WO2008025599A1 - Filter element for a soot particle filter and method for producing a filter element - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a soot particle filter according to the preamble of the independent claims 1 and 4.
- the filter elements are made of a ceramic material, this is usually done by extrusion.
- the filter body is initially a prismatic structure with a plurality of mutually parallel channels. So that the exhaust gas is forced through the filter walls located between the channels, the so-called inlet channels are closed at the outlet surface of the filter body, while the outlet channels are closed at the inlet surface of the filter body. The closing of the inlet channels takes place after the extrusion.
- the inlet and outlet channels are closed by sealing plugs made of the same or a similar ceramic material from which the filter body was also extruded. These plugs are pressed into the respective channels. As a filter element partially several hundred channels are present and all channels are closed at one end by a plug, therefore, several hundred plugs must be introduced into the channels. This method is naturally very time-consuming and thus cost-intensive. It also contains a large error rate. Disclosure of the invention
- the invention is based on the object to provide a method for producing a filter element, which works more effectively and cost-effectively and also with a lower error rate than the conventional method for producing a filter element.
- the invention is based on the object to provide a filter element whose hydraulic properties are improved and in which the filter performance is increased over conventional filter elements.
- a filter element in particular for filtering exhaust gases of a diesel internal combustion engine, with an inlet surface and an outlet surface, with inlet channels and with outlet channels, wherein the inlet channels begin at the inlet surface and are closed at the outlet surface, wherein the outlet channels are closed at the entrance surface and terminate at the exit surface, and wherein the inlet channels and the outlet channels are separated by filter walls of an open-pored material by the following method steps.
- closure disk which is designed so that it closes the outlet channels or the inlet channels at the inlet surface or at the outlet surface of the filter body, it is possible by placing only one closure disc on the entry surface and a closure disc on the exit surface all channels in the right way to close. This results in a very high time savings when closing the channels and also reduces the reject rate when closing the channels.
- first or the second closure disk for manufacturing reasons or other reasons must be made so thin that they can not withstand the prevailing pressures and temperatures during operation, can according to the invention several layers of Closing discs are placed on both the entrance surface and on the exit surface. As a result, the required strength can be achieved and it results in a better connection between the filter walls or the inlet and the outlet surfaces of the filter body and the closure discs.
- the filter element composed of filter body and closure disks is subjected to a heat treatment after drying, in particular by sintering.
- the inventive task is also in a filter element with a mecanicsfiumblee and with an exit surface, with inlet channels and outlet channels, wherein the inlet channels begin at the entrance surface and are closed at the Austrittsfikiee, the outlet channels are closed at the mecanicsfikiee and terminate at the exit surface, and wherein the inlet channels and the outlet channels are separated by filter walls from an open-pored material, achieved in that at least one closure disc is present at the entrance surface and / or the outlet surface, and that the closure disc serves to close the inlet channels and / or the outlet channels.
- the filter element according to the invention consisting of the filter body and the closure disks, is much easier to handle in terms of production technology than conventional filter elements and has a lower error rate.
- the at least one closure disk has openings at the entrance surface where the inlet channels begin and that the at least one closure disk has openings at the outlet opening where the outlet channels terminate.
- Figure 1 is a schematic representation of an internal combustion engine with an exhaust aftertreatment device according to the invention
- Figure 2 shows a filter element in longitudinal section
- Figure 3 shows an exemplary embodiment of an inventive filter element.
- an internal combustion engine carries the reference numeral 10.
- the exhaust gases are discharged via an exhaust pipe 12, in which a filter device 14 is arranged. With this, soot particles are filtered out of the exhaust gas flowing in the exhaust pipe 12. This is particularly necessary in diesel internal combustion engines to comply with legal requirements.
- the filter device 14 comprises a cylindrical housing 16, in which a rotationally symmetrical in the present embodiment, a total also cylindrical filter element 18 is arranged. Between the housing 16 and the filter element 18 is a mat (see reference numeral 38 in Figure 3) is provided, which serves to attach the filter element 18 in the housing and at the same time prevents exhaust gases flowing through the annular gap between the housing 16 and the filter element 18.
- FIG. 2 shows a cross section through a filter element 18 according to the prior art.
- the filter element 18 may, for example, be produced as an extruded shaped body of a ceramic material, such as cordierite.
- the filter element 18 is flowed through in the direction of the arrows 20 of not shown exhaust gas.
- An entrance surface has the reference numeral 22 in FIG. 2, while an exit surface in FIG. 2 has the reference numeral 24.
- inlet channels 28 Parallel to a longitudinal axis 26 of the filter element 18 extend a plurality of inlet channels 28 in alternation with outlet channels 30.
