DE102020109541A1

DE102020109541A1 - Verfahren zur Herstellung eines Partikelfilters, Partikelfilter und Verfahren zur Herstellung einer Antriebseinrichtung

Info

Publication number: DE102020109541A1
Application number: DE102020109541.4A
Authority: DE
Inventors: Hans-Ulrich Bahl; Michael Jung; Robert Kersten; Christian Kröger
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2020-04-06
Filing date: 2020-04-06
Publication date: 2021-03-25

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Partikelfilters (1) für eine ein Abgas erzeugendes Antriebsaggregat aufweisende Antriebseinrichtung, wobei der Partikelfilter (1) wenigstens eine Einlassöffnung (3) zum Einlassen des Abgases in ungefiltertem Zustand, zumindest eine Auslassöffnung (4) zum Auslassen wenigstens eines Teils des Abgases in gefiltertem Zustand sowie mindestens einen Filterkörper (5) aufweist, welcher strömungstechnisch zwischen der Einlassöffnung (3) und der Auslassöffnung (4) angeordnet ist, sodass wenigstens ein Teil des Abgases bei einem Strömen von der Einlassöffnung (3) zu der Auslassöffnung (4) den Filterkörper (5) zum Ausfiltern von Abgaspartikeln aus dem Abgas durchströmt. Dabei ist vorgesehen, dass in einem unverschlossenen Zustand des Partikelfilters (1), in welchem ein durch die Einlassöffnung (3) zu dem Filterkörper (5) verlaufender Strömungsweg (20) freigegeben ist, zunächst durch die Einlassöffnung (3) Beschichtungspartikel zur Ausbildung einer Beschichtung (13) auf dem Filterkörper (5) eingebracht werden und anschließend wenigstens ein Verschluss (14) zum wenigstens teilweisen Verschließen des Strömungswegs (20) eingesetzt wird, um die Beschichtungspartikel in dem Partikelfilter (1) zu halten. Die Erfindung betrifft zudem ein Partikelfilter sowie ein Verfahren zur Herstellung einer Antriebseinrichtung.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Partikelfilters für eine ein Abgas erzeugendes Antriebsaggregat aufweisende Antriebseinrichtung, wobei der Partikelfilter wenigstens eine Einlassöffnung zum Einlassen des Abgases in ungefiltertem Zustand, zumindest eine Auslassöffnung zum Auslassen wenigstens eines Teils des Abgases in gefiltertem Zustand sowie mindestens einen Filterkörper aufweist, welcher strömungstechnisch zwischen der Einlassöffnung und der Auslassöffnung angeordnet ist, sodass wenigstens ein Teil des Abgases bei einem Strömen von der Einlassöffnung zu der Auslassöffnung den Filterkörper zum Ausfiltern von Abgaspartikeln aus dem Abgas durchströmt. Außerdem betrifft die Erfindung einen Partikelfilter, eine Antriebseinrichtung und ein Verfahren zum Herstellen einer Antriebseinrichtung.
Aus dem Stand der Technik ist beispielsweise die Druckschrift US 7,174,707 B2 bekannt. Sie offenbart eine Anordnung für einen Verbrennungsmotor mit einem Abgasrohr und einem im Abgasrohr angeordneten Partikelfilter und auch ein Verfahren zum Reinigen eines solchen Filters.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Herstellungsverfahren für einen Partikelfilter vorzuschlagen, welcher gegenüber bekannten Partikelfiltern Vorteile aufweist, und zwar insbesondere einen gesteigerten Filtrationswirkungsgrad.
Dies wird erfindungsgemäß mit einem Verfahren zur Herstellung eines Partikelfilters mit den Merkmalen des Anspruchs 1 erzielt. Dabei ist vorgesehen, dass in einem unverschlossenen Zustand des Partikelfilters, in welchem ein durch die Einlassöffnung zu dem Filterkörper verlaufender Strömungsweg freigegeben ist, zunächst durch die Einlassöffnung Beschichtungspartikel zur Ausbildung einer Beschichtung auf dem Filterkörper eingebracht werden und anschließend wenigstens ein Verschluss, insbesondere auf der der Einlassöffnung zugewandten Seite, zum wenigstens teilweisen Verschließen des Strömungswegs eingesetzt wird, um die Beschichtungspartikel in dem Partikelfilter zu halten.
