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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG 1. Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung bezieht
sich auf einen Abgasreinigungsfilter zum Einfangen von Partikeln
in den von einer Verbrennungskraftmaschine abgegebenen Abgasen,
zum Reinigen der so abgegebenen Abgase und auf ein Verfahren zu
dessen Herstellung.
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2. Beschreibung des Standes
der Technik
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Bekannt gibt es Abgasreinigungsfilter
zum Einfangen von Partikeln in Abgasen, die von Verbrennungskraftmaschinen
wie zum Beispiel Dieselmotoren abgegeben wurden. In solchen Filtern
sind Stopfen-Werkstoffe 94 an einem Ende von Zellen 92 einer Wabenstruktur 90 eingebaut,
wie in 14 und 15 gezeigt ist.
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Beim Reinigen von Abgasen 4 und
der Benutzung des Gasreinigungsfilters 9, wie in 14, 15 gezeigt ist, werden Abgase 4 aus
den Öffnungen 93 der
Zellen 92 bei einer Endfläche 991 des Abreinigungsfilters 9 in
diesen eingebracht. Derart in die Zellen 92 eingebrachte
Abgase 4 treten durch Zwischenwände 91, um sich in
die angrenzenden Zellen 92 zu bewegen. Wenn dies auftritt,
werden Partikel in dem Abgas 4 in den Zwischenwänden 91 gefangen,
wobei die Abgase 4 gereinigt werden. Zusätzlich können zum
Beispiel die so gefangenen Partikel abgebaut werden, um entfernt
zu werden, indem verursacht wird, dass zum Beispiel ein Katalysator
auf den Zwischenwänden 91 getragen
wird.
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Dann werden die so gereinigten Abgase
aus den Öffnungen 93 der
Zellen 92 bei der anderen Endfläche 992 des Abgasreinigungsfilters 9 abgegeben.
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Auf diese Weise können die Abgase 4 durch den
Abgasreinigungsfilter 9 gereinigt werden.
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Jedoch weisen die bekannten Abgasreinigungsfilter 9 die
folgenden Missstände
auf.
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Es sind nämlich die Stopfen-Werkstoffe 94 in den Öffnungen 93 der
Zellen 92 bei einem ihrer Enden eingebaut. Dann weisen
die Stopfen-Werkstoffe 94 normalerweise keine Funktion
auf, die Partikel einzufangen. Deswegen können die Abschnitte des Filters,
bei denen die Stopfen-Werkstoffe 94 eingebaut sind, nämlich das
eine der Enden einer Zelle 92 nicht als Filter verwendet
werden, und deswegen kann dort ein Missstand verursacht werden,
dass der Abgasreinigungswirkungsgrad unzureichend wird.
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Zusätzlich kann ebenfalls ein Missstand
verursacht werden, dass Partikel sich in der Nähe der Endflächen 991, 992 sammeln
und anhäufen,
und dabei die Öffnungen 93 in
den Zellen 92 verschließen.
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Um mit diesen Missständen umzugehen,
wie in 16 gezeigt ist,
wurde ein Filter 8 offenbart, bei dem Zwischenwände 81 verformt
sind, um ein Ende der Zellen 82 zu verschließen (JP-T-8-508199;
der Ausdruck "JP-T", wie er hier verwendet
ist, bedeutet eine veröffentlichte
Japanische Übersetzung
einer fremdsprachigen PCT Patenanmeldung).
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Bei diesem Filter 8 ist
ein Ende jeder Zelle 82 durch die Zwischenwände 81 geschlossen,
die die Funktion haben Partikel einzufangen. Abgase 4 können durch
das eine Ende der Zelle 82 ebenfalls durchtreten, sodass
die Abgase 4 gereinigt werden können. Auf diese Weise kann
der Reinigungswirkungsgrad der Abgase 4 verbessert werden.
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Jedoch muss eine Druckkraft in einem
großen
Ausmaß auf
die Endabschnitte der Zwischenwände 81 angewendet
werden, da die Verformung der Zwischenwände 81 auf eine gegossene
Wabenstruktur durchgeführt
wird, die extrusionsgegossen und dann getrocknet wurde. Deswegen
ist es schwierig, die Zwischenwände 81 gleichmäßig in eine
gewünschte
Form zu verformen.
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Zusätzlich wurde ein Verfahren
offenbart, bei dem die Endabschnitte der Zwischenwände 81 mit
einer Durchtränkungsflüssigkeit
durchdrängt
werden, um so die Endabschnitte verformbar zu machen, wobei dann
die Zwischenwände 81 gedrückt werden, um
verformt zu sein. Jedoch ist in diesem Fall ein zusätzliches
Durchtränkungsverfahren
erforderlich, und da das Durchtränken
eine vorbestimmte Zeit erfordert, wird deswegen ein Missstand verursacht,
dass die Produktionsleistung verschlechtert wird.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung wurde unter
Betrachtung der Missstände
gemacht, und eine Aufgabe davon ist es, einen Abgasreinigungsfilter
bereitzustellen, dessen Reinigungsleistung überlegen ist, der einen gleichmäßigen Ein-
und Austritt der Abgase ermöglichen
kann, der leicht herzustellen ist und der sehr stark ist, und ein
Verfahren diesen herzustellen.
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Gemäß einem Gesichtspunkt der vorliegenden
Erfindung ist ein Abgasreinigungsfilter bereitgestellt, um Partikel
in einem von einer Verbrennungskraftmaschine abgegebenen Abgas zur
Reinigung einzufangen, wobei der Abgasreinigungsfilter aufweist;
eine
Wabenstruktur, die wabenartig bereitgestellte Zwischenwände aufweist,
und eine Vielzahl von Zellen, die alle einen im Wesentlichen dreieckigen
Querschnitt aufweisen, und die alle durch die Zwischenwände unterteilt
sind, wobei
jede Zelle an einem Ende der Wabenstruktur eine große im Wesentlichen
sechseckige Öffnung
aufweist, wenn sie von der Vorderseite betrachtet wird, was von
einer Ausdehnung der Zwischenwände
herrührt,
und bei ihrem anderen Ende einen geschlossen Abschnitt, der von
dem nach innen ziehende Zwischenwände resultiert, und worin
die
großen Öffnungen
und die geschlossenen Abschnitte in einer gemischten Weise an beiden
Endflächen
der Wabenstruktur auf solche Weise vorhanden sind, dass sie angrenzend
aneinander angeordnet sind.
