ENDLOSFALTFILTER FÜR PARTIKELFILTERUNG UND VERFAHREN ZU DESSEN HERSTELLUNG Technisches Gebiet Partikelfilter, die zum Ausfiltern von Partikeln aus strömenden Medien eingesetzt werden, können sowohl nach dem Wandflussprinzip (Wall Flow Filter) aufgebaut sein oder gemäß des Mattenprinzips aufgebaut werden. Im Gegensatz zu Wabenfiltern, die in der Regel extrudiert oder mit einem vergleichbaren Verfahren hergestellt werden, können nach dem Mattenprinzip aufgebaute Partikelfilter Mattenteile aus unterschiedlichen Materialien enthal- ten. Die Basismaterialien der eingesetzten Matten reichen von keramischen bis metallischen Substanzen, wobei im Fall von Keramiken, diese im noch nicht gesinterten, meist vorge- trockneten Zustand oder im Falle von metallischen Substanzen im fertigen Zustand verarbei- tet werden. Die aus metallischen Substanzen hergestellten Matten liegen im fertigen Zustand gesintert oder als Gewebe oder als eine Kombination davon vor.

Stand der Technik Aus DE 36 37 516 Cl sind Filterelemente für Staubfilter bekannt. Die Filterelemente sind in einem Trennboden zwischen der Staubgas-und der Reingasseite befestigt und von einem mit Staubgaseintrag, Reingasaustrag und Staubaustrag versehenen Gehäuse umgeben. Sie werden von den zu reinigenden Gasen von außen nach innen durchströmt. Von dem an der Außenfläche der Filterschicht anhaftenden Staub sind sie mittels einer mit Druckgas zu betä- tigenden Abreinigungsvorrichtung durch Rückblasen in periodischer Reihenfolge abreinig- bar. Bei Übernahme der guten Eigenschaften der Filterelemente in Schlauchform kann zugleich ein Vielfaches an Filterfläche auf gleichem Einbauraum untergebracht werden. Da- zu ist die zu filternde Außenfläche des Filterelements aus keilförmig verlaufenden, um die Mittelachse des Filterelements aneinander gereihten Zellen gestaltet, die an ihrem oberen Ende einem Schlauch ähnlich sind und an ihrem unteren Ende sternförmig auf einer Mittelli- nie zusammenlaufen. Diese ist in Richtung der einzelnen Zellenhalbierenden angeordnet.

Aus EP 0 764 455 A2 ist ein Filter zur Partikelfilterung in Abgas sowie eine Vorrichtung zum Behandeln von Abgasen mit diesem Partikelfilter bekannt. Der Filter kann z. B. an ei- nem Dieselmotor eingesetzt werden und weist zusätzlich zu einer hohen Durchsetzkapazi- tät, eine ausgezeichnete Haltbarkeit auf, ist darüber hinaus sehr wirtschaftlich und weist exzellente Wartungseigenschaften auf. Der Filter wird dadurch gefertigt, dass ein Endab- schnitt eines aufgewickelten Materials geschnitten wird. Bei dem in Spulenform vorliegen- den Material handelt es sich um einen hochtemperaturfesten Edelstahl, der eine gute Wär- mebeständigkeit aufweist. Die durch Abtrennen von dem in Spulenform vorliegenden Mate- rial erhaltenen Fasern werden zu einem Band geformt, dieses Band wird in einem nachfol- genden Verarbeitungsschritt gesintert und anschließend wird das gesinterte Band wärmebe- handelt. Bei der Wärmebehandlung wird ein Aluminiumfilm auf die gesinterten Fasern auf- gebracht.

