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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Vlies zur Abgasbehandlung, umfassend
eine Vielzahl von metallischen Filamenten. Darüber hinaus wird auch eine Abgasreinigungsvorrichtung
mit einer Kanalstruktur angegeben. Die Erfindung findet insbesondere
Anwendung bei der Reinigung von Abgasen mobiler Verbrennungskraftmaschinen.
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Solche
Abgasreinigungsvorrichtungen können
in Abgassystemen von Verbrennungskraftmaschinen unterschiedliche
Funktionen haben. So werden sie beispielsweise als Katalysator-Trägerkörper, als
so genannter Adsorber, als Filter, als Strömungsmischer und/oder als Schalldämpfer eingesetzt.
Die Kanalstruktur zeichnet sich üblicherweise
durch ein günstiges
Verhältnis
von Oberfläche
zu Volumen aus, bildet also eine relativ große Oberfläche aus und gewährleistet
somit einen intensiven Kontakt mit einem an ihr vorbei beziehungsweise
durch sie hindurch strömenden
Abgasstrom. Solche Abgasreinigungsvorrichtungen umfassen beispielsweise
Wabenkörper,
die gegebenenfalls aus einer Mehrzahl unterschiedlicher Komponenten
(Bleche, Matten, Rohre etc.) zum Teil auch mit verschiedenen Materialien
(Stahlwerkstoffe, keramische Substanzen, Mischmaterialien etc.)
aufgebaut sind. In Anbetracht der hohen thermischen und dynamischen
Belastungen in Abgassystemen mobiler Verbrennungskraftmaschinen
müssen
diese einzelnen Komponenten dauerhaft miteinander verbunden werden.
Hierzu sind unterschiedliche Verbindungstechniken bekannt, wie beispielsweise
das Hartlöten
und/oder das Schweißen.
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Im
Hinblick auf die Effektivität
solcher Abgasreinigungsvorrichtungen ist es wünschenswert, die Träger für den Katalysator
und/oder das Filtermaterial so bereitzustellen, dass einerseits
eine Herstellung im Rahmen einer mittleren Serien fertigung problemlos
möglich
ist, gleichzeitig aber auch unter verschiedenen Lastbedingungen
der mobilen Verbrennungskraftmaschine eine signifikante Umsetzung
der Schadstoffe im Abgas erreicht wird. Im Hinblick auf das Filtermaterial
wurde bereits vorgeschlagen, metallische und/oder keramische Materialien
einzusetzen, um die im Abgas enthaltenen Feststoffe, wie beispielsweise
Partikel, Asche, Ruß und
dergleichen zurückzuhalten
und gegebenenfalls in gasförmige
Bestandteile umzusetzen. Hierfür
werden insbesondere gasdurchlässige,
poröse,
Faserlagen vorgeschlagen, welche nach Art eines Gewebes, Gewirks
oder dergleichen in die Abgasreinigungsvorrichtung integriert werden.
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In
jüngster
Zeit ist gerade die Diskussion verstärkt geführt worden, wie die Effektivität solcher
Abgasreinigungsvorrichtungen im Hinblick auf die besonders kleinen
Partikel noch zu steigern ist. Die so genannte „Feinstaub”-Debatte in Europa macht klar, dass
hier noch Entwicklungsbedarf besteht.
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Hiervon
ausgehend ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die mit Bezug
auf den Stand der Technik geschilderten Probleme zumindest teilweise zu
lösen.
Insbesondere soll ein Vlies angegeben werden, das insbesondere zur
Zurückhaltung
beziehungsweise Umsetzung besonders kleiner im Abgas enthaltener
Feststoffe geeignet ist. Das Vlies soll sich zudem kostengünstig herstellen
lassen und einfach in eine Abgasreinigungsvorrichtung integrieren
lassen.
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Die
Aufgaben werden gelöst
mit einem Vlies gemäß den Merkmalen
des Patentanspruchs 1. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der
Erfindung sind in den abhängig
formulierten Patentansprüchen
angegeben. Es ist darauf hinzuweisen, dass die in den Patentansprüchen einzeln
aufgeführten
Merkmale in beliebiger, technologisch sinnvoller, Weise miteinander
kombiniert werden können
und weitere Ausgestaltungen der Erfindung aufzeigen. Die Beschreibung,
insbesondere im Zusammenhang mit den Figuren, erläutert die
Erfindung weiter und gibt zusätzliche
Ausführungsbeispiele
an.
