ES2281682T3 - Filtro de gas de escape con al menos una capa de filtro y procedimiento para fabricar una capa de filtro. - Google Patents

Filtro de gas de escape con al menos una capa de filtro y procedimiento para fabricar una capa de filtro. Download PDF

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Abstract

Filtro de gas de escape (7) para depurar un gas de escape de un motor de combustión, que está constituido por al menos una capa de filtro (1) de forma de tira con una longitud (L) en una dirección longitudinal y una anchura (B) en una dirección transversal, cuya capa consiste en un material de espesor (D) que puede ser atravesado al menos en parte por un fluido, presentando la capa de filtro (1) en al menos una zona parcial una zona de refuerzo metálica (2) de una anchura (VB) y una longitud (VL), caracterizado porque la anchura (VB) de la zona de refuerzo (2) es más pequeña que la anchura (B) de la capa de filtro (1) y/o la longitud (VL) de la zona de refuerzo (2) es más pequeña que la longitud (L) de la capa de filtro (1).

Description

Filtro de gas de escape con al menos una capa de filtro y procedimiento para fabricar una capa de filtro.
La invención se refiere a un filtro de gas de escape para depurar un gas de escape de un motor de combustión interna con al menos una capa de filtro, así como a un procedimiento para fabricar una capa de filtro con al menos una zona de refuerzo metálica.
Para filtrar y separar partículas del gas de escape de un motor de combustión interna, especialmente un motor diesel, se han desarrollado diferentes sistemas de filtro, por ejemplo también un llamado sistema de filtro abierto que se caracteriza porque las paredes de los canales que forman el sistema de filtro están constituidas al menos en parte por material poroso o altamente poroso. Asimismo, están presentes unas estructuras de desviación o de guía que hacen que el flujo con las partículas contenidas en el mismo sea desviado hacia las zonas de material poroso o altamente poroso. Se ha comprobado aquí sorprendentemente que, debido a interceptación y/o impacto, las partículas permanecen adheridas a y/o en la pared porosa de los canales.
Para la materialización de esta acción son de importancia las diferencias de presión existentes en el perfil de flujo del gas de escape circulante. Mediante la desviación se pueden originar, además, unas condiciones locales de alta depresión o alta sobrepresión que conducen a un efecto de filtrado a través de la pared porosa, ya que se tienen que compensar las diferencias de presión antes citadas. A diferencia de los sistemas de filtro cerrados conocidos, se habla aquí de un sistema de filtro abierto, ya que no están previstos pasillos de flujo sin salida. Un filtro de partículas se denomina abierto cuando en principio puede ser recorrido completamente por partículas, concretamente también por partículas que sean considerablemente más grandes que las partículas que han de filtrarse y separarse expresamente. De este modo, un filtro de esta clase no se puede obstruir ni siquiera en caso de que se produzca una aglomeración de partículas durante el funcionamiento. Un procedimiento adecuado para medir el grado de apertura de un filtro de partículas es, por ejemplo, la comprobación de hasta qué diámetro pueden seguir fluyendo partículas de forma esférica por un filtro de esta clase. En los presentes casos de aplicación, un filtro está abierto especialmente cuando pueden seguir fluyendo bolas de un diámetro mayor o igual que 0,1 mm, preferiblemente bolas con un diámetro superior a 0,2 mm. En un caso extremo, es incluso posible ver a través de un filtro abierto.
Un sistema de filtro de esta clase se encuentra descrito, por ejemplo, en las solicitudes de patente alemanas DE 101 53 283 y DE 101 53 284 no publicadas todavía. En tales sistemas de filtro abiertos existe con frecuencia el problema de que las capas de filtro empleadas presentan una estabilidad mecánica insuficiente. Esto puede evitarse mediante la conformación de estructuras de marco correspondientes, pero éstas presentan otros inconvenientes. Los sistemas de filtro con capas de filtro sin una estructura de marco se desflecan con relativa rapidez bajo una carga pulsante de las capas de filtro en el lado de entrada de gas, y, además, las capas de filtro sólo con dificultad se transforman en estructuras estables que puedan eventualmente conducir a una mejora de la acción de filtrado.
Partiendo de esto, el cometido de la invención consiste en proponer un filtro de gas de escape con capas de filtro que presenten una estabilidad mecánica incrementada y posibilidades de amarre mejoradas a capas contiguas, así como un procedimiento para fabricar tales capas de filtro.
Este problema se resuelve mediante un filtro de gas de escape con las características de la reivindicación 1 y mediante un procedimiento con las características de la reivindicación 17. Ejecuciones y perfeccionamientos ventajosos son objeto de las respectivas reivindicaciones subordinadas.