EP 12 56 369 A2 bezieht sich auf einen Filter zur Abgasnachbehandlung sowie ein Filte- rungsverfahren. Es wird ein Abgasnachbehandlungsfilter vorgeschlagen, der im Abgassys- tem einer Verbrennungskraftmaschine aufgenommen ist. Der Filter umfasst eine sich in axia- ler Richtung erstreckende zylindrische Filterrolle, welche ein Filtermedium enthält, welches eine Anzahl von sich in axialer Richtung erstreckender Kanäle definiert. Es ist eine erste Durchflusssektion vorgesehen, mit Durchflusskanälen sowie eine zweite Filterungssektion mit abwechselnd verschlossenen Kanälen, welche dem Abgas eine Strömung durch das Fil- termedium aufzwingen. Eine Kernsektion dient der Filter-Regeneration und erzeugt eine exotherme Reaktion. Ein katalytischer Konverter-Filter enthält eine erste katalytische Sekti- on, die mit einem Katalyten behandelt ist sowie eine zweite Filtersektion mit abwechselnd verschlossenen Kanälen.

EP 1 270 886 AI bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Reduzierung der Stickoxide in einem Abgassystem eines Dieselmotors. Gemäß dieses Verfahrens werden Ruß und andere Bestandteile an einem auf elektrischem Wege regenerierbaren Filter zu- rückgehalten und NOx an einem NOx-Adsorber adsorbiert. Das adsorbierte NO. wird später zu N2 reduziert, wozu thermische Energie, CO und Kohlenwasserstoff eingesetzt werden, die beim Regenerieren des Filters zur Verfügung gestellt werden.

EP-A-1 256 369 ist z. B. ein Abgasfilter zu entnehmen, bei dem in einem plissierten Filter- medium eine Vielzahl axialer Kanäle ausgebildet ist. Die Kanäle sind jeweils einseitig ver- schlossen. Eine kompakte Bauweise wird dadurch erreicht, dass das plissierte Filtermedium aufgewickelt wird. Der gewickelte Filter ist in einem Gehäuse aufgenommen, so dass die Außenseite des Filters bündig an der Gehäusewand anliegt.

Eine weitere Bauart für Partikelfilter ist aus DE-C-36 37 516 bekannt. Dieser Patentschrift sind Filterelemente für Staubfilter zu entnehmen, die in einem Trennboden zwischen der Staubgas-und der Reingasseite befestigt sind und von einem mit Staubgaseintrag, Reingas- austrag und Staubgasaustrag versehenen Gehäuse umgeben sind. Die Filterelemente werden von den zu reinigenden Gasen von außen nach innen geströmt. Die filternde Außenfläche des Filterelements ist aus keilförmig verlaufenden, um die Mittelachse des Filterelements aneinander gereihten Zellen gestaltet, die an ihrem oberen Ende einem Schlauch ähnlich sind und an ihrem unteren Ende sternförmig auf eine Mitteillinie zusammenlaufen, die in Rich- tung der einzelnen Halbierenden der Zelle angeordnet ist. Beim Betrieb der Partikelfilter zur Abgasreinigung von Kraftfahrzeugen setzen sich die Filterelemente mit der Zeit aufgrund der adsorbierten Rußes zu. Aus diesem Grund müssen die Filterelemente regelmäßig gerei- nigt werden. Dies geschieht durch Erhitzen, wodurch die adsorbierten Rußpartikel abbren- nen.

Filterkonfigurationen, welche Faltungen bzw. Wellungen enthalten, sind aus EP 0 765 455 bekannt. Dort werden Mehrfachwellen eines Filtermaterialbandes beschrieben, ferner zeigt EP 1 270 886 das Mehrfachwellen eines Filtermaterials, wobei dieses in eine Kreisform ge- bracht wird. Wabenstrukturen können gemäß EP 1 256 369 als wellpappenartige Strukturen mit Verschluss der Wellen um eine imaginäre Achse ausgebildet werden. Nachteilig bei Fil- terelementen mit Wabenstrukturen sind vor allem die langen Kanäle. In Wabenstrukturen ausgebildete Filter haben naturgemäß jeden zweiten Kanal verstopft, so dass der Eintritts- querschnitt auf mehr als 50 % herabgesetzt wird, was einen Druckverlust zur Folge hat.