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Das
erfindungsgemäße Vlies
zur Abgasbehandlung umfasst eine Vielzahl von metallischen Filamenten,
wobei das Vlies mindestens zwei Arten verschiedener Konturen der
metallischen Filamente aufweist.
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Mit „Vlies” ist hier
insbesondere eine flächige,
zusammenhängende
Anordnung der metallischen Filamente gemeint, wobei die metallischen
Filamente grundsätzlich
in einer regelmäßig, bevorzugt aber
in einer chaotischen, Anordnung zueinander positioniert sind. Der
Begriff „Filament” wird insbesondere
als Oberbegriff für
Fasern, Drähte,
Späne und dergleichen
verstanden. Die Filamente sind dabei bevorzugt aus einem Material,
das hochtemperaturfest und korrosionsbeständig ist. So kommt beispielsweise
ein Stahl als Grundwerkstoff in Betracht, wobei bevorzugt hohe Anteile
von Chrom (z. B. in einem Bereich von 18 bis 21 Gew.-%) und/oder
Aluminium (z. B. mindestens 4,5 Gew.-%, insbesondere 5,5 Gew.-%)
vorgesehen sind. Zudem wird hier vorgeschlagen, dass metallische
Filamente mit verschiedenen Konturen eingesetzt werden. „Konturen” meint hierbei
insbesondere verschiedenartige äußere Formen
der Filamente. Dabei ist klar, dass hier nicht nur eine Änderung
des Durchmessers und/oder der Länge
(und/oder des Materials) vorliegt, sondern darüber hinaus die dreidimensionale
Form signifikant voneinander abweicht. Dabei ist ganz besonders
bevorzugt, dass die Filamente sich eindeutig den Arten zuordnen
lassen. So kann z. B. eine Art der Filamente einen über die
Länge variierenden
Querschnitt und/oder Durchmesser aufweisen, während eine andere Art der Filamente
einen im Wesentlichen konstanten Querschnitt bzw. Durchmesser über die
Länge aufweist.
Die unterschiedlichen Arten von Filamenten können im Vlies räumlich verteilt
zueinander angeordnet sein, es ist aber auch möglich, dass konkrete Zonen
mit separierten Bereichen der Filamente jeweils nur einer Art von
Konturen ausgebildet sind.
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In
diesem Zusammenhang wird insbesondere bevorzugt, dass die mindestens
zwei Arten von metallischen Filamenten mit unterschiedlichen Herstellungsverfahren
erzeugt wurden. Das Herstellungsverfahren hat erheblichen Einfluss
auf die ausgebildete Kontur der Filamente, wobei sich insbesondere
aus dem Herstellungsverfahren auch Rückschlüsse auf die jeweilige Kontur
ergeben. Insofern stehen das Herstellungsverfahren und die letztendlich
bereitgestellte Kontur des metallischen Filamentes in engem Zusammenhang.
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Die
Wahl von verschiednen Konturen der Filamente für einen Vlies zur Abgasbehandlung
hat z. B. Auswirkungen auf die weiteren Bearbeitungsschritte. Typischerweise
wird ein Vlies zusätzlich
beschichtet. Oft wird ein Washcoat aufgebracht, der die katalytisch
wirksame Oberfläche
des Vliesmaterials weiter vergrößert. Auch
ist die Bildung von Whiskern durch Oxidbildung aus dem Vliesmaterial
selbst heraus möglich.
Bei geeigneter Oxidation wachsen dreidimensionale Oxidstrukturen
aus den einzelnen Filamenten heraus, die zu einer erheblichen Vergrößerung der
Oberfläche
und somit auch zu einer Verbesserung der katalytischen Eigenschaften
des Vlieses führen.
