinander folgen und hierbei in axialer Richtung aneinander anliegen.The exhaust gas inlet is fluidly connected to the exhaust gas outlet via at least part of the flow channels. For this purpose, a large number of such flow channels are formed in the filter body. The filter body is continuous. This is to be understood to mean that it is uninterrupted in the direction of its longitudinal central axis, that is to say it is not composed of a plurality of filter body parts spaced apart from one another in the axial direction. However, it can be provided that the filter body has or is composed of a plurality of filter body parts, the filter body parts immediately following one another in the axial direction and abutting one another in the axial direction.
Zur Erzielung einer besonders guten Filtrierleistung des Partikelfilters ist es vorgesehen, dass das Abgas zu einem Wechsel der Strömungskanäle während seines Durchströmens des Partikelfilters beziehungsweise des Filterkörpers gezwungen wird. In anderen Worten strömt das Abgas in einen der Strömungskanäle ein, wird anschließend zum Überströmen aus dem einen der Strömungskanäle in einen anderen der Strömungskanäle gezwungen und tritt durch diesen anderen der Strömungskanäle aus dem Filterkörper aus. Der Wechsel der Strömungskanäle wird durch das Verschließen zumindest eines Teils der Strömungskanäle mittels Verschlussstopfen erzielt. Strömt das Abgas in den mittels des Verschlussstopfens verschlossenen Strömungskanal ein, so wird es durch den porösen Filterkörper hindurch in den anderen der Strömungskanäle überströmen, durch welchen es anschließend hin zu dem Abgasauslass strömen kann.To achieve a particularly good filtering performance of the particle filter, it is provided that the exhaust gas is forced to change the flow channels while it flows through the particle filter or the filter body. In other words, the exhaust gas flows into one of the flow channels, is then forced to overflow from one of the flow channels into another of the flow channels and exits the filter body through this other of the flow channels. The flow channels are changed by closing at least some of the flow channels by means of sealing plugs. If the exhaust gas flows into the flow channel closed by means of the sealing plug, it will flow through the porous filter body into the other of the flow channels, through which it can then flow towards the exhaust gas outlet.
Für das Verschließen der Strömungskanäle des Filterkörpers sind erste Verschlussstopfen und zweite Verschlussstopfen vorgesehen. Die ersten Verschlussstopfen sind auf der Einlassseite des Filterkörpers und die zweiten Verschlussstopfen auf der Auslassseite des Filterkörpers angeordnet. Zumindest sind die ersten Verschlussstopfen näher an der Einlassseite angeordnet als die zweiten Verschlussstopfen und umgekehrt die zweiten Verschlussstopfen näher an der Auslassseite als die ersten Verschlussstopfen. Die Einlassseite ist die dem Abgaseinlass zugewandte Seite des Filterkörpers, die Auslassseite die dem Abgasauslass zugewandte Seite des Filterkörpers. Auf der Einlassseite weist der Filterkörper den Einlassquerschnitt und auf der Auslassseite den Auslassquerschnitt auf.First sealing plugs and second sealing plugs are provided for closing the flow channels of the filter body. The first sealing plugs are arranged on the inlet side of the filter body and the second sealing plugs on the outlet side of the filter body. At least the first sealing plugs are arranged closer to the inlet side than the second sealing plugs, and conversely the second sealing plugs are closer to the outlet side than the first sealing plugs. The inlet side is the side of the filter body facing the exhaust gas inlet, and the outlet side is the side of the filter body facing the exhaust gas outlet. The filter body has the inlet cross section on the inlet side and the outlet cross section on the outlet side.