- the inlet channels 28 are closed at the outlet surface 24.
- the sealing plugs are shown in FIG. 2 without reference numerals.
- the outlet channels 30 are open at the outlet surface 24 and closed in the region of the inlet surface 22.
- the flow path of the unpurified exhaust gas thus leads into one of the inlet channels 28 and from there through a filter wall 31 into one of the outlet channels 30. This is illustrated by arrows 32 by way of example.
- the surface 24 becomes the inflow surface and the surface 22 becomes the exit surface.
- the channels 28 become outlet channels, while the channels 30 become inlet channels.
- the reversal of the flow direction of the exhaust gas can be achieved by changing the mounting position of the filter element 18 in the housing 16 in the simplest way. In the embodiments described below, for the sake of clarity, only one direction of flow and consequently a function of the channels 28 and 30 are assumed, although the function of the channels 28 and 30 can also be changed by turning the filter element 18 in the housing 16.
- FIG. 3 shows an exemplary embodiment of a filter element 18 according to the invention.
- a second shutter plate 34 according to the invention is shown in a front view.
- the second shutter disk 34 has the shape shown in the right part of Figure 3.
- the hatched areas 38 consist of the same Material as the filter body 36. Between the closure surfaces 38 openings 40 are recessed.
- the second closure plate 34 is then placed on the filter body 36 such that the closure surfaces 38 close the inlet channels 28 at the outlet surface 24 and the openings 40 release the outlet channels 30 at the outlet surface 24.
- a first closure plate 42 disposed on the entrance surface 22 seals the exit channels 30 while having openings 40 at the beginning of the entrance channels 28.
- first closure plate 42 and the second closure plate 34 are formed as a separate molded part, it is possible by the placement of only a first closure plate 22 and a second closure plate 24, the filter body 36 so that the inlet channels 28 are closed at the exit surface 24 and the exit channels 30 are closed at the entrance surface 22. This results in a considerable acceleration of the production process. The erroneous closing of channels becomes almost impossible.
- the effective filter area of the filter body 36 is not shortened. This results in the same length of the filter body 36, a larger filter area and thus a more efficient filter element 18. Since the thickness of the closure discs 42 and 24 is also smaller than the length of the sealing plug, which are usually inserted into the channels 28 and 30, is can also be the total length of the filter element 18, consisting of filter body 36 and shutter disks 42 and 34, can be reduced.
- closure disks 42 and 34 The placement of the closure disks 42 and 34 on the filter body 36 takes place when both the filter body 36 and the closure disks 42 and 34 are still wet, so that the closure disks 42 and 34 connect to the filter body 36 during the subsequent drying operation.
- This compound is made by a subsequent heat treatment, such as sintering, further strengthened, so that the result is a very stable connection between the closure disks 42 and 34 and filter body 36 results.
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Abstract
The invention relates to a method which allows the filter bodies (36) of filter elements to be improved to give a filter element having entry channels (28) and exit channels (30) by simply placing a first closing disk (42) and a second closing disk (34) on said filter bodies.
Description
Beschreibung description
Titeltitle
Filterelement für einen Rußpartikelfilter und Verfahren zur Herstellung eines FilterelementsFilter element for a soot particle filter and method for producing a filter element
Stand der TechnikState of the art
Die Erfindung betrifft einen Rußpartikelfilter nach dem Oberbegriff der nebengeordneten Ansprüche 1 und 4.The invention relates to a soot particle filter according to the preamble of the independent claims 1 and 4.
Wenn die Filterelemente aus einem keramischen Werkstoff hergestellt werden, so geschieht dies in der Regel durch Extrudieren. Dies bedeutet, dass der Filterkörper zunächst ein prismatisches Gebilde mit einer Vielzahl von parallel zueinander verlaufenden Kanälen ist. Damit das Abgas durch die zwischen den Kanälen befindliche Filterwände gezwungen wird, werden die sogenannten Eintrittskanäle an der Austrittsfläche des Filterkörpers verschlossen, während die Austrittskanäle an der Eintrittsfläche des Filterkörpers verschlossen werden. Das Verschließen der Eintrittskanäle erfolgt dabei nach dem Extrudieren. Verschlossen werden die Eintritts- und die Austrittskanäle durch Verschlussstopfen aus dem gleichen oder einem ähnlichen keramischen Material aus dem auch der Filterkörper extrudiert wurde. Diese Verschlussstopfen werden in die jeweiligen Kanäle hinein gedrückt. Da bei einem Filterelement teilweise mehrere hundert Kanäle vorhanden sind und alle Kanäle an einem Ende durch einen Verschlussstopfen verschlossen werden, müssen demzufolge mehrere hundert Verschlussstopfen in die Kanäle eingebracht werden. Dieses Verfahren ist naturgemäß sehr zeit- und damit kostenintensiv. Außerdem beinhaltet es eine große Fehleranfälligkeit.