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Die
Anlagerung von Beschichtungen und/oder die Bildung von Oxidstrukturen
und Whiskern auf dem Material kann durch die Mischung von verschieden
hergestellten Filamenten verschiedener Kontur stark beeinflusst
werden. Unterschiedlich hergestellte Filamente weisen z. B. unterschiedliche
Gefüge-
und Oberflächenstrukturen
auf. Infolge der verschiedenartigen Verformungsprozesse bei den
unterschiedlichen Herstellungsverfahren werden Teilbereiche der
Filamente gegebenenfalls elektrochemisch bzw. galvanisch aktiviert
und/oder passiviert. Durch eine geeignete Mischung verschiedenartig
hergestellter Filamentarten in einem Vlies können diese Eigenschaften so
angepasst werden, dass ein besonders vorteilhaftes Verhalten bei
der Beschichtung und/oder bei einer Weiterbearbeitung des Vlieses vorliegt
und somit bessere Eigenschaften des Vlieses für die Abgasbehandlung entstehen.
So können z.
B. durch die Verwendung unterschiedlicher Konturen der Filamente
gewünschte
Orientierungen, Verteilungen, etc. beim Schichten der Filamente
zu einem Vlies, eine gewünschte
Ausbildung bzw. Konzentration von Sinterverbindungen und/oder eine
gewünschte
Ausbildung bzw. Konzentration einer Oxidschicht mit einer (einheitlichen,
gemeinsamen) Wärmebehandlung
erreicht werden.
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So
wird als besonders vorteilhaft angesehen, dass die unterschiedlichen
Herstellungsverfahren aus der folgenden Gruppe ausgewählt sind:
- a) Abtrennen von einem Metallblock;
- b) kontinuierliche Filamenterzeugung aus einer Metallschmelze;
- c) diskontinuierliche Entnahme aus einer Metallschmelze;
- d) Drahtziehen.
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Das „Abtrennen
von einem Metallblock” umfasst
insbesondere auch das Fräsen,
Bohren, Drehen, Hobeln, Raspeln, Schneiden oder ähnliche, insbesondere Späne erzeugende,
Fertigungsverfahren. Der Span stellt dabei das Filament dar. Während beim
Fräsen,
Hobeln und Raspeln regelmäßig ein (kurzer)
gebrochener Span entsteht, können
beim Drehen oder Bohren auch sehr lange Späne erzeugt werden. Mit einem
Metallblock ist vor allem ein Festkörper gemeint, der aus Metall
ist, wobei die explizite Gestalt des Körpers in Anbetracht der zur
Span- bzw. Filamentherstellung eingesetzten Fertigungsverfahren
auszuwählen
ist. Demnach kann der Metallblock als Zylinder, Quader, Draht oder
in ähnlicher
Form vorliegen.
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Bei
der kontinuierlichen Filamenterzeugung wird eine drahtähnliche,
sehr lange bzw. so genannte „endlose” Faser
aus der Metallschmelze hergestellt. Dabei können die Filamente einzeln,
gemeinsam, in Bündeln
extrudiert oder gezogen wer den. Zur Veranschaulichung dieser Herstellmethode
kann der Fachmann z. B. auch auf entsprechende Beschreibungen zur
Drahtherstellung zurückgreifen.
Bei einem weiteren, hier mit erfassten Verfahren wird ein kontinuierliches
Filament von einem rotierenden zylindrischem Metallblock abgezogen,
wobei der Metallblock mit Hilfe eines Lasers lokal aufgeschmolzen
wird und aus dieser Schmelze heraus ein Filament entsteht. Auf diese
Art können
sehr gleichmäßige hochwertige Drähte hergestellt
werden.
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Die
diskontinuierliche Entnahme der Filamente aus einer Metallschmelze
stellt quasi eine Mischmethode zwischen den beiden vorstehend genannten
Methoden dar. So wird beispielsweise ein Laufrad mit einer strukturierten
Umfangsfläche
relativ zur Metallschmelze bewegt, wobei durch den zeitweisen Kontakt
Teile der Metallschmelze aus dem Bad entfernt werden, die später zu den
metallischen Filamenten abkühlen.
Dabei werden wiederholt mit hoher Geschwindigkeit diskontinuierliche
Filamente erzeugt.