Ferner besteht das Risiko, dass sich die Einlassöfmungen der Kanäle einer Wabenstruktur mit Ruß zusetzen und bei langen Kanälen besteht die Gefahr, dass sich diese von der Hinter- seite her mit Asche füllen, was einen Filterflächenverlust nach sich zieht. Bei Wabenstruktu- ren kann eine radial unterschiedliche Rußbeladung auftreten, die unterschiedliche Russab- brandzeiten zur Folge hat, wobei dieser innen schnell und außen verzögert abbrennt, was Thermospannungen nach sich zieht.

Darstellung der Erfindung Durch die erfindungsgemäße Lösung wird der Vorteil offener flächiger Strukturen als Fil- terelemente genutzt und vor allem eine wirtschaftliche Endlosfaltung des die Filterelemente darstellenden Filterbandmaterials bereitgestellt. Die vorgeschlagene Endlosfaltungslösung vermeidet den Nachteil vieler einzelner Filterelemente, die einzeln miteinander gefügt wer- den müssen. Bei der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung erfolgt lediglich eine Li- nienberührung der einzelnen Filterelemente an der Front und an der Seite, die dicht zu ges-

talten ist. Eine Längsverbindung und eine Abdichtung an jedem einzelnen Filterelement kann durch Einsatz der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung nunmehr entfallen.

Ferner treten durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung keine radialen Wärmedeh- nungsprobleme auf, wenn das vorgeschlagene beispielsweise in Rollfilterform eingesetzte Filter zur Russfiltration eingesetzt wird und hohe Temperaturen an den Filterelementen beim Abbrand der Rußpartikel entstehen. Die Filterelemente können zwar auf der Abström- seite durch einen Flansch eingespannt werden, vermögen sich jedoch in radialer Richtung ungehindert nach innen auszudehnen. Gleiches gilt für die Anströmseite des Filters, wo die Filterelements mittels einer Abdeckkappe auf ihrer radial innen liegenden Seite fixiert wer- den, jedoch aufgrund des Freiraums zum Außengehäuse eine radial nach außen gerichtete Wärmedehnungsmöglichkeit besteht.

Aufgrund der Endlosfaltung der einzelnen beispielsweise keilförmig ausbildbaren Filterele- mente sind diese mit ihrem Talsohlenstück jeweils untereinander verbunden, wodurch Schwingungen und eine Einzeldurchbiegung der einzelnen Filterelemente unterdrückt wer- den. In vorteilhafter Weise können bei entsprechenden Faltmustem der im Endlosverfahren hergestellten Filterelemente, die Filtermaterialbänder ohne zusätzliche Ausstanzungen und Zuschnitte direkt gefaltet und dann weiterverarbeitet werden.

Durch eine fließende Anpassung, d. h. eine Änderung der Kantelänge von der kürzesten Länge bis zur größten Länge auf quasi-stetigem Wege, können neben kreisrundem bzw. flachen Filterformen auch elliptische, ovale oder asymmetrische Formen gestaltet werden.

Zeichnung Anhand der Zeichnung wird die Erfindung nachstehend näher erläutert.

Es zeigt : Figur 1 ein gewellt verformtes Filterbandmaterial mit ein-und abströmseiti- gen Abdeckstrukturen, Figur 2 ein Filtergehäuseteil, Figur 3 eine Ausführungsvariante eines Filters in gerollter Ausführung mit rotationssymmetrischen Abdeckscheiben,

