DE102006021737B4 - Filter element for a soot particle filter of an internal combustion engine - Google Patents

Filter element for a soot particle filter of an internal combustion engine Download PDF

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Abstract

Filterelement (18), insbesondere zur Filterung von Abgasen einer Dieselbrennkraftmaschine, mit einer Eintrittsfläche (22) und mit einer Austrittsfläche (24), mit einer Vielzahl von Eintrittskanälen (28), und mit einer Vielzahl von Austrittskanälen (30), wobei die Eintrittskanäle (28) und die Austrittskanäle (30) durch Filterwände (31) aus einem offenporigen Material getrennt sind, wobei die Eintrittskanäle (28) im Querschnitt die Form eines Kreuzes mit vier Schenkeln (34.1, 34.2, 34.3, 34.4) aufweisen, wobei die Schenkel (34.1, 34.2, 34.3, 34.4) eine Länge (L1, L2) und eine Breite (B1, B2) aufweisen, und wobei jeweils zwei Schenkel (34.1, 34.4 und 34.2, 34.3) von zwei benachbart angeordneten Eintrittskanälen (28.1, 28.2) einen ersten Austrittskanal (30.1) begrenzen, dadurch gekennzeichnet, dass die Stirnseiten (36) der Schenkel (34.2, 34.2, 34.3, 34.4) von vier benachbart angeordneten Eintrittskanälen (28.1, 28.2, 28.3, 28.4) einen zweiten Austrittskanal (30.2) begrenzen.Filter element (18), in particular for filtering exhaust gases of a diesel internal combustion engine, with an inlet surface (22) and with an outlet surface (24), with a plurality of inlet channels (28), and with a plurality of outlet channels (30), wherein the inlet channels ( 28) and the outlet channels (30) are separated by filter walls (31) from an open-pore material, wherein the inlet channels (28) in cross section in the form of a cross with four legs (34.1, 34.2, 34.3, 34.4), wherein the legs ( 34.1, 34.2, 34.3, 34.4) have a length (L 1 , L 2 ) and a width (B 1 , B 2 ), and wherein in each case two legs (34.1, 34.4 and 34.2, 34.3) of two adjacently arranged inlet channels (28.1 , 28.2) define a first outlet channel (30.1), characterized in that the end faces (36) of the legs (34.2, 34.2, 34.3, 34.4) of four adjacently arranged inlet channels (28.1, 28.2, 28.3, 28.4) have a second outlet channel (30.2 ) understand coins.

Figure DE102006021737B4_0001
Figure DE102006021737B4_0001

Description

Die Erfindung betrifft ein Filterelement, insbesondere für ein Abgassystem einer Brennkraftmaschine, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a filter element, in particular for an exhaust system of an internal combustion engine, according to the preamble of claim 1.

Aus der nachveröffentlichten DE 10 2004 026 060 A1 ist ein Filterelement bekannt mit einer Eintrittsfläche und mit einer Austrittsfläche, mit einer Vielzahl von Eintrittskanälen und mit einer Vielzahl von Austrittskanälen, wobei die Eintrittskanäle einen sechseckförmigen Querschnitt und die Austrittskanäle einen quadratischen oder rautenförmigen Querschnitt aufweisen, und wobei die Eintrittskanäle und die Austrittskanäle durch eine Filterwand aus einem offenporigen Material getrennt sind.From the post-published DE 10 2004 026 060 A1 a filter element is known having an entrance surface and with an exit surface, with a plurality of inlet channels and with a plurality of outlet channels, wherein the inlet channels have a hexagonal cross-section and the outlet channels have a square or diamond-shaped cross section, and wherein the inlet channels and the outlet channels through a filter wall are separated from an open-pored material.