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Beim
Drahtziehen wird ein Filament mittels plastischer Verformung aus
einem festen Drahtrohling heraus gearbeitet. Dazu wird z. B. mindestens ein
Drahtrohling mit Hilfe von Ziehscheiben durch sich konisch verjüngende Ziehsteine
hindurch gezogen. So verringert sich jeweils der Durchmesser. Um große Durchmesserreduktionen
zu erzielen, kann das Drahtziehen in mehreren Stufen erfolgen. Zwischen
diesen können
eventuell Kühlstufen
oder Zwischenglühstufen
vorgesehen sein, wodurch die Gefügeeigenschaften
des Drahtmaterials beeinflusst werden. Das Drahtziehen kann als
Einzeldrahtziehen, wobei nur ein Draht jeweils durch einen Ziehstein
gezogen wird. Alternativ können
jeweils Drahtbündel
durch die Ziehsteine hindurch gezogen werden. Man spricht dann auch
von bündelgezogenen Drähten. Hierdurch
wird das Drahtziehen erheblich kostengünstiger.
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Aus
den vorstehend genannten Beschreibungen lässt sich erkennen, dass je
nach dem aufgeführten
Verfahren unterschiedliche Konturen der Filamente erzeugt werden,
die hier zum Aufbau des Vlieses eingesetzt werden können. Die
Verwendung unterschiedlicher Filamente führt dazu, dass die Eigenschaften
des als Filtermedium wirkenden Vlieses gezielt ausgewählt werden
können,
insbesondere im Hinblick auf die Oberflächenrauhigkeit, die Porosität, das Flächengewicht
etc. Nur der Vollständigkeit
halber sei darauf hingewiesen, dass es auch möglich ist, die verschiedenen
Arten von Konturen mit unterschiedlichen Fertigungsverfahren einer
der oben angeführten
Herstellungsverfahren zu generieren.
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Aus
einer Schmelze extrahierte Filamente haben gewöhnlich überwiegend eine brotförmige oder
nierenförmige
Kontur. Die Konturen von Filamenten, die von einem Metallblock abgetrennt
wurden, zeichnen sich gewöhnlich
durch flache Seiten und/oder scharfkantige Übergänge zwischen diesen Seiten
aus. Die Konturen einzeln gezogene Drähte sind normalerweise rund
und die der bündelweise
gezogenen Drähte
haben eine runde Grundform, die Einbuchtungen aufweist. Diese Einbuchtungen
entstehen während
des Ziehprozesses durch das Anlegen benachbarter Drähte. Selbstverständlich ist
diese Beschreibung (nur) richtungsweisend anzusehen, die Herstellungsprozesse
erlauben hier bislang doch beachtliche Toleranzen, so dass die vorstehend
genannten Merkmale mehr oder weniger ausgeprägt vorliegen – eine Bewertung
der gesamten Filamente eines Vlieses wird aber eine entsprechende
Unterschiedlichkeit diverser Konturen klar erkennen lassen.
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Die
mit den unterschiedlichen Verfahren hergestellten Filamente unterscheiden
sich gegebenenfalls auch in ihrer Längenverteilung. Aus der Schmelze
extrahierte Filamente und durch Drahtziehen hergestellte Filamente
weisen typischerweise sehr gleichmäßige Längenverteilungen mit einer
geringen Varianz in den Filamentlängen auf. Diese Filamente werden
gewöhnlich
zunächst
in großen
Längen hergestellt
und anschließend
auf Längen,
die für
die Fliesherstellung geeignet sind, zerteilt. Die Längen von
Filamenten, welche von einem Metallblock abgetrennt wurden, weisen
normalerweise eine höhere Varianz
auf. Typischerweise werden solche Filamente spanend hergestellt.
Dabei wird derart vorgegangen, dass eine gewünschte mittlere Filamentlänge entsteht,
Verfahrensbedingt entstehen allerdings auch längere und kürzere Filamente. Die Filamentlängen sind
regelmäßig um eine
mittlere Filamentlänge
herum normal verteilt. Damit ist klar, dass ggf, sekundäre Anzeichen
für die
Verwendung solcher unterschiedlicher Filamente herangezogen werden können.