Figuren 4,5 und 6 keilgefaltete Filterelemente in ebener Anordnung, Figur 7 eine abgewickelte Darstellung des Filterbandmaterials, Figur 8 eine abgewickelte Darstellung des Filterbandmaterials für ein schräg gestelltes Filterelement, Figuren 9a, 9b die gerollte Filterausführung in Ansicht und Draufsicht, Figur 10 eine detaillierte Darstellung einer gerollten Filterausführung aus Filterbandmaterial, Figur 11 ein in ein Gehäuse eingeschobenes Filtermodul, Figur 12 die Faltvorlage für eine gerollte Filterausführung aus endlosem Fil- terbandmaterial, Figur 13 ein Faltschema für Filterelemente mit verkürzter Kantenfläche, Figur 14 ein Filterelement mit ansteigender Sohle in Strömungsrichtung, Figuren 15a, 15b, 16a, 16b, 17,18 ein Filterelement mit ein-und abströmseitig angeordneten Verstär- kungsstreifen, Figur 19 die perspektivische Wiedergabe fertig gefalteten Filterbandmaterials, Figuren 20,21, 22 Ansichten von Filterelementen, die verschweißt sind, Figur 22 einströmseitig miteinander gefügt Filterelemente, Figuren 23-25 in die Filterelemente eingelassene Abstandhalter und Figuren 26,27 geteilte Filter.

Ausführungsvarianten Fig. 1 ist ein gewelltes Filterbandmaterial mit ein-und abströmseitigen Abdeckstrukturen zu entnehmen.

Aus der Darstellung gemäß Fig. 1 geht hervor, dass in einem Filterbandmaterial 2 eine ge- wellte Struktur ausgebildet ist. Gerundete Spitzen 3 des Filterbandmaterials 2 begrenzen Kanäle des Filterbandmaterials 2, die an einer Einströmseite 8 durch eine erste Abdeck- struktur 6 verschlossen werden. Die an der ersten Abdeckstruktur 6 ausgebildeten ersten Schließflächen 21 sind korrespondierend zu den im Filterbandmaterial 2 ausgebildeten Ka- nälen geformt und verschließen diese an der Entströmseite 8. An einer Ausströmseite 9 ist eine zweite Abdeckstruktur 7 vorgesehen, deren zweite Schließflächen 22 so geformt sind, dass die durch die Wellung des Filterbandmaterials 2 gebildeten und durch die gerundete Spitze 3 begrenzten Kanäle des Filterbandmaterials 2 an der Ausströmseite 9 freigegeben sind. Dadurch wird dem zu reinigenden Medium ein Filterbandmaterialdurchtritt 20 aufge- zwungen, was mit einem Partikelrückhalt im Filterbandmaterial 2 verbunden ist. Anstelle der in Fig. 1 dargestellten gerundeten Spitze 3 kann das Filterbandmaterial 2 auch derart ver- formt werden, dass sich Spitzen anstelle gerundeter Spitzen 3 einstellen.

Bei dem Filterbandmaterial 2 kann es sich um Basismaterialien aus keramischen oder metal- lischen Materialien handeln, die im Falle von Keramiken im ungesinterten Zustand und im Falle von eingesetzten metallischen Materialien im fertigen Zustand gesintert als Gewebe oder in Kombination davon vorliegen können. Im ungesinterten Zustand können Keramikfo- lien gegebenenfalls unter Verwendung einer Stützfolie gestaltet werden, wobei beim an- schließenden Sintern eine Erstarrung der jeweils gewählten Formgebung erfolgt.

Die in Fig. 1 explosionsartig dargestellte gewellte Struktur des Filterbandmaterials 2 sowie die erste Abdeckstruktur 6 und die zweite Abdeckstruktur 7 können in einem in Fig. 2 dar- gestellten Gehäuseteil untergebracht sein. Dem in Fig. 2 dargestellten Gehäuseoberteil 23 haftet jedoch der Nachteil an, dass an der Einströmseite 8 eine etwa 50 %-ige Abdeckung der Einströmöffnung 12 vorliegt. Gleiches gilt für die mit Bezugszeichen 9 bezeichnete Ausströmseite 9 am Gehäuseteil 23. Die gewellte Struktur des Filterbandmaterials 2, in der Darstellung gemäß Fig. 1 wellenartig ausgebildet, ist durch Bezugszeichen 10 angedeutet.