Es kann vorgesehen sein, dass ein Teil der Strömungskanäle mittels der auf der Einlassseite angeordneten ersten Verschlussstopfen verschlossen sind und das zumindest ein Teil der Strömungskanäle, welche nicht mittels eines ersten Verschlussstopfens verschlossen sind, mit einem der auf der Auslassseite vorliegenden zweiten Verschlussstopfen verschlossen ist. In anderen Worten erfolgt das Verschließen der Strömungskanäle in diesem Fall entweder mittels eines der ersten Verschlussstopfen oder mittels eines der zweiten Verschlussstopfen. Besonders bevorzugt sind hierbei in jedem der Strömungskanäle wenigstens einer der ersten Verschlussstopfen oder wenigstens einer der zweiten Verschlussstopfen angeordnet, sodass alle Strömungskanäle entweder einlassseitig oder auslassseitig verschlossen sind. Bei einer derartigen Ausgestaltung des Partikelfilters durchtritt das Abgas üblicherweise den Filterkörper genau einmal, es wird also ein einmaliger Wechsel der Strömungskanäle durch das Abgas erzielt.It can be provided that part of the flow channels are closed by means of the first sealing plugs arranged on the inlet side and that at least some of the flow channels which are not closed by means of a first sealing plug are closed with one of the second sealing plugs on the outlet side. In other words, the flow channels are closed in this case either by means of one of the first sealing plugs or by means of one of the second sealing plugs. Particularly preferably, at least one of the first sealing plugs or at least one of the second sealing plugs are arranged in each of the flow channels, so that all flow channels are closed either on the inlet side or on the outlet side. With such a configuration of the particle filter, the exhaust gas usually passes through the filter body exactly once, ie a one-time change of the flow channels through the exhaust gas is achieved.
Der Filterkörper besteht aus dem Grundkörper und der Beschichtung, die auf den Grundkörper aufgetragen ist. Vorzugsweise erfolgt das Auftragen der Beschichtung vor dem Einbringen der Verschlussstopfen in die Strömungskanäle. Die Beschichtung ist beispielsweise eine katalytische Beschichtung. Diese ist insbesondere derart ausgestaltet, dass der Partikelfilter schlussendlich auch als Oxidationskatalysator beziehungsweise als Dreiwege-Katalysator arbeitet. Zusätzlich oder alternativ kann es vorgesehen sein, dass die katalytische Beschichtung ein Regenerieren des Partikelfilters unterstützt, also ein Abbrennen von in dem Partikelfilter beziehungsweise dem Filterkörper vorliegenden Partikeln erleichtert, insbesondere durch eine Reduzierung der hierzu notwendigen Temperatur.The filter body consists of the base body and the coating that is applied to the base body. The coating is preferably applied before the sealing plugs are introduced into the flow channels. The coating is, for example, a catalytic coating. In particular, it is designed in such a way that the particle filter ultimately also works as an oxidation catalyst or as a three-way catalyst. Additionally or alternatively, it can be provided that the catalytic coating supports regeneration of the particle filter, that is, facilitates the burning off of particles present in the particle filter or the filter body, in particular by reducing the temperature required for this.
Die Beschichtung wird vorzugsweise auf zumindest einen Teil einer Oberfläche des Filterkörpers aufgebracht. Besonders bevorzugt wird hierbei die Beschichtung auch in die Strömungskanäle eingebracht, sodass die Beschichtung nachfolgend auf die Strömungskanäle begrenzenden Wandungen zumindest bereichsweise, insbesondere vollflächig, vorliegt. Die Beschichtung kann auch eine Bestäubung sein. Die Beschichtung soll möglichst gleichmäßig auf den Grundkörper aufgetragen werden, also eine möglichst konstante Schichtdicke aufweisen.The coating is preferably applied to at least part of a surface of the filter body. In this case, the coating is particularly preferably also introduced into the flow channels, so that the coating is present at least in regions, in particular over the entire area, on the walls delimiting the flow channels. The coating can also be pollination. The coating should be applied to the base body as evenly as possible, that is to say the layer thickness should be as constant as possible.