El filtro de gas de escape según la invención para la depuración de un gas de escape de un motor de combustión presenta al menos una capa de filtro en forma de tira con una longitud L en una dirección longitudinal y una anchura B en una dirección transversal, cuya capa está constituida por un material de espesor D que puede ser atravesado al menos parcialmente por un fluido, presentando la capa de filtro en al menos una zona parcial una zona de refuerzo metálica de una anchura VB y una longitud VL. La anchura VB de la zona de refuerzo es más pequeña que la anchura B de la capa de filtro y/o la longitud VL de la zona de refuerzo es más pequeña que la longitud L de la capa de filtro.
La introducción de zonas de refuerzo metálicas en la capa de filtro permite de manera ventajosa la construcción de capas de filtro mecánicamente estables, siendo ocultadas por las zonas de refuerzo solamente porciones poco importantes de la superficie atravesable por fluido de la capa de filtro.
Por ejemplo, es posible formar una zona de refuerzo en la zona del borde del lado de entrada de gas de la capa de filtro que haga que ésta se pueda conservar durante netamente más tiempo que los productos convencionales, ya que la zona de refuerzo en este caso puede actuar como protección contra soplado e impide así que se desflequen las capas de filtro en el borde. Las cargas mecánicas de una capa de filtro son especialmente grandes en la zona de entrada del gas, ya que el gas de escape choca con la capa de filtro generalmente en forma pulsante y también son máximas las cargas térmicas en esta zona.
Asimismo, la formación de zonas de refuerzo hace posible una conformabilidad netamente mejor que permite convertir también capas de filtro de forma de fibras en capas de filtro estructuradas. Esto hace posible la construcción del filtro de gas de escape en forma de un cuerpo de nido de abeja convencional, pudiendo emplearse la capa de filtro como capa lisa y/o como capa estructurada. El cuerpo de nido de abeja puede seguir conteniendo capas de chapa no porosas. Así, por ejemplo, es posible según la invención construir de la manera acostumbrada el cuerpo de nido de abeja que sirve de filtro de gas de escape a base de capas de filtro lisas y capas de chapa estructuradas, o bien emplear capas de filtro estructuradas y capas de chapa lisas. Las zonas de refuerzo son también zonas especialmente adecuadas para realizar uniones por técnicas de ensamble con capas contiguas.
Según una ejecución ventajosa del filtro de gas de escape de la invención, la capa de filtro está constituida por un material en forma de fibras, prefiriéndose aquí que la capa de filtro esté constituida por fibras metálicas y de manera especialmente preferida por fibras metálicas sinterizadas. La fabricación de las capas de filtro a partir de material en forma de fibras, preferiblemente fibras metálicas, proporciona una elevada estabilidad térmica de las capas de filtro, la cual es ventajosa precisamente también en filtros de gas de escape, ya que los gases de escape de un motor de combustión tienen una temperatura relativamente alta y se presentan en forma pulsante. Por tanto, es ventajoso construir la capa de filtro a base de fibras metálicas especialmente cuando el filtro de gas de escape se incorpora cerca del motor. El espesor de tales capas de filtro asciende a menos de 2 mm, especialmente menos de 1 mm.
Según otra realización ventajosa de un filtro de gas de escape de la invención, la al menos una zona de refuerzo está formada en un borde de la al menos una capa de filtro. La formación de la zona de refuerzo en el borde impide de manera ventajosa el desfibrado de la capa de filtro en esta zona y proporciona así una vida útil incrementada de la capa de filtro.
Según todavía otra ejecución ventajosa de un filtro de gas de escape de la invención, la zona de refuerzo está formada en una tira interior. La formación de la zona de refuerzo en una tira interior origina una elevada estabilidad de forma de la capa de filtro y permite así de manera ventajosa la estructuración de dicha capa de filtro.
Según la invención, es posible que la zona de refuerzo esté formada en una sola tira o en varias tiras que eventualmente pueden presentarse también en forma periódica. Respecto de la posición de la zona de refuerzo con relación a la capa de filtro, es posible que ésta esté configurada como una tira longitudinal, como una tira transversal o bajo un ángulo cualquiera con los bordes de la capa de filtro. En la formación de varias zonas de refuerzo es ventajosa, por un lado, una estabilidad de forma netamente incrementada de la capa de filtro, y, además, la formación de varias zonas de refuerzo hace posible también un amarre fiable de la capa de filtro a otras capas del filtro de gas de escape en las zonas de refuerzo, sin que la superficie de la capa de filtro que puede ser bañada por gas sea reducida sensiblemente por las zonas de refuerzo. Las zonas de refuerzo pueden presentar preferiblemente una forma rectangular, pero es posible cualquier forma deseada de las zonas de refuerzo y, según la invención, es posible, por ejemplo, un óvalo, un círculo, un segmento de círculo, un triángulo, etc.