Dabei strömt das zu reinigende Abgas durch die Filterwände zwischen den Eintrittskanälen und den Austrittskanälen hindurch. Bei dem bekannten Filterelement lagern sich mit der Zeit an der stromaufwärts gelegenen Oberfläche der Filterwand Rußpartikel ab. Diese Rußpartikel führen zu einer Verringerung der Durchlässigkeit der Filterwand und in Folge dessen zu einer Erhöhung des Druckabfalls, der beim Durchtritt des Gasstroms durch die Filterwand auftritt. Entsprechend erhöht sich der sogenannte ”Abgasgegendruck”. Überschreitet dieser einen bestimmten Wert, wird der Filter regeneriert, indem die abgeschiedenen Rußpartikel verbrannt werden. Hierzu wird die Temperatur des Abgases, welches durch das Filterelement geleitet wird, erhöht, was wiederum durch die Einspritzung von zusätzlichem Kraftstoff bewirkt wird.In this case, the exhaust gas to be cleaned flows through the filter walls between the inlet channels and the outlet channels. In the known filter element, soot particles are deposited on the upstream surface of the filter wall over time. These soot particles lead to a reduction in the permeability of the filter wall and, as a result, to an increase in the pressure drop which occurs when the gas flow passes through the filter wall. Accordingly, the so-called "exhaust backpressure" increases. If this exceeds a certain value, the filter is regenerated by burning the separated soot particles. For this purpose, the temperature of the exhaust gas, which is passed through the filter element, increased, which in turn is caused by the injection of additional fuel.

Aus der US 2006/0 093 784 A1 sind Filterelemente mit kreuzförmigen Kanälen bekannt. Aus der EP 1 538 133 A1 ist eine Honigwabenstruktur bekannt, welche Kanäle mit unterschiedlich großem Querschnitt aufweist. Aus der US 4 416 676 A sind Honigwabenfilter mit Auslasskanalgeometrien bekannt, welche flexible Verbindungen zwischen Kanalwänden des Filters bilden.From the US 2006/0 093 784 A1 Filter elements are known with cross-shaped channels. From the EP 1 538 133 A1 is a honeycomb structure is known, which has channels with different cross-section. From the US 4 416 676 A Honeycomb filters are known with Auslasskanalgeometrien, which form flexible connections between the channel walls of the filter.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, das Betriebsverhalten und die Lebensdauer des Filterelements weiter zu verbessern und den zusätzlichen Kraftstoffbedarf für die Regenerierung der Filtereinrichtung zu reduzieren.The object of the present invention is to further improve the operating behavior and the service life of the filter element and to reduce the additional fuel requirement for the regeneration of the filter device.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Filterelement, insbesondere zur Filterung von Abgasen einer Dieselbrennkraftmaschine, mit einer Eintrittsfläche und mit einer Austrittsfläche, mit einer Vielzahl von Eintrittskanälen und mit einer Vielzahl von Austrittskanälen, wobei die Eintrittskanäle und die Austrittskanäle durch Filterwände aus einem offenporigen Material voneinander getrennt sind, dadurch gelöst, dass die Eintrittskanäle im Querschnitt die Form eines Kreuzes mit vier Schenkeln aufweisen, dass die Schenkel eine Länge und eine Breite aufweisen, dass jeweils zwei Schenkel von zwei benachbart angeordneten Eintrittskanälen einen ersten Austrittskanal begrenzen und dass die Stirnseiten der Schenkel von vier benachbart angeordneten Eintrittskanälen einen zweiten Austrittskanal begrenzen.This object is achieved with a filter element, in particular for filtering exhaust gases of a diesel engine, with an inlet surface and with an outlet surface, with a plurality of inlet channels and with a plurality of outlet channels, the inlet channels and the outlet channels separated by filter walls of an open-pore material are achieved in that the inlet channels in cross-section in the form of a cross with four legs, that the legs have a length and a width, that each two legs of two adjacent inlet channels define a first outlet channel and that the end faces of the legs of four adjacent arranged inlet channels define a second outlet channel.

Die erfindungsgemäße Geometrie der Querschnitte von Eintrittskanälen und Austrittskanälen hat den Vorteil, dass alle Eintrittskanäle ausschließlich von Austrittskanälen umgeben sind, so dass die gesamte Oberfläche der Innenwände der Eintrittskanäle als aktive Filterfläche zur Verfügung steht.The inventive geometry of the cross sections of inlet channels and outlet channels has the advantage that all inlet channels are surrounded exclusively by outlet channels, so that the entire surface of the inner walls of the inlet channels is available as an active filter surface.