Fig. 3 ist eine Ausführungsvariante eines Filter in gerollter Ausführung mit rotationssym- metrischen Abdeckscheiben zu entnehmen.

Aus der Darstellung gemäß Fig. 3 geht hervor, dass das Filterbandmaterial 2 die in Fig. 1 dargestellte Wellenstruktur aufweist und zylindrisch ausgeformt ist. Auf der Einströmseite 8 wird das Filterbandmaterial 2 durch die erste rotationssymmetrisch ausgebildete Abdeck- struktur 6 verschlossen. Dazu weisen sternförmig angeordnete Finger der ersten Abdeck- struktur 6 Freiräume 15 auf, welche von dem die Einströmseite 8 passierenden zu reinigen- den Medium durchströmt werden und in die Zwischenräume zwischen die Wellen des Fil-

terbandmaterials 2 eintritt. Die Hüllkurve 4 der ersten rotationssymmetrisch ausgebildeten Abdeckstruktur 6, des gewellten Filterbandmaterials 2 sowie der zweiten Abdeckstruktur 7 ist mit Bezugszeichen 4 gekennzeichnet. Bei der durch die Hüllkurve 4 umschlossenen ver- formten Konfiguration des Filterbandmaterials 2 ist ein Axialkanal 14 ausgebildet, der durch die rotationssymmetrisch ausgebildete erste Abdeckstruktur 6 verschlossen wird.

Die an der Ausströmseite 9 vorgesehene zweite Abdeckstruktur 7 weist Schließflächen 16 auf, welche zwischen die einzelnen Wellen des Filterbandmaterials 2 eintauchen, wodurch bewirkt wird, dass das über die Freiräume 15 in den Filter 1 einströmende Medium die Wandung des Filterbandmaterials 2-angedeutet durch Bezugszeichen 20-durchtreten muss und über die zwischen den Schließflächen 16 der zweiten Abdeckstruktur 7 ausgebildeten Öffnungen abströmt.

Den Figuren 4,5 und 6 sind keilgefaltete Filterelemente aus einem Filterbandmaterial in flacher Anordnung zu entnehmen.

Aus Fig. 4 geht hervor, dass aus einem endlosen Filterbandmaterial 2 aneinander angren- zende Filterelemente 33 geformt werden. Jedes der tortenstückförmig konfigurierten Filter- elemente 33 umfasst zwei Seitenflächen 39 sowie eine Boden-bzw. Dachfläche 38. In Be- zug auf die Einströmseite 8 weist das in der Mitte dargestellte der Filterelemente 33 einen Eintrittsquerschnitt 31 auf, welcher durch Frontkanten 32 angrenzender Filterelemente 33 begrenzt ist. In Bezug auf die über den Eintrittquerschnitt 31 eintretende Strömung des zu reinigenden Mediums stehen die Seitenwände 39 der Filterelemente 33 schräg zur Strö- mungsrichtung des zu reinigenden Mediums. Der Eintrittsquerschnitt 31 steht nahezu voll- ständig für den Eintritt des strömenden Mediums zur Verfügung und ist lediglich durch die an der Frontkante 32 dargestellten ersten Dichtnähte 34 zu gegenläufig angeordneten Filter- elementen 33 begrenzt. Jeder der Filterelemente 33 aus einem endlosen, keramische Sub- stanzen oder metallische Substanzen enthaltenden Filterbandmaterial 2 umfasst eine Boden- bzw. Dachfläche 38 sowie zwei Seitenwände 39. Im Bereich der ersten Dichtnaht 34 sind die Seitenwände 39 zweier aneinander anliegender Filterelemente 33 dichtend miteinander gefügt, was beispielsweise über ein Schweißverfahren, wie z. B. Laserschweißen oder ein anderes stoffschlüssiges Fügeverfahren erfolgen kann. Gleiches gilt für zweite Dichtnäh- te 35, die an der Ausströmseite 9 der tortenstückförmig konfigurierten Filterelemente 33 ausgebildet sind.