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Die großen Öffnungen und die geschlossenen
Abschnitte können
durch das Verformen der Zwischenwände durch teilweises Biegen
und Ausdehnen der Zwischenwände
ausgebildet werden.
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Wie zuvor beschrieben wurde, hat
jede Zelle der Wabenstruktur im Wesentlichen einen dreieckigen Querschnitt,
und die großen Öffnungen
und die geschlossenen Abschnitte sind beide durch das Verformen
der Öffnungen
der im Wesentlichen dreieckigen Querschnitte in die bei Betrachtung
von vorne im Wesentlichen sechseckige Form ausgebildet.
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Deswegen kann ein Biegewinkel und
ein Ausdehnungsausmaß klein
gemacht werden, das zum Verformen der Zwischenwände aufgenommen ist. Mit anderen
Worten können
die großen Öffnungen
und die geschlossenen Abschnitte ausgebildet werden, selbst wenn
der Biegewinkel und das Ausdehnungsausmaß der Zwischenwände klein
sind.
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Folglich kann das Entstehen von Rissen
in den Zwischenwänden
verhindert werden, und auf diese Weise kann ein Abgasreinigungsfilter
von großer
Festigkeit erhalten werden.
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Es ist anzumerken, dass das Verhältnis zwischen
der Querschnittsform der Zellen und dem Biegewinkel und dem Ausdehnungsausmaß bei einer ersten
Ausführungsform
detailliert beschrieben werden wird.
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Zusätzlich weist der Abgasreinigungsfilter bei
einem Ende der Zellen geschlossene Abschnitte auf. Deswegen treten
in die Zellen eingeführte
Abgase durch die Zwischenwände,
um sich in die angrenzenden Zellen zu bewegen, und werden dann von den
großen Öffnungen
bei dem anderen Ende der Zellen abgegeben, wobei Partikel in den
Abgasen in den Zwischenwänden
eingefangen werden.
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Zusätzlich werden die geschlossenen
Abschnitte durch das Verformen der Zwischenwände ausgebildet, die die Funktion
haben, die Partikel zu fangen. Deswegen ist es den Abgasen ebenfalls
gestattet, durch die Zwischenwände
bei den Endabschnitten durchzutreten, nämlich in den Randbereichen
der geschlossenen Abschnitte der Zellen, wobei eine ausreichende
Reinigung der Abgase bereitgestellt werden kann. Auf diese Weise
kann die Abgasreinigungsleistung erhöht werden.
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Darüber hinaus ist der Abgasreinigungsfilter konstruiert,
mit den großen Öffnungen
bei einem Ende der Zellen bereitgestellt zu sein. Deswegen kann
eine ausreichende Öffnungsfläche der
Zellen sichergestellt werden, wobei ein gleichmäßiges Ein- und Austreten der
Abgase bereitgestellt werden kann, sogar wenn sich Partikel bei
den Endflächen des
Abgasreinigungsfilters ansammeln.
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Wie im Vorangehenden beschrieben
wurde, kann gemäß diesem
Gesichtspunkt der Erfindung ein Abgasreinigungsfilter bereitgestellt
werden, der in der Reinigungsleistung überlegen ist, der ein gleichmäßiges Ein-
und Austreten der Abgase ermöglichen kann,
und der sehr stark ist.
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Gemäß einem anderen Gesichtpunkt
der vorliegenden Erfindung ist ein Abgasreinigungsfilter zum Fangen
der Partikel in Abgasen bereitgestellt, die von einer Verbrennungskraftmaschine
zur Reinigung abgegeben werden, wobei der Abgasreinigungsfilter
aufweist;
eine Wabenstruktur, die Zwischenwände aufweist, die wabenartig
bereitgestellt sind, und eine Vielzahl von Zellen, von denen jede
einen im Wesentlichen dreieckigen Querschnitt aufweist, und die
alle durch die Zwischenwände
unterteilt sind, wobei
einige Zellen der Vielzahl von Zellen
bei einem Ende der Wabenstruktur, bei dem die Abgase eingeführt werden,
große
im Wesentlichen sechseckige Öffnungen
aufweisen, wenn von der Vorderseite betrachtet, die von einem Ausdehnen
der Zwischenwände
herrühren,
und bei ihrem anderen Ende Stopfen-Werkstoffe, die die Zellen verschließen, wobei
die
anderen Zellen bei einem Ende, bei dem die Abgase eingeführt werden,
geschlossene Abschnitte aufweisen, die von dem nach innen ziehender
Zwischenwände
herrühren,
und worin
die Zellen, die die großen Öffnungen aufweisen, und die
Zellen, die die geschlossenen Abschnitte aufweisen, in einer gemischten
Weise in der Wabenstruktur auf solch eine Weise vorhanden sind,
dass sie aneinander angrenzend angeordnet sind.
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Wie bei dem kürzlich beschriebenen Gesichtspunkt
der Erfindung haben ebenfalls bei dem Abgasreinigungsfilter gemäß diesem
Gesichtspunkt der Erfindung die Zellen in der Wabenstruktur einen im
Wesentlichen dreieckigen Querschnitt, und die großen Öffnungen
und die geschlossenen Abschnitte werden durch das Verformen der Öffnungen
der im Wesentlichen dreieckigen Querschnitte in die bei Betrachtung
von vorne im Wesentlichen sechseckige Form ausgebildet.
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Folglich kann die Entstehung von
Rissen in den Zwischenwänden
verhindert werden, und ein Abgasreinigungsfilter von großer Stärke kann
auf diese Weise erhalten werden.
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Zusätzlich ist der Abgasreinigungsfilter
konstruiert, mit den großen Öffnungen
bei einem Ende der Zellen bereitgestellt zu sein. Deswegen kann
eine ausreichende Öffnungsfläche der
Zellen sichergestellt werden, wobei ein gleichmäßiges Ein- und Austreten der
Abgase bereitgestellt werden kann, sogar wenn sich die Partikel
bei den Endflächen
des Abgasreinigungsfilters ansammeln.