Vorzugsweise ist der Partikelfilter im fertig hergestellten Zustand Teil einer Antriebseinrichtung. Die Antriebseinrichtung verfügt über ein Abgas erzeugendes Antriebsaggregat. Das bedeutet, dass während eines Betriebs der Antriebseinrichtung Abgas anfällt, das in Richtung einer Außenumgebung der Antriebseinrichtung abgeführt werden muss. Hierzu dient eine Abgasanlage der Antriebseinrichtung. Die Abgasanlage enthält zumindest den Partikelfilter. Das von dem Antriebsaggregat erzeugte Abgas wird durch den Partikelfilter geführt, insbesondere das gesamte Abgas. Das Abgas wird also mittels des Partikelfilters gefiltert, bevor es in die Außenumgebung entlassen wird. Mit Hilfe des Partikelfilters werden die in dem Abgas enthaltenen Abgaspartikel aus dem Abgas herausgefiltert. Unter den Abgaspartikels sind insbesondere Partikel zu verstehen, die bei einer innermotorischen Verbrennung entstehen. Die Abgaspartikel liegen beispielsweise als Rußpartikel vor. Zusätzlich kann die Abgasanlage, insbesondere in Abhängigkeit von abgasmäßigen Anforderungen, zumindest eines oder mehrere der nachfolgend genannten Bauelemente aufweisen: einen Katalysator, zumindest eine Rohrleitung, wenigstens einen Schalldämpfer, insbesondere einen Mittel- und/oder Nachschalldämpfer, und/oder wenigstens ein Endrohr.
Die genannten Bauelemente sind vorzugsweise strömungstechnisch in der angeführten Reihenfolge verbaut und in dieser Reihenfolge auch miteinander verbunden. Der Katalysator kann beziehungsweise die Katalysatoren können als Hauptkatalysator, Vorkatalysator und/oder Unterbodenkatalysator vorliegen. Bevorzugt ist das Antriebsaggregat als Brennkraftmaschine, insbesondere als Ottobrennkraftmaschine oder als Dieselbrennkraftmaschine ausgestaltet. Ein Abgaskrümmer ist vorzugsweise strömungstechnisch ein erstes Bauteil der Abgasanlage nach der Brennkraftmaschine. Eine Hauptaufgabe des Abgaskrümmers ist, Abgasströme der Brennkraftmaschine zusammenzuführen. Der Katalysator vermindert beziehungsweise die Katalysatoren vermindern Verbrennungsschadstoffe im Abgas der Brennkraftmaschine durch Oxidations- und/oder Reduktionsvorgänge, wobei beispielsweise eine wabenartige Struktur zum Einsatz kommt, die längsdurchströmt ist und eine große überströmte Oberfläche für eine Katalyse von chemischen Reaktionen bietet.
Insbesondere bei Verwendung einer Brennkraftmaschine als Antriebsaggregat hat das Größenspektrum der von dem Partikelfilter herauszufilternden Abgaspartikel vorzugsweise ein Maximum bei etwa 100 nm. Diese Abgaspartikel sind insbesondere Agglomerate von Kohlenstoff-Kernen mit angelagerten Kohlenwasserstoffen. Ein weiterer Bestandteil ist Asche, die sich sowohl in den im Abgasstrom enthaltenen Kondensaten, nämlich als Kondensationskeim, als auch in den Agglomeraten befindet. Vorzugsweise weist der Partikelfilter einen Filterkörper auf, der beispielsweise in Form eines keramischen Monoliths vorliegt. Der Partikelfilter ist beispielsweise als Wandstromfilter ausgestaltet. Bei einem solchen Wandstromfilter wird das den Partikelfilter durchsetzende Abgas durch Wände des Filterkörpers geführt und dabei gefiltert.
Besonders bevorzugt sind dabei die Kanäle des Filterkörpers wechselseitig auf der Ein- bzw. Auslassseite verschlossen. Dies führt dazu, dass ein Gasstrom durch auf der Einlassseite offene Kanäle eindringen, eine Wand des Kanals gefiltert durchdringen und in einen anderen auf der Auslassseite offenen Kanal eindringen und im letztgenannten Kanal den Filterkörper verlassen kann. Bei dem Filtern des Gasstroms durch die Wand tritt beispielsweise Oberflächenfiltration auf, wobei herausgefilterte Abgaspartikel als Filterkuchen zurückbleiben.
Vorzugsweise besteht der Filterkörper zumindest teilweise oder vollständig aus Cordierit oder Siliziumkarbid, wobei der Filterkörper bevorzugt Porositäten von etwa 40 % oder mehr aufweist. Insbesondere kann der Filterkörper wenigstens einen keramischen Schaum und/oder wenigstens einen metallischen Schaum und/oder zumindest eine metallische Sinterstruktur und/oder mindestens einen Faserfilter aufweisen oder aus den genannten Komponenten jeweils bestehen. Beispielsweise kann der Filterkörper wenigstens teilweise aus Mullit und/oder Cordierit und/oder Aluminiumtitanat bestehen.
