Partikelfilterparticulate Filter
Stand der TechnikState of the art
Die Erfindung geht aus von einem Partikelfilter mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 bzw. 20,The invention is based on a particle filter with the features of the preamble of claim 1 or 20,
Ein derartiger Partikelfilter ist aus der Offenlegungs- schrift DE 10223452 AI bekannt. Dieser Partikelfilter weist einen in einem Gehäuse angeordneten Filterkörper auf, der aus vom Abgas durchströmten Filtertaschen aufgebaut ist, die radial um eine Längsachse des Filterkörpers angeordnet sind und jeweils paarweise zwischen sich einen sich keilförmig verjüngenden Filterraum bilden.Such a particle filter is known from the published patent application DE 10223452 AI. This particle filter has a filter body arranged in a housing, which is constructed from filter pockets through which the exhaust gas flows, which are arranged radially around a longitudinal axis of the filter body and each form a wedge-shaped filter space between them in pairs.
Nachteilig an dem Partikelfilter ist zum einen die relativ aufwändige Herstellung. Die Filtertaschen müssen einzeln für sich hergestellt werden und anschliessend zu dem Fil-
terkörper zusammengesetzt werden. Die Flächen der Filtertaschen selbst bilden miteinander relativ lange Nähte, die geschweisst oder auf sonstige Weise geschlossen werden müssen. Infolge der unterschiedlichen Materialdicke im Bereich der Nähte kann es bei der Verwendung des Partikelfilters zur Abgasreinigung wegen der bei hohen Temperaturen statt- findenen Selbstreinigung zu unerwünschten Verwerfungen der Filterflächen oder zum Auftrennen der Nähte kommen, was zu einer Reduzierung der Lebensdauer des Partikelfilters füh- ren kann.A disadvantage of the particle filter is, on the one hand, the relatively complex production. The filter bags must be manufactured individually and then connected to the filter body are assembled. The surfaces of the filter bags themselves form relatively long seams that have to be welded or closed in some other way. As a result of the different material thickness in the area of the seams, the use of the particle filter for exhaust gas cleaning can result in undesirable warping of the filter surfaces or in the seams due to the self-cleaning that takes place at high temperatures, which can lead to a reduction in the service life of the particle filter ,
Aus der Patentschrift CH 226682 ist ein Spiralfilter bekannt, der aus zwei spiralförmig um einen Kern gewickelten Papierbahnen besteht, die an ihren Kanten mit Profilschnü- ren miteinander verbunden sind. Zur Abgasreinigung ist dieser Filter mangels Temperatur- und Druckfestigkeit nicht geeignet .A spiral filter is known from the patent specification CH 226682, which consists of two paper webs spirally wound around a core, which are connected to one another at their edges with profile cords. This filter is not suitable for exhaust gas cleaning due to the lack of temperature and pressure resistance.
Aus der EP 1256369 A2 ist ein Abgasfilter bekannt, der aus einem spiralförmig gewickelten Körper mit zwei voneinander beabstandeten bahnförmigen Filterlagen besteht, zwischen denen sich ein gewellter bahnförmiger Abstandshalter befindet. Die Filterlagen sind abwechselnd stirnseitig geschlossen. Die Filterlagen liegen parallel zueinander, wobei sich Filterräume mit gleichem Volumen und gleichem Strömungsquerschnitt ergeben.An exhaust gas filter is known from EP 1256369 A2, which consists of a spirally wound body with two spaced-apart web-shaped filter layers, between which there is a corrugated web-shaped spacer. The filter layers are alternately closed on the front. The filter layers are parallel to each other, resulting in filter spaces with the same volume and flow cross-section.
Derzeit eingesetzte Filter-Systeme für Partikel in Abgasen von Brennkraftmaschinen sind entweder als Keramikfilter mit katalytischer Beschichtung oder als metallische Filter ausgebildet. Die Filterwände der Partikelfilter haben eine
mikroporöse Struktur, die insbesondere Kohlenstoffpartikel im Abgasstrom zurückhält, wobei sich die Partikel auf der Oberfläche des Filters anlagern und somit nach und nach zu einer Erhöhung des Differenzdruckes im Abgassystem führen. Der Partikelfilter muss daher von Zeit zu Zeit regeneriert werden, was im Falle metallischer Filter durch gezielte Abbrennzyklen erfolgt. Keramische Filter benötigen zur Reinigung die Zusetzung von Additiven, deren Speichervolumen begrenzt ist. Metallische Filter sind daher gegenüber den Ke- ramikfiltern hinsichtlich der Lebensdauer überlegen.Filter systems currently used for particles in exhaust gases from internal combustion engines are designed either as ceramic filters with a catalytic coating or as metallic filters. The filter walls of the particle filters have one Microporous structure, which in particular retains carbon particles in the exhaust gas flow, the particles accumulating on the surface of the filter and thus gradually increasing the differential pressure in the exhaust system. The particle filter must therefore be regenerated from time to time, which in the case of metallic filters takes place through targeted burning cycles. Ceramic filters require the addition of additives whose storage volume is limited for cleaning. Metallic filters are therefore superior to ceramic filters in terms of service life.