Des Weiteren ermöglicht die erfindungsgemäße Geometrie es auch, den Strömungsquerschnitt sowohl der Eintrittskanäle als auch der Austrittskanäle optimal an den Volumenstrom des zu reinigenden Abgases anzupassen. Außerdem ist es möglich, auch den Anteil der Filterwände am Gesamtvolumen des Filterelements innerhalb weiter Grenzen zu steuern. Dieser Anteil der Filterwände am Gesamtvolumen des Filterelements hat maßgeblichen Einfluss auf die spezifische Wärmekapazität des Filterelements und kann infolgedessen eingesetzt werden, um örtliche Überhitzungen oder Temperaturbelastungen zu reduzieren.Furthermore, the geometry according to the invention also makes it possible to optimally adapt the flow cross section of both the inlet channels and the outlet channels to the volume flow of the exhaust gas to be cleaned. It is also possible to control the proportion of the filter walls in the total volume of the filter element within wide limits. This proportion of the filter walls on the total volume of the filter element has a significant influence on the specific heat capacity of the filter element and can therefore be used to reduce local overheating or temperature loads.

Die erfindungsgemäße Geometrie der Querschnitte von Eintrittskanälen und Austrittskanälen erlaubt es, innerhalb weiter Grenzen das Verhältnis der Querschnittsflächen von dem einen Eintrittskanal zu den beiden Austrittskanälen zu variieren. Das Gleiche gilt für das Verhältnis der Oberflächen der Filterwände, die den Eintrittskanal begrenzen und der Oberflächen der Filterwände, welche die Austrittskanäle begrenzen.The inventive geometry of the cross sections of inlet channels and outlet channels makes it possible to vary within wide limits the ratio of the cross-sectional areas of the one inlet channel to the two outlet channels. The same applies to the ratio of the surfaces of the filter walls that define the inlet channel and the surfaces of the filter walls that define the outlet channels.

Die genannten Verhältnisse sind wichtige Parameter, mit deren Hilfe die Zahl der erforderlichen Regenerationen des Filterelements gesteuert werden kann. Des Weiteren führt die erfindungsgemäße Geometrie der Querschnitte von Eintrittskanälen und Austrittskanälen zu einem Filterelement, das relativ unempfindlich gegen thermische Spannungen sind, die aus lokal unterschiedlichen Temperaturbelastungen herrühren.The conditions mentioned are important parameters with the aid of which the number of required regenerations of the filter element can be controlled. Furthermore, the geometry according to the invention of the cross sections of inlet channels and outlet channels leads to a filter element, which are relatively insensitive to thermal stresses resulting from locally different temperature loads.

Bei vorteilhaften Ausgestaltungen der Erfindungen ist vorgesehen, dass die ersten Austrittskanäle im Querschnitt die Form eines Parallelogramms aufweisen, und dass die Kantenlängen des Parallelogramms im Wesentlichen den Längen der Schenkel der Eintrittskanäle entsprechen. Des Weiteren ist es in vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die zweiten Austrittskanäle ebenfalls im Querschnitt die Form eines Parallelogramms aufweisen, und dass die Kantenlängen des Parallelogramms im Wesentlichen den Breiten der Schenkel der Eintrittskanäle entspricht.In advantageous embodiments of the inventions it is provided that the first outlet channels in cross section have the shape of a parallelogram, and that the edge lengths of the parallelogram correspond substantially to the lengths of the legs of the inlet channels. Furthermore, it is provided in an advantageous embodiment of the invention that the second exit channels also have the shape of a parallelogram in cross section, and that the edge lengths of Parallelogram substantially corresponds to the widths of the legs of the inlet channels.

Durch diese erfindungsgemäßen Ausgestaltungen des Filterelements ist es möglich, sowohl die Querschnittsfläche der ersten Austrittskanäle als auch die Querschnittsflächen der zweiten Austrittskanäle konstruktiv zu beeinflussen. Ebenso kann durch die Wahl der die Geometrie der Austrittskanäle bestimmenden Parameter, nämlich die Länge der Schenkel und die Breite der Schenkel, auf einfache Weise der hydraulische Durchmesser beziehungsweise die aktive Oberfläche in den Austrittskanälen relativ zu den entsprechenden Parametern der Eintrittskanäle variiert werden.By means of these embodiments of the filter element according to the invention, it is possible to constructively influence both the cross-sectional area of the first outlet channels and the cross-sectional areas of the second outlet channels. Likewise, by the choice of the geometry of the outlet channels determining parameters, namely the length of the legs and the width of the legs, in a simple manner, the hydraulic diameter or the active surface in the outlet channels are varied relative to the corresponding parameters of the inlet channels.