Según todavía otras realizaciones ventajosas del filtro de gas de escape de la invención, la zona de refuerzo está formada por una capa de chapa o una incrustación de material de soldadura. Ambas posibilidades pueden integrarse fácilmente en el proceso de fabricación de una capa de filtro. Asimismo, estas dos posibilidades son especialmente ventajosas con respecto a una capa de filtro metálica, ya que aquí se puede establecer de manera sencilla una unión de la zona de refuerzo con la capa de filtro, por ejemplo mediante un tratamiento térmico de la inclusión de material de soldadura o bien mediante soldadura de aporte o soldadura autógena en el caso de la capa de chapa. La posibilidad de construir la zona de refuerzo como una inclusión de material de soldadura y también como una capa de chapa ofrece un incremento ventajoso de la estabilidad mecánica de la capa de filtro. Las capas de chapa presentan un espesor de menos de 0,08 mm, especialmente menos de 0,04 mm o incluso menos de 0,02 mm.
Según una ejecución aún más ventajosa de un filtro de gas de escape de la invención, la zona de refuerzo presenta una densidad incrementada del material. Así, por ejemplo, es posible según la invención formar la zona de refuerzo ejerciendo una fuerza de prensado. Asimismo, es ventajosamente posible prever ya más material en la zona de refuerzo durante la formación de la capa de filtro a fin de poder incrementar allí más tarde por laminación la densidad del material. En este contexto, es especialmente ventajoso comprimir la zona de refuerzo.
Según una ejecución aún más ventajosa de un filtro de gas de escape de la invención, el espesor de la zona de refuerzo es más pequeño que el espesor del material atravesable por fluido. Esto permite también de manera ventajosa el refuerzo de materiales de fibras relativamente gruesos en comparación con la zona de refuerzo, por ejemplo configurada en forma de una capa de chapa, los cuales se refuerzan mecánicamente por medio de delgadas zonas de refuerzo. Según las propiedades de la zona de refuerzo, se pueden conseguir también con zonas de refuerzo relativamente delgadas una estabilización mecánica relativamente grande de la capa de filtro.
Según una ejecución aún más ventajosa de un filtro de gas de escape de la invención, la zona de refuerzo presenta estructuras. En particular, cuando el espesor de la zona de refuerzo es más pequeño que el espesor del material atravesable por fluido, es posible adaptar la zona de refuerzo al espesor del material atravesable por fluido mediante la formación de estructuras en la misma. Esto permite obtener con un consumo de material relativamente pequeño una gran estabilización mecánica del material atravesable por fluido, sin que esto presente fuertes fluctuaciones en cuanto a la extensión del espesor. Asimismo, es posible también estructurar todo el material en forma de fibras. En este contexto, es especialmente ventajoso que la amplitud total exterior de la estructuración corresponda al menos al espesor del material atravesable por fluido. Es también exactamente igual de ventajoso que la amplitud total exterior de la estructuración sea más pequeña que el espesor del material atravesable por fluido.
Según una ejecución aún más ventajosa de un filtro de gas de escape de la invención, la zona de refuerzo está ensartada a través del tramo de filtro de modo que dicha zona de refuerzo se encuentre alternativamente en un primer lado longitudinal y en un segundo lado longitudinal de la capa de filtro. Esta formación de la zona de refuerzo es ventajosa especialmente para obtener una protección contra soplado, ya que ambos lados frontales de la capa de filtro pueden ser protegidos así de manera sencilla contra el desfibrado.
Según una ejecución aún más ventajosa de un filtro de gas de escape de la invención, la zona de refuerzo se ha unido con la capa de filtro por medio de un procedimiento de ensamble. Una unión de ensamble puede incorporarse de manera sencilla en desarrollos de procedimiento ya existentes para construir un filtro de gas de escape. Así, por ejemplo, se pueden soldar las zonas de refuerzo con la capa de filtro cuando se efectúe una soldadura general del filtro de gas de escape para obtener una estructura total estable.