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Darüber hinaus ist das Verschließen des
Endes der Zellen, dass deren Ende gegenüberliegt, bei dem die Abgase
eingeführt
werden, durch das Einbauen der Stopfen-Werkstoffe durchgeführt. Deswegen muss bei dem
Herstellen des Abgasreinigungsfilters die Verformung der Zwischenwände nur
bei dem Endabschnitt auftreten, bei dem die Abgase eingeführt werden.
Auf diese Weise kann ein Abgasreinigungsfilter erhalten werden,
der leicht herzustellen ist, und der eine überlegene Herstellungsleistung
bereitstellt.
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Wie bisher beschrieben wurde, kann
gemäß diesem
Gesichtspunkt der Erfindung ein Abgasreinigungsfilter bereitgestellt
werden, dessen Reinigungsleistung überlegen ist, der ein gleichmäßiges Ein- und
Austreten der Abgase ermöglicht,
und der sehr stark ist.
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Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt
der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Herstellen eines
Abgasreinigungsfilters zum Fangen von Partikeln von einer Verbrennungskraftmaschine
zum Reinigen abgegebenen Abgasen bereitgestellt, wobei das Verfahren
aufweist;
Vorbereiten eines Wabengussstücks, mit Zwischenwänden, die
wabenartig bereitgestellt sind und eine Vielzahl von Zellen von
im Wesentlichen dreieckigem Querschnitt aufweisen, die alle durch
die Zwischenwände
unterteilt sind, und die alle hergestellt sind, um beide Endflächen mittels
Extrusionsgießen
eines Wabenstücks
aus einem keramischen Werkstoff zu durchdringen, der ein organisches
Bindemittel enthält,
Trocknen des so gegossenen Wabenstücks und Schneiden des so gegossenen
Wabenstücks
auf eine vorbestimmte Länge,
Verformen
der Zwischenwände
bei Öffnungen
der Zellen des gegossenen Wabenstücks, um so nicht nur die Öffnungen
der Zellen auszudehnen, und dabei große, bei Betrachtung von vorne
im Wesentlichen sechseckige Öffnungen
bereitzustellen, sondern um ebenfalls die Zwischenwände der
Zellen nach innen zu ziehen, die an die Zellen angrenzen, deren
Zwischenwände
ausgedehnt sind, und dabei geschlossene Abschnitte bereitzustellen,
und
danach Kalzinieren des gegossenen Wabenstücks.
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Als Nächstes werden die Funktion
und die Vorteile von diesem Gesichtspunkt der Erfindung beschrieben.
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Durch das Verformen der Zwischenwände bei
den Öffnungen
der Zellen werden die Zwischenwände
teilweise gebogen und ausgedehnt.
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Mit diesem Herstellungsverfahren
können die
großen Öffnungen
und die geschlossenen Abschnitte durch das Verformen der Öffnungen
in dem gegossenen Wabenstück,
die alle im Wesentlichen einen dreieckigen Querschnitt haben, in
die bei Betrachtung von vorne im Wesentlichen sechseckige Form ausgebildet
werden.
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Deswegen kann ein Biegewinkel und
ein Ausdehnungsausmaß,
das aufgenommen werden sollte, wenn die Zwischenwände verformt
werden, klein gemacht werden. Mit anderen Worten können die
großen Öffnungen
und die geschlossenen Abschnitte ausgebildet werden, sogar wenn
der Biegewinkel und das Ausdehnungsausmaß der Zwischenwände klein
sind.
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Auf diese Weise kann das Entstehen
von Rissen in den Zwischenwänden
verhindert werden und somit ein Abgasreinigungsfilter von großer Stärke erhalten
werden.
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Es ist anzumerken, dass das Verhältnis zwischen
der Querschnittsform der Zellen und dem Biegewinkel und dem Ausdehnungsausmaß in der
ersten Ausführungsform
beschrieben werden wird.
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Zusätzlich sind bei dem durch das
Herstellungsverfahren erhaltenen Abgasreinigungsfilter die Zellen
bei einem ihrer Enden durch die geschlossenen Abschnitte geschlossen.
Auf diese Weise können
von einem ihrer Enden in die Zellen eingebrachte Abgase durch die
Zwischenwände
durchtreten, um sich in die angrenzenden Zellen zu bewegen und werden
danach bei ihrem anderen Ende von den großen Öffnungen abgegeben, wobei Partikel
in dem Abgas in den Zwischenwänden
gefangen werden.
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Zusätzlich werden die geschlossenen
Abschnitte durch das Verformen der Zwischenwände ausgebildet, die die. Funktion
haben die Partikel zu fangen. Deswegen können Abgase ebenfalls durch die
Zwischenwände
bei den Endabschnitten durchtreten, nämlich in dem Randbereich der
geschlossenen Abschnitte der Zellen, wobei eine ausreichende Reinigung
der Abgase durchgeführt
wird. Auf diese Weise kann die Reinigungsleistung von Abgasen erhöht werden.
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Darüber hinaus sind bei dem durch
das Herstellungsverfahren erhaltenen Abgasreinigungsfilter die Zellen
mit großen Öffnungen
bei einem ihrer Enden bereitgestellt. Deswegen kann eine ausreichende Öffnungsfläche der
Zellen sichergestellt werden, sogar wenn die Partikel sich bei den
Endflächen
der Abgasreinigungsfilter ansammeln, und es wird dabei möglich, ein
gleichmäßiges Ein-
und Austreten der Abgase bereitzustellen.
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Wie im Vorangehenden beschrieben
wurde, kann gemäß diesem
Gesichtspunkt der Erfindung ein Verfahren bereitgestellt werden,
einen Abgasreinigungsfilter herzustellen, der in der Reinigungsleistung überlegen
ist, der ein gleichmäßiges Ein-
und Austreten der Abgase bereitstellen kann, und der leicht herzustellen
ist und der sehr stark ist.