Eine besonders vorteilhafte Variante der Erfindung sieht vor, dass die Schenkel der Eintrittskanäle orthogonal zueinander angeordnet sind und dass die ersten und zweiten Austrittskanäle im Querschnitt die Form eines Rechtecks oder eines Quadrats aufweisen.A particularly advantageous variant of the invention provides that the legs of the inlet channels are arranged orthogonal to each other and that the first and second outlet channels in cross section have the shape of a rectangle or a square.

Alternativ ist es auch möglich, dass die Schenkel zweier benachbarter Eintrittskanäle einen Winkel zwischen 100° und 170° oder zwischen 10° und 80° einschließen und dass die ersten und zweiten Austrittskanäle im Querschnitt die Form eines Rhomboids oder einer Raute aufweisen.Alternatively, it is also possible for the legs of two adjacent inlet channels to enclose an angle between 100 ° and 170 ° or between 10 ° and 80 °, and that the first and second outlet channels have the shape of a rhomboid or a rhombus in cross section.

Des Weiteren ist die erfindungsgemäße Gestaltung der Querschnitte von Einlasskanälen und Auslasskanälen fertigungstechnisch gut zu beherrschen, was insbesondere bei der kostengünstigen Herstellung von Filtereinrichtungen mit einer Vielzahl von kleinen Eintrittskanälen und noch kleineren Austrittskanälen von großer wirtschaftlicher Bedeutung ist.Furthermore, the design according to the invention of the cross sections of inlet channels and outlet channels is easy to control in terms of manufacturing technology, which is of great economic importance in particular in the cost-effective production of filter devices having a multiplicity of small inlet channels and even smaller outlet channels.

Es hat sich weiter als vorteilhaft erwiesen, wenn mindestens die stromaufwärts gelegene Oberfläche der Filterwände eine katalytische Beschichtung aufweist. Durch die große Oberfläche wird die katalytische Wirkung beispielsweise bei einer Regenerierung des Filterelements verstärkt.It has also proved to be advantageous if at least the upstream surface of the filter walls has a catalytic coating. Due to the large surface area, the catalytic effect is enhanced, for example during regeneration of the filter element.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn mindestens die stromaufwärts gelegene Oberfläche der Filterwand eine katalytische Beschichtung aufweist. Durch die große Oberfläche wird die katalytische Wirkung beispielsweise bei einer Regenerierung der Filtereinrichtung verstärkt.It is particularly advantageous if at least the upstream surface of the filter wall has a catalytic coating. Due to the large surface, the catalytic effect is enhanced, for example, in a regeneration of the filter device.

Die erfindungsgemäßen Filterelemente können vorteilhafter Weise durch Extrudieren eines keramischen Werkstoffs, bevorzugt Cordierit oder Siliziumcarbid, oder aus Sintermetall hergestellt werden.The filter elements according to the invention can advantageously be produced by extruding a ceramic material, preferably cordierite or silicon carbide, or sintered metal.

Alternativ ist es auch möglich, das Filterelement aus einer Vielzahl von übereinander gestapelten Lagen vorgeformter Flachmaterialien herzustellen.Alternatively, it is also possible to produce the filter element from a plurality of stacked layers of preformed flat materials.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Zeichnung, deren Beschreibung und den Patentansprüchen entnehmbar. Alle in der Zeichnung, deren Beschreibung und den Patentansprüchen beschriebenen Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.Further advantages and advantageous embodiments of the invention are the following drawings, the description and the claims removable. All features described in the drawing, the description and the claims may be essential to the invention both individually and in any combination.

Zeichnungendrawings

Es zeigen:Show it:

1 eine schematische Darstellung einer Brennkraftmaschine mit einer erfindungsgemäßen Abgasnachbehandlungseinrichtung; 1 a schematic representation of an internal combustion engine with an exhaust gas aftertreatment device according to the invention;

2 ein erfindungsgemäßes Filterelement im Längsschnitt und 2 a filter element according to the invention in longitudinal section and

3 und 4 Querschnitte erfindungsgemäßer Eintrittskanäle und 3 and 4 Cross sections of inventive inlet channels and

5 einen Teilschnitt durch ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Filterelements. 5 a partial section through an embodiment of a filter element according to the invention.

Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the embodiments

In 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 1 an internal combustion engine carries the reference number 10 , The exhaust gases are via an exhaust pipe 12 derived in which a filter device 14 is arranged. With this soot particles from the exhaust pipe 12 filtered exhaust gas filtered out. 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.The filter device 14 includes a cylindrical housing 16 in which a rotationally symmetrical in the present embodiment, a total also cylindrical filter element 18 is arranged.

In 2 ist ein Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes Filterelement 18 dargestellt. Das Filterelement 18 kann beispielsweise ist als extrudierter Formkörper aus einem keramischen Material, wie zum Beispiel Cordierit, hergestellt werden.In 2 is a cross section through a filter element according to the invention 18 shown. The filter element 18 For example, may be prepared as an extruded molded article of a ceramic material, such as cordierite.

Das Filterelement 18 wird in Richtung der Pfeile 20 von nicht dargestelltem Abgas durchströmt. Eine Eintrittsfläche hat in 2 das Bezugszeichen 22, während eine Austrittsfläche in 2 das Bezugszeichen 24 hat.The filter element 18 will be in the direction of the arrows 20 flows through not shown exhaust gas. An entrance area has in 2 the reference number 22 while an exit surface in 2 the reference number 24 Has.

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 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 run several inlet channels 28 in alternation with outlet channels 30 , The entrance channels 28 are at the exit surface 24 locked. The sealing plugs are in 2 shown without reference number. In contrast, the exit channels 30 at the exit surface 24 open and in the area of the entrance area 22 locked.

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 in one of the exit channels 30 , This is exemplified by arrows 32 shown.

In 3 ist ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Eintrittskanals 28 im Querschnitt dargestellt. Dieser Eintrittskanal 28 hat im Querschnitt die Form eines Kreuzes, bestehend aus vier Schenkeln 34.1 bis 34.4. Die Schenkel 34.1 bis 34.4 werden jeweils von Filterwänden 31, die aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht alle mit Bezugszeichen versehen wurden, begrenzt. Am Ende eines jeden Schenkels 34 ist eine Stirnfläche 36 vorhanden, welche ebenfalls als Filterwand 31 ausgebildet ist.In 3 is a first embodiment of an entrance channel according to the invention 28 shown in cross section. This entrance channel 28 has in cross section the shape of a cross, consisting of four legs 34.1 to 34.4 , The thigh 34.1 to 34.4 each of filter walls 31 , which have not all been provided with reference numerals for reasons of clarity, limited. At the end of each thigh 34 is an end face 36 present, which also as a filter wall 31 is trained.

In 3 sind die wichtigsten geometrischen Größen, nämlich die Länge L1 der Schenkel 34 und deren Breiten B1 eingezeichnet. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 3 weisen alle Schenkel 34 die gleiche Länge L1 und die gleiche Breite B1 auf.In 3 are the most important geometric variables, namely the length L 1 of the legs 34 and their widths B 1 drawn. In the embodiment according to 3 have all thighs 34 the same length L 1 and the same width B 1 on.

Bei dem Ausführungsbeispiel eines Eintrittskanals 28 gemäß 4 hat der Schenkel 34.1 eine größere Länge als die anderen Schenkel 34.2 bis 34.4.In the embodiment of an entrance channel 28 according to 4 has the thigh 34.1 a greater length than the other legs 34.2 to 34.4 ,

Des Weiteren haben die Schenkel 34.1 und 34.3 eine Breite B1, während die Schenkel 34.2 und 34.4 eine gegenüber der Breite B1 reduzierte Breite B2 aufweisen. Durch den Vergleich der beiden Ausführungsbeispiele gemäß 3 und 4 wird deutlich, dass bezüglich der geometrischen Parameter Länge und Breite der Schenkel 34 viele Variationen des kreuzförmigen Querschnittes der Eintrittskanäle 28 möglich sind, die zur Auslegung und Optimierung eines erfindungsgemäßen Filterelements 18 eingesetzt werden können.Furthermore, the thighs have 34.1 and 34.3 a width B 1 , while the legs 34.2 and 34.4 a reduced width B 2 relative to the width B 1 . By comparing the two embodiments according to 3 and 4 it becomes clear that with respect to the geometric parameters length and width of the legs 34 many variations of the cross-shaped cross-section of the inlet channels 28 are possible, the design and optimization of a filter element according to the invention 18 can be used.