Vorzugsweise weist der Filterkörper eine durchschnittliche Porengröße von etwa 10 um auf. Bevorzugt ist der Filterkörper einstückig ausgebildet, er kann jedoch auch aus mehreren separaten Teilen gebildet sein. Bevorzugt ist der Partikelfilter ein Vollstrompartikelfilter. Bei einem Vollstrompartikelfilter wird 100 % eines in den Filter eintretenden Abgasstroms gefiltert. Besonders bevorzugt ist der Partikelfilter regenerierbar, wobei zu seiner Regeneration vorzugsweise ein Eingriff in eine Motorsteuerung eines Kraftfahrzeugs, in welchen der Partikelfilter eingebaut ist, erfolgt.
Um einen Filtrationswirkungsgrad des Filterkörpers zu erhöhen, werden zunächst durch die Einlassöffnung Beschichtungspartikel zur Ausbildung einer Beschichtung auf dem Filterkörper eingebracht. Unter einem Filtrationswirkungsgrads des Filterkörpers ist bevorzugt eine Angabe in Prozent bezogen auf einen Abgasstrom zu verstehen, die kennzeichnet, wieviel Prozent der Abgaspartikel aus dem Abgasstrom von dem Filterkörper herausgefiltert werden, wenn der Abgasstrom in den Filterkörper eindringt und diesen gefiltert verlässt. Ein Teil der eingebrachten Beschichtungspartikel lagern sich auf Wänden und/oder in Poren von Wänden des Filterkörpers ab, wodurch der Filtrationswirkungsrad des Filterkörpers gesteigert wird. Insbesondere kann dadurch ein gewünschter Filtrationswirkungsgrad gezielt eingestellt werden, was zur Einhaltung gesetzlicher Abgasbestimmungen vorteilhaft ist.
Um zu erschweren oder gänzlich zu verhindern, dass zumindest ein Teil der eingebrachten Beschichtungspartikel sich durch die Einlassöffnung aus dem Partikelfilter herausbewegen kann, wird nach dem Einbringen der Beschichtungspartikel in den Partikelfilter wenigstens ein Verschluss, insbesondere auf der der Einlassöffnung zugewandten Seite, in einen durch die Einlassöffnung zu dem Filterkörper verlaufenden Strömungsweg eingesetzt, sodass der Verschluss den Strömungsweg wenigstens teilweise verschließt. Der Verschluss erschwert oder verhindert gänzlich das Herausbewegen der Beschichtungspartikel insbesondere dann, wenn die Einlassöffnung nach unten gerichtet ist. Die Beschichtungspartikel werden also zumindest teilweise oder vollständig in dem Partikelfilter gehalten.
Das Einsetzen des Verschlusses bewirkt damit ein Verbesserung einer Handhabbarkeit und eine Transportsicherung des Partikelfilters. Insbesondere wird durch das Einsetzen des Verschlusses erreicht, dass der Partikelfilter in einer beliebigen Position transportierbar ist, ohne dass ein wesentlicher Teil der Beschichtungspartikel den Partikelfilter durch den Strömungsweg verlässt und in einen Bereich außerhalb des Partikelfilters gelangt, wodurch sich der Aufwand zum Transport des Partikelfilters reduziert. Ferner wird insbesondere erreicht, dass der Partikelfilter beschleunigt werden kann, ohne dass die Gefahr eines Verlusts einer wesentlichen Anzahl der Beschichtungspartikel besteht. Dadurch, dass ein Verlust von Beschichtungspartikeln begrenzt oder unterbunden wird, wird auch eine Verschmutzung der Umgebung des Partikelfilters und insbesondere von Produktionseinrichtungen durch verloren gegangene Beschichtungspartikel reduziert oder verhindert.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Verschluss auf wenigstens ein Bauelement des Partikelfilters, insbesondere auf den Filterkörper, geklebt wird. Dadurch kann ein geringer Aufwand zum Befestigen des Verschlusses erzielt werden.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Verschluss derart hergestellt wird, dass er mehrere Lagen aufweist. Hierdurch kann ein Funktionsumfang des Verschlusses gesteigert werden. Eine der Schichten kann eine Klebeschicht sein, mittels welcher der Verschluss an dem Partikelfilter beziehungsweise einem Grundkörper des Partikelfilters befestigt wird. Auf diese Weise ist eine einfache und schnelle Befestigung des Verschlusses möglich.