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Die vorliegende Erfindung kann aus
der Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung
besser verstanden werden, wie sie unten fortgesetzt ist, zusammen
mit den begleitenden Zeichnungen.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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In den Zeichnungen; ist
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1 eine
erläuternde
Ansicht, die ein Verfahren zum Herstellen eines Abgasreinigungsfilters gemäß einer
ersten Ausführungsform
der Erfindung erklärt,
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2 eine
perspektivische Ansicht eines gegossenen Wabenstücks gemäß der ersten Ausführungsform,
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3A eine
erläuternde
Ansicht, die den Querschnitt des gegossenen Wabenstücks erklärt und
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3B eine
erläuternde
Ansicht, die den Querschnitt des gegossenen Wabenstücks erklärt, nachdem
die Zwischenwände
gemäß der ersten Ausführungsform
verformt wurden,
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4 eine
erläuternde
Ansicht, die ein Verfahren zum Ausbilden der großen Öffnungen durch das Verformen
der Zwischenwände
gemäß der ersten
Ausführungsform
erklärt,
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5 eine
erläuternde
Ansicht, die ein Verfahren zum Ausbilden der geschlossenen Abschnitte durch
das Verformen der Zwischenwände
gemäß der ersten
Ausführungsform
erklärt,
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6 eine
aus einer durch einen Pfeil C in 3B bezeichneten
Richtung betrachtete Ansicht,
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7 eine
erläuternde
Zeichnung, die den Querschnitt des Abgasreinigungsfilters gemäß der ersten
Ausführungsform
erklärt,
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8 eine
erläuternde
Zeichnung, die den Querschnitt des Abgasreinigungsfilters gemäß der dritten
Ausführungsform
der Erfindung erklärt,
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9 eine
erläuternde
Zeichnung, die den Querschnitt eines Abgasreinigungsfilters gemäß eines
Vergleichsbeispiels erklärt,
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10 eine
erläuternde
Ansicht, die ein Verfahren zur Ausbilden großer Öffnungen durch das Verformen
der Zwischenwände
gemäß des Vergleichsbeispiels
erklärt,
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11 eine
erläuternde
Ansicht des von einer dessen Endflächen betrachteten Abgasreinigungsfilters
gemäß dem Vergleichsbeispiel,
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12 eine
perspektivische Ansicht eines Abschnittes der Zelle in der Nähe einer
ihrer Öffnungen
gemäß dem Vergleichsbeispiel,
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13 eine
erläuternde
Ansicht eines Abschnitts in der Nähe eines geschlossenen Abschnitts des
von einer dessen Endflächen
betrachteten Abgasreinigungsfilters gemäß dem Vergleichsbeispiel,
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14 eine
perspektivische Ansicht eines Abgasreinigungsfilters gemäß eines
bekannten Beispiels,
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15 eine
erläuternde
Zeichnung, die den Querschnitt des Abgasreinigungsfilters gemäß dem bekannten
Beispiel erklärt,
und
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16 eine
erläuternde
Zeichnung, die den Querschnitt eines Abgasreinigungsfilters gemäß einem
anderen bekannten Beispiel erklärt.
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BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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(Erste Ausführungsform)
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Ein Abgasreinigungsfilter und ein
Verfahren zu dessen Herstellung gemäß einer Ausführungsform
der Erfindung wird unter Verwendung der 1 bis 7 beschrieben
werden.
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Ein Verfahren zum Herstellen eines
Abgasreinigungsfilters gemäß der Ausführungsform
ist ein Verfahren zum Erzeugen eines Abgasreinigungsfilters 1 zum
Einfangen von Partikeln 4 von einer Verbrennungskraftmaschine,
wie zum Beispiel einem Dieselmotor abgegebenen Abgasen, wie in 7 gezeigt ist.
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Zuerst wird nämlich ein Keramikwerkstoff, der
ein organisches Bindemittel enthält,
in ein Wabenstück
extrusionsgegossen, das so gegossene Wabenstück wird dann getrocknet und
das so getrocknete Wabenstück
wird dann auf eine vorbestimmte Länge geschnitten, wobei ein
gegossenes Wabenstück 100 vorbereitet
ist, das in 2 gezeigt ist.
Wie in 2, 3A gezeigt ist, weist das
gegossene Wabenstück 100 Zwischenwände 11 auf,
die wabenartig bereitgestellt sind, und eine Vielzahl von Zellen 12,
die alle einen im Wesentlichen dreieckigen Querschnitt haben, die
alle durch die Zwischenwände 11 unterteilt
sind und die hergestellt sind, um beide Endflächen 191, 192 zu
durchdringen.
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Wie durch einen Pfeil F in 1 gezeigt ist, wird als
Nächstes
eine spitz zulaufende Vorrichtung 3, die einen spitz zulaufenden
Endabschnitt 31 aufweist, in eine Öffnung 13 in jeder
Zelle 12 des gegossenen Wabenstücks 100 eingebracht
und die Zwischenwände 11 werden
erhitzt, um so erweicht zu werden. Dann werden die Zwischenwände 11 durch eine
durch die spitz zulaufende Vorrichtung 3 angewendete Druckkraft
verformt (wie durch die Pfeile G in 1 bezeichnet),
wobei die Öffnung 13 der
Zelle 12 ausgedehnt wird, um eine große, bei Betrachtung von vorne
im Wesentlichen sechseckige Öffnung 131 bereitzustellen,
während
eine Öffnung 13 in
der angrenzenden Zelle 12 nach innen gezogen wird, um einen
geschlossenen Abschnitt 132 bereitzustellen, wie in 3B und 4 bis 6 gezeigt
ist.
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Danach wird das gegossene Wabenstück 100 kalziniert,
wobei der Abgasreinigungsfilter 1 hergestellt wird (7).
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Das Verfahren zum Herstellen des
Abgasreinigungsfilters 1 wird im Folgenden genauer beschrieben
werden.
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Zuerst werden vorbestimmte Mengen
keramischer Werkstoffe wie zum Beispiel Talk, Silizium, Kaolin,
Aluminiumoxid und Rluminiumhydroxid und Poren erzeugende Werkstoffe,
wie zum Beispiel Kohlenstoff und Kunstharz vorbereitet und diese
Werkstoffe werden gestaltet eine Cordieritzusammensetzung bereitzustellen.
Dann wird ein organisches Bindemittel und Wasser dazugegeben, und
sie werden vermischt und geknetet, um so in einen Ton geformt zu
werden.
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Der auf diese Weise geformte Ton
wird dann in einer Vakuumextrusionsgussmaschine in eine Wabenform
extrusionsgegossen, der wabenförmige
Ton wird dann getrocknet und der so getrocknete wabenförmige Ton
wird auf eine vorbestimmte Länge
abgeschnitten.