Für Anwendungen in Großserie ist es erwünscht, eine Filterbauform zu finden, die sich einfach herstellen lässt und auch bei grossen TemperaturSchwankungen weniger verfor- mungsanfällig ist. Darüber hinaus sollte der Partikelfilter dahingehend optimiert werden, dass in einem gegebenen Bauvolumen eine möglichst große Filterfläche untergebracht werden kann. Bei grösserer Filterfläche erfolgt die Erhöhung des Differenzdruckes im Abgassystem langsamer, so dass der Partikelfilter seltener regeneriert werden muss.For large series applications, it is desirable to find a filter design that is easy to manufacture and is less prone to deformation, even with large temperature fluctuations. In addition, the particle filter should be optimized so that the largest possible filter area can be accommodated in a given construction volume. If the filter area is larger, the differential pressure in the exhaust system increases more slowly, so that the particle filter has to be regenerated less frequently.
Nach erfolgter Regeneration verbleibt im Partikelfilter Restasche, die auf geeignete Weise innerhalb des Filterkörpers aufgefangen werden muss, dass die Filterfunktion des Partikelfilters nicht beeinträchtigt ist.After regeneration, residual ash remains in the particle filter, which must be collected in a suitable manner within the filter body, so that the filter function of the particle filter is not impaired.
Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention
Der erfindungsgemäße Partikelfilter mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches 1 hat den Vorteil, ein gegenüber dem Stand der Technik verbesserten Einströmquer-
schnitt und ein höheres Sammelvermögen für Restasche aufzuweisen. Darüber hinaus ermöglicht die erfindungsgemässe Bauform des Partikelfilters ein erhöhtes Verhältnis von Filterfläche zu Gehäusebauvolumen. Damit kann bei ver- gleichbarem Gehäusebauvolumen ein größeres Abgasvolumen gereinigt werden. Die zum Filterkantenverschluss erforderliche Nahtlänge ist erheblich verkürzt.The particle filter according to the invention with the characterizing features of patent claim 1 has the advantage of having an improved inflow crossflow compared to the prior art. cut and to have a higher collection capacity for residual ash. In addition, the design of the particle filter according to the invention enables an increased ratio of filter area to housing volume. This means that a larger flue gas volume can be cleaned with a comparable housing volume. The seam length required to close the filter edge is considerably shortened.
Besonders vorteihaft ist es, eine wenigstens einfach längs- gefaltete Filterbahn zu verwenden, wobei sich dann zwischen zwei benachbarten Filterbahnen ein im Bereich der Falte geschlossener Filterraum ergibt.It is particularly advantageous to use an at least simply longitudinally folded filter web, in which case a filter space which is closed in the area of the fold is obtained between two adjacent filter webs.
Ferner ist es vorteilhaft, wenn der eingangsseitige Filter- räum des Filterkörpers einen möglichst grossen Öffnungsquerschnitt freigibt und sich zur Ausgangsseite des Filterkörpers verjüngt. Auf diese Weise lassen sich gute StrömungseigensSchäften und ein gutes Aschesammeivermögen kombinieren.Furthermore, it is advantageous if the input-side filter space of the filter body exposes the largest possible opening cross-section and tapers towards the output side of the filter body. In this way, good flow properties and a good ash collecting capacity can be combined.
Ferner hat das erfindungsgemässe Verfahren zur Herstellung eines Partikelfilter mit den Merkmalen des Anspruchs 18 den Vorteil, eine vereinfachte Herstellung zu ermöglichen.Furthermore, the method according to the invention for producing a particle filter with the features of claim 18 has the advantage of making production easier.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstandes nach der Erfindung sind der Beschreibung, der Zeichnung und den Patentansprüchen entnehmbar.