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Verschluss derart hergestellt wird, dass er wenigstens einen Bereich aufweist, welcher zumindest von einer Teilmenge des Abgases durchströmbar ist. Dadurch wird ermöglicht, den Partikelfilter mit eingebautem Verschluss in die Abgasanlage einzusetzen, weil zu einem Motorstart ein entstehender Abgasstrom den Partikelfilter zumindest teilweise durchströmen können muss. Der Bereich kann mindestens eine Perforation, die vorzugsweise als Mikroperforation ausgeführt sein kann, aufweisen, die von der Teilmenge des Abgases durchströmbar ist. Ferner kann der Bereich dadurch zu der Durchströmbarkeit für die Teilmenge des Abgases ausgelegt sein, dass er zumindest teilweise aus wenigstens einer Membran und/oder zumindest einem Faserwerkstoff besteht. Hierdurch kann eine einfache Bauweise erreicht werden. Der Faserwerkstoff ist vorzugsweise Papier, wodurch eine kostengünstige Ausbildung erzielt wird.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Verschluss derart hergestellt wird, dass es zu wenigstens einem Großteil rückstandsfrei verbrennbar ist. Unter einem Großteil des Verschlusses soll ein Teil des Verschlusses mit zumindest 50 Massenprozent, bevorzugt mindestens 75 Massenprozent des Verschlusses verstanden werden. Auf diese Weise kann der Partikelfilter mit eingesetztem Verschluss in eine Abgasanlage verbaut werden, sodass bei einem Erstbetrieb der Abgasanlage das Abgas den Verschluss durch Verbrennung weitgehend entfernt, wodurch Verbrennungsrückstände den Filterkörper praktisch nicht schädigen können.
Die Erfindung betrifft weiterhin einen Partikelfilter für eine ein Abgas erzeugendes Antriebsaggregat aufweisende Antriebseinrichtung mit wenigstens einer Einlassöffnung zum Einlassen des Abgases in ungefiltertem Zustand und zumindest einer Auslassöffnung zum Auslassen wenigstens eines Teils des Abgases in gefiltertem Zustand sowie mindestens einem Filterkörper, welcher strömungstechnisch zwischen der Einlassöffnung und der Auslassöffnung angeordnet ist, sodass wenigstens ein Teil des Abgases bei einem Strömen von der Einlassöffnung zu der Auslassöffnung den Filterkörper zum Ausfiltern von Abgaspartikeln aus dem Abgas durchströmt. Dabei ist vorgesehen, dass in einem unverschlossenen Zustand des Partikelfilters, in welchem ein durch die Einlassöffnung zu dem Filterkörper verlaufender Strömungsweg freigegeben ist, zunächst durch die Einlassöffnung Beschichtungspartikel zur Ausbildung einer Beschichtung auf dem Filterkörper einbringbar sind und wenigstens ein Verschluss, insbesondere auf der der Einlassöffnung zugewandten Seite, zum wenigstens teilweisen Verschließen des Strömungswegs eingesetzt ist, um die Beschichtungspartikel in dem Partikelfilter zu halten.
Auf die Vorteile einer derartigen Ausgestaltung des Partikelfilters wurde bereits hingewiesen. Sowohl das Verfahren zur Herstellung eines Partikelfilters als auch der Partikelfilters können gemäß den Ausführungen im Rahmen dieser Beschreibung weitergebildet sein, sodass insoweit auf diese verwiesen wird.
Die Erfindung betrifft weiterhin eine Antriebseinrichtung mit einem Abgas erzeugenden Antriebsaggregat und einem Partikelfilter. Dabei ist vorgesehen, dass der Partikelfilter wie vorstehend beschrieben ausgebildet ist und/oder gemäß einem vorstehend beschriebenen Verfahren hergestellt ist.
Auf die Vorteile einer derartigen Ausgestaltung der Antriebseinrichtung beziehungsweise des Partikelfilters wurde bereits hingewiesen. Sowohl der Partikelfilter als auch die Antriebseinrichtung können gemäß den Ausführungen im Rahmen dieser Beschreibung weitergebildet sein, sodass insoweit auf diese verwiesen wird.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Herstellen einer Antriebseinrichtung die ein Abgas erzeugendes Antriebsaggregat und einen Partikelfilter aufweist, wobei der Partikelfilter wenigstens eine Einlassöffnung zum Einlassen des Abgases in ungefiltertem Zustand, zumindest eine Auslassöffnung zum Auslassen wenigstens eines Teils des Abgases in gefiltertem Zustand sowie mindestens einen Filterkörper aufweist, welcher strömungstechnisch zwischen der Einlassöffnung und der Auslassöffnung angeordnet ist, sodass wenigstens ein Teil des Abgases bei einem Strömen von der Einlassöffnung zu der Auslassöffnung den Filterkörper zum Ausfiltern von Abgaspartikeln aus dem Abgas durchströmt.