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Gemäß einer
Weiterbildung des Vlieses wird auch vorgeschlagen, dass die mindestens
zwei Arten zumindest teilweise miteinander vermischt angeordnet
sind. Damit ist insbesondere gemeint, dass das Vlies insbesondere
in seiner Haupterstreckungsebene mehrere Schichten bzw. Zonen aufweist,
wobei die verschiedenen Arten miteinander vermischt und/oder voneinander
getrennt angeordnet sind. Besonders bevorzugt ist, dass die unterschiedlichen
Filamente (teilweise) miteinander vermischt angeordnet sind, so
dass (dort) ein Vlies mit im Wesentlichen gleichen Eigenschaften über die
Dicke und die Haupterstreckungsebene bereitgestellt ist.
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Im
Falle von zwei unterschiedlichen Arten kommen grundsätzlich alle
Mischungsverhältnisse
in Betracht, bei denen beide Arten im Hinblick auf ihren Zweck in
signifikanter Anzahl vorliegen. Bevorzugt sind Mischungsverhältnisse,
bei denen von jeder Filamentart mindestens 20% vorliegen, also 80:20
bis 20:80. Bevorzugt ist auch, dass von jeder verarbeiteten Filamentart
ein Mindestanteil vorliegt, beispielsweise 5% bis 20%.
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In
einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsvariante sind bei dem
Vlies genau zwei Arten verschiedener Konturen realisiert, wobei
eine Art der metallischen Filamente drahtförmig und eine Art der metallischen
Filamente spanförmig
ausgebildet ist. Die Verwendung von drahtförmigen Filamenten erlaubt insbesondere
die Ausbildung einer flexiblen Grundstruktur, die dem Vlies den
erforderlichen Halt gibt. Die spanförmigen Filamente, die sich
insbesondere durch eine relativ dünne bzw. schlanke Endverformung
auszeichnen, können
nadelartige Strukturen ausbilden, so dass insgesamt die Oberflächenrauhigkeit
bzw. die Porengröße so beeinflusst
wird, dass sich hier für
Beschichtungen und/oder die Ablagerung von Feststoffen besonders
geeignete Bereiche mit einem stabilen Verbund zum Vlies generieren
lassen. Solche besonders geeigneten Bereiche lassen sich beispielsweise
auch durch eine ungleichmäßige Verteilung
der verschiedenen Arten Filamente erzeugen.
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Insoweit
wird auch eine Abgasreinigungsvorrichtung vorgeschlagen, die eine
für Abgas
zumindest teilweise durchströmbare
Kanalstruktur aufweist, wobei die Kanalstruktur wenigstens teilweise mit
einem Vlies der hier erfindungsgemäß beschriebenen Art ausgeführt ist.
Die Kanalstruktur ist insbesondere eine Art Wabenstruktur, die mit
geschichteten und/oder gewundenen Lagen aufgebaut ist. Die Lagen
können
dabei mit Vlies und/oder Metallfolien aufgebaut sein. Die vom Abgas
durchströmbaren
Kanäle
können
offen und/oder wechselseitig verschlossen sein. In den Kanälen können insbesondere
Umlenkungen, Strömungsengpässe und
dergleichen ausgeformt sein, um das in die Kanalstruktur eintretende
Abgas hin zum Vlies beziehungsweise durch das Vlies hindurch zu
leiten bzw. umzulenken.
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Die
Erfindung sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand
der Figuren näher
erläutert.
Es ist darauf hinzuweisen, dass die Figuren besonders bevorzugte
Ausführungsvarianten
der Erfindung aufzeigen, diese jedoch nicht darauf beschränkt ist.
Es zeigen schematisch:
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1:
eine erste Art eines Filaments,
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2:
eine zweite Art eines Filaments,
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3:
eine Schnittansicht durch eine Ausführungsvariante des Vlieses,
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4:
ein Detail einer Abgasreinigungsvorrichtung nach Art eines offenen
Partikelabscheiders,
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5:
den Aufbau einer mobilen Abgasreinigungsanlage, und
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6–9:
verschiedene Konturen von Filamenten.