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Die obigen keramischen Werkstoffe
enthalten thermoplastische Harze, wie zum Beispiel acrylisches Harz,
Methylstearat und Vinylchloridharz.
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Zusätzlich können zum Beispiel Methylzellulose
und Hydroxylmethylzellulose als organisches Bindemittel verwendet
werden.
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Die spitz zulaufende Vorrichtung 3 wird
dann eingesetzt, um die Zwischenwände 11 bei den Öffnungen 13 in
den Zellen 12 bei den Endflächen 191, 192 des
gegossenen Wabenstücks 100 zu
verformen (2, 3A), das wie oben beschrieben
erhalten wurde. Wenn dies auftritt, werden die Zwischenwände 11 auf
100 bis 500°C
erhitzt, um erweicht zu werden, und die so erweichten Zwischenwände 11 werden dann
deformiert.
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Wie in 1 gezeigt
ist, weist die spitz zulaufende Vorrichtung 3 einen fernen
Endabschnitt 31 auf, der in eine im Wesentlichen sechseckige
pyramidenartige Form ausgebildet ist. Dann werden bei dem Einfügen der
spitz zulaufenden Vorrichtung 3 in die Zelle 12,
wie es oben beschrieben wurde, drei Eckenabschnitte 32 von
sechs Eckenabschnitten 32 des distalen Endabschnitts 31 in
Berührung
mit den im Wesentlichen mittleren Abschnitten der drei Seiten von
jeder Zelle 12 gebracht. Wenn dies auftritt, werden die
verbleibenden drei Ecken 32 bei Stellungen vorgesehen,
die den Eckabschnitten der Zelle 12 entsprechen.
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Wie in 4 gezeigt,
wird nämlich
die Öffnung 13 der
dreieckigen Zelle 12, die durch strichlinierte Linien bezeichnet
ist, in eine im Wesentlichen sechseckige Form verformt, um durch
das Annähern der
spitz zulaufenden Vorrichtung 3 eine große Öffnung 131 bereitzustellen.
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Es werden nämlich die entsprechenden Seiten
der Zelle 12, die im Wesentlichen eine dreieckige Form
ausbilden, bei ihren im Wesentlichen mittleren Abschnitten um ungefähr 120° gebogen,
und die entsprechenden Eckpunkte der Zelle 12 werden von
ungefähr
60° auf
ungefähr
120° ausgedehnt.
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Zusätzlich wird die Zelle 12,
die angrenzend an die Zelle 12 angeordnet ist, in die die
spitz zulaufende Vorrichtung 3 über die Zwischenwand 11 eingebracht
wird, wie in 5 gezeigt,
geschlossen, wenn die drei Zellen 12, die die angrenzende
Zelle 12 umgeben, in die im Wesentlichen sechseckige Form ausgedehnt
werden. In dieser Zelle 12 wird nämlich die Öffnung gezogen, einen geschlossenen
Abschnitt 132 auszubilden (3B, 6), wenn die umgebenden Zwischenwände 11 miteinander
in Berührung
gebracht werden.
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Wie in 6 gezeigt,
sind die großen Öffnungen 131 und
die geschlossenen Abschnitte 132 abwechselnd in den Endflächen 191, 192 des
gegossenen Wabenstücks 100 vorgesehen.
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Zusätzlich kann die Verformung
der Öffnungen 13 durch
die spitz zulaufende Vorrichtung 3 einzeln für jede Öffnung 13 durchgeführt werden,
oder eine Vielzahl von spitz zulaufenden Vorrichtungen 3 kann
zum selben Zeitpunkt in eine Vielzahl von Öffnungen 13 eingefügt werden,
um so die Vielzahl von Öffnungen 13 zur
gleichen Zeit zu verformen.
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Als Nächstes wird das gegossene Wabenstück 100 kalziniert,
um die Wabenstruktur 10 zu erhalten.
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Als Nächstes wird ein Katalysator
wie zum Beispiel Platin hergestellt, um auf den Zwischenwänden 11 der
Wabenstruktur 10 getragen zu werden, um einen Abgasreinigungsfilter
zu erhalten (7).
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Der auf diese Weise erhaltene Abgasreinigungsfilter
weist Cordierit auf. Zusätzlich
wird der Abgasreinigungsfilter in eine zum Beispiel runde zylindrische
oder ovale zylindrische Form ausgebildet, und weist einen Durchmesser
von 50 bis 300 mm und eine Länge
von 50 bis 250 mm zwischen den Endflächen 191, 192 auf.
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Wie in 6, 7 gezeigt ist, weist der
durch das oben beschriebene Herstellungsverfahren erhaltene Abgasreinigungsfilter 1 die
Wabenstruktur 10 auf, die die Zwischenwände 11 und die Vielzahl
von Zellen 12 aufweist.
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Jede Zelle 12 weist eine
große,
bei Betrachtung von vorne im Wesentlichen sechseckige Öffnung 131 auf,
was aus der Ausdehnung der Zwischenwände 11 bei einem Ende
der Wabenstruktur 10 herrührt, und den geschlossenen
Abschnitt 132, was von dem nach innen ziehen der Zwischenwände 11 an
ihrem andere Ende herrührt.
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In den Endflächen 191, 192 der
Wabenstruktur 10 sind die großen Öffnungen 131 und die
geschlossenen Abschnitte 132 in einer gemischten Weise
so vorhanden, dass sie angrenzend aneinander angeordnet sind.
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Zusätzlich wird der (nicht gezeigte)
Katalysator durch die Zwischenwände 11 getragen,
um so in den Zwischenwänden 11 gefangene
Partikel abzubauen und zu entfernen.
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Wie in 7 gezeigt
ist, werden in dem Abgasreinigungsfilter 1 von einer Verbrennungskraftmaschine wie
zum Beispiel einem Dieselmotor abgegebene Abgase 4 von
den großen Öffnungen 131 in
der Endfläche 191,
die eine der Endflächen
ist, in die Zellen 12 eingebracht. Die Zellen 12 sind
bei ihrem anderen Ende durch die geschlossenen Abschnitte 132 geschlossen.