In 5 ist ein Teilschnitt durch ein erfindungsgemäßes Filterelement 18 dargestellt. Dabei wird deutlich, dass das Filterelement 18 durch das Aneinanderreihen mehrerer Eintrittskanäle 28 mit den zugehörigen Filterwänden 31 gebildet wird. Exemplarisch ist ein erster Eintrittskanal 28.1 mit einem Bezugszeichen in 5 versehen. Rechts oberhalb des Eintrittskanals 28.1 ist ein zweiter Eintrittskanal 28.2 vorgesehen. Die Schenkel 34.1 und 34.4 des Eintrittskanals 28.1 sowie die Schenkel 34.2 und 34.3 des Eintrittskanals 28.2 umschließen einen ersten Austrittskanal 30.1.In 5 is a partial section through a filter element according to the invention 18 shown. It becomes clear that the filter element 18 by juxtaposing several inlet channels 28 with the associated filter walls 31 is formed. Exemplary is a first entrance channel 28.1 with a reference numeral in 5 Mistake. Right above the entrance channel 28.1 is a second entrance channel 28.2 intended. The thigh 34.1 and 34.4 of the entrance channel 28.1 as well as the thighs 34.2 and 34.3 of the entrance channel 28.2 surround a first exit channel 30.1 ,

Da bei den Eintrittskanälen 28.1 und 28.2 die Längen L1 der Schenkel 34 gleich sind, hat der erste Austrittskanal 30.1 einen quadratischen Querschnitt.Because at the entrance channels 28.1 and 28.2 the lengths L 1 of the legs 34 are the same, has the first exit channel 30.1 a square cross section.

Die Stirnseite von jeweils einem Schenkel 34 der Eintrittskanäle 28.1, 28.2, 28.3 und 28.4 begrenzen einen zweiten Austrittskanal 30.2. Bei dem in 5 dargestellten Ausführungsbeispiel haben auch die zweiten Austrittskanäle 30.2 einen quadratischen Querschnitt, wobei deren Kantenlänge der Breite B1 der Schenkel 34 entspricht.The front of each leg 34 the entrance channels 28.1 . 28.2 . 28.3 and 28.4 limit a second exit channel 30.2 , At the in 5 illustrated embodiment also have the second outlet channels 30.2 a square cross section, wherein the edge length of the width B 1 of the legs 34 equivalent.

Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind in 5 nicht alle Schenkel 34 und alle Kanäle 28 und 30 mit Bezugszeichen versehen. Durch Anfügen weiterer Eintrittskanäle 28 in der zuvor beschriebenen Weise kann ein erfindungsgemäßes Filterelement 18 mit beliebig großem Querschnitt gebildet werden.For clarity, in 5 not all thighs 34 and all channels 28 and 30 provided with reference numerals. By adding further entrance channels 28 in the manner described above, a filter element according to the invention 18 be formed with arbitrarily large cross-section.

Der Eintrittskanal 28.4 weist gegenüber den Eintrittskanälen 28.1 bis 28.3 die Besonderheit auf, dass sein Schenkel 34.2 länger ist als die anderen Schenkel 34.1, 34.3 und 34.4 (ohne Bezugszeichen). Bei dem benachbart dazu angeordneten Eintrittskanal 28.5 ist entsprechend die Länge L des Schenkels 34.4 verlängert. Infolgedessen hat der von den Eintrittskanälen 28.4 und 28.5 eingeschlossene erste Eintrittskanal 30.1 einen rechteckigen Querschnitt.The entrance channel 28.4 points opposite the entrance channels 28.1 to 28.3 the peculiarity of being that thigh 34.2 is longer than the other thighs 34.1 . 34.3 and 34.4 (without reference number). In the adjacent thereto arranged inlet channel 28.5 is accordingly the length L of the thigh 34.4 extended. As a result, that of the entrance channels 28.4 and 28.5 enclosed first entrance channel 30.1 a rectangular cross-section.