ZeichnungFurther advantages and advantageous embodiments of the object according to the invention can be found in the description, the drawing and the patent claims. drawing
Mehrere Ausführungsbeispiele eines erfindungsgemässen Partikelfilters sind in der Zeichnung schematisch vereinfacht dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 eine Seitenansicht eines erfindungsgemässen Partikelfilters in rohrförmiger Bauform mit freigeschnittener Eingangseite des Filterkörpers; Figur 2 eine Seitenansicht des rohrförmigen Partikelfilters nach Figur 1 mit freigeschnittener Ausgangsseite des Filterkörpers; Figur 3 eine Seitenansicht eines Partikelfilters in topf- förmiger Bauform mit freigeschnittener Eingangsseite des Filterkörpers; Figur 4 eine Seitenansicht des topfförmigen Partikelfilters nach Figur 3 mit längsgeschnittenem Filterkörper; Figur 5 eine perspektivische Seitenansicht eines Filterkörpers; Figur 6 ausschnittweise eine vergrößerte Schnittdarstellung durch einen Filterkörper mit einfach gefalteter Filterbahn; Figur 7 ausschnittweise eine vergrößerte Schnittdarstellung durch einen Filterkörper mit dreifach gefalteter Fil- terbahn;Several exemplary embodiments of a particle filter according to the invention are shown schematically simplified in the drawing and are explained in more detail in the following description. FIG. 1 shows a side view of a particle filter according to the invention in a tubular design with a cut-away inlet side of the filter body; FIG. 2 shows a side view of the tubular particle filter according to FIG. 1 with the cut-out outlet side of the filter body; FIG. 3 shows a side view of a particle filter in a pot-shaped design with the cut-in input side of the filter body; FIG. 4 shows a side view of the cup-shaped particle filter according to FIG. 3 with a longitudinally cut filter body; FIG. 5 shows a perspective side view of a filter body; FIG. 6 shows a detail of an enlarged sectional view through a filter body with a simply folded filter web; FIG. 7 shows a detail of an enlarged sectional view through a filter body with a triple-folded filter web;
Figur 8 eine Darstellung für das Herstellen einer dreifach gefalteten Filterbahn nach Figur 7;FIG. 8 shows an illustration for the production of a triple-folded filter web according to FIG. 7;
Figur 9 eine Darstellung einer zu einer Filterspirale lose vorgewickelten, einfach gefalteten Filterbahn; und Figur 10 eine Darstellung der zu einem Filterkörper verdichteten Filterspirale nach Figur 9;
Figur 11 eine Darstellung eines Filterkörpers mit dreieckiger, abgerundete Kanten aufweisender Grundform; Figur 12 eine Darstellung eines Filterkörpers mit zwei zueinander versetzt um einen ovalen Kern gewickelten Filter- bahnen.FIG. 9 is an illustration of a simply folded filter web loosely pre-wound into a filter spiral; and FIG. 10 shows the filter spiral according to FIG. 9 compressed to form a filter body; FIG. 11 shows a filter body with a triangular basic shape with rounded edges; FIG. 12 shows an illustration of a filter body with two filter webs which are wound offset from one another around an oval core.
Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the embodiments
In Figur 1 ist ein Partikelfilter 1 dargestellt, der in ei- ne Abgasleitung 2 einer nicht weiter dargestellten Brennkraftmaschine integriert ist. Im Beispielfall bildet die Abgasleitung 2 eine napfförmige Erweiterung 3 mit trichterförmigem Übergang 14, in die ein zylindrischer Filterkörper 4 eingesetzt ist. Der Filterkörper 4 ist mit einem ringför- migen Flansch 5 versehen, der mit einem entsprechenden Halteflansch 6 am Ende der napfförmigen Erweiterung 3 verbindbar ist. An den Partikelfilter 1 schliesst sich eine trichterförmige Verengung 7 an, die über einen entsprechenden Gegenflansch 8 mit dem Flansch 5 verbunden ist und in ein Abgasrohr 9 mündet. Die Pfeile 10 und 11 beschreiben die Strömungsrichtung des Abgases von der Brennkraftmaschine über die Abgasleitung 2 und den Partikelfilter 1 zum Abgasrohr 9. Das ungefilterte Abgas tritt über eine eingang- seitige, erste Stirnseite 12 in den Filterkörper 4 ein. Der Partikelfilter 1 ist konzentrisch in Linie mit der Abgasleitung 2 und dem Abgasrohr 9 angeordnet, was beispielsweise eine Anordnung unter dem Fahrzeugboden gestattet. Der Filterkörper 4 hat eine Gesamtlänge L und einen Durchmesser D. Im Beispielfall der Figuren 1 und 2 ist das Verhältnis von Durchmesser D zu Länge L kleiner als 1, was eine gestreckte, rohrförmige Anordnung des Partikelfilters 1 er-