Dann sind die Zwischenwände 11 durch
poröse
Körper
bestimmt, die alle eine Anzahl von feinen Löchern aufweisen.
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Wie in 7 gezeigt
ist, treten deswegen in die Zellen 12 eingebrachte Abgase 4 durch
die Zwischenwände 11 durch.
Wenn dies auftritt werden Partikel wie zum Beispiel Kohlenstoffpartikel
in den Zwischenwänden 11 gefangen,
wobei die Abgase 4 gereinigt werden. Die in den Zwischenwänden 11 gefangenen
Partikel werden durch den Einsatz des durch die Zwischenwände 11 getragenen
Katalysators abgebaut und entfernt.
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Als Nächstes werden die Funktion
und Vorteile der Ausführungsform
beschrieben werden.
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Die die Zwischenwände 11 bindenden Keramikwerkstoffe
enthalten das organische Bindemittel. Deswegen können die Zwischenwände 11 erweicht werden,
wenn sie erhitzt werden. Dann können
die Zwischenwände 11 leicht
durch das Anwenden einer Druckkraft auf die Zwischenwände 11 in
einem Zustand deformiert werden, in dem die Zwischenwände 11 erhitzt
sind, um erweicht zu werden.
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Wie in 1 gezeigt
ist, wird hier die Druckkraft durch die spitz zulaufende Vorrichtung 3 eingebracht,
die in die Öffnung 13 der
Zellen 12 des gegossenen Wabenstücks 100 eingefügt wird.
Dann werden die Zwischenwände 11 durch
eine darauf angewendete Druckkraft verformt. Deswegen werden die Zwischenwände 11,
die um die Zelle 12 angeordnet sind, in die die spitz zulaufende
Vorrichtung 3 eingefügt
wird, dann weit nach außen
entlang der spitz zulaufenden Form des fernen Endabschnittes 31 der spitz
zulaufenden Vorrichtung 3 ausgedehnt. Auf diese Weise wird
die Öffnung 13 in
der Zelle 12, in die die spitz zulaufende Vorrichtung 3 eingefügt wird,
die große Öffnung 131,
wie oben beschrieben wurde, wobei die Zwischenwände 11 der Öffnung 13 in
der angrenzenden Zelle 12 unvermeidlich nach innen verformt
werden, um den geschlossenen Abschnitt 132 auszubilden.
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Auf diese Weise werden durch das
Verformen der Zwischenwände 11 bei
den Öffnungen 13 in den
Zellen 12 die Zwischenwände 11 teilweise
gebogen und ausgedehnt.
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Bei diesem Herstellungsverfahren
können die
großen Öffnungen 131 und
die geschlossenen Abschnitte 132 durch das Verformen der Öffnungen 13 des
gegossenen Wabenstücks 100,
die im Wesentlichen einen dreieckigen Querschnitt aufweisen, in
die bei Betrachtung von vorne im Wesentlichen sechseckige Form ausgebildet
werden.
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Deswegen kann der Biegewinkel und
das Ausdehnungsausmaß,
das bei dem Verformen der Zwischenwände 11 aufgenommen
werden soll, klein gemacht werden. Die großen Öffnungen 131 und die geschlossenen
Abschnitte 132 können
nämlich
sogar geformt werden, wenn die Biegewinkel und das Ausdehnungsausmaß der Zwischenwände 11 klein sind.
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Um genau zu sein, beträgt der Biegewinkel der
Zwischenwände 11 ungefähr 120°, was ein
mittlerer Wert ist, wie in 4 gezeigt
ist. Zusätzlich
beträgt
die Länge
der Zwischenwand 11, nachdem sie verformt wurde, ungefähr 2√3/3 mal
(1,15 mal) die Länge
der Zwischenwand 11, bevor sie verformt wurde, und das
Ausdehnungsausmaß ist
ebenfalls klein.
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Folglich kann die Erzeugung von Rissen
in den Zwischenwänden
verhindert werden und somit kann ein Abgasreinigungsfilter 1 von
hoher Festigkeit erhalten werden.
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Wie in 1 gezeigt
ist, weist die spitz zulaufende Vorrichtung 3 zusätzlich einen
fernen Endabschnitt 31 auf, der in eine im Wesentlichen
sechseckige, pyramidenartige Form ausgebildet ist. Deswegen kann
die große,
bei Betrachtung von vorne im Wesentlichen sechseckige Öffnung 131,
auf eine einfache und sichere Weise hergestellt werden.
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Zusätzlich weist der durch das
Herstellungsverfahren erhaltene Abgasreinigungsfilter 1 bei
einem Ende der Zellen 12 die geschlossenen Abschnitte 132 auf,
wie in 7 gezeigt ist.
Deswegen treten in die Zellen 12 eingebrachte Abgase 4 durch
die Zwischenwände 11 durch,
um sich in die angrenzenden Zellen 12 zu bewegen, und werden
danach aus den großen Öffnungen 131 auf
dem anderen Ende abgegeben, wobei Partikel in den Abgasen 4 durch die
Zwischenwände 11 gefangen
werden.
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Zusätzlich werden die geschlossenen
Abschnitte 132 durch das Verformen der Zwischenwände 11 ausgebildet,
die die Funktion aufweisen, die Partikel zu fangen. Deswegen können Abgase 4 ebenfalls
bei den Endabschnitten oder in den Randabschnitten der geschlossenen
Abschnitte 132 durch die Zwischenwände 11 durchtreten,
wobei eine ausreichende Reinigung der Abgase 4 enthalten
ist. Folglich kann die Reinigungsleistung der Abgase 4 erhöht werden.
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Darüber hinaus ist der Abgasreinigungsfilter 1 konstruiert,
mit den großen Öffnungen 131 bei
einem Ende der Zellen 12 bereitgestellt zu werden. Deswegen
kann eine ausreichende Öffnungsfläche der
Zellen 12 sichergestellt werden, sogar wenn sich Partikel
bei den Endflächen
des Abgasreinigungsfilters 1 ansammeln, und es dabei möglich machen,
ein gleichmäßiges Ein-
und Austreten der Abgase 4 bereitzustellen.
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Wie bis hier beschrieben wurde, kann
gemäß dieser
Ausführungsform
der Abgasreinigungsfilter bereitgestellt werden, dessen Reinigungsleistung überlegen
ist, der ein gleichmäßiges Ein-
und Austreten der Abgase bereitstellen kann, der einfach herzustellen
ist und der sehr stark ist.
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(Zweite Ausführungsform)
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Diese Ausführungsform stellt ein Beispiel
bereit, bei dem der ferne Endabschnitt der spitz zulaufenden Vorrichtung
zum Verformen der Zwischenwände
in eine im Wesentlichen dreieckige Form ausgebildet ist.
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In diesem Fall werden bei dem Einfügen des fernen
Endabschnitts der spitz zulaufenden Vorrichtung in die Öffnung in
der Zelle des gegossenen Wabenstücks
drei Eckabschnitte bei dem fernen Abschnitt in Anlage mit den im
Wesentlichen mittleren Abschnitten der entsprechenden Seiten der
im Wesentlichen dreieckigen Öffnungen
gebracht.
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Die anderen Merkmale dieser Ausführungsform
sind ähnlich
zu denen der ersten Ausführungsform.
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In diesem Fall können ebenfalls die großen bei
Betrachtung von vorne im Wesentlichen sechseckigen Öffnungen,
und die geschlossenen Abschnitte ausgebildet werden.
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Zusätzlich können die gleiche Funktion und Vorteile
wie bei der ersten Ausführungsform
durch diese Ausführungsform
bereitgestellt werden.
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Es ist anzumerken, dass die Abgasreinigungsfilter 1 konstruiert
sein können,
keinen Katalysator zu tragen, obwohl die Abgasreinigungsfilter 1 gemäß der ersten
und zweiten Ausführungsform
dargestellt sind, dass durch die Wabenstruktur 10 ein Katalysator
getragen wird.
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(Dritte Ausführungsform)
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Wie in 8 gezeigt
ist, stellt diese Ausführungsform
ein Beispiel bereit, bei dem einige Zellen 12 aus der Vielzahl
von Zellen 12 an einem Ende (der Endfläche 191) der Wabenstruktur 10,
bei der Abgase eingebracht werden, große, bei Betrachtung von vorne
im Wesentlichen sechseckige Öffnungen 131 aufweisen,
was aus der Ausdehnung der Zwischenwände 11 herrührt, und
bei ihrem anderen Ende Stopfen-Werkstoffe 14, die die Zellen 12 verschließen.
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Zusätzlich weisen die anderen Zellen 12 bei dem
einen Ende (der Endfläche 191),
bei dem die Abgase eingebracht werden, geschlossene Abschnitte 132 auf,
die von einem nach innen ziehende Zwischenwände herrühren.
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Bei der Wabenstruktur 10 sind
die Zellen 12, die die großen Öffnungen 131 aufweisen,
und die Zellen 12, die die geschlossenen Abschnitte 132 aufweisen,
in einer gemischten Weise vorhanden, sodass sie aneinander angrenzend
angeordnet sind.
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In der Endfläche 191 sind nämlich die
großen Öffnungen
und die geschlossenen Abschnitte in einer gemischten Weise vorhanden,
sodass sie aneinander angrenzend angeordnet sind. Zusätzlich wird
das Ausbilden der großen Öffnungen 131 und
der geschlossenen Abschnitte 132 durch das Verformen der
Zwischenwände
auf die gleiche Weise durchgeführt,
wie bei der ersten Ausführungsform.
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Die anderen Merkmale sind ähnlich zu
denen der ersten Ausführungsform.
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Der Abgasreinigungsfilter gemäß dieser Ausführungsform
ist konstruiert, mit den großen Öffnungen 131 bei
einem Ende der Zellen 12 bereitgestellt zu werden, wo die
Abgase eingebracht werden. Deswegen kann eine ausreichende Öffnungsfläche der
Zellen 12 sichergestellt werden, sogar wenn die Partikel
sich bei der Endfläche 191 des
Abgasreinigungsfilters 1 anhäufen, wobei ein gleichmäßiges Ein-
und Austreten der Abgase bereitgestellt werden kann.
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Zusätzlich ist das Verschließen auf
dem anderen Ende (der Endfläche 192)
der Zellen 12, das gegenüber ist zu dem Ende, bei dem
die Abgase eingebracht werden, durch das Einbauen der Stopfen-Werkstoffe 14 darin
durchgeführt.
Deswegen muss beim Herstellen des Abgasreinigungsfilters 1 die
Verformung der Zwischenwände
nur bei dem Endabschnitt auftreten, bei dem die Abgase eingebracht
werden. Folglich kann der Abgasreinigungsfilter bereitgestellt werden,
der einfach herzustellen ist und dessen Reinigungsleistung überlegen
ist.
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Zusätzlich können die gleiche Funktion und Vorteile
wie die der ersten Ausführungsform
durch diese Ausführungsform
bereitgestellt werden.
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(Vergleichsbeispiel)
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Wie in 9 bis 13 gezeigt ist, stellt dieses Beispiel
ein Beispiel bereit, bei dem die Öffnungen 713 durch
Verwendung einer spitz zulaufenden Vorrichtung 73 verformt
werden, die einen fernen Endabschnitt 731 aufweist, der
in eine im Wesentlichen quadratische pyramidenartige Form ausgebildet
ist, relativ zu einem gegossenen Wabenstück 700, das Zellen 712 mit
einem im Wesentlichen quadratischen Querschnitt aufweist.
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In diesem Fall werden Eckabschnitte 732 des
fernen Endabschnitts 731 der spitz zulaufenden Vorrichtung 73 in
Anlage mit den im Wesentlichen mittleren Abschnitten der entsprechenden
Seiten der quadratischen Öffnung 713 gebracht.
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Durch diese Anordnung der Vorrichtung 73, werden
große,
bei Betrachtung von vorne im Wesentlichen quadratische Öffnungen 714,
und geschlossene Abschnitte 715 ausgebildet, wie in 10 bis 13 gezeigt.
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In dem Fall dieses Beispiels jedoch,
werden die Zwischenwände 711 tief
um ungefähr
90° gebogen,
wie in 10 gezeigt ist.
Dann wird das Ausdehnungsausmaß ebenfalls
ein so großes
Ausmaß, wie
zum Beispiel √2
mal (1,41 mal) der Länge
der Zwischenwände 711 bevor
sie gebogen wurden.