Offenbarung der ErfindungIf the filter elements are made of a ceramic material, this is usually done by extrusion. This means that the filter body is initially a prismatic structure with a plurality of mutually parallel channels. So that the exhaust gas is forced through the filter walls located between the channels, the so-called inlet channels are closed at the outlet surface of the filter body, while the outlet channels are closed at the inlet surface of the filter body. The closing of the inlet channels takes place after the extrusion. The inlet and outlet channels are closed by sealing plugs made of the same or a similar ceramic material from which the filter body was also extruded. These plugs are pressed into the respective channels. As a filter element partially several hundred channels are present and all channels are closed at one end by a plug, therefore, several hundred plugs must be introduced into the channels. This method is naturally very time-consuming and thus cost-intensive. It also contains a large error rate. Disclosure of the invention
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren zur Herstellung eines Filterelements bereitzustellen, welches effektiver und kostengünstiger und außerdem mit einer geringeren Fehlerquote arbeitet als die herkömmlichen Verfahren zur Herstellung eines Filterelements.The invention is based on the object to provide a method for producing a filter element, which works more effectively and cost-effectively and also with a lower error rate than the conventional method for producing a filter element.
Des Weiteren liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, ein Filterelement bereitzustellen, dessen hydraulische Eigenschaften verbessert sind und bei dem die Filterleistung gegenüber herkömmlichen Filterelementen erhöht ist.Furthermore, the invention is based on the object to provide a filter element whose hydraulic properties are improved and in which the filter performance is increased over conventional filter elements.
Diese Aufgabe wird bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung eines Filterelements, insbesondere zur Filterung von Abgasen einer Dieselbrennkraftmaschine, mit einer Eintrittsfläche und einer Austrittsfläche, mit Eintrittskanälen und mit Austrittskanälen, wobei die Eintrittskanäle an der Eintrittsfläche beginnen und an der Austrittsfläche verschlossen sind, wobei die Austrittskanäle an der Eintrittsfläche verschlossen sind und an der Austrittsfläche enden, und wobei die Eintrittskanäle und die Austrittskanäle durch Filterwände aus einem offenporigen Material getrennt sind durch folgende Verfahrensschritte gelöst.This object is achieved in a method according to the invention for producing a filter element, in particular for filtering exhaust gases of a diesel internal combustion engine, with an inlet surface and an outlet surface, with inlet channels and with outlet channels, wherein the inlet channels begin at the inlet surface and are closed at the outlet surface, wherein the outlet channels are closed at the entrance surface and terminate at the exit surface, and wherein the inlet channels and the outlet channels are separated by filter walls of an open-pored material by the following method steps.
Extrudieren eines prismatischen Filterkörpers, Formen mindestens einer ersten Verschlussscheibe für die Eintrittsfläche, Formen mindestens einer zweiten Verschlussscheibe für dieExtruding a prismatic filter body, forming at least one first closure disk for the entry surface, forming at least one second closure disk for the
Austrittsfläche, Aufsetzen der ersten Verschlussscheibe auf die Eintrittsfläche und der zweiten Verschlussscheibe auf die Austrittsfläche, und thermisches Behandeln des Filterelements.Exit surface, placing the first closure disc on the entrance surface and the second closure disc on the exit surface, and thermally treating the filter element.
Durch das Formen einer Verschlussscheibe, die so gestaltet ist, dass sie an der Eintrittsfläche beziehungsweise an der Austrittsfläche des Filterkörpers die Austrittskanäle beziehungsweise die Eintrittskanäle verschließt ist es möglich, durch das Aufsetzen nur einer Verschlussscheibe auf die Eintrittsfläche und einer Verschlussscheibe auf die Austrittsfläche alle Kanäle in der richtigen Weise zu verschließen. Dadurch ergibt sich eine sehr hohe Zeitersparnis beim Verschließen der Kanäle und außerdem sinkt die Ausschussrate beim Verschließen der Kanäle.By forming a closure disk, which is designed so that it closes the outlet channels or the inlet channels at the inlet surface or at the outlet surface of the filter body, it is possible by placing only one closure disc on the entry surface and a closure disc on the exit surface all channels in the right way to close. This results in a very high time savings when closing the channels and also reduces the reject rate when closing the channels.