gibt. In Figur 2 ist eine der ersten Stirnseite 12 entgegengesetzte, austrittseitige zweite Stirnseite 13 des Filterkörpers 4 erkennbar, aus der das gefilterte Abgas aus dem Partikelfilter 1 austritt und über die trichterförmige Verengung 7 zum Abgsarohr 9 geleitet wird. Alternativ könnte der Partikelfilter 1 auch mit einem eigenen Gehäuse versehen sein, das zwischen der Abgasleitung 2 und dem Abgasrohr 9 angeordnet ist.A particle filter 1 is shown in FIG. 1, which is integrated in an exhaust pipe 2 of an internal combustion engine (not shown). In the example, the exhaust pipe 2 forms a cup-shaped extension 3 with a funnel-shaped transition 14, into which a cylindrical filter body 4 is inserted. The filter body 4 is provided with an annular flange 5 which can be connected to a corresponding holding flange 6 at the end of the cup-shaped extension 3. The particle filter 1 is followed by a funnel-shaped constriction 7, which is connected to the flange 5 via a corresponding counter flange 8 and opens into an exhaust pipe 9. The arrows 10 and 11 describe the direction of flow of the exhaust gas from the internal combustion engine via the exhaust pipe 2 and the particle filter 1 to the exhaust pipe 9. The unfiltered exhaust gas enters the filter body 4 via a first end 12 on the input side. The particle filter 1 is arranged concentrically in line with the exhaust pipe 2 and the exhaust pipe 9, which allows, for example, an arrangement under the vehicle floor. The filter body 4 has an overall length L and a diameter D. In the example of FIGS. 1 and 2, the ratio of diameter D to length L is less than 1, which results in an elongated, tubular arrangement of the particle filter 1. gives. FIG. 2 shows an outlet-side second end 13 of the filter body 4 opposite the first end 12, from which the filtered exhaust gas emerges from the particle filter 1 and is directed via the funnel-shaped constriction 7 to the exhaust pipe 9. Alternatively, the particle filter 1 could also be provided with its own housing, which is arranged between the exhaust pipe 2 and the exhaust pipe 9.
Figur 3 zeigt eine zweite mögliche Ausführung der Anordnung des Partikelfilters 1. Gleiche und gleichwirkende Teile sind dabei mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet. Die Abgasleitung 2 und das Abgasrohr 9 sind hier parallel versetzt angeordnet und der Partikelfilter 1 liegt senkrecht dazu. Diese Anordnung ist bevorzugt geeignet für einen Partikelfilter 1, bei dem das Verhältnis von D zu L grösser oder gleich 1 ist, was eine topfförmige bauchige Bauform ergibt. In der Einbaulage liegt die erste Stirnseite 12 vorzugsweise unten und die entgegengesetzte Austrittsseite 13 oben, so dass vom Filterkörper 4 zurückgehaltene Partikel und die nach Selbstreinigung des Partikelfilters verbleibende Restasche begünstigt von der Schwerkraft sowie von Erschütterungen nach unten aus dem Filterköper 4 herausfallen können. Diese Bauform ist insbesondere für eine Unterbringung an Stellen ohne enge Durchmesserbeschränkung wie z.B. im Motorraum geeignet. In Figur 4 ist der Filterkörper 4 in Längsrichtung geschnitten dargestellt. Die zweite Stirnseite 13 befindet sich dabei in Einbaulage o- ben.
Figur 5 zeigt den Filterkörper 4 in einer perspektivischen Seitenansicht. Der Filterkörper 4 hat einen sich entlang einer Längsachse 19 des Filterkörpers 4 erstreckenden Kern 20, um den herum sich eine Filterbahn 18 spiralförmig in einer Mehrzahl von Wicklungen erstreckt. Die einzelnen Wicklungen der Filterbahn 18 sind in radialer Richtung beabstandet, so dass sich zwischen den Wicklungen ein Filterraum 23, 27 ergibt (siehe auch Figur 6) . Die Filterbahn 18 bildet dabei den Filterraum 23, 27 in radialer Richtung begrenzende, durchlässige Filterwände, durch die das Abgas hindurchtreten muss. Ein erster Filterraum 23 ist axial zu der einstromseitigen, ersten Stirnseite 12 geöffnet, so dass dort das ungereinigte Abgas in den Filterkörper 4 eindringen kann.Figure 3 shows a second possible embodiment of the arrangement of the particle filter 1. The same and equivalent parts are identified by the same reference numerals. The exhaust pipe 2 and the exhaust pipe 9 are here offset in parallel and the particle filter 1 is perpendicular to it. This arrangement is preferably suitable for a particle filter 1 in which the ratio of D to L is greater than or equal to 1, which results in a pot-shaped, bulbous design. In the installed position, the first end face 12 is preferably at the bottom and the opposite outlet side 13 is at the top, so that particles retained by the filter body 4 and the residual ash remaining after self-cleaning of the particle filter can fall out of the filter body 4 favored by gravity and vibrations downwards. This design is particularly suitable for placement in places without narrow diameter restrictions, such as in the engine compartment. In Figure 4, the filter body 4 is shown cut in the longitudinal direction. The second end face 13 is in the installation position above. Figure 5 shows the filter body 4 in a perspective side view. The filter body 4 has a core 20 which extends along a longitudinal axis 19 of the filter body 4, around which a filter web 18 extends in a spiral in a plurality of windings. The individual windings of the filter web 18 are spaced apart in the radial direction, so that a filter space 23, 27 results between the windings (see also FIG. 6). The filter web 18 forms the filter space 23, 27 in the radial direction delimiting, permeable filter walls through which the exhaust gas must pass. A first filter chamber 23 is opened axially to the first end face 12 on the inflow side, so that the uncleaned exhaust gas can penetrate into the filter body 4 there.