Fig. 4 zeigt mehrere nebeneinander liegend angeordnete Filterelemente 33, die von einem hier rechteckig ausgebildeten Gehäuse umschlossen sind. Der Eintrittsquerschnitt 31 ist durch zwei erste Dichtnähte 34 begrenzt. Die ersten Dichtnähte 34 sind so ausgebildet, dass eine Filmausdehnung der Seitenwände 39 der Filterelemente 33 innerhalb des rechteckför-

mig ausgebildeten Gehäuses erfolgen kann und die Höhenausdehnung nicht behindert wird.

Dies ist insbesondere bei der auf thermischem Wege erfolgenden Regeneration der einzelnen Filterelemente 33 von Bedeutung, bei der es aufgrund der Temperaturen zum Abbrand der in den Seitenwänden 39 der Filterelemente 33 zurückgehaltenen Russpartikeln zu Dehnun- gen kommt.

Fig. 6 ist eine Draufsicht auf schräg gestellte Filterelemente zu entnehmen. In Bezug auf die Einströmseite 8 sind die Seitenwände 39 des endlosen Filterbandmaterials 2 schräg gestellt, so dass das zu reinigende Medium das Hindurchtreten durch die Seitenwände 39 und die Deck-und Bodenwände 38 der Filterelemente 33 aufgezwungen wird. Die im strömenden Medium enthaltenen Partikel lagern sich in den Seitenwänden 39 und den Deck-und Bo- denwänden 38 des Filterbandmaterials 2 ab, so dass an der Ausströmseite 9 ein von Parti- keln gereinigtes strömendes Medium austritt. Die Schrägstellung der Seitenwände 39 der Filterelemente 33 ist durch Bezugszeichen 36 angedeutet.

Fig. 7 zeigt eine abgewickelte Darstellung des endlosen Filterbandmaterials.

Die in Fig. 7 dargestellte Faltvorlage verdeutlicht, dass aus einem in Endlosform vorliegen- den Filterbandmaterial 2 jeweils eine Seitenwand 39, eine sich daran anschließende Boden- bzw. Dachfläche 38, eine weitere Seitenwand 39 usf. gebildet werden. Die Seitenwände 39 stehen dabei rechtwinklig auf der Bodenfläche 38 und sind rechtwinklig zu der entsprechen- den korrespondierenden Dachfläche 38 geformt. Beim Aufrichten der Seitenwände 39 in Bezug auf die Bodenfläche 38 bzw. beim Abknicken der Seitenwände 39 von den Dachflä- chen 38 des Filterbandmaterials 2 bilden sich an der Einströmseite 8 erste Dichtnähte 34 bzw. auf der Ausströmseite 9 zweite Dichtnähte 35, die in vertikaler Richtung verlaufen.

In der abgewickelten Darstellung gemäß Fig. 7 sind die Halbierenden der Bodenfläche 38 bzw. der Dachfläche strichpunktiert angedeutet.

Die Zwickel, welche aus den kurzen Seiten der Rechtecke 39 und dem Rand des filterförmi- gen Bandmaterials 2 gebildet werden, werden ausgeschnitten oder ausgestanzt.

Der Darstellung gemäß Fig. 8 ist die abgewickelte Form des zu konfektionierenden Filter- bandmaterials, welches ohne die in Fig. 7 dargestellten Zwickelbereiche ausgebildet ist, zu entnehmen.

Aus der Darstellung gemäß Fig. 8 geht hervor, dass sich eine Schrägstellung der Vorder- und der Hinterkante des Faltmusters ergibt.

Die Figuren 9a, 9b zeigen eine gerollte Filterausführung in halbkreisförmig wiedergegebener Ansicht sowie in der Draufsicht.