Según una ejecución aún más ventajosa de un filtro de gas de escape de la invención, la zona de refuerzo se ha soldado por vía autógena con la capa de filtro. Se ofrecen aquí especialmente procedimientos de soldadura autógena por resistencia, especialmente el procedimiento de soldadura autógena de costura por rodillo o el procedimiento de soldadura autógena por láser. El procedimiento de soldadura autógena de costura por rodillo conduce al mismo tiempo a que actúe cierta presión sobre la capa de filtro, lo que puede conducir a una compactación del material y, por tanto, a un refuerzo adicional de la capa de filtro. Una costura de soldadura autógena de configuración estable entre la zona de refuerzo y la capa de filtro conduce a un refuerzo mecánico adicional de dicha capa de filtro.
Son también posibles y están dentro de la invención otros procedimientos de unión por técnicas de ensamble. Por ejemplo, la al menos una zona de refuerzo puede remacharse también con la capa de filtro. Es también posible y está dentro de la invención una combinación de procedimientos de ensamble, por ejemplo de remachado y soldadura de aporte o bien remachado y soldadura autógena. Así, por ejemplo, es posible de manera ventajosa casi inmovilizar previamente por remachado una lámina de soldadura de aporte actuante como zona de refuerzo e inmovilizar definitivamente más tarde la zona de refuerzo mediante soldadura de aporte. La formación de la zona de refuerzo produciendo una densidad incrementada del material es posible también en unión de otros procedimientos de ensamble.
Por ejemplo, se puede producir una densidad incrementada del material por laminación o prensado. Es aquí también posible de manera ventajosa combinar procedimientos diferentes, por ejemplo una combinación de prensado y soldadura autógena, preferiblemente soldadura autógena por resistencia, soldadura autógena de costura por rodillo o soldadura autógena por puntos con electrodos anchos.
Según otra ejecución ventajosa de un filtro de gas de escape de la invención, la zona de refuerzo está unida con capas de chapa contiguas. En este contexto, es especialmente ventajoso que la zona de refuerzo esté soldada por aporte con capas de chapa contiguas. De esta manera, es posible establecer una unión duradera, por ejemplo, entre una capa -que esté constituida sustancialmente por material en forma de fibras- y una capa de chapa. Esto conduce a una mejora de la durabilidad del filtro de gas de escape según la invención.
Según otro aspecto de la idea de la invención, se propone un procedimiento que sirve para fabricar una capa de filtro para un filtro de gas de escape a partir de un material de un espesor susceptible de ser atravesado al menos en parte por un fluido, con una longitud en una dirección transversal y una anchura en una dirección transversal. En una zona parcial de la capa de filtro se forma una zona de refuerzo metálica de una anchura y una longitud, cuya anchura es menor que la anchura de la capa de filtro y/o cuya longitud es menor que la longitud de dicha capa de filtro. La zona de refuerzo se une con el material atravesable por fluido mediante técnicas de ensamble.
Según una ejecución ventajosa del procedimiento de la invención, se forma el material atravesable por fluido a base de fibras, preferiblemente fibras metálicas y de manera especialmente preferida fibras metálicas sinterizadas. Las capas de filtro de fibras metálicas presentan una gran estabilidad térmica, la cual es ventajosa para su utilización en la zona de gas de escape de un motor de combustión interna.
Según una ejecución aún más ventajosa del procedimiento de la invención, la zona de refuerzo se forma por medio de una capa de chapa, una incrustación de material de soldadura o una zona con elevada densidad del material.
Según una ejecución aún más ventajosa del procedimiento de la invención, la zona de refuerzo se suelda por aporte con el material atravesable por fluido. La formación de una unión de soldadura de aporte puede incorporarse ventajosamente en pasos de procedimiento ya existentes para fabricar un filtro de gas de escape. Así, la formación de la unión de soldadura de aporte puede realizarse en la misma operación que la formación de otras uniones de soldadura de aporte en el filtro de gas de escape.
Asimismo, es ventajoso formar en la zona de refuerzo una unión de soldadura autógena. En este contexto, es especialmente ventajoso realizar la unión de soldadura autógena mediante soldadura autógena por resistencia o soldadura autógena por láser, preferiblemente mediante soldadura autógena de costura por rodillo. Precisamente la formación de una unión de soldadura autógena entre la zona de refuerzo y el material restante atravesable por fluido mediante un procedimiento de soldadura autógena por resistencia, aquí de manera especialmente preferida el procedimiento de soldadura autógena de costura por rodillo, es ventajosa, ya que al formar la zona de refuerzo como zona de material con espesor incrementado del material esto puede realizarse en una operación con la soldadura autógena de costura por rodillo debido a que aquí actúa una presión de apriete sobre la capa de filtro. Asimismo, debido al empleo de útiles estructurados de soldadura autógena de costura por rodillo es posible la estampación directa de una estructuración en la zona de refuerzo. Así, por ejemplo, se puede efectuar una soldadura autógena de costura por rodillo mediante una especie de rueda dentada que conduzca a la formación de estructuras, por ejemplo onduladas, en la zona de refuerzo y, por tanto, también en toda la capa de filtro - siempre que, en función de la rigidez del material atravesable por un fluido, estén presentes suficientes zonas de refuerzo.