In Figur 6 ist ein Ausschnitt des Filterkörpers 4 im Längsschnitt gezeigt. Der Filterkörper 4 besteht dabei aus der Filterbahn 18, die im Beispielfall an einer Faltstelle 17 einfach mittig in Längsrichtung gefaltet und übereinander gelegt ist. Die sich an der Faltstelle 17 ergebende Biegung der Filterbahn 18 kann sowohl einen Radius aufweisen, als auch kantig ausgebildet sein. Die durch die Faltung entstehende zweilagige Filterbahn ist dann anschliessend spiralförmig um den Kern 20 gewickelt. Infolge der Faltung ent- steht jeweils ein Filterwandpaar mit Filterwänden 21, 22, das im Bereich der ersten Stirnseite 12 geschlossen ist und sich etwa V-förmig zur zweiten Stirnseite 13 erstreckt. Nach einer Wicklung um einen Winkel von mehr als 360 Grad entsteht ein weitere Lage eines Filterwandpaars mit Filter- wänden 24, 26. Die einander gegenüberliegenden Filterwände 22, 24 zweier benachbarter Filterwandpaare haben an der
ersten Stirnseite 12 einen radialen Abstand A voneinander und bilden zwischen sich den ersten Filterraum 23, der zur Einströmseite des Filterkörpers 4 hin geöffnet ist. Jede weitere Wicklung um mindestens 360 Grad führt entspreched zu einem weiteren Filterwandpaar. Der radiale Abstand A der Filterwände 22 und 24 voneinander wird mit zunehmender axialer Entfernung von der ersten Stirnseite 12 geringer, bis sich die beiden Filterwände 22, 24 in einer Verbindungsstelle 28 berühren und so den ersten Filterraum 23 zur zweiten Stirnseite 13 hin schliessen.A section of the filter body 4 is shown in longitudinal section in FIG. The filter body 4 consists of the filter web 18, which in the example is simply folded in the middle in the longitudinal direction at a fold point 17 and placed one above the other. The bending of the filter web 18 that results at the fold point 17 can have a radius as well as be angular. The two-layer filter web resulting from the folding is then wound spirally around the core 20. As a result of the folding, a pair of filter walls with filter walls 21, 22 is created, which is closed in the area of the first end face 12 and extends approximately V-shaped to the second end face 13. After winding by an angle of more than 360 degrees, a further layer of a filter wall pair with filter walls 24, 26 is created. The opposing filter walls 22, 24 of two adjacent filter wall pairs have on the first end face 12 a radial distance A from each other and form between them the first filter chamber 23, which is open to the inflow side of the filter body 4. Each additional winding by at least 360 degrees accordingly leads to a further pair of filter walls. The radial distance A of the filter walls 22 and 24 from one another decreases with increasing axial distance from the first end face 12 until the two filter walls 22, 24 touch at a connection point 28 and thus close the first filter chamber 23 towards the second end face 13.
Zwischen den Filterwänden 21 und 22, bzw. 24 und 26 eines Filterwandpaares ist jeweils ein zweiter Filterraum 27 gebildet, der zur ersten Stirnseite 12 (Einströmseite) ge- schlössen ist und zur zweiten Stirnseite 13 (Ausströmseite) geöffnet ist. Die Filterwände 21, 22 und 24, 26 haben dabei an der ersten Stirnseite 12 einen Abstand a voneinander, der kleiner ist als der Abstand A. Der Abstand zwischen den Filterwänden 21, 22 und 24, 26 nimmt dabei mit zunehmendem axialen Abstand von der ersten Stirnseite 12 zur zweitenA second filter chamber 27 is formed between the filter walls 21 and 22, or 24 and 26 of a pair of filter walls, which is closed to the first end face 12 (inflow side) and is open to the second end face 13 (outflow side). The filter walls 21, 22 and 24, 26 have a distance a from one another on the first end face 12 that is smaller than the distance A. The distance between the filter walls 21, 22 and 24, 26 increases with increasing axial distance from the first Front 12 to the second
Stirnseite 13 zu. Gleichzeitig nimmt der Abstand A entsprechend ab. Die Zunahme des Abstandes a bzw. die Abnahme des Abstandes A kann wie in Fig. 6 gezeigt stetig, aber auch unstetig verlaufen.End face 13 to. At the same time, the distance A decreases accordingly. The increase in distance a or the decrease in distance A can run continuously, but also discontinuously, as shown in FIG. 6.