Anstelle der in Fig. 4 dargestellten flachen Anordnung der einzelnen Filterelemente 33 des Filters 1, die entsprechend einer Keilfaltung 30 ausgebildet werden, können die einzelnen Filterelemente 33 auch in einer gerollten Ausführung, angedeutet durch Bezugszeichen 40 gemäß Fig. 9a, ausgestaltet werden. Dazu werden die fertig gefalteten Filterelemente 33 innerhalb der Hüllkurve 4 kreis-bzw. halbkreisförmig angeordnet. Mit Bezugszeichen 42 ist der Rücken, d. h. die breite Seite des Keiles Filterelemente 33 bezeichnet. Mit Bezugszei- chen 34 ist die erste Dichtnaht gekennzeichnet. Mit bi ist die Breite einer Talsohle 41 eines Filterelements 33, mit ba ist die Breite des Rückenteils 42 des Filterelements 33 bezeichnet.

Die Talsohlen 41 der halbkreisförmig angeordneten Filterelemente 33 begrenzen einen Durchgangskanal. Da die einzelnen Filterelemente 33 entlang der ersten Dichtnähte 34 und der in Fig. 9b dargestellten zweiten Dichtnähte 35 miteinander verbunden sind, vermögen sie Radialdehnungen problemlos auszuführen, da genügend Freiraum zur Ausdehnung be- steht. Die Höhe der einzelnen Filterelemente 33 ist durch h bezeichnet. Das eingesetzte Fil- terbandmaterial 2 weist bevorzugt eine Wandstärke zwischen 0,3 bis 0,4 mm auf sowie eine mittlere Porengröße von 10 um, wie Wandflussfilter, die für die Rußfiltration eingesetzt werden.

Aus der Darstellung gemäß Fig. 10 geht eine detaillierte Darstellung einer gerollten Filter- ausführung aus Filterbandmaterial näher hervor. Aus dieser Darstellung geht hervor, dass im Bereich der Talsohle 41 der einzelnen Filterelemente 33 eine mit Schlitzen 44 versehene Frontabdeckscheibe 43 eingreift. Die in vertikaler Richtung verlaufenden ersten Dichtnäh- te 34, an denen die einzelnen Filterelemente 33 im Bereich der Einströmseite 8 stoffschlüs- sig und dicht miteinander verbunden sind, werden von der Frontabdeckscheibe 43 gehalten.

Die Frontabdeckscheibe 43 wird zentrisch aufgesetzt und fixiert die in gerollter Keilfaltung ausgebildeten einzelnen Filterelemente 33 des endlosen Filterbandmaterials 2 auf der Ein- strömseite 8. Die Eintrittsquerschnitte 31 stehen somit bis zur Hüllkurve 4 offen, so dass das in die Filterelemente 33 durch den Eintrittsquerschnitt 31 eintretende, zu reinigende Medium ungehindert in das Roll-Modul 48 gemäß der Darstellung in Fig. 10 einströmen kann. Im Bereich der Ausströmseite 9 ist ein Flansch 45 ausgebildet, dessen Innenkonturie- rung 47 die Rücken 42 der einzelnen übereinander liegenden Filterelemente 33 übergreift.

Der Flansch 45 wird einfach über die Rücken 42 der Filterelemente 33 geschoben und fixiert und dichtet diese nach außen auf der Ausströmseite 9 ab. Auf der Ausströmseite 9 sind die einzelnen Filterelemente 33 jeweils über zweite Dichtnähte 35 stoffschlüssig miteinander verbunden, so z. B. miteinander verschweißt. Aufgrund der auf der Ausströmseite 9 ausge- bildeten zweiten Dichtnähte 35 ist das an der Einströmseite 8 über die Eintrittsquerschnitte 31 in die einzelnen Filterelemente 33 einströmende Medium gezwungen, durch die Seiten-

wände 39 zu strömen, in welchen die Partikelbeladung des zu reinigenden Mediums zurück- gehalten wird. Mit Bezