DE4025568A1 - Zur aufnahme von partikeln geeignetes garn in einem partikelfilter - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein zur Aufnahme von Partikeln geeignetes Garn in einem Partikelfilter nach den im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen.

Ein derartiges Garn ist aus der DE-PS 30 07 642 bekannt, in der seine Verwendung als Umwicklung von Filterkerzen in Partikel­ filtern angegeben ist. Über die Art des Aufbaus des Garns aus Keramikfasern sind keine besonderen Angaben gemacht. Jedoch besteht das Garn in der Praxis aus einem aus einzelnen Keramik­ fasern gewundenen Strang. Nach dem Aufrauhen des Garns, das der Oberflächenvergrößerung und somit der besseren Auffang- und Anlagemöglichkeit der Partikel dient, stehen aufgetrennte Fa­ sern und Faserenden einzeln vom Reststrang ab. Es besteht die Gefahr, daß sie beim Regenerieren des Filtermaterials, also beim Abbrennen der insbesondere aus Ruß bestehenden Partikel, infolge der dabei auftretenden hohen Temperaturen verspröden und anschließend abbrechen, wodurch einerseits beim Austritt der abgebrochenen Faserenden zusammen mit den Abgasen ins Freie die Umwelt belastet und andererseits die Aufnahmefähigkeit des Partikelfilters für Partikel beeinträchtigt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Garn für einen Partikelfilter zu schaffen, bei dem die Gefahr des Versprödens und Abbrechens von Fasern und Faserenden erheblich vermindert ist.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß bei einem Garn der eingangs genannten Art durch die kennzeichnenden Merkmale des Patent­ anspruchs 1 gelöst.

Bei dem erfindungsgemäß ausgebildeten Garn haben die hervor­ stehenden Faserbüschel aufgrund ihrer erheblich größeren Masse eine wesentlich höhere Wärmekapazität als die einzeln hervor­ stehenden Fasern des bekannten Garns, so daß sie sich beim Regeneriervorgang weniger stark erhitzen. Damit ist die Gefahr des Versprödens und anschließenden Abbrechens der Fasern und Faserenden wesentlich vermindert, so daß die Aufnahmefähigkeit für Partikel und die Lebensdauer des Partikelfilters sich er­ höht und eine Verringerung der Umweltbelastung eintritt.

In den Unteransprüchen sind verschiedene vorteilhafte Ausfüh­ rungsformen des erfindungsgemäßen Garns angegeben.

Im folgenden wird die Erfindung anhand mehrerer in der Zeich­ nung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Dabei zeigt:

Fig. 1 einen Partikelfilter mit von Garnen aus Keramik­ fasern umwickelten Filterkerzen,

Fig. 2 ein geflochtenes aufgerauhtes Garn,

Fig. 3 einen Garnstrang mit eingezogenen Fäden in Seitenansicht,

Fig. 4 das Garn der Fig. 3 im Querschnitt und

Fig. 5 einen Garnstrang mit eingezogenen Fäden kurzer Länge.

Ein Partikelfilter 1 gemäß der Fig. 1 weist ein Gehäuse 2 auf mit einem Einlaß 3 und einem Auslaß 4 für die Abgase einer nicht dargestellten insbesondere luftverdichtenden Brennkraft­ maschine. In ihm sind parallel zueinander hohle Filterkerzen 5 angeordnet, die an ihren dem Auslaß 4 nahen Längsenden 6 ver­ schlossen sind. An ihren anderen, dem Einlaß 3 nahen Längsenden 7 strömt das Abgas in sie ein und verläßt sie über Radialöff­ nungen, die über Umfang und Länge der Filterkerzen 5 verteilt sind. Die Filterkerzen 5 sind mit einem Garn 8 umwickelt, das von den Abgasen beim Austritt aus den Filterkerzen 5 durch­ strömt wird und dabei in diesen enthaltene Partikel, insbeson­ dere Ruß, ausscheiden soll, indem sich diese an das Garn 8 an­ lagern. Ein bekanntes Garn, das aus einzelnen Keramikfasern besteht, wird zur Oberflächenvergrößerung, die den Abscheide­ grad der Rußpartikel verbessern soll, aufgerauht, wonach aus dem Strang des Garns einzelne Keramikfasern und Faserenden hervorstehen. Diese erhitzen sich wegen ihrer geringen Masse beim der Regenerierung des Garns dienenden Abbrennen der Par­ tikel stark, so daß die Gefahr besteht, daß sie verspröden und abbrechen.