Wenn die erste oder die zweite Verschlussscheibe aus fertigungstechnischen Gründen oder anderen Gründen so dünn gefertigt werden muss, dass sie im Betrieb den herrschenden Drücken und Temperaturen nicht standhalten kann, können erfindungsgemäß mehrere Lagen von
Verschlussscheiben sowohl auf die Eintrittsfläche als auch auf die Austrittfläche aufgesetzt werden. Dadurch kann die erforderliche Festigkeit erreicht werden und es ergibt sich eine bessere Verbindung zwischen der den Filterwänden beziehungsweise den Eintritts- und den Austrittsflächen des Filterkörpers und den Verschlussscheiben.If the first or the second closure disk for manufacturing reasons or other reasons must be made so thin that they can not withstand the prevailing pressures and temperatures during operation, can according to the invention several layers of Closing discs are placed on both the entrance surface and on the exit surface. As a result, the required strength can be achieved and it results in a better connection between the filter walls or the inlet and the outlet surfaces of the filter body and the closure discs.
Des Weiteren hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn der aus Filterkörper und Verschlussscheiben zusammengesetzte Filterelement nach dem Trocknen einer Wärmebehandlung, insbesondere durch Sintern unterzogen wird.Furthermore, it has proved to be advantageous if the filter element composed of filter body and closure disks is subjected to a heat treatment after drying, in particular by sintering.
Die erfmdungsgemäße Aufgabe wird ebenfalls bei einem Filterelement mit einer Eintrittsfiäche und mit einer Austrittsfläche, mit Eintrittskanälen und mit Austrittskanälen, wobei die Eintrittskanäle an der Eintrittsfläche beginnen und an der Austrittsfiäche verschlossen sind, wobei die Austrittskanäle an der Eintrittsfiäche verschlossen sind und an der Austrittsfläche enden, und wobei die Eintrittskanäle und die Austrittskanäle durch Filterwände aus einem offenporigen Material getrennt sind, dadurch gelöst, dass an der Eintrittsfiäche und/oder der Austrittsfläche mindestens eine Verschlussscheibe vorhanden ist, und dass die Verschlussscheibe zum Verschließen der Eintrittskanäle und/oder der Austrittskanäle dient.The inventive task is also in a filter element with a Eintrittsfiäche and with an exit surface, with inlet channels and outlet channels, wherein the inlet channels begin at the entrance surface and are closed at the Austrittsfiäche, the outlet channels are closed at the Eintrittsfiäche and terminate at the exit surface, and wherein the inlet channels and the outlet channels are separated by filter walls from an open-pored material, achieved in that at least one closure disc is present at the entrance surface and / or the outlet surface, and that the closure disc serves to close the inlet channels and / or the outlet channels.
Das erfmdungsgemäße Filterelement, bestehend aus dem Filterkörper und den Verschlussscheiben ist fertigungstechnisch sehr viel einfacher zu beherrschen als herkömmliche Filterelemente und weist eine geringere Fehlerquote auf.The filter element according to the invention, consisting of the filter body and the closure disks, is much easier to handle in terms of production technology than conventional filter elements and has a lower error rate.
Es versteht sich von selbst, dass die mindestens eine Verschlussscheibe an der Eintrittsfiäche dort Öffnungen aufweist, wo die Eintrittskanäle beginnen und dass die mindestens eine Verschlussscheibe an der Austrittsöffnung dort Öffnungen aufweist, wo die Austrittskanäle enden.It is self-evident that the at least one closure disk has openings at the entrance surface where the inlet channels begin and that the at least one closure disk has openings at the outlet opening where the outlet channels terminate.
Bei vielen Geometrien von Filterkörpern können sogar die Verschlussscheiben für die Eintrittsfiäche und die Austrittsflächen identisch geformt sein. Sie müssen lediglich anders verdreht oder verschoben zueinander auf die Eintrittsfiäche beziehungsweise die Austrittsfläche aufgesetzt werden.For many geometries of filter bodies, even the closure disks for the entrance surface and the exit surfaces can be identically shaped. You just need to be twisted differently or shifted to each other on the Eintrittsfiäche or the exit surface are placed.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden
Zeichnung, deren Beschreibung und den Patentansprüche entnehmbar.Further advantages and advantageous embodiments of the invention are the following Drawing, the description and the claims can be removed.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Es zeigen:Show it:
Figur 1 eine schematische Darstellung einer Brennkraftmaschine mit einer erfindungsgemäßen Abgasnachbehandlungseinrichtung;Figure 1 is a schematic representation of an internal combustion engine with an exhaust aftertreatment device according to the invention;
Figur 2 ein Filterelement im Längsschnitt undFigure 2 shows a filter element in longitudinal section and
Figur 3 ein Ausfuhrungsbeispiel eines erfindungsgemäßer Filterelements.Figure 3 shows an exemplary embodiment of an inventive filter element.
Ausfuhrungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention
In Figur 1 trägt eine Brennkraftmaschine das Bezugszeichen 10. Die Abgase werden über ein Abgasrohr 12 abgeleitet, in dem eine Filtereinrichtung 14 angeordnet ist. Mit dieser werden Rußpartikel aus dem im Abgasrohr 12 strömenden Abgas herausgefiltert. Dies ist insbesondere bei Diesel-Brennkraftmaschinen erforderlich, um gesetzliche Bestimmungen einzuhalten.In Figure 1, an internal combustion engine carries the reference numeral 10. The exhaust gases are discharged via an exhaust pipe 12, in which a filter device 14 is arranged. With this, soot particles are filtered out of the exhaust gas flowing in the exhaust pipe 12. This is particularly necessary in diesel internal combustion engines to comply with legal requirements.
Die Filtereinrichtung 14 umfasst ein zylindrisches Gehäuse 16, in dem eine im vorliegenden Ausführungsbeispiel rotationssymmetrisches, insgesamt ebenfalls zylindrisches Filterelement 18 angeordnet ist. Zwischen dem Gehäuse 16 und dem Filterelement 18 ist eine Matte (siehe Bezugszeichen 38 in Figur 3) vorhanden, die zur Befestigung des Filterelements 18 im Gehäuse dient und gleichzeitig verhindert, dass Abgase durch den Ringspalt zwischen Gehäuse 16 und Filterelement 18 strömt.The filter device 14 comprises a cylindrical housing 16, in which a rotationally symmetrical in the present embodiment, a total also cylindrical filter element 18 is arranged. Between the housing 16 and the filter element 18 is a mat (see reference numeral 38 in Figure 3) is provided, which serves to attach the filter element 18 in the housing and at the same time prevents exhaust gases flowing through the annular gap between the housing 16 and the filter element 18.
In Figur 2 ist ein Querschnitt durch ein Filterelement 18 nach dem Stand der Technik dargestellt. Das Filterelement 18 kann beispielsweise ist als extrudierter Formkörper aus einem keramischen Material, wie zum Beispiel Cordierit, hergestellt werden.
Das Filterelement 18 wird in Richtung der Pfeile 20 von nicht dargestelltem Abgas durchströmt. Eine Eintrittsfläche hat in Figur 2 das Bezugszeichen 22, während eine Austrittsfläche in Figur 2 das Bezugszeichen 24 hat.FIG. 2 shows a cross section through a filter element 18 according to the prior art. The filter element 18 may, for example, be produced as an extruded shaped body of a ceramic material, such as cordierite. The filter element 18 is flowed through in the direction of the arrows 20 of not shown exhaust gas. An entrance surface has the reference numeral 22 in FIG. 2, while an exit surface in FIG. 2 has the reference numeral 24.
Parallel zu einer Längsachse 26 des Filterelements 18 verlaufen mehrere Eintrittskanäle 28 im Wechsel mit Austrittskanälen 30. Die Eintrittskanäle 28 sind an der Austrittsfläche 24 verschlossen. Die Verschlussstopfen sind in Figur 2 ohne Bezugszeichen dargestellt. Im Gegensatz dazu sind die Austrittskanäle 30 an der Austrittsfläche 24 offen und im Bereich der Eintrittsfläche 22 verschlossen.Parallel to a longitudinal axis 26 of the filter element 18 extend a plurality of inlet channels 28 in alternation with outlet channels 30. The inlet channels 28 are closed at the outlet surface 24. The sealing plugs are shown in FIG. 2 without reference numerals. In contrast, the outlet channels 30 are open at the outlet surface 24 and closed in the region of the inlet surface 22.
Der Strömungsweg des ungereinigten Abgases führt also in einen der Eintrittskanäle 28 und von dort durch eine Filterwand 31 in einen der Austrittskanäle 30. Exemplarisch ist dies durch Pfeile 32 dargestellt.The flow path of the unpurified exhaust gas thus leads into one of the inlet channels 28 and from there through a filter wall 31 into one of the outlet channels 30. This is illustrated by arrows 32 by way of example.