A continuación, se explican con más detalle ejecuciones especialmente ventajosas y preferidas de la invención haciendo referencia al dibujo, sin que la invención quede limitada a los ejemplos de realización allí mostrados.
Muestran:
La figura 1, esquemáticamente y en perspectiva, un primer ejemplo de realización de una capa de filtro con zona de refuerzo,
La figura 2, un alzado lateral del primer ejemplo de realización,
La figura 3, un alzado lateral de un segundo ejemplo de realización,
La figura 4, una vista fragmentaria esquemática y en perspectiva de un tercer ejemplo de realización,
La figura 5, un alzado lateral del tercer ejemplo de realización de un capa de filtro,
La figura 6, un cuarto ejemplo de realización de una capa de filtro con zona de refuerzo,
La figura 7, un alzado lateral del cuarto ejemplo de realización de una capa de filtro,
La figura 8, un procedimiento para fabricar un quinto ejemplo de realización de una capa de filtro,
La figura 9, el quinto ejemplo de realización en un alzado lateral y
La figura 10, esquemáticamente y en perspectiva una forma de realización de un filtro de gas de escape según la invención.
La figura 1 muestra una capa de filtro 1 que presenta una longitud L en una dirección longitudinal, una anchura B en una dirección transversal y un espesor D. La capa de filtro 1 se ha fabricado a partir de un material poroso que puede ser atravesado al menos en parte por un fluido. Es posible especialmente fabricar esta capa de filtro 1 a partir de fibras metálicas, especialmente fibras metálicas sinterizadas. La capa de filtro 1 presenta una zona de refuerzo 2 cuya anchura VB es más pequeña que la anchura B de la capa de filtro 1. La longitud VL de la zona de refuerzo es más pequeña que la longitud correspondiente L de la capa de filtro 1.
Como se representa en la figura 2, la capa de filtro 1 puede llevar una zona de refuerzo 2 que esté formada por una capa de chapa 3. En la figura 2 el espesor VD de la capa de chapa 3 se ha representado relativamente grande en comparación con el espesor D de la capa de filtro 1, pero puede ser también netamente más pequeño. Es posible unir la capa de chapa 3 con la capa de filtro 1 por medio de un procedimiento de soldadura autógena, especialmente un procedimiento de soldadura autógena por resistencia o por láser y de manera especialmente preferida un procedimiento de soldadura autógena de costura por rodillo.
La figura 3 muestra un segundo ejemplo de realización de una capa de filtro 1 con una zona de refuerzo 2. La zona de refuerzo 2 se ha formado aquí debido a que se presenta un espesor incrementado del material en dicha zona de refuerzo 2. Esto puede conseguirse acumulando ya más material en esta zona durante la fabricación de la capa de filtro de fibras metálicas. Para compensar diferencias de altura eventualmente existentes, se puede comprimir más tarde el material en esta zona. Es posible también formar unitariamente el material de fibras y comprimir solamente el material en la zona de refuerzo 2.
La figura 4 muestra un tercer ejemplo de realización de una capa de filtro 1 con una zona de refuerzo transversal 2. En general, la zona de refuerzo 2 puede estar formada no sólo transversal o longitudinalmente con respecto a los bordes de la capa de filtro 1, sino que puede formarse bajo cualquier ángulo deseado con los cantos de la capa de filtro 1. Cualquier orientación de la zona de refuerzo 2 con respecto a la capa de filtro 1 es conforme a la invención. En el ejemplo de realización de la figura 4 la zona de refuerzo 2 está formada como una inclusión de material de soldadura. Se puede aprovechar para esto, por ejemplo, la circunstancia de que el material poroso del que está formada la capa de filtro 1 absorbe el material de soldadura líquido.
La figura 5 muestra un ejemplo de realización que, al igual que en la figura 4, está formado por inclusiones de material de soldadura. Se puede apreciar que la zona de refuerzo 2 no se extiende por todo el espesor D de la capa de filtro. El espesor VD de la zona de refuerzo es más pequeño que el espesor D. Esto puede conseguirse mediante un dimensionamiento correspondiente de la cantidad de material de soldadura recogida por la capa de filtro 1 y una formación de medios correspondientes para impedir el flujo del material de soldadura.