Dies ist fertigungstechnisch nicht vollständig zu erzielen. Aus diesem Grund soll der Filterkörper hinsichtlich der Gleichförmigkeit der Beschichtung untersucht werden. Hierzu dient eine Prüfanordnung zum Prüfen des Filterkörpers. Mittels dieser Prüfanordnung werden die vorstehend bereits genannten Schritte durchgeführt, insbesondere in der angegebenen Reihenfolge. Es wird also zunächst eine strömungstechnische Verbindung zwischen der Einlasskammer und lediglich dem ersten Teil des Einlassquerschnitts hergestellt. Der erste Teil umfasst lediglich einen Bruchteil des Einassquerschnitts, in jedem Fall also nicht den gesamten Einlassquerschnitt. Der Auslassquerschnitt wird an die Auslasskammer strömungstechnisch angeschlossen, nämlich vollständig. Entsprechend kann über die Einlasskammer lediglich ein Teil des Einlassquerschnitts mit dem Fluid beaufschlagt werden, welches nachfolgend ungehindert über den Auslassquerschnitt in die Auslasskammer austreten kann.This cannot be completely achieved in terms of production technology. For this reason, the filter body should be examined with regard to the uniformity of the coating. For this purpose, a test arrangement is used to test the filter body. The above-mentioned steps are carried out by means of this test arrangement, in particular in the order specified. A fluidic connection is therefore first established between the inlet chamber and only the first part of the inlet cross section. The first part only comprises a fraction of the inlet cross-section, in any case not the entire inlet cross-section. The outlet cross section is connected to the outlet chamber in terms of flow technology, namely completely. Correspondingly, only a part of the inlet cross section can be acted upon by the fluid via the inlet chamber, which fluid can subsequently flow unhindered into the outlet chamber via the outlet cross section.
Zum Bereitstellen des Fluids dient die Fluidquelle, die strömungstechnisch an die Einlasskammer angeschlossen ist. Mittels der Fluidquelle wird die Durchströmung des Filterkörpers mit dem Fluid ausgehend von dem Einlassquerschnitt bis hin zu dem Auslassquerschnitt bewirkt. Während des Durchströmens des Filterkörpers mit dem Fluid wird die erste Druckdifferenz gemessen, welche einer Differenz zwischen dem Druck in der Einlasskammer und dem Druck in der Auslasskammer entspricht. Die erste Druckdifferenz ist insoweit der Druckverlust über den Filterkörper zwischen dem ersten Teil des Einlassquerschnitts und dem gesamten Auslassquerschnitt.The fluid source, which is connected to the inlet chamber in terms of flow technology, is used to provide the fluid. By means of the fluid source, the flow through the filter body with the fluid is based on the inlet cross section to the outlet cross section. As the fluid flows through the filter body, the first pressure difference is measured, which corresponds to a difference between the pressure in the inlet chamber and the pressure in the outlet chamber. The first pressure difference is the pressure loss across the filter body between the first part of the inlet cross-section and the entire outlet cross-section.
Anschließend wird die strömungstechnische Verbindung zwischen der Einlasskammer und dem ersten Teil des Einlassquerschnitts gelöst beziehungsweise unterbrochen und die strömungstechnische Verbindung zwischen der Einlasskammer und dem zweiten Teil des Einlassquerschnitts hergestellt. Der zweite Teil des Einlassquerschnitts ist von dem ersten Teil des Einlassquerschnitts verschieden. Hierbei kann es vorgesehen sein, dass der zweite Teil des Einlassquerschnitts von dem ersten Teil des Einlassquerschnitts beabstandet ist oder unmittelbar an ihn angrenzt. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass der zweite Teil und der erste Teil einander bereichsweise, nämlich lediglich bereichsweise, überlappen. Anschließend wird wiederum mittels der Fluidquelle die Durchströmung des Partikelfilters mit dem Fluid bewirkt, nämlich ausgehend von dem zweiten Teil des Einlassquerschnitts bis hin zu dem Auslassquerschnitt. Während des Durchströmens wird die zweite Druckdifferenz gemessen, welche wiederum die Differenz zwischen dem Druck in der Einlasskammer und dem Druck in der Auslasskammer entspricht.Subsequently, the fluidic connection between the inlet chamber and the first part of the inlet cross section is released or interrupted and the fluidic connection between the inlet chamber and the second part of the inlet cross section is established. The second part of the inlet cross-section is different from the first part of the inlet cross-section. It can be provided here that the second part of the inlet cross section is spaced from the first part of the inlet cross section or directly adjoins it. However, it can also be provided that the second part and the first part overlap one another in regions, namely only in regions. The fluid source then causes the fluid to flow through the particle filter again, namely from the second part of the inlet cross-section to the outlet cross-section. During the flow, the second pressure difference is measured, which in turn corresponds to the difference between the pressure in the inlet chamber and the pressure in the outlet chamber.