Durch Umkehren der Strömungsrichtung des Abgases wird die Fläche 24 zur Einstrittsfläche und die Fläche 22 zur Austrittsfläche. Dadurch werden die Kanäle 28 zu Austrittskanälen, während die Kanäle 30 zu Eintrittskanälen werden. Die Umkehr der Strömungsrichtung des Abgases kann durch eine geänderte Einbaulage des Filterelements 18 im Gehäuse 16 auf einfachste Weise erreicht werden. In den nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispielen wird aus Gründen der Verständlichkeit immer nur eine Strömungsrichtung und in Folge dessen von einer Funktion der Kanäle 28 und 30 ausgegangen, obwohl die Funktion der Kanäle 28 und 30 durch Umdrehen des Filterelements 18 im Gehäuse 16 auch geändert werden kann.By reversing the flow direction of the exhaust gas, the surface 24 becomes the inflow surface and the surface 22 becomes the exit surface. As a result, the channels 28 become outlet channels, while the channels 30 become inlet channels. The reversal of the flow direction of the exhaust gas can be achieved by changing the mounting position of the filter element 18 in the housing 16 in the simplest way. In the embodiments described below, for the sake of clarity, only one direction of flow and consequently a function of the channels 28 and 30 are assumed, although the function of the channels 28 and 30 can also be changed by turning the filter element 18 in the housing 16.
Die Problematik der gasdichten und spielfreien Befestigung des Filterelements 18 beziehungsweise des Körpers für einen Katalysator in dem Gehäuse 16 ist identisch.The problem of the gas-tight and play-free attachment of the filter element 18 and the body for a catalyst in the housing 16 is identical.
In Figur 3 ist ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Filterelements 18 dargestellt. Im rechten Teil der Figur 3 ist eine erfindungsgemäße zweite Verschlussscheibe 34 in einer Ansicht von vorne dargestellt. Bei einem zylindrischen Filterkörper 36 dessen Kanäle 28 und 30 jeweils einen quadratischen Querschnitt aufweisen hat die zweite Verschlussscheibe 34 die im rechten Teil der Figur 3 gezeigte Gestalt. Die schraffierten Flächen 38, von denen aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht alle mit Bezugszeichen versehen wurden, bestehen aus dem gleichen
Werkstoff wie der Filterkörper 36. Zwischen den Verschlussflächen 38 sind Öffnungen 40 ausgespart.FIG. 3 shows an exemplary embodiment of a filter element 18 according to the invention. In the right part of Figure 3, a second shutter plate 34 according to the invention is shown in a front view. In a cylindrical filter body 36 whose channels 28 and 30 each have a square cross-section, the second shutter disk 34 has the shape shown in the right part of Figure 3. The hatched areas 38, of which not all have been provided with reference numerals for reasons of clarity, consist of the same Material as the filter body 36. Between the closure surfaces 38 openings 40 are recessed.
Die zweite Verschlussplatte 34 wird nun so auf den Filterkörper 36 aufgesetzt, dass die Verschlussflächen 38 die Eintrittskanäle 28 an der Austrittsfläche 24 verschließen und die Öffnungen 40 die Austrittskanäle 30 an der Austrittsfläche 24 freigeben.The second closure plate 34 is then placed on the filter body 36 such that the closure surfaces 38 close the inlet channels 28 at the outlet surface 24 and the openings 40 release the outlet channels 30 at the outlet surface 24.
In entsprechender Weise verschließt eine erste Verschlussplatte 42, welche an der Eintrittsfiäche 22 angeordnet wird, die Austrittskanäle 30, während sie Öffnungen 40 am Anfang der Eintrittskanäle 28 aufweisen.Similarly, a first closure plate 42 disposed on the entrance surface 22 seals the exit channels 30 while having openings 40 at the beginning of the entrance channels 28.
Dadurch, dass die erste Verschlussplatte 42 und die zweite Verschlussplatte 34 als separates Formteil ausgebildet werden, ist es möglich durch das Aufsetzen lediglich einer ersten Verschlussplatte 22 und einer zweiten Verschlussplatte 24 den Filterkörper 36 so auszugestalten, dass die Eintrittskanäle 28 an der Austrittsfläche 24 verschlossen werden und die Austrittskanäle 30 an der Eintrittsfiäche 22 verschlossen werden. Dadurch ergibt sich eine erhebliche Beschleunigung des Produktionsprozesses. Das fehlerhafte Verschließen von Kanälen wird nahezu unmöglich.The fact that the first closure plate 42 and the second closure plate 34 are formed as a separate molded part, it is possible by the placement of only a first closure plate 22 and a second closure plate 24, the filter body 36 so that the inlet channels 28 are closed at the exit surface 24 and the exit channels 30 are closed at the entrance surface 22. This results in a considerable acceleration of the production process. The erroneous closing of channels becomes almost impossible.
Da die Verschlussscheiben 42 und 34 an die auf die Eintrittsfiäche 22 und 24 aufgesetzt werden, und nicht, wie bei herkömmlichen Filterelementen, durch in die Kanäle 28, 30 eingepresste Verschlussstopfen verschlossen wird, wird die wirksame Filterfläche des Filterkörpers 36 nicht verkürzt. Dadurch ergibt sich eine bei gleicher Baulänge des Filterkörpers 36 eine größere Filterfläche und somit ein leistungsfähigeres Filterelement 18. Da die Dicke der Verschlussscheiben 42 und 24 auch kleiner ist als die Länge der Verschlussstopfen, die üblicherweise in die Kanäle 28 und 30 eingeführt werden, ist, kann auch die Gesamtbaulänge des Filterelements 18, bestehend aus Filterkörper 36 und Verschlussscheiben 42 und 34, reduziert werden.Since the closure discs 42 and 34 are placed on the entry surface 22 and 24, and not, as in conventional filter elements, closed by in the channels 28, 30 pressed-in sealing plug, the effective filter area of the filter body 36 is not shortened. This results in the same length of the filter body 36, a larger filter area and thus a more efficient filter element 18. Since the thickness of the closure discs 42 and 24 is also smaller than the length of the sealing plug, which are usually inserted into the channels 28 and 30, is can also be the total length of the filter element 18, consisting of filter body 36 and shutter disks 42 and 34, can be reduced.
Das Aufsetzen der Verschlussscheiben 42 und 34 auf den Filterkörper 36 erfolgt, wenn sowohl der Filterkörper 36 als auch die Verschlussscheiben 42 und 34 noch feucht sind, so dass sich die Verschlussscheiben 42 und 34 während des anschließenden Trocknungsvorgangs mit dem Filterkörper 36 verbinden. Diese Verbindung wird durch eine anschließende Wärmebehandlung,
wie beispielsweise Sintern, noch weiter gefestigt, so dass sich im Ergebnis eine sehr stabile Verbindung zwischen Verschlussscheiben 42 und 34 sowie Filterkörper 36 ergibt.The placement of the closure disks 42 and 34 on the filter body 36 takes place when both the filter body 36 and the closure disks 42 and 34 are still wet, so that the closure disks 42 and 34 connect to the filter body 36 during the subsequent drying operation. This compound is made by a subsequent heat treatment, such as sintering, further strengthened, so that the result is a very stable connection between the closure disks 42 and 34 and filter body 36 results.
Ein weiterer, nicht zu unterschätzender Vorteil des erfindungsgemäßen Filterelements ist darin zu sehen, dass die Verschlussscheiben 42 und 34 in ihrer Dicke D relativ gering ausfallen, so dass der Unterschied zwischen der Dicke D der Verschlussscheiben 42 und 34 zu der Dicke der Filterwände 31 relativ gering ist. Infolgedessen sind die thermischen Spannungen, die sich auf Grund von ungleichen Temperaturverteilungen ergeben, im Bereich der Eintrittsflächen 22 und der Austrittsfläche 24 geringer als bei herkömmlichen Filterelementen bei denen sich im Bereich der Eintrittsfläche 24 und der Austrittsfläche 24 durch die Verschlussstopfen eine relativ große Ansammlung von keramischem Werkstoff auf engstem Raum befindet.
Another not to be underestimated advantage of the filter element according to the invention can be seen in the fact that the closure disks 42 and 34 are relatively small in thickness D, so that the difference between the thickness D of the shutter disks 42 and 34 to the thickness of the filter walls 31 is relatively low is. As a result, the thermal stresses resulting from unequal temperature distributions in the region of the entrance surfaces 22 and the exit surface 24 are less than conventional filter elements in which in the region of the entrance surface 24 and the exit surface 24 through the sealing plug a relatively large accumulation of ceramic Material is located in the smallest space.
Claims
1. Verfahren zur Herstellung eines Filterelement, insbesondere zur Filterung von Abgasen einer Dieselbrennkraftmaschine, mit einer Eintrittsfläche (22) und mit einer Austrittsfläche (24), mit Eintrittskanälen (28) und mit Austrittskanälen (30), wobei die Eintrittskanäle (28) an der Eintrittsfläche (22) beginnen und an der Austrittsfläche (24) verschlossen sind, wobei die1. A method for producing a filter element, in particular for filtering exhaust gases of a diesel internal combustion engine, with an inlet surface (22) and with an outlet surface (24), with inlet channels (28) and with outlet channels (30), wherein the inlet channels (28) on the Begin entrance surface (22) and are closed at the exit surface (24), wherein the
Austrittskanäle (30) an der Eintrittsfläche (22) verschlossen sind und an der Austrittsfläche (24) enden, und wobei die Eintrittskanäle (28) und die Austrittskanäle (30) durch Filterwände (31) aus einem offenporigen Material getrennt sind, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:Outlet channels (30) are closed at the entry surface (22) and terminate at the exit surface (24), and wherein the inlet channels (28) and the outlet channels (30) are separated by filter walls (31) from an open-pored material, characterized by the following method steps :
- Extrudieren eines prismatischen Filterkörpers (36),Extruding a prismatic filter body (36),
- Formen mindestens einer ersten Verschlussscheibe (42) für die Eintrittsfläche (22),Forming at least one first closure disk (42) for the entry surface (22),
- Formen mindestens einer zweiten Verschlussscheibe (34) für die Austrittsfläche (24),Forming at least one second shutter disk (34) for the exit surface (24),
- Aufsetzen der ersten Verschlussscheibe (42) auf die Eintrittsfläche (22),Placing the first closure disc (42) on the entry surface (22),
- Aufsetzen der zweiten Verschlussscheibe (34) auf die Austrittsfiäche (24) und- Setting the second shutter disc (34) on the Austrittsfiäche (24) and
- Wärmebehandlung, insbesondere Trocknen, des Filterelements (18).- Heat treatment, in particular drying, of the filter element (18).