Dabei ist vorgesehen, dass in einem unverschlossenen Zustand des Partikelfilters, in welchem ein durch die Einlassöffnung zu dem Filterkörper verlaufender Strömungsweg freigegeben ist, zunächst durch die Einlassöffnung Beschichtungspartikel zur Ausbildung einer Beschichtung auf dem Filterkörper eingebracht werden und anschließend wenigstens ein Verschluss, insbesondere auf der der Einlassöffnung zugewandten Seite, zum wenigstens teilweisen Verschließen des Strömungswegs eingesetzt wird, um die Beschichtungspartikel in dem Partikelfilter zu halten.
Hierdurch ist eine Antriebseinrichtung mit einem Partikelfilter, der einen gesteigerten Filtrationswirkungsgrad aufweist, auf einfache Weise herstellbar. Insbesondere ist der Partikelfilter aufgrund seines Verschlusses nach seiner Herstellung mit geringem Aufwand zu einer Stelle, an der er in die Antriebseinrichtung eingebaut wird, transportierbar, ohne dass eine erhebliche Menge von Beschichtungspartikeln aus dem Partikelfilter verloren geht.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass nach dem Einsetzen des Partikelfilters in die Antriebseinrichtung das Antriebsaggregat zum Erzeugen von Abgas derart betrieben wird, dass wenigstens eine Teilmenge des Abgases den Partikelfilter durchströmt. Auf diese Weise wird eine Reinigung des Abgases durch den Partikelfilter erzielt.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Antriebsaggregat derart betrieben wird, dass der Verschluss von Abgas zunächst durchströmt wird. Dadurch wird ein erfolgreicher Start des Antriebsaggregats erreicht.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Antriebsaggregat derart betrieben wird, dass der Verschluss bei dem Durchströmen mit Abgas aufgeheizt wird, bis er verbrennt. Auf diese Weise entfällt ein Aufwand zum Entfernen des Verschlusses aus dem Strömungsweg, bevor der Partikelfilter in die Antriebseinrichtung eingebaut wird.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert, ohne dass eine Beschränkung der Erfindung erfolgt. Dabei zeigen

1 eine schematische Darstellung eines Partikelfilters,
2 eine schematische Darstellung einer Frontansicht eines Verschlusses des Partikelfilters, und
3 eine schematische Darstellung einer Frontansicht des Verschlusses in einer alternativen Ausführung.

Die 1 zeigt eine schematische Längsschnittdarstellung eines Partikelfilters 1, welche ein Gehäuse 2 aus einem Metall mit einer Einlassöffnung 3 und einer Auslassöffnung 4 aufweist. Die Einlassöffnung 3 kann in einem Zustand, in dem der Partikelfilter in eine Abgasanlage (nicht gezeigt) einer Antriebseinrichtung eines Personenkraftwagens eingebaut ist, über ein Entkoppelelement zur Schwingungs- und Bewegungsentkopplung (nicht gezeigt) mit einem motornahen Katalysator (nicht gezeigt) verbunden sein. Die Auslassöffnung 4 kann in dem eingebauten Zustand mithilfe von Verbindungselementen (nicht gezeigt) und Rohrleitungen (nicht gezeigt) an Mittel- und Nachschalldämpfer (nicht gezeigt) angeschlossen sein.
Das Gehäuse 2 weist in dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel eine Form eines hohlen Kreiszylinders auf und hat damit eine ringförmige Grundfläche, die von zwei Kreislinien begrenzt wird. Ferner weist der Partikelfilter 1 ein aus Cordierit oder Siliziumkarbid bestehendes Filterkörper 5 auf, das kreiszylinderförmig ausgebildet ist und sich mit seiner gesamten Mantelfläche an einer Innenfläche des Gehäuses 2 abstützt, insbesondere über ein hier nicht dargestelltes Ausgleichselement. Das Ausgleichselement dient einem Ausgleichen zum temperaturbedingten Änderungen der Abmessungen des Gehäuses 2 und des Filterkörpers 5. Das Ausgleichselement ist beispielsweise als Lagerungsmatte ausgestaltet.
Der Filterkörper weist wechselseitig verschlossene Kanäle 6, 7 auf. Der Kanal 6 weist an einem Ende des Filterkörpers 5, das der Einlassöffnung 3 zugewandt ist, eine unverschlossen Öffnung 8 auf, von welcher aus sich der Kanal 6 bis zu seinem verschlossenen Ende 9 erstreckt, welches an einem Ende des Filterkörpers 5 angeordnet ist, das der Auslassöffnung 4 zugewandt ist.