Nach dem Erfassen sowohl der ersten Druckdifferenz als auch der zweiten Druckdifferenz wird die Differenz zwischen diesen beiden Druckdifferenzen berechnet. Ist die Differenz gleich null oder zumindest nahezu gleich null, so ist der Druckverlust über den Filterkörper unabhängig von der Wahl des Teils der Einlassquerschnitts, also unabhängig davon, ob die Einlasskammer strömungstechnisch lediglich an den ersten Teil des Einlassquerschnitts oder an den zweiten Teil des Einlassquerschnitts angeschlossen ist. Entsprechend kann davon ausgegangen werden, dass die Beschichtung eine hohe Gleichförmigkeit aufweist. Weicht die Differenz jedoch von null ab, so kann darauf geschlossen werden, dass die Beschichtung eine geringere Gleichförmigkeit aufweist. Insbesondere ist die Gleichförmigkeit umso geringer, je größer die Differenz zwischen den beiden Druckdifferenzen ist. Überschreitet die Differenz und damit die Gleichförmigkeit einen bestimmten Grenzwert, so kann es vorgesehen sein, den Filterkörper auszusortieren und nicht zur Herstellung des Partikelfilters heranzuziehen. Beispielsweise wird er Filterkörper lediglich dann zum Herstellen des Partikelfilters verwendet, wenn die Differenz beziehungsweise die Gleichförmigkeit kleiner als der Grenzwert ist. Mit dem beschriebenen Verfahren kann die Herstellungsqualität des Filterkörpers auf einfache Art und Weise beurteilt werden.After detecting both the first pressure difference and the second pressure difference, the difference between these two pressure differences is calculated. If the difference is zero or at least almost zero, the pressure loss across the filter body is independent of the choice of the part of the inlet cross-section, i.e. regardless of whether the inlet chamber is connected to the first part of the inlet cross-section or the second part of the inlet cross-section is. Accordingly, it can be assumed that the coating has a high degree of uniformity. However, if the difference differs from zero, it can be concluded that the coating has a lower uniformity. In particular, the greater the difference between the two pressure differences, the lower the uniformity. If the difference and thus the uniformity exceeds a certain limit value, it can be provided that the filter body is sorted out and not used for the production of the particle filter. For example, the filter body is only used to manufacture the particle filter if the difference or the uniformity is smaller than the limit value. With the described method, the manufacturing quality of the filter body can be assessed in a simple manner.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Einlasskammer eine offene Seite aufweist und mit der offenen Seite auf den Einlassquerschnitt des Filterkörpers fluiddicht aufgesetzt wird. Einerseits ist die Einlasskammer also an eine Fluidquelle strömungstechnisch angeschlossen. Andererseits weist sie die offene Seite auf, die zum Auflegen beziehungsweise Aufsetzen auf den Einlassquerschnitt des Filterkörpers vorgesehen und ausgebildet ist. Hierdurch ist ein einfaches Herstellen der strömungstechnischen Verbindung zwischen der Einlasskammer und dem Filterkörper sichergestellt.A further embodiment of the invention provides that the inlet chamber has an open side and the open side is placed in a fluid-tight manner on the inlet cross section of the filter body. On the one hand, the inlet chamber is therefore fluidly connected to a fluid source. On the other hand, it has the open side which is provided and designed to be placed or placed on the inlet cross section of the filter body. This ensures a simple fluidic connection between the inlet chamber and the filter body.