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Folglich kann ein Fall auftreten,
bei dem Risse in den Zwischenwänden 711 entstehen,
wie in 13 gezeigt ist.
Im Detail tendieren Risse 79 dazu, leicht in den gebogenen
Abschnitten 719 der Zwischenwände 711 zu entstehen.
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Wie in 13 gezeigt
ist, wird der geschlossene Abschnitt 715 durch das Überlagern
der gebogenen Abschnitte 719 ausgebildet. Jedoch wird in dem
Fall, dass Risse 79 in dem gebogenen Abschnitt 719 erzeugt
werden, ein Zwischenraum
718 ausgebildet, und dies kann
zu einem Risiko führen,
dass die Ausbildung des geschlossenen Abschnittes 715 nicht
sichergestellt werden kann.
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Zusätzlich können Risse 79 in den
Zwischenwänden 711 bei
anderen Abschnitten als dem gebogenen Abschnitt 719 ebenfalls
zu einem Risiko führen,
dass ein ähnliches
Versagen erfolgt.
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Im Gegensatz dazu beträgt bei den
Abgasreinigungsfiltern 1 gemäß der ersten bis dritten Ausführungsformen
der Biegewinkel ungefähr
120°, was mittelmäßig ist,
wie in 4 gezeigt ist.
Zusätzlich beträgt die Länge der
Zwischenwände 11,
nachdem sie gebogen wurden, ungefähr 2√3/3 mal (1,15 mal) die Länge der
Zwischenwände 11,
bevor sie verformt wurden, und das Ausdehnungsausmaß ist ebenfalls klein.
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Deswegen kann die zuvor erwähnte Erzeugung
von Rissen unterdrückt
werden, die Festigkeit der Zwischenwände 11 kann sichergestellt
werden. Als Ergebnis können
die geschlossenen Abschnitte 132 an einer sichergestellten
Weise ausgebildet werden, und die Festigkeit der Wabenstruktur 10 kann ebenfalls
sichergestellt werden.
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Bei dieser Erfindung können zum
Beispiel Methylzellulose, Hydroxymethyl und synthetische Kunstharze
als organisches Bindemittel verwendet werden.
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Zusätzlich umfasst die Verbrennungskraftmaschine
zum Beispiel einen Dieselmotor.
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Zusätzlich wird die spitz zulaufende
Vorrichtung, die den spitz zulaufenden fernen Endabschnitt aufweist,
bevorzugt in die Öffnungen
in den Zellen des gegossenen Wabenstückes eingefügt, sodass die Zwischenwände erhitzt
werden, um erweicht zu werden, und dann durch die Druckkraft der
spitz zulaufenden Vorrichtung verformt zu werden.
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In diesem Fall können die Zwischenwände leicht
verformt werden.
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Da die die Zwischenwände bestimmenden Keramikwerkstoffe
das organische Bindemittel enthalten, können die Zwischenwände nämlich erweicht werden,
wenn sie erhitzt werden. Dann können
die Zwischenwände
durch das Anwenden der Druckkraft auf die Zwischenwände in dem
erweichten Zustand leicht verformt werden.
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Hier wird die Druckkraft durch die
spitz zulaufende Vorrichtung eingebracht, die in die Öffnung in den
Zellen des gegossenen Wabenstücks
eingefügt wird.
Dann werden die Zwischenwände
durch die so eingebrachte Druckkraft verformt. Deswegen werden die
um die Zelle angeordneten Zwischenwände, in die die spitz zulaufende
Vorrichtung eingefügt
wird, entlang der spitz zulaufenden Vorrichtung des fernen Endabschnittes
stark nach außen
ausgedehnt. Folglich wird die Öffnung
in der Zelle, in die die spitz zulaufende Vorrichtung eingefügt wird,
die große Öffnung,
wie sie oben beschrieben wurde, wobei die Öffnung in der Zelle, die angrenzend
an die so verformte Zelle angeordnet ist, wegen der großen Öffnung unvermeidbar
nach innen verformt wird, um den geschlossenen Abschnitt zu bilden.
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Zusätzlich weist die spitz zulaufende
Vorrichtung bevorzugt den fernen Endabschnitt auf, der in eine im
Wesentlichen sechseckige Pyramidenform ausgebildet ist.
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In diesem Fall kann die große, bei
Betrachtung von vorne im Wesentlichen sechseckige Öffnung,
auf einfache und sichergestellte Weise ausgebildet werden.
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Zusätzlich kann der ferne Endabschnitt
der spitz zulaufenden Vorrichtung in eine im Wesentlichen dreieckige
pyramidenartige Form ausgebildet werden. In diesem Fall kann ebenfalls
die große,
bei Betrachtung von vorne im Wesentlichen sechseckige Öffnung,
ausgebildet werden.
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Während
die Erfindung mit Bezug auf spezifische Ausführungsformen beschrieben wurde,
die zu dem Zweck der Darstellung ausgewählt wurden, sollte es offensichtlich
sein, dass durch Fachleute vielfältige
Abänderungen
dazu gemacht werden können, ohne
von dem Grundkonzept und dem Geist der Erfindung abzuweichen.
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Ein Verfahren zum Herstellen eines
Abgasreinigungsfilters zum Einfangen von Partikeln zum Reinigen
von Abgasen wird bereitgestellt. Ein ein organisches Bindemittel
enthaltender Keramikwerkstoff wird in ein Wabenstück extrusionsgegossen, und
das so gegossene Wabenstück
wird dann getrocknet und auf eine vorbestimmte Länge geschnitten, sodass ein
gegossenes Wabenstück 100 vorbereitet
ist, das Zwischenwände 11 und
eine Vielzahl von Zellen 12 von im Wesentlichen dreieckigem Querschnitt
aufweist. Große,
bei Betrachtung von vorne im Wesentlichen sechseckige Öffnungen,
werden durch das Verformen der Zwischenwände 11 bei Öffnungen 13 in
den Zellen 12 des gegossenen Wabenstücks 100 bereitgestellt,
und geschlossene Abschnitte werden so angrenzend an die großen Öffnungen
bereitgestellt. Danach wird das gegossene Wabenstück 100 kalziniert.