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Die 1 zeigt
schematisch eine erste Art eines metallischen Filamentes 2 mit
einer im Wesentlichen drahtähnlichen
Kontur 3. Diese drahtähnliche Kontur 3 lässt sich
dadurch beschreiben, dass diese in Längsrichtung 17 einen
im Wesentlichen gleichbleibenden Filamentquerschnitt 14 senkrecht
zur Längsrichtung 17 ausbildet.
Klar ist, dass ein solches drahtförmiges Filament 2 nicht
in der hier veranschaulichten gestreckten Ausführung im Vlies eingearbeitet
sein muss, sondern gegebenenfalls auch gebogen sein kann.
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Demgegenüber zeigt 2 eine
andere Art eines Filamentes 2, das im Wesentlichen spanförmig ausgebildet
ist, also über
die Längsrichtung 17 keinen
gleichbleibenden Filamentquerschnitt 14 aufweist. Vielmehr
variiert der Filamentquerschnitt 14 über die Längsrichtung 17 des
Filamentes 2 in der Form und/oder der Größe. Bevorzugt
ist dabei, dass das Filament 2 durch Endbereiche in Längsrichtung 17 gebildet
ist, die unterschiedlich dick ausgeführt sind.
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Üblicherweise
werden die metallischen Filamente mit einer Filamentlänge im Bereich
von 0,1 bis 50 mm (insbesondere im Bereich von 1 bis 10 mm) und
einem Filamentdurchmesser im Bereich von 0,01 bis 0,1 mm (insbesondere
einem Bereich von 0,02 bis 0,05 mm) ausgeführt.
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3 veranschaulicht
nunmehr eine schichtweise aufgebaute Ausführungsvariante eines Vlieses 1.
Zentral angeordnet ist demnach eine erste Art von Filamenten 2 einer
ersten Kontur, während die
obere und untere Außenfläche 15 mit
Filamenten 2 einer zweiten Kontur ausgeführt sind.
Bevorzugt ist beispielsweise, dass in zentralen Bereichen drahtförmige Filamente 2 eingesetzt
sind, während
nah der jeweiligen Außenfläche 15 Filamente 2 in
Spanform vorgesehen sind. Damit ein sicherer Verbund des Vlieses
gewährleistet
ist, ist jeweils ein Übergangsbereich
vorgesehen, indem die Filamente 2 der unterschiedlichen
Bereiche miteinander fügetechnisch verbunden
sind, beispielsweise durch Verschweißen und/oder Versintern.
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4 zeigt
nunmehr die Ausgestaltung einer Kanalstruktur 5 im Detail,
wobei die Kanalstruktur 5 hier mit Metallfolien 6 und
einem Vlies 1 ausgebildet ist. Die Metallfolien 6 weisen
eine wellige Struktur 8 auf, so dass mit den Metallfolien 6 und
dem Vlies 1 eine Vielzahl von Kanälen 7 gebildet sind,
durch die das Abgas hindurchströmen
kann. Zudem sind in die Kanäle 7 hineinragende
Engstellen 9, z. B. durch Ausbilden geeigneter Vorsprünge bzw.
Leitschaufeln, gebildet, die eine Umlenkung des Abgasstromes hin zum
Vlies 1 bewirken. So werden die im Abgas enthaltenen Partikel
des in Strömungsrichtung 13 strömenden Abgases
in beziehungsweise an das Vlies 1 geführt. Die sich dort ablagernden
Partikel können kontinuierlich
(CRT-Verfahren) oder diskontinuierlich umgesetzt werden, wobei das
Vlies 1 und/oder die Metallfolie 6 mit einer entsprechenden
Beschichtung 16 ausgeführt
sein kann.