Der zweite Filterraum 27 bildet eine Rückseite des Filter- körpes 4, da das Abgas um dorthin zu gelangen durch die Filterwände 21, 22, 24, 26 der Filterbahn 18 strömen muss und auf diese Weise gefiltert wird. Folglich fällt auf der Ausgangsseite des Filterkörpers 4 weniger Russ bzw. Asche an. Aus diesem Grund kännen die Filterwände 21, 22, 24, 26
in vorteilhafterweise auch so angeordnet werden, dass der erste Filterraum 23 ein grösseres Volumen hat als der zweite Filterraum 27, so dass sich das Aschesammeivermögen des ersten Filterraumes 23 erhöht.The second filter chamber 27 forms a rear side of the filter body 4, since the exhaust gas has to flow through the filter walls 21, 22, 24, 26 of the filter web 18 in order to get there and is filtered in this way. As a result, less soot or ash is produced on the output side of the filter body 4. For this reason, the filter walls 21, 22, 24, 26 can also advantageously be arranged such that the first filter space 23 has a larger volume than the second filter space 27, so that the ash collection capacity of the first filter space 23 increases.
An den Verbindungsstellen 28 sind die Wicklungen der Filterbahn 18 untereinander mit der jeweils nächsten Wicklung verbunden. Die Verbindungsstellen 28 können dabei durch Schweissen, Verpressen, Umbördeln oder auf sonstige Weise hergestellt sein. Es kann auch ein zusätzliches Verbindungsteil auf die Filterbahn 18 aufgebracht sein. Wichtig ist, dass sich an der Verbindungsstelle 28 eine hinreichend dichte Verbindung ergibt. Die Verbindugsstellen 28 können auch an der ersten Stirnseite 12 vorgesehen sein.At the connection points 28, the windings of the filter web 18 are connected to one another with the next winding in each case. The connection points 28 can be produced by welding, pressing, flanging or in some other way. An additional connecting part can also be applied to the filter web 18. It is important that there is a sufficiently tight connection at the connection point 28. The connection points 28 can also be provided on the first end face 12.
In Figur 7 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Filterkörpers 4 gezeigt. Dabei wird statt einer einfach gefalteten Filterbahn 18 eine dreifach gefaltete Filterbahn 18 spiralförmig gewickelt, so dass eine Wicklung jeweils vier einstückig in Doppel-V-Form miteinander verbundene Filterwände 21, 22, 24, 26 bilden (siehe auch Figur 8) . Bei gleichem radialen Abstand zwischen den Verbindungsstellen 28 wie im Ausführungsbeispiel nach Figur 6 ergibt sich somit eine dichtere Packung des Filterkörpers 4, so dass in einem gegebenen Bauvolumen eine noch grössere Filterfläche untergebracht werden kann.Another exemplary embodiment of a filter body 4 is shown in FIG. Instead of a single-folded filter web 18, a triple-folded filter web 18 is wound spirally, so that one winding forms four filter walls 21, 22, 24, 26 which are integrally connected in a double V-shape (see also FIG. 8). With the same radial distance between the connection points 28 as in the exemplary embodiment according to FIG. 6, this results in a denser packing of the filter body 4, so that an even larger filter area can be accommodated in a given construction volume.
Die Filterbahn 18 kann schon vor dem Falten und Wickeln mit Filtermaterial beschichtet sein, indem auf einen nichtros- tenden metallischen Träger ein metallischer Sinterwerkstoff aufgesintert wird. Die Verbindung mit dem Kern 20 kann bei-
spielsweise durch schweissen oder heften erfolgen. Als Kern 20 eignet sich beispielsweise ein Stahlrohr, dessen Werkstoffeigenschaften den Einsatzbedingungen hinsichtlich Temperaturfestigkeit, Wärmedehnung und Korrosion entsprechen. Der Kern 20 muss zumindest einströmseitig geschlossen sein.The filter web 18 can be coated with filter material before folding and winding, in that a metallic sintered material is sintered onto a non-rusting metallic carrier. The connection to the core 20 can for example, by welding or stapling. A steel tube, for example, is suitable as the core 20, the material properties of which correspond to the conditions of use with regard to temperature resistance, thermal expansion and corrosion. The core 20 must be closed at least on the inflow side.