Der Kanal 7 ist durch eine parallel zu dem Kanal 6 verlaufende Wand 10 von dem Kanal 6 getrennt. Der Kanal 7 weist an dem Ende des Filterkörpers 5, das der Einlassöffnung 3 zugewandt ist, ein verschlossenes Ende 11 auf. Außerdem weist der Kanal 7 an dem Ende des Filterkörpers 5, das der Auslassöffnung 4 zugewandt ist, eine Öffnung 12 auf, die ein unverschlossenes Ende des Kanals 7 bildet, das dem Ende 11 gegenüberliegt. Außer den benachbarten Kanälen 6, 7 weist der Filterkörper 5 weitere zueinander benachbarte und wechselseitig verschlossene Kanäle auf, die parallel zu den Kanälen 6, 7 verlaufen.
In dem Kanal 6 und in weiteren Kanälen des Filterkörpers 5, die an einem der Einlassöffnung 3 zugewandten Ende unverschlossen sind, sind jeweils eine Beschichtung 13 bildende Beschichtungspartikel an den Filterkörper 5 angelagert, die eine Erhöhung eines Filtrationswirkungsgrad des Filterkörpers 5 bewirken. Des Weiteren weist der Partikelfilter 1 ein Verschluss 14 auf, welches auf eine Stirnfläche 15 des Filterkörpers 5, das der Einlassöffnung 3 zugewandt ist, geklebt ist. Der Filterkörper 5 ist somit dasjenige Bauelement 16 des Partikelfilters 1, an welchem der Verschluss 14 durch Kleben befestigt ist. Die Stirnfläche 15 ist kreisförmig.
Der Verschluss 14 deckt die Stirnfläche 15 bis auf eine Mikroperforation (nicht gezeigt) vollständig ab. Die Mikroperforation weist Durchgangslöcher auf, welche von einer Seite des Verschluss 14, die von der Stirnfläche 15 abgewandt ist, zu einer Seite des Verschluss 14 führen, welche an der Stirnfläche 15 anliegt. Der Verschluss 14 besteht aus zwei Lagen 17, 18. Die erste Lage 17 ist eine Klebeschicht, welche für eine Befestigung an dem Filterkörper 5 sorgt. Die zweite Lage 18 besteht aus einem Filterpapier. Aufgrund des zweilagigen Aufbaus wird der Verschluss 14 in einem Zustand, in welchem es in die Abgasanlage einer Brennkraftmaschine eingebaut ist, von auf den Verschluss 14 strömendem Abgas aufgrund der hohen Temperatur das Abgases zu einem Großteil rückstandsfrei verbrannt. Dabei durchsetzt eine erste Abgasmenge den Verschluss 14 aufgrund der Mikroperforation und dringt in den Filterkörper 5 ein, was für ein Anlassen der Brennkraftmaschine von Bedeutung ist. Bei diesem Vorgang ist die Abgasanlage Teil des Personenkraftwagens.
Insbesondere vor einem Einbau des Partikelfilters in die Abgasanlage stellt der Verschluss 14 eine Transportsicherung dar, sodass der Partikelfilter 1 transportgesichert ist. Die Beschichtungspartikel sind wie bereits erwähnt in dem Kanal 6 und in weiteren Kanälen, die in Richtung der Einlassöffnung 3 offen sind, angeordnet. Manche der Beschichtungspartikel könnten, wenn der Partikelfilter mit der Einlassöffnung 3 nach unten gehalten wird durch diese Kanäle herausfallen. Der Verschluss 14 verhindert ein derartiges Herausfallen zumindest für einen bedeutenden Prozentsatz der Beschichtungspartikel, wodurch die Beschichtungspartikel und damit der gesamte Partikelfilter transportgesichert ist. Andere der Beschichtungspartikel sind auch durch Adhäsionskräfte an dem Filterkörper 5 angelagert beziehungsweise an diesem gehalten.
Bei einer Herstellung des Partikelfilters 1 wird zunächst der Filterkörper 5 in das Gehäuse 2 eingebracht, wobei er sich beispielsweise über eine hier nicht dargestellte Filtermatte an dem Gehäuse 2 abstützt. Nachfolgend werden die Beschichtungspartikel von einem Bereich 19 außerhalb des Partikelfilters 1 durch die Einlassöffnung 3 auf einem Strömungsweg 20 zu dem Filterkörper 5 und in den Kanal 6 und die weiteren Kanäle des Filterkörpers 5 gebracht, welche an der Stirnseite 15 des Filterkörpers offen sind. Nachfolgend wird der Verschluss 14 auf die Stirnfläche 15 aufgeklebt. Der Strömungsweg 20 reicht von der Einlassöffnung 3 bis zu der Stirnfläche 15 über einen kompletten Querschnitt einer zentralen Durchgangsöffnung des Gehäuses 2, in welchem der Filterkörper 5 angeordnet ist. Nach dem Aufkleben des Verschluss 14 auf die Stirnfläche 15 ist der Strömungsweg 20 teilweise verschlossen.