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mehr als eine erste oder zweite Verschlussscheibe (42, 34) auf die Eintrittsfläche (22) und/oder auf die Austrittsfläche (24) aufgesetzt wird.2. The method according to claim 1, characterized in that more than a first or second shutter disc (42, 34) on the entry surface (22) and / or on the exit surface (24) is placed.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Filterelement (18) nach dem Trocknen einer Wärmebehandlung, insbesondere durch Sintern, unterzogen wird.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the filter element (18) after drying a heat treatment, in particular by sintering, is subjected.
4. Filterelement, insbesondere zur Filterung von Abgasen einer Dieselbrennkraftmaschine, mit einer Eintrittsfläche (22) und mit einer Austrittsfläche (24), mit Eintrittskanälen (28) und mit Austrittskanälen (30), wobei die Eintrittskanäle (28) an der Eintrittsfläche (22) beginnen und an der Austrittsfläche (24) verschlossen sind, wobei die Austrittskanäle (30) an der Eintrittsfläche (22) verschlossen sind und an der Austrittsfläche (24) enden, und wobei die Eintrittskanäle (28) und die Austrittskanäle (30) durch Filterwände (31) aus einem offenporigen Material getrennt sind, dadurch gekennzeichnet, dass an der Eintrittsfläche (22) und/oder der Austrittsfläche (24) mindestens eine Verschlussscheibe (42, 34) vorhanden ist, und dass die Verschlussscheibe (42, 34) zum Verschließen der Eintrittskanäle (28) und/ oder der Austrittskanäle (30) dient.4. filter element, in particular for filtering exhaust gases of a diesel internal combustion engine, with an entrance surface (22) and with an outlet surface (24), with inlet channels (28) and with outlet channels (30), wherein the inlet channels (28) begin at the inlet surface (22) and are closed at the outlet surface (24) the outlet channels (30) are closed at the inlet surface (22) and terminate at the outlet surface (24), and wherein the inlet channels (28) and the outlet channels (30) are separated from an open-pored material by filter walls (31), characterized at least one closure disk (42, 34) is present on the entry surface (22) and / or the exit surface (24), and in that the closure disk (42, 34) closes the inlet channels (28) and / or the exit channels (30) serves.
5. Filterelement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Verschlussscheibe an der Eintrittsfläche (22) dort Öffnungen (40) aufweist, wo die5. Filter element according to claim 4, characterized in that the at least one closure disc at the entry surface (22) there openings (40), where the
Eintrittskanäle (28) beginnen.Start entry channels (28).
6. Filterelement nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Verschlussscheibe an der Austrittsfläche (22) dort Öffnungen (40) aufweist, wo die Austrittskanäle (28) enden.6. Filter element according to claim 4 or 5, characterized in that the at least one closure disc at the outlet surface (22) there openings (40), where the outlet channels (28) terminate.
7. Filterelement nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die7. Filter element according to one of claims 4 to 6, characterized in that the
Eintrittskanäle (28) an der Eintrittsfläche (22) beginnen und an der Austrittsfläche (24) verschlossen sind, und dass die Austrittskanäle (30) an der Eintrittsfläche (22) verschlossen sind und an der Austrittsfläche (24) enden.Entry channels (28) begin at the entry surface (22) and are closed at the exit surface (24), and that the exit channels (30) are closed at the entry surface (22) and terminate at the exit surface (24).
8. Filterelement (18) nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Filterelement (18) aus einem keramischen oder einem glaskeramischen Werkstoff, insbesondere aus Cordierit, Aluminiumtitanat oder Siliziumkarbid, hergestellt wird. 8. Filter element (18) according to one of claims 4 to 7, characterized in that the filter element (18) made of a ceramic or a glass-ceramic material, in particular of cordierite, aluminum titanate or silicon carbide, is produced.
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