La formación de la inclusión de material de soldadura puede obtenerse de manera ventajosa en pasos de procedimiento ya existentes para fabricar filtros de gas de escape. Frecuentemente, se emplean en tales procedimientos pasos de procedimiento térmicos, tales como, por ejemplo, soldadura de aporte, para unir componentes diferentes del filtro de gas de escape. La formación de la zona de refuerzo puede integrarse aquí sin mayor coste en el proceso de fabricación.
El hecho de que el espesor VD de la zona de refuerzo sea más pequeño que el espesor D de la capa de filtro 1, es decir que la inclusión de material de soldadura no se extienda por todo el espesor D de dicha capa de filtro 1, conduce a un refuerzo de la capa de filtro 1, pero no a una rigidización completa de dicha capa en la zona de refuerzo 2. Según el campo de aplicación, es también posible según la invención realizar una inclusión de material de soldadura cuyo espesor VD sea idéntico al espesor D de la capa de filtro. Se obtiene así una capa de filtro que, debido a la zona de refuerzo 2, puede ser conformada de manera más duradera que una capa de filtro 1 sin zona de refuerzo 2.
La figura 6 muestra otro ejemplo de realización de una capa de filtro 1 con una zona de refuerzo 2. En este ejemplo de realización la zona de refuerzo 2 se compone de una capa de chapa delgada 3 que está ensartada a través de agujeros 4 de la capa de filtro 1. El ensartado de la capa de chapa 3 a través de los agujeros se efectúa de tal manera que la capa de chapa 3 se encuentra alternativamente en un primer lado longitudinal 5 y en un segundo lado longitudinal 6 de la capa de filtro 1. En el proceso de fabricación es posible unir la capa de chapa 3 después del ensartado con la capa de filtro 1 mediante soldadura autógena de costura por rodillo. En este caso, se forma una unión resistente entre la capa de chapa 3 y la capa de filtro 1. La formación de esta unión de soldadura autógena es preferible sobre todo en la zona del borde de la capa de filtro 1, ya que una capa de chapa 3 así unida con la capa de filtro 1 es perfectamente adecuada como protección contra soplado en el lado de entrada de gas del filtro de gas de escape. Sin embargo, se puede conseguir también una buena protección contra soplado con las disposiciones mostradas en los demás ejemplos de realización.
Mediante la soldadura autógena de costura por rodillo con un útil que presente una estructura, por ejemplo una especie de rueda dentada, es posible estructurar la capa de chapa 3. Al construir un filtro de gas de escape es ventajoso posicionar los agujeros 4 en la capa de filtro 1 de modo que la distancia 15 de los agujeros 4 corresponda sustancialmente a la longitud de las ondas de la estructura estampada. Si se estampan ahora estructuras a manera de ondas, es entonces también ventajoso que las crestas de ondas y/los valles de onda sean estampados siempre en la zona de los agujeros 4. Es así posible fabricar una capa de filtro estructurada 1 reforzada con una capa de chapa 3 que presente cada vez en la zona de contacto con capas contiguas en el filtro de gas de escape una capa de chapa 3 que haga posible de manera ventajosa la formación de una unión resistente con la capa contigua.
En general, según la invención, la formación de las tiras no se limita solamente a tiras en la zona del borde, sino que se refuerza mecánicamente cualquier zona deseada en la capa de filtro. Según la formación de las zonas, es posible también estructurar permanentemente las capas de filtro y utilizarlas, por ejemplo, como capas onduladas en un cuerpo de nido de abeja.
La figura 7 muestra un alzado lateral de un ejemplo de realización de la figura 6. Se puede apreciar que una parte de la banda de chapa 3 se encuentra en el primer lado longitudinal 5 y otra parte de la banda de chapa 3 se encuentra en el segundo lado longitudinal 6 de la capa de filtro 1.
La figura 8 muestra un procedimiento para fabricar otro ejemplo de realización de una capa de filtro 1. En este caso, se pliega una capa de chapa 3 en la zona de borde 17 alrededor de una esterilla de fibras 16 que está constituida por un material poroso que puede ser atravesado por un fluido. A continuación, se comprime la zona de borde 17, tal como se representa por medio de las flechas 18. Esto puede efectuarse ventajosamente mediante soldadura autógena de costura por rodillo, con lo que simultáneamente con la compresión se forma una unión de soldadura autógena entre la capa de chapa 3 y la esterilla de fibras 16.