Dieses Beispiel zeigt deutlich, dass durch Änderungen der Breite und/oder der Länge der Schenkel 34 das Verhältnis der Querschnittsflächen der Eintrittskanäle 28 zu den Querschnittsflächen der ersten Austrittskanäle 30.1 und der zweiten Austrittskanäle 30.2 in weiten Grenzen den Anforderungen des Anwendungsfalls entsprechend variiert werden kann. Auch kann der Anteil der Filterwände 31 (ohne Bezugszeichen in 5) bezogen auf das Gesamtvolumen des Filterelements 18 variiert werden. Dadurch kann die Wärmekapazität des Filterelements 18 den Erfordernissen des Anwendungsfalls auf einfache Weise angepasst werden.This example clearly shows that by changing the width and / or length of the legs 34 the ratio of the cross-sectional areas of the inlet channels 28 to the cross-sectional areas of the first exit channels 30.1 and the second exit channels 30.2 can be varied within wide limits of the requirements of the application. Also, the proportion of filter walls 31 (without reference in 5 ) based on the total volume of the filter element 18 be varied. This allows the heat capacity of the filter element 18 be adapted to the requirements of the application in a simple manner.

Claims (10)

Filterelement (18), insbesondere zur Filterung von Abgasen einer Dieselbrennkraftmaschine, mit einer Eintrittsfläche (22) und mit einer Austrittsfläche (24), mit einer Vielzahl von Eintrittskanälen (28), und mit einer Vielzahl von Austrittskanälen (30), wobei die Eintrittskanäle (28) und die Austrittskanäle (30) durch Filterwände (31) aus einem offenporigen Material getrennt sind, wobei die Eintrittskanäle (28) im Querschnitt die Form eines Kreuzes mit vier Schenkeln (34.1, 34.2, 34.3, 34.4) aufweisen, wobei die Schenkel (34.1, 34.2, 34.3, 34.4) eine Länge (L1, L2) und eine Breite (B1, B2) aufweisen, und wobei jeweils zwei Schenkel (34.1, 34.4 und 34.2, 34.3) von zwei benachbart angeordneten Eintrittskanälen (28.1, 28.2) einen ersten Austrittskanal (30.1) begrenzen, dadurch gekennzeichnet, dass die Stirnseiten (36) der Schenkel (34.2, 34.2, 34.3, 34.4) von vier benachbart angeordneten Eintrittskanälen (28.1, 28.2, 28.3, 28.4) einen zweiten Austrittskanal (30.2) begrenzen.Filter element ( 18 ), in particular for filtering exhaust gases of a diesel internal combustion engine, having an entry surface ( 22 ) and with an exit surface ( 24 ), with a plurality of entry channels ( 28 ), and with a plurality of exit channels ( 30 ), whereby the entry channels ( 28 ) and the exit channels ( 30 ) through filter walls ( 31 ) are separated from an open-pore material, wherein the inlet channels ( 28 ) in cross-section the shape of a cross with four legs ( 34.1 . 34.2 . 34.3 . 34.4 ), wherein the legs ( 34.1 . 34.2 . 34.3 . 34.4 ) have a length (L 1 , L 2 ) and a width (B 1 , B 2 ), and wherein two legs each ( 34.1 . 34.4 and 34.2 . 34.3 ) of two adjacently arranged inlet channels ( 28.1 . 28.2 ) a first exit channel ( 30.1 ), characterized in that the end faces ( 36 ) of the thighs ( 34.2 . 34.2 . 34.3 . 34.4 ) of four adjacent inlet channels ( 28.1 . 28.2 . 28.3 . 28.4 ) a second exit channel ( 30.2 ) limit. Filterelement (18) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Austrittskanäle (30.1) im Querschnitt die Form eines Parallelogramms aufweisen, und dass die Kantenlängen des Parallelogramms im Wesentlichen den Längen (L1, L2) der Schenkel (34) der Eintrittskanäle (28) entspricht.Filter element ( 18 ) according to claim 1, characterized in that the first outlet channels ( 30.1 ) in cross section have the shape of a parallelogram, and that the edge lengths of the parallelogram substantially the lengths (L 1 , L 2 ) of the legs ( 34 ) of the entry channels ( 28 ) corresponds. Filterelement (18) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Austrittskanäle (30.2) im Querschnitt die Form eines Parallelogramms aufweisen, und dass die Kantenlängen des Parallelogramms im Wesentlichen den Breiten (B1, B2) der Schenkel (34) der Eintrittskanäle (28) entspricht.Filter element ( 18 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the second exit channels ( 30.2 ) have in cross-section the shape of a parallelogram, and that the edge lengths of the parallelogram substantially the widths (B 1 , B 2 ) of the legs ( 34 ) of the entry channels ( 28 ) corresponds. Filterelement (18) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schenkel (34.1, 34.2, 34.3, 34.4) der Eintrittskanäle (28) orthogonal zueinander angeordnet, und dass die ersten und zweiten Austrittskanäle (30.1, 30.2) im Querschnitt die Form eines Rechtecks oder eines Quadrats aufweisen.Filter element ( 18 ) according to any one of the preceding claims, characterized in that the legs ( 34.1 . 