In Figur 9 ist eine lose vorgewickelte Filterspirale gezeigt, die aus einer einfach gefalteten Filtergrundbahn 30 gewickelt ist. Die Filtergrundbahn 30 ist vorzugsweise ein Gewebe mit Siebstruktur, das gasdurchlässig ist. Die Filtergrundbahn 30 ist zunächst dem Kern 20 zu verbinden, vorzugsweise durch Schweissen, und lose vorzuwickeln. Eine derart lose gewickelte Filterspirale kann nach dem Vor- wicklen mit dem Filtermaterial beschichtet werden. Hierzu wird auf das Bahngewebe ein Filtermaterial, vorzugsweise ein metallisches Sintermaterial, aufgebracht, z.B. durch Tauchen, anschliessendes Rotieren bzw. Taumelrotieren der Filterspirale. Nach dem Trocknen erfolgt dann das Sintern des kompletten Spiralkorbes. Nach Abschluss des Beschich- tungsprozess kann die Filterspirale dann durch Relatiwer- drehung des Kerns 20 gegenüber einem äusseren Wicklungsende 34 verdichtet werden und die fertigverdichtete Spirale dann mit dem Flansch 5 zu dem fertigen Filterkörper 4 verbunden werden (siehe Figur 10, gegenüber Figur 9 nicht massstäb- lieh) .FIG. 9 shows a loosely pre-wound filter spiral which is wound from a simply folded filter base sheet 30. The filter base sheet 30 is preferably a fabric with a sieve structure that is gas permeable. The filter base sheet 30 is first to be connected to the core 20, preferably by welding, and to be loosely pre-wound. Such a loosely wound filter spiral can be coated with the filter material after pre-winding. For this purpose, a filter material, preferably a metallic sintered material, is applied to the web fabric, e.g. by immersing, then rotating or tumbling the filter spiral. After drying, the complete spiral basket is sintered. After completion of the coating process, the filter spiral can then be compressed by rotating the core 20 relative to an outer winding end 34, and the fully compressed spiral can then be connected to the flange 5 to form the finished filter body 4 (see FIG. 10, not to scale compared to FIG. 9) - lent).
In Figur 11 ist ein Filterkörper 4 gezeigt, der einen etwa dreieckig geformten Kern 20 hat, um den herum sich die Filterbahn 18 spiralförmig erstreckt. Der Filterkörper 4 er- hält dadurch eine etwa dreieckig gerundete Grundform. An seiner Aussenfläche weist der Kern 20 eine Stufe 35 auf,
deren Höhe etwa der Dicke einer Filterwicklung entspricht. Im Bereich der Stufe 35 ist ein Wicklungsanfang 33 der Filterbahn 18 befestigt. Somit ergibt sich zwischen einer ersten und zweiten Wicklung um den Kern 20 ein stufenfreier Übergang. Eine entsprechende Ausnehmung kann im Flansch 5 für das Wicklungsende 34 vorgesehen sein.FIG. 11 shows a filter body 4 which has an approximately triangular-shaped core 20, around which the filter web 18 extends in a spiral. The filter body 4 thereby has an approximately triangularly rounded basic shape. The core 20 has a step 35 on its outer surface, whose height corresponds approximately to the thickness of a filter winding. A winding start 33 of the filter web 18 is fastened in the area of the stage 35. This results in a step-free transition between a first and a second winding around the core 20. A corresponding recess can be provided in the flange 5 for the winding end 34.
In Figur 12 ist ein Filterkörper 4 mit ovalem Kern 20 gezeigt, der zwei Stufen für den Wicklungsanfang 33a, 33b zweier Filterbahnen 18a, 18b aufweist, sie etwa 180 Grad versetzt zueinander liegen. Der Filterkörper 4 ist somit aus zwei Lagen von Filterbahnen 18 gefertigt.FIG. 12 shows a filter body 4 with an oval core 20, which has two stages for the winding start 33a, 33b of two filter tracks 18a, 18b, which are offset by approximately 180 degrees to one another. The filter body 4 is thus made of two layers of filter webs 18.