Gemäß der Erfindung sind die Filterkerzen 5 der Fig. 1 von ei­ nem Garn 8 aus Keramikfasern 9 umgeben, wie es in den Fig. 2 bis 5 dargestellt ist. Das in Fig. 2 dargestellte Garn 8 be­ steht aus einer Mehrzahl von Fäden 10, die wiederum aus einer Vielzahl von Fasern 9 bestehen. Die Fäden 10 sind miteinander geflochten. Um eine Vergrößerung der Oberfläche des Garns 8 sowie eine bessere Abdeckung der Zwischenräume zwischen den einzelnen eine Filterkerze 5 umgebenden Garnsträngen zu er­ reichen, ist das Garn 8 aufgerauht, was sich dahingehend aus­ wirkt, daß einzelne Fäden 10 durchtrennt werden. Infolge der Herstellung des Garns 8 in Flechttechnik kann sich das freie Ende eines derart durchtrennten Fadens 10 nur ein sehr kurzes Stück aufrollen und steht als Faserbüschel 11 vom Garnstrang ab. Dieses aus einer Vielzahl von Faserenden bestehende Faser­ büschel 11 hat eine gegenüber einer einzelnen Faser wesentlich höhere Masse und Wärmekapazität, so daß die Gefahr des Ver­ sprödens und Abbrechens der Faserenden erheblich vermindert ist.

In den Fig. 3 und 4 ist ein Garn 8 gezeigt, das einen Garn­ strang umfaßt, der aus einzelnen Fasern 9 oder aus Fäden 10 besteht, die wiederum aus Fasern 9 aufgebaut sind. Die Fasern 9 oder die Fäden 10 können miteinander verwunden oder verflochten sein. In einen derartigen Strang sind etwa senkrecht zu seiner Längserstreckung und über seinen Umfang und seine Länge ver­ teilt aus Keramikfasern 9 bestehende Fäden 12 in einer Art Näh­ vorgang derart eingezogen oder durchgefädelt, daß sich vom Strang nach allen Seiten abstehende Fadenbögen 13 bilden. Diese Fäden 12 bestehen aus einer Vielzahl von Fasern 9, vorzugsweise aus etwa 10 bis 50 Fasern, so daß sie eine erhebliche Masse mit hoher Wärmekapazität darstellen. Darüber hinaus besteht der Vorteil, daß auch bei einem Bruch einzelner Fasern 9 innerhalb eines Fadenbogens 13 die entstehenden Faserenden mit dem Strang verbunden bleiben und nicht ins Freie gelangen können.

In Fig. 5 ist ein Garnstrang dargestellt, der aus einzelnen Keramikfasern 9 oder aus Fäden 10, die wiederum aus Fasern 9 bestehen, gewunden oder geflochten ist. In diesen Strang sind über seine Länge und seinen Umfang verteilt im wesentlichen quer zu seiner Längserstreckung aus einer Mehrzahl von Keramik­ fasern 9 bestehende Fäden 14 kurzer Länge derart eingezogen, daß die beiden Fadenenden als Faserbüschel 11 beidseits des Stranges hervorstehen. Bei diesem Garn ist ein besonderes Auf­ rauhen nicht notwendig. Die Faserbüschel 11 haben eine derart hohe Wärmekapazität, daß sie sich nicht bis zur Versprödungs­ temperatur erhitzen und abbrechen.

Claims (7)

1. Zur Aufnahme von Partikeln, insbesondere Ruß, geeignetes Garn in einem von dem Abgasstrom einer insbesondere luftver­ dichtenden Brennkraftmaschine durchströmten Partikelfilter, das aus Fasern aus einem Keramikwerkstoff besteht und aus dem Fasern zur Anlage von Partikeln hervorstehen, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern (9) in Form von Faserbüscheln (11), die aus einer Vielzahl, insbesondere zwischen 10 und 50 Fasern (9) bestehen, aus dem Garn (8) hervorstehen.

2. Garn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Garn (8) aus Fäden (10) geflochten ist, die aus einer Vielzahl von Fasern (9) bestehen, und daß durch einen Aufrauh­ vorgang ein Teil der Fäden (10) durchtrennt ist.

3. Garn nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Garn (8) aus einem Strang besteht, in den quer zu seiner Längserstreckung aus ihm hervorstehend aus einer Viel­ zahl von Fasern (9) bestehende Fäden (12, 14) eingezogen sind.

4. Garn nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Fäden (12) in einer Art Nähvorgang unter Bildung von Fadenbögen (13) außerhalb des Stranges durch diesen hindurch­ gezogen sind.

5. Garn nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die quer zur Längserstreckung des Stranges angeordneten Fäden (12) bei dessen Herstellung, insbesondere durch Flechten oder Winden, eingelegt sind.

6. Garn nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß aus einer Vielzahl von Fasern (9) bestehende Fäden (14) kurzer Länge unter Bildung einer Schlinge innerhalb des Stranges in dessen oberflächennahen Bereich eingezogen sind.

7. Garn nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die eingezogenen Fäden (12, 14) über den gesamten Umfang des Stranges verteilt aus diesem herausstehen.