34.2 . 34.3 . 34.4 ) of the entry channels ( 28 ) orthogonal to each other, and that the first and second exit channels ( 30.1 . 30.2 ) in cross section have the shape of a rectangle or a square. Filterelement (18) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schenkel (34) zweier benachbarter Eintrittskanäle (28) einen Winkel zwischen 100° und 170° oder zwischen 10° und 80° einschließen, und dass die ersten und zweiten Austrittskanäle (30.1, 30.2) im Querschnitt die Form eines Rhomboids oder einer Raute aufweisen.Filter element ( 18 ) according to one of claims 1 to 3, characterized in that the limbs ( 34 ) of two adjacent entry channels ( 28 ) include an angle between 100 ° and 170 ° or between 10 ° and 80 °, and that the first and second exit channels ( 30.1 . 30.2 ) in cross section have the shape of a rhomboid or a rhombus. Filterelement (18) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens die stromaufwärts gelegene Oberfläche der Filterwände (31) eine katalytische Beschichtung aufweist.Filter element ( 18 ) according to one of the preceding claims, characterized in that at least the upstream surface of the filter walls ( 31 ) has a catalytic coating. Filterelement (18) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Filterelement (18) durch Extrudieren hergestellt wird.Filter element ( 18 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the filter element ( 18 ) is produced by extrusion. Filterelement (18) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Filterelement (18) aus einem keramischen oder einem glaskeramischen Werkstoff, insbesondere aus Cordierit oder aus Siliziumkarbid, hergestellt wird.Filter element ( 18 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the filter element ( 18 ) is made of a ceramic or a glass-ceramic material, in particular of cordierite or of silicon carbide. Filterelement (18) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Filterelement (18) aus Sintermetall hergestellt wird.Filter element ( 18 ) according to one of claims 1 to 7, characterized in that the filter element ( 18 ) is made of sintered metal. Filterelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die 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.Filter element according to one of the preceding claims, characterized in that the inlet channels ( 28 ) at the entrance surface ( 22 ) and at the exit surface ( 24 ) are closed, and that the outlet channels ( 30 ) at the entrance surface ( 22 ) are closed and at the exit surface ( 24 ) end up.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4416676A (en) * 1982-02-22 1983-11-22 Corning Glass Works Honeycomb filter and method of making it
EP1538133A1 (en) * 2003-06-23 2005-06-08 Ibiden Co., Ltd. Honeycomb structure
DE102004026060A1 (en) * 2004-05-25 2005-12-22 Robert Bosch Gmbh Insert for an exhaust gas purification unit comprises inlet channels with a hexagonal cross-section and outlet channels with a quadrilateral cross-section
US20060093784A1 (en) * 2003-06-23 2006-05-04 Teruo Komori Honeycomb structural body

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4416676A (en) * 1982-02-22 1983-11-22 Corning Glass Works Honeycomb filter and method of making it
EP1538133A1 (en) * 2003-06-23 2005-06-08 Ibiden Co., Ltd. Honeycomb structure
US20060093784A1 (en) * 2003-06-23 2006-05-04 Teruo Komori Honeycomb structural body
DE102004026060A1 (en) * 2004-05-25 2005-12-22 Robert Bosch Gmbh Insert for an exhaust gas purification unit comprises inlet channels with a hexagonal cross-section and outlet channels with a quadrilateral cross-section

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