Eine bevorzugte weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass ein Querschnittsflächeninhalt des ersten Teils so gewählt wird, dass er höchstens 25 %, höchstens 20 %, höchstens 15 % oder höchstens 10 % des Querschnittsflächeninhalts des Einlassquerschnitts beträgt. Je kleiner der Querschnittsflächeninhalt des ersten Teils bezogen auf den Querschnittsflächeninhalt des Einlassquerschnitts ist, umso genauer kann die Gleichförmigkeit der Beschichtung beurteilt werden. Der Querschnittsflächeninhalt des ersten Teils kann auch kleiner sein als die angegebenen Werte und beispielsweise höchstens 5 % oder höchstens 2,5 % des Querschnittsflächeninhalts des Einlassquerschnitts betragen.A preferred further embodiment of the invention provides that a cross-sectional area of the first part is selected such that it is at most 25%, at most 20%, at most 15% or at most 10% of the cross-sectional area of the inlet cross section. The smaller the cross-sectional area of the first part in relation to the cross-sectional area of the inlet cross section, the more precisely the uniformity of the coating can be assessed. The cross-sectional area of the first part can also be smaller than the specified values and, for example, be at most 5% or at most 2.5% of the cross-sectional area of the inlet cross section.
Im Rahmen einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass als erster Teil des Einlassquerschnitts ein runder oder ein mehreckiger Querschnittsteil verwendet wird. Das bedeutet in anderen Worten, dass die offene Seite der Einlasskammer einen entsprechenden Querschnitt aufweist, also auf ihrer dem Partikelfilter zugewandten Seite rund oder mehreckig ist. Unter der mehreckigen Form wird beispielsweise eine viereckige Form, insbesondere eine rechteckige oder quadratische Form, verstanden. Beispielsweise ist die Form des Querschnittsteils beziehungsweise der offenen Seite der Einlasskammer an die Form des Einlassquerschnitts des Filterkörpers angepasst beziehungsweise entspricht dieser. Ist also der Einlassquerschnitt rund, so ist auch der Querschnittsteil beziehungsweise die offene Seite rund. Ebenso verhält es sich für eine rechteckige Form des Einlassquerschnitts. Hierdurch wird eine hohe Genauigkeit der Prüfung der Herstellungsqualität ermöglicht.In a further embodiment of the invention it can be provided that a round or a polygonal cross-sectional part is used as the first part of the inlet cross-section. In other words, this means that the open side of the inlet chamber has a corresponding cross-section, that is to say is round or polygonal on its side facing the particle filter. The polygonal shape is understood to mean, for example, a square shape, in particular a rectangular or square shape. For example, the shape of the cross-sectional part or the open side of the inlet chamber is adapted to, or corresponds to, the shape of the inlet cross-section of the filter body. If the inlet cross-section is round, the cross-sectional part or the open side is also round. The same applies to a rectangular shape of the inlet cross section. This enables a high level of accuracy in checking the manufacturing quality.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Querschnittsflächeninhalt des ersten Teils zu Beginn des Prüfens auf einen Sollwert eingestellt wird. Der Querschnittsflächeninhalt des ersten Teils beziehungsweise der offenen Seite der Einlasskammer ist insoweit einstellbar beziehungsweise veränderbar. Beispielsweise wird der Querschnittsflächeninhalt angepasst, bis die erste Druckdifferenz einer vorgegebenen Druckdifferenz entspricht. Anschließend wird mit demselben Querschnittsflächeninhalt die zweite Druckdifferenz ermittelt. Hierdurch ist eine genaue Bestimmung der Druckdifferenzen und mithin der Gleichförmigkeit möglich.A further development of the invention provides that the cross-sectional area of the first part is set to a target value at the beginning of the test. The cross-sectional area of the first part or the open side of the inlet chamber is adjustable or changeable. For example, the Adjusted cross-sectional area content until the first pressure difference corresponds to a predetermined pressure difference. The second pressure difference is then determined using the same cross-sectional area. This enables an accurate determination of the pressure differences and therefore the uniformity.
Eine bevorzugte weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass mehrere zweite Druckdifferenzen für eine Vielzahl von verschiedenen zweiten Teilen des Einlassquerschnitts ermittelt werden, sodass eine Differenzverteilung über den Einlassquerschnitt bestimmt wird. Die zweite Druckdifferenz wird also nicht lediglich einmalig ermittelt, sondern mehrmals, nämlich für unterschiedliche Teile des Einlassquerschnitts. Hierzu wird beispielsweise die Einlasskammer beziehungsweise ihre offene Seite entsprechend verlagert. Für jede der auf diese Art und Weise ermittelte zweite Druckdifferenz kann zum Beispiel die Differenz zu der ersten Druckdifferenz berechnet und in der Differenzverteilung abgelegt werden. Alternativ werden die zweiten Druckdifferenzen unmittelbar in der Differenzverteilung abgelegt. Vorzugsweise erfolgt das Ermitteln der zweiten Druckdifferenz derart, dass für den gesamten Einlassquerschnitt eine Druckdifferenz, also entweder die erste Druckdifferenz oder eine der zweiten Druckdifferenzen, vorliegt. Je höher die Anzahl der ermittelten zweiten Druckdifferenzen ist, umso genauer ist die Differenzverteilung und entsprechend die Beurteilung der Gleichförmigkeit der Beschichtung.A preferred further embodiment of the invention provides that a plurality of second pressure differences are determined for a large number of different second parts of the inlet cross section, so that a difference distribution over the inlet cross section is determined. The second pressure difference is therefore not determined only once, but several times, namely for different parts of the inlet cross section. For this purpose, for example, the inlet chamber or its open side is shifted accordingly. For each of the second pressure differences determined in this way, for example, the difference to the first pressure difference can be calculated and stored in the difference distribution. Alternatively, the second pressure differences are stored directly in the difference distribution. The second pressure difference is preferably determined in such a way that there is a pressure difference for the entire inlet cross section, that is to say either the first pressure difference or one of the second pressure differences. The higher the number of the determined second pressure differences, the more precise the difference distribution and accordingly the assessment of the uniformity of the coating.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass aus der Differenzverteilung die kleinste Druckdifferenz ermittelt und aus der Differenzverteilung eine Relativdifferenzverteilung bestimmt wird, in der die Druckdifferenzen als Relativdifferenzen relativ zu der kleinsten Druckdifferenz angegeben sind. Beispielsweise enthält die Differenzverteilung sowohl die erste Druckdifferenz als auch die wenigstens eine zweite Druckdifferenz beziehungsweise mehrere zweite Druckdifferenzen. Es wird nun die kleinste Druckdifferenz aus der Differenzverteilung herausgesucht und der Ermittlung der Relativdifferenzverteilung zugrunde gelegt. Das bedeutet, dass die kleinste Druckdifferenz von allen in der Differenzverteilung hinterlegten Druckdifferenzen subtrahiert wird. Die beschriebene Vorgehensweise ermöglicht eine rasche und zuverlässige Ermittlung der Herstellungsqualität des Filterkörpers.A further embodiment of the invention provides that the smallest pressure difference is determined from the difference distribution and a relative difference distribution is determined from the difference distribution, in which the pressure differences are specified as relative differences relative to the smallest pressure difference. For example, the difference distribution contains both the first pressure difference and the at least one second pressure difference or a plurality of second pressure differences. The smallest pressure difference is now selected from the difference distribution and used to determine the relative difference distribution. This means that the smallest pressure difference is subtracted from all pressure differences stored in the difference distribution. The procedure described enables a quick and reliable determination of the manufacturing quality of the filter body.
Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die größte Relativdifferenz aus der Relativdifferenzverteilung ermittelt wird, wobei bei Überschreiten eines Grenzwerts durch die größte Relativdifferenz auf einen fehlerhaften Filterkörper erkannt wird. Die Relativdifferenzverteilung wird auf die vorstehend beschriebene Art und Weise bestimmt. Anschließend wird aus ihr die größte Relativdifferenz herausgesucht. Überschreitet diese den Grenzwert, so wird der Filterkörper als fehlerhaft erkannt und bevorzugt aussortiert, also nicht für das Herstellen des Partikelfilters verwendet. Hierdurch wird sichergestellt, dass die hergestellten Partikelfilter allesamt eine hohe Herstellungsqualität aufweisen.A further preferred embodiment of the invention provides that the largest relative difference is determined from the relative difference distribution, with a faulty filter body being recognized when the limit value is exceeded due to the largest relative difference. The relative difference distribution is determined in the manner described above. Then the largest relative difference is selected from it. If this exceeds the limit value, the filter body is recognized as faulty and is preferably sorted out, that is, it is not used for producing the particle filter. This ensures that the particle filters produced all have a high manufacturing quality.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die strömungstechnische Verbindung zwischen der Einlasskammer und dem Einlassquerschnitt über eine verlagerbare Platte hergestellt wird, die zum strömungstechnischen Verbinden der Einlasskammer mit dem ersten Teil in einer ersten Stellung und zum strömungstechnischen Verbinden der Einlasskammer mit dem zweiten Teil in einer zweiten Stellung angeordnet wird. Beispielsweise ist die Einlasskammer in der Platte zumindest teilweise ausgebildet. Beispielsweise durchgreift eine an die Fluidquelle angeschlossene Fluidleitung die verlagerbare Platte. Die Einlasskammer liegt in diesem Fall auf der dem Filterkörper zugewandten Seite der Fluidleitung vor. Die Platte ist bevorzugt derart ausgestaltet, dass sie in allen Stellungen den Einlassquerschnitt des Filterkörpers vollständig übergreift, insbesondere dichtend. Das bedeutet, dass die verlagerbare Platte lediglich die Strömungsverbindung zwischen der Einlasskammer und dem Einlassquerschnitt zulässt, abseits der Einlasskammer den Einlassquerschnitt jedoch verschließt. Hierdurch wird eine hohe Genauigkeit der Messung der Druckdifferenzen sichergestellt.A further development of the invention provides that the fluidic connection between the inlet chamber and the inlet cross section is made via a displaceable plate, which is used for fluidically connecting the inlet chamber to the first part in a first position and for fluidically connecting the inlet chamber to the second part in one second position is arranged. For example, the inlet chamber is at least partially formed in the plate. For example, a fluid line connected to the fluid source passes through the displaceable plate. In this case, the inlet chamber is on the side of the fluid line facing the filter body. The plate is preferably designed in such a way that it completely overlaps the inlet cross section of the filter body in all positions, in particular in a sealing manner. This means that the displaceable plate only allows the flow connection between the inlet chamber and the inlet cross-section, but closes the inlet cross-section away from the inlet chamber. This ensures a high accuracy of the measurement of the pressure differences.