In allen Ausführungsformen spiralförmiger Filterkörper 4 können zwischen den einzelnen Lagen der Filterwände 21, 22, 24, 26 Abstandhalter (Spacer) vorgesehen sein. So können in die Filterbahn 18 bzw. Filtergrundbahn 30 Sicken oder sonstige Materialausprägungen eingebracht sein, die einen gleichmässigen Wicklungsabstand zwischen den Filterwänden beim Übereinanderwickeln der Filterbahn 18 gewährleisten. Insbesondere müssen die Abstandshalter geeignet sein, ein Einfallen der Filterwände unter Druck zu verhindern. Darüber hinaus sollte mittels der Abstandshalter eine Steigung der Filterspirale vorgebbar sein.In all embodiments of spiral filter bodies 4, spacers can be provided between the individual layers of the filter walls 21, 22, 24, 26. For example, beads or other material characteristics can be introduced into the filter web 18 or filter base web 30, which ensure a uniform winding distance between the filter walls when the filter web 18 is wound one on top of the other. In particular, the spacers must be suitable for preventing the filter walls from collapsing under pressure. In addition, a slope of the filter spiral should be predeterminable by means of the spacers.
Es können auch bandförmige Abstandhalter 36 (Figur 8) zwischen den Filterwänden vorgesehen sein, die mit voneinander beabstandeten Auspägungen versehen sind und im Bereich der Kanten der Filterbahn 18 mit dieser verschweisst sind, bei- spielsweise über bekannte Widerstandsschweissverfahren oder mittels Laser. Es ist aber auch möglich, vor, beim oder
nach dem Wickeln in die Filterräume 23, 27 separate Abstandshalter einzusetzen.Band-shaped spacers 36 (FIG. 8) can also be provided between the filter walls, which are provided with spaced-apart recesses and are welded to the filter web 18 in the region of the edges thereof, for example using known resistance welding methods or using a laser. But it is also possible to do it before, at or insert separate spacers after winding in the filter rooms 23, 27.
Die Erfindung ist nicht auf die gezeigten Ausführungsbei- spiele beschränkt. So können die Abstandhalter 36 auch beidseitig an der Filterbahn 18 angeordnet sein. Der Filterkörper 4 kann auch kegelförmig geformt sein. Die Filterwände 21, 22, 24, 26 können auch so gewählt werden, dass der erste Filterraum 23 ein grösseres Volumen hat als der zweite Filterraum 27, so dass der erste Filterraum 23 ein grösseres Aschesammelvermögen hat. Der Filterkörper 4 kann auch aus mehreren Lagen einer Filterbahn 18 gewickelt sein, die jeweils entweder gefaltet sind oder anstelle der Faltstellen geschlossene Verbindungsstellen haben. So können anstelle einer V-förmig gefalteten Filterbahn 18 zwei Lagen ebener Filterbahnen zueinander V-förmig angeordnet sein, wobei sie an der geschlossenen Seite des V miteinander verbunden sind.The invention is not restricted to the exemplary embodiments shown. The spacers 36 can also be arranged on both sides of the filter web 18. The filter body 4 can also have a conical shape. The filter walls 21, 22, 24, 26 can also be selected such that the first filter chamber 23 has a larger volume than the second filter chamber 27, so that the first filter chamber 23 has a larger ash collecting capacity. The filter body 4 can also be wound from several layers of a filter web 18, each of which are either folded or have closed connection points instead of the fold points. Thus, instead of a V-shaped folded filter web 18, two layers of flat filter webs can be arranged in a V-shape with respect to one another, wherein they are connected to one another on the closed side of the V.
Insbesondere der Filteraum 23 kann sich über die Länge des Filterkörpers 4 diskontinuierlich, z.B. stufenförmig, verändern, so dass keine zu kleinen Spaltabmessungen zwischen den Filterwänden entstehen, die sich sehr schnell zusetzen würden. Der Filterkörper 4 kann über seine Länge auch ko- nisch bzw. diskontinuierlich geformt sein, so dass er sich der entsprechenden Form der ersten Filterwicklung anpasst. Auf diese Weise kann der Kern 20 beispielsweise bei V- förmigen Filterbahnen die V-Form optimal unterstützen.In particular, the filter space 23 can be discontinuous over the length of the filter body 4, e.g. step-like, change, so that there are no too small gap dimensions between the filter walls, which would clog very quickly. The filter body 4 can also be shaped conically or discontinuously over its length, so that it adapts to the corresponding shape of the first filter winding. In this way, the core 20 can optimally support the V-shape, for example in the case of V-shaped filter webs.
Die Faltung bzw. Biegung der Filterbahn 18 kann unabhängig von der Ausbildung des Filterkörpers 4 und der geometri-
sehen Anordnung der Filterwände 21, 22, 24, 26 vorteilhaft sein, da auf diese Weise eine geschlossene Kante entsteht. Der Fügeaufwand wird somit erheblich reduziert.
The folding or bending of the filter web 18 can be carried out independently of the design of the filter body 4 and the geometrical see arrangement of the filter walls 21, 22, 24, 26 may be advantageous, since this creates a closed edge. The joining effort is thus considerably reduced.