Bei einem Filtern von Abgasen einer Brennkraftmaschine, was in dem Zustand, in dem der Partikelfilter 1 in die Abgasanlage eingebaut ist, erfolgt, dringen insbesondere nach einem Verbrennen des Verschlusses 14 Abgase in den Kanal 6 und die weiteren Kanäle des Filterkörpers 5, die an der Stirnfläche 15 offen sind, ein, und können jedoch aufgrund dessen, dass diese Kanäle an dem Ende des Filterkörpers, das der Auslassöffnung 4 zugewandt ist, verschlossen sind, auf denselben Kanälen den Filterkörper 5 nicht verlassen. Aus diesem Grund strömen die Abgase durch die Wand 10 und weitere Wände und gelangen somit in den Kanal 7 und weitere Kanäle, die an der Stirnfläche 15 verschlossen sind. Durch letztgenannte Kanäle strömen die gefilterten Abgase aus dem Filterkörper 5 und schlussendlich aus der Auslassöffnung 4 heraus. Die Beschichtungspartikel sind in das Filterkörper 5 zur Erhöhung eines Filtrationswirkungsgrades des Filterkörpers 5 eingebracht.
Nach einem Herstellen des Partikelfilters 1 kann dieser auf vorteilhafte Weise zu einer Endmontage in die Abgasanlage transportiert werden. Dabei bleibt der Verschluss 14 zur Vermeidung eines Verlusts zumindest eines bedeutenden Teils der Beschichtungspartikel in dem Strömungsweg 20 angeordnet und befestigt. Bei einer Montage des Partikelfilters 1 in die Abgasanlage verbleibt der Verschluss 14 in dem Strömungsweg 20 angeordnet und befestigt, insbesondere bis die Montage abgeschlossen ist. Während dieses gesamten Vorgangs verschließt der Verschluss 14 den Strömungsweg teilweise.
2 zeigt den Verschluss 14 in einer Draufsicht auf die zweite Lage 18. Er weist eine kreisförmige Kontur auf. Die Mikroperforation erstreckt sich über eine gesamte von der Kontur eingeschlossene kreisflächenförmige Oberfläche der Lage 18. In einer alternativen Ausbildung des Verschlusses 14 erstreckt sich die Mikroperforation nur über einen Teil dieser Oberfläche.
3 zeigt eine alternative Ausbildung des Verschlusses in einer Draufsicht. Der Verschluss weist anstatt einer Mikroperforation drei Durchgangslöcher 21, 22, 23 auf, welche eine Lage 24 aus Filterpapier und eine Lage, die aus einer Klebeschicht (nicht gezeigt) besteht, vollständig durchsetzen.
Bezugszeichenliste

1: Partikelfilter
2: Gehäuse
3: Einlassöffnung
4: Auslassöffnung
5: Filterkörper
6: Kanal
7: Kanal
8: Öffnung
9: Ende
10: Wand
11: Ende
12: Öffnung
13: Beschichtung
14: Verschluss
15: Stirnfläche
16: Bauelement
17: Lage
18: Lage
19: Bereich
20: Strömungsweg
21: Durchgangsloch
22: Durchgangsloch
23: Durchgangsloch
24: Lage

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 7174707 B2 [0002]

Claims

Verfahren zur Herstellung eines Partikelfilters (1) für eine ein Abgas erzeugendes Antriebsaggregat aufweisende Antriebseinrichtung, wobei der Partikelfilter (1) wenigstens eine Einlassöffnung (3) zum Einlassen des Abgases in ungefiltertem Zustand, zumindest eine Auslassöffnung (4) zum Auslassen wenigstens eines Teils des Abgases in gefiltertem Zustand sowie mindestens einen Filterkörper (5) aufweist, welcher strömungstechnisch zwischen der Einlassöffnung (3) und der Auslassöffnung (4) angeordnet ist, sodass wenigstens ein Teil des Abgases bei einem Strömen von der Einlassöffnung (3) zu der Auslassöffnung (4) den Filterkörper (5) zum Ausfiltern von Abgaspartikeln aus dem Abgas durchströmt, dadurch gekennzeichnet, dass in einem unverschlossenen Zustand des Partikelfilters (1), in welchem ein durch die Einlassöffnung (3) zu dem Filterkörper (5) verlaufender Strömungsweg (20) freigegeben ist, zunächst durch die Einlassöffnung (3) Beschichtungspartikel zur Ausbildung einer Beschichtung (13) auf dem Filterkörper (5) eingebracht werden und anschließend wenigstens ein Verschluss (14) zum wenigstens teilweisen Verschließen des Strömungswegs (20) eingesetzt wird, um die Beschichtungspartikel in dem Partikelfilter (1) zu halten.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Verschluss (14) auf wenigstens ein Bauelement (16) des Partikelfilters (1) geklebt wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verschluss (14) derart hergestellt wird, dass er mehrere Lagen (17, 18, 24) aufweist.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verschluss (14) derart hergestellt wird, dass er einen Bereich aufweist, welcher zumindest von einer Teilmenge des Abgases durchströmbar ist.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verschluss (14) derart hergestellt wird, dass er zu wenigstens einem Großteil rückstandsfrei verbrennbar ist.
Partikelfilter (1) für eine ein Abgas erzeugendes Antriebsaggregat aufweisende Antriebseinrichtung, insbesondere hergestellt gemäß einem Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, mit wenigstens einer Einlassöffnung (3) zum Einlassen des Abgases in ungefiltertem Zustand und zumindest einer Auslassöffnung (4) zum Auslassen wenigstens eines Teils des Abgases in gefiltertem Zustand sowie mindestens einem Filterkörper (5), welcher strömungstechnisch zwischen der Einlassöffnung (3) und der Auslassöffnung (4) angeordnet ist, sodass wenigstens ein Teil des Abgases bei einem Strömen von der Einlassöffnung (3) zu der Auslassöffnung (4) den Filterkörper (5) zum Ausfiltern von Abgaspartikeln aus dem Abgas durchströmt, dadurch gekennzeichnet, dass in einem unverschlossenen Zustand des Partikelfilters (1), in welchem ein durch die Einlassöffnung (3) zu dem Filterkörper (5) verlaufender Strömungsweg (20) freigegeben ist, zunächst durch die Einlassöffnung (3) Beschichtungspartikel zur Ausbildung einer Beschichtung (13) auf dem Filterkörper (5) einbringbar sind und wenigstens ein Verschluss (14) zum wenigstens teilweisen Verschließen des Strömungswegs (20) eingesetzt ist, um die Beschichtungspartikel in dem Partikelfilter (1) zu halten.
Verfahren zum Herstellen einer Antriebseinrichtung, die ein Abgas erzeugendes Antriebsaggregat und einen Partikelfilter (1) aufweist, wobei der Partikelfilter (1) wenigstens eine Einlassöffnung (3) zum Einlassen des Abgases in ungefiltertem Zustand, zumindest eine Auslassöffnung (4) zum Auslassen wenigstens eines Teils des Abgases in gefiltertem Zustand sowie mindestens einen Filterkörper (5) aufweist, welcher strömungstechnisch zwischen der Einlassöffnung (3) und der Auslassöffnung (4) angeordnet ist, sodass wenigstens ein Teil des Abgases bei einem Strömen von der Einlassöffnung (3) zu der Auslassöffnung (4) den Filterkörper (5) zum Ausfiltern von Abgaspartikeln aus dem Abgas durchströmt, dadurch gekennzeichnet, dass in einem unverschlossenen Zustand des Partikelfilters (1), in welchem ein durch die Einlassöffnung (3) zu dem Filterkörper (3) verlaufender Strömungsweg (20) freigegeben ist, zunächst durch die Einlassöffnung (3) Beschichtungspartikel zur Ausbildung einer Beschichtung (13) auf dem Filterkörper (5) eingebracht werden und anschließend wenigstens ein Verschluss (14) zum wenigstens teilweisen Verschließen des Strömungswegs (20) eingesetzt wird, um die Beschichtungspartikel in dem Partikelfilter (1) zu halten.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Einsetzen des Partikelfilters (1) in die Antriebseinrichtung das Antriebsaggregat zum Erzeugen von Abgas derart betrieben wird, dass wenigstens eine Teilmenge des Abgases den Partikelfilter (1) durchströmt.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsaggregat derart betrieben wird, dass der Verschluss (14) von der Teilmenge des Abgases zunächst durchströmt wird.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsaggregat derart betrieben wird, dass der Verschluss (14) bei dem Durchströmen mit der Teilmenge des Abgases aufgeheizt wird, bis er verbrennt.