La capa de filtro reforzada 1 así fabricada se muestra en la figura 9. Presenta una zona de refuerzo 2 en la zona 17 del borde de la capa de filtro 1. Ésta puede unirse con capas de chapa contiguas durante la construcción de un filtro de gas de escape, por ejemplo mediante la formación de una unión de soldadura de aporte. Además, la formación de una zona de refuerzo 2 en el lado del borde por medio de una chapa replegada 3 en una capa de filtro 1 puede utilizarse de manera especialmente ventajosa como protección contra soplado.
Los ejemplos de realización de capas de filtro con zonas de refuerzo metálicas, mostrados en las figuras 1 a 9, son adecuados para construir un filtro de gas de escape 7 según la invención, representado en la figura 10, el cual está construido como un cuerpo de nido de abeja constituido por un tubo envolvente 8 y una estructura de nido de abeja 9. La estructura de nido de abeja 9 está constituida por capas onduladas 10 y capas lisas 11 que forman canales 12 que pueden ser recorridos por un fluido. Según la invención, es posible construir las capas lisas 11 y/o las capas onduladas 10 a base de una capa de filtro con zona de refuerzo metálica. Si se construyen ahora, por ejemplo, las capas lisas 11 a base de capas de filtro 1 con zonas de refuerzo 2, es posible entonces construir las capas onduladas 10 a base de capas de chapa normales. Éstas pueden presentar estructuras y perforaciones que conduzcan el gas de escape circulante por el filtro de gas de escape 7 hacia la capa lisa 11 construida como capa de filtro 1.
Aun cuando las capas onduladas 10 se formen a base de capas de filtro 1 con zonas reforzadas 2, es posible que las capas lisas 11 sean provistas de estructuras que provoquen una turbulización y desviación de la corriente de gas circulante por el filtro de gas de escape 7 en dirección a las capas onduladas 10 formadas como capa de filtro 1.
Según la invención, es ventajoso que, al incorporar el filtro de gas de escape 7 en la línea de gas de escape de un motor de combustión, el lado de entrada de gas 13 del filtro de gas de escape 7 sea formado preferiblemente con zonas de refuerzo 2. Éstas sirven como una protección contra soplado que impide un desflecado de las capas de filtro 1 a consecuencia de corrientes calientes y pulsantes de un gas de escape. El problema del desflecado es más pequeño en el lado de salida de gas 14, pero, según la invención, pueden estar formadas allí también estructuras de refuerzo, por ejemplo para lograr un refuerzo y estabilización mecánicos de la estructura de nido de abeja.
Un filtro de gas de escape construido según la invención está formado al menos en parte por capas de filtro 1 con zonas de refuerzo 2. La formación de la zona de refuerzo 2 sirve para la estabilización mecánica de la capa de filtro 1. Asimismo, en la zona de refuerzo 2 puede formarse una unión de ensamble con capas de chapa contiguas 10, 11 del filtro de gas de escape.
Lista de símbolos de referencia 
\dotable{\tabskip\tabcolsep#\hfil\+#\hfil\tabskip0ptplus1fil\dddarstrut\cr}{
 1 \+ Capa de filtro\cr  2 \+ Zona de refuerzo\cr  3 \+ Capa de
chapa\cr  4 \+ Agujero\cr  5 \+ Primer lado longitudinal\cr  6 \+
Segundo lado longitudinal\cr  7 \+ Filtro de gas de escape\cr  8 \+
Tubo envolvente\cr  9 \+ Estructura de nido de abeja\cr  10 \+ Capa
ondulada\cr  11 \+ Capa lisa\cr  12 \+ Canal\cr  13 \+ Lado de
entrada de gas\cr  14 \+ Lado de salida de gas\cr  15 \+ Distancia
de dos agujeros\cr  16 \+ Esterilla de fibras\cr  17 \+ Zona de
borde\cr  18 \+ Flechas\cr  B \+ Anchura de la capa de filtro\cr  D
\+ Espesor de la capa de filtro\cr  L \+ Longitud de la capa de
filtro\cr  VB \+ Anchura de la zona de refuerzo\cr  VD \+ Espesor de
la zona de refuerzo\cr  VL \+ Longitud de la zona de refuerzo.
 \hskip1cm \cr}

Claims (23)

1. Filtro de gas de escape (7) para depurar un gas de escape de un motor de combustión, que está constituido por al menos una capa de filtro (1) de forma de tira con una longitud (L) en una dirección longitudinal y una anchura (B) en una dirección transversal, cuya capa consiste en un material de espesor (D) que puede ser atravesado al menos en parte por un fluido, presentando la capa de filtro (1) en al menos una zona parcial una zona de refuerzo metálica (2) de una anchura (VB) y una longitud (VL), caracterizado porque la anchura (VB) de la zona de refuerzo (2) es más pequeña que la anchura (B) de la capa de filtro (1) y/o la longitud (VL) de la zona de refuerzo (2) es más pequeña que la longitud (L) de la capa de filtro (1).