Die Erfindung betrifft weiterhin eine Prüfanordnung zum Prüfen eines einen Einlassquerschnitt und einen Auslassquerschnitt aufweisenden Filterkörpers für einen Partikelfilter, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens gemäß den Ausführungen im Rahmen dieser Beschreibung, wobei der Filterkörper einen Grundkörper und eine auf den Grundkörper aufgetragene Beschichtung aufweist und die Prüfanordnung zur Durchführung der nachfolgend genannten Schritte vorgesehen und ausgebildet ist: Herstellen einer strömungstechnischen Verbindung zwischen einer an eine Fluidquelle angeschlossenen Einlasskammer und lediglich eines ersten Teils des Einlassquerschnitts und einer strömungstechnischen Verbindung zwischen einer Auslasskammer und dem gesamten Auslassquerschnitt, sodass der Filterkörper ausgehend von der Einlasskammer bis zu der Auslasskammer mit einem von der Fluidquelle bereitgestellten Fluid durchströmt wird, und messen einer ersten Druckdifferenz zwischen einem Druck in der Einlasskammer und einem Druck in der Auslasskammer; Herstellen einer strömungstechnischen Verbindung zwischen der Einlasskammer und einem von dem ersten Teil des Einlassquerschnitts verschiedenen zweiten Teil des Einlassquerschnitts und Messen einer zweiten Druckdifferenz zwischen einem Druck in der Einlasskammer und einem Druck in der Auslasskammer; sowie Berechnen einer Differenz zwischen der ersten Druckdifferenz und der zweiten Druckdifferenz und Beurteilen einer Gleichförmigkeit der Beschichtung anhand der Differenz.The invention further relates to a test arrangement for testing a filter body having an inlet cross section and an outlet cross section for a particle filter, in particular for carrying out the method according to the statements in the context of this description, the filter body having a base body and a coating applied to the base body and the test arrangement Implementation of the steps mentioned below is provided and designed: Establishing a fluidic connection between an inlet chamber connected to a fluid source and only a first part of the inlet cross section and a fluidic connection between an outlet chamber and the entire outlet cross section, so that the filter body starts from the inlet chamber to the Exhaust chamber is flowed through with a fluid provided by the fluid source, and measure a first pressure difference between a pressure in the Inlet chamber and a pressure in the outlet chamber; Establishing a fluidic connection between the inlet chamber and a second part of the inlet cross section different from the first part of the inlet cross section and measuring a second pressure difference between a pressure in the inlet chamber and a pressure in the outlet chamber; and calculating a difference between the first pressure difference and the second Pressure difference and assessment of coating uniformity based on the difference.
Auf die Vorteile einer derartigen Ausgestaltung der Prüfanordnung beziehungsweise einer derartigen Vorgehensweise wurde bereits hingewiesen. Sowohl die Prüfanordnung als auch das Verfahren zu ihrem Betreiben können gemäß den Ausführungen im Rahmen dieser Beschreibung weitergebildet sein, sodass insoweit auf diese verwiesen wird.The advantages of such a configuration of the test arrangement or of such a procedure have already been pointed out. Both the test arrangement and the method for operating it can be further developed in accordance with the explanations in the context of this description, so that reference is made to this extent.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert, ohne dass eine Beschränkung der Erfindung erfolgt. Dabei zeigt:
-
1 eine schematische Darstellung einer Prüfanordnung zum Prüfen eines Filterkörpers sowie des Filterkörpers in einer Schnittdarstellung, sowie -
2 eine weitere schematische Darstellung der Prüfanordnung und des Filterkörpers.
-
1 a schematic representation of a test arrangement for testing a filter body and the filter body in a sectional view, and -
2 a further schematic representation of the test arrangement and the filter body.
Die
Der hier dargestellte Filterkörper
Die Prüfanordnung
In dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Einlasskammer
Die Prüfanordnung
Zum Prüfen des Filterkörpers
Anschließend wird die Platte
Die
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1.1.
- Prüfanordnungtest set
- 2.Second
- Filterkörperfilter body
- 3.Third
- EinlassquerschnittInlet cross-section
- 4.4th
- Auslassquerschnittoutlet section
- 5.5th
- Strömungskanalflow channel
- 6.6th
- LängsmittelachseLongitudinal central axis
- 7.7th
- Mantelcoat
- 8.8th.
- Grundkörperbody
- 9.9th
- Einlasskammerinlet chamber
- 10.10th
- Pfeilarrow
- 11.11th
- Drucksensorpressure sensor
- 12.12th
- offene Seiteopen side
- 13.13th
- Rohrleitungpipeline
- 14.14th
- Platteplate
- 15.15th
- Auslasskammeroutlet
- 16.16th
- Stützstegsupporting web
- 17.17th
- Drucksensorpressure sensor
- 18.18th
- Auslassoutlet
- 19.19th
- Pfeilarrow
- 20.20th
- Pfeilarrow
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
- US 2018/0217047 A1 [0002]US 2018/0217047 A1 [0002]
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-
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- 2019-03-19 DE DE102019203659.7A patent/DE102019203659A1/en not_active Withdrawn
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