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Die 5 veranschaulicht
eine mögliche Ausführungsvariante
für Systeme
zur Behandlung mobiler Verbrennungsrückstände. Dargestellt ist eine Verbrennungskraftmaschine 10,
in der das Abgas produziert wird, wobei das Abgas dann durch eine entsprechende
Abgasanlage 11 hindurchgeführt wird. Teil dieser Abgasanlage 11 ist
eine Abgasreinigungsvorrichtung 4 mit einer Kanalstruktur 5,
durch die das Abgas hindurchgeleitet wird. In dieser Abgasreinigungsvorrichtung 4 erfolgt
eine Reinigung des Abgases, insbesondere eine Umwandlung von Schadstoffen
im Abgas, so dass dieses gereinigt an die Umgebung abgegeben werden
kann. Die Verbrennungskraftmaschine und die Abgasanlage sind regelmäßig Teil
eines Kraftfahrzeugs 12. Selbstverständlich ist sofort klar, dass
die 5 lediglich eine schematische, beispielhafte Ausgestaltung
veranschaulicht, regelmäßig werden
eine größere Anzahl von
Abgasreinigungsvorrichtungen 4 zum Einsatz gelangen. Hier
sei insbesondere die Ausgestaltung einer Abgasreinigungseinrichtung 4 nach
Art eines offenen Partikelabscheiders schematisch vorgeschlagen.
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6, 7, 8 und 9 zeigen
schematisch und kategorisch unterschiedliche Konturen 3 der
Filamentquerschnitte 12 verschiedener Filamente 2.
Die jeweiligen Konturformen in den Figuren können typischerweise bestimmten
Herstellungsverfahren zugeordnet werden.
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6 zeigt
den Filamentquerschnitt 14 eines Filaments 3,
das nach Art eines einzeln gezogenen Drahtes aufgebildet ist. Dieser
zeichnet sich typischerweise durch eine runde Form aus, da Ziehsteine
für Drähte regelmäßig rund
sind. Einzeln gezogene Drähte
werden selten eingesetzt, da das Herstellungsverfahren sehr kostenintensiv
und aufwendig ist.
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7 zeigt
ein Filament 3, das im Bündel gezogen werden. Beim bündelweisen
Drahtziehen wird eine Mehrzahl von Drähten parallel als Bündel durch einen
Ziehstein hindurch gezogen. Dabei liegen die einzelnen Drähte aneinander
an und verformen sich entsprechend den Anlagebereichen der umgebenden
Filamente. Somit entstehen bei der Kontur 3 Abweichungen
(hier Einbuchtungen 18) im Filamentquerschnitt 14 von
einer runden Filamentform.
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8 zeigt
d einen Filamentquerschnitt 14 eines Filaments 2,
welches aus einer Schmelze extrahiert wurde. Die Form ist brot-
oder nierenähnlich ausgebildet.
Bei einem typischen Herstellungsprozess für schmelzextrahierte Filamente
wird eine rotierende Scheibe oder ein rotierendes Laufrad in eine Schmelze
eingetaucht und schleudert einen „Strahl” aus dieser heraus. Dieser
Strahl erstart. Aufgrund der Form der eingetauchten Scheibe und
der während des
Erstarrungsprozess wirkenden Kräfte
bildet sich besagte brot- oder nierenähnliche Form aus.
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In 9 ist
ein charakteristischer Filamentquerschnitt 14 eines Filaments 2 dargestellt,
welches durch Abtrennen von einem Metallblock hergestellt wurde.
Die Abtrennung vom Block kann durch „schabende” bzw. spanabhebende Verfahren
erfolgen. Hier kommen Verfahren wir Drehen, Fräsen, Hobeln, Raspeln, Schneiden
und/oder Bohren in Betracht. Die Kontur 3 solcher Filamente 2 zeichnet
sich regelmäßig durch
flache Seiten aus, welche der Form des Bearbeitungswerkzeuges entsprechen.
Zwischen diesen Seiten liegen typischerweise scharfkantige Übergänge vor.
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- 1
- Vlies
- 2
- Filament
- 3
- Kontur
- 4
- Abgasreinigungsvorrichtung
- 5
- Kanalstruktur
- 6
- Metallfolie
- 7
- Kanal
- 8
- Struktur
- 9
- Engstelle
- 10
- Verbrennungskraftmaschine
- 11
- Abgasanlage
- 12
- Kraftfahrzeug
- 13
- Strömungsrichtung
- 14
- Filamentquerschnitt
- 15
- Außenfläche
- 16
- Beschichtung
- 17
- Längsrichtung
- 18
- Einbuchtung