2. Filtro de gas de escape (7) según la reivindicación 1, caracterizado porque la capa de filtro (1) está constituida por un material de forma de fibras, preferiblemente fibras metálicas y de manera especialmente preferida fibras metálicas sinterizadas.
3. Filtro de gas de escape (7) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la al menos una zona de refuerzo (2) está formada en un borde de la al menos un capa de filtro (1).
4. Filtro de gas de escape (7) según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque la zona de refuerzo (2) está formada en una tira interior.
5. Filtro de gas de escape (7) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la zona de refuerzo (2) está formada por una capa de chapa (3).
6. Filtro de gas de escape (7) según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque la zona de refuerzo (2) está formada por una inclusión de material de soldadura.
7. Filtro de gas de escape (7) según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque la zona de refuerzo (2) presenta una densidad incrementada del material.
8. Filtro de gas de escape (7) según la reivindicación 7, caracterizado porque la zona de refuerzo (2) está comprimida.
9. Filtro de gas de escape (7) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el espesor (VD) de la zona de refuerzo (2) es más pequeño que el espesor (D) del material atravesable por fluido.
10. Filtro de gas de escape (7) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la zona de refuerzo (2) presenta estructuras.
11. Filtro de gas de escape (7) según la reivindicación 10, caracterizado porque las estructuras presentan una amplitud total exterior que corresponde al menos al espesor (D) del material atravesable por fluido.
12. Filtro de gas de escape (7) según la reivindicación 10, caracterizado porque las estructuras presentan una amplitud total exterior que es más pequeña que el espesor (D) del material atravesable por
fluido.
13. Filtro de gas de escape (7) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la zona de refuerzo (2) está ensartada a través del tramo de filtro de modo que dicha zona de refuerzo (2) se encuentra alternativamente en un primer lado longitudinal (5) y en un segundo lado longitudinal (6) de la capa de filtro (1).
14. Filtro de gas de escape (7) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la zona de refuerzo (2) se ha unido con la capa de filtro (1) por medio de un procedimiento de ensamble.
15. Filtro de gas de escape (7) según la reivindicación 14, caracterizado porque la zona de refuerzo (2) se ha soldado por vía autógena con la capa de filtro (1).
16. Filtro de gas de escape (7) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la zona de refuerzo (2) está unida con capas de chapa contiguas (10, 11).
17. Filtro de gas de escape (7) según la reivindicación 16, caracterizado porque la zona de refuerzo (2) se ha soldado por aporte con capas de chapa contiguas (10, 11).
18. Procedimiento para fabricar una capa de filtro (1) para un filtro de gas de escape a partir de un material de un espesor (D) que puede ser atravesado al menos en parte por un fluido, con una longitud (L) en una dirección longitudinal y una anchura (B) en una dirección transversal, caracterizado porque en al menos una zona parcial de la capa de filtro (1) se forma una zona de refuerzo metálica de una anchura (VB)y una longitud (VL), cuya anchura (VB) es más pequeña que la anchura (B) de la capa de filtro (1) y/o cuya longitud (VL) es más pequeña que la longitud (L) de la capa de filtro (1), y porque se une la zona de refuerzo (2) con el material atravesable por fluido mediante técnicas de ensamble.
19. Procedimiento según la reivindicación 18, caracterizado porque el material atravesable por fluido se forma a base de fibras, preferiblemente fibras metálicas y de manera especialmente preferida fibras metálicas sinterizadas.
20. Procedimiento según una de las reivindicaciones 18 ó 19, caracterizado porque se forma la zona de refuerzo (2) por medio de una capa de chapa (3), una incrustación de material de soldadura y una zona con densidad incrementada del material.
21. Procedimiento según una de las reivindicaciones 18 a 20, caracterizado porque se suelda por aporte la zona de refuerzo (2) con el material atravesable por fluido.
22. Procedimiento según una de las reivindicaciones 18 a 20, caracterizado porque se forma en la zona de refuerzo (2) una unión de soldadura autógena.
23. Procedimiento según la reivindicación 22, caracterizado porque la formación de la unión de soldadura autógena se efectúa mediante soldadura autógena por resistencia o soldadura autógena por láser, preferiblemente mediante soldadura autógena de
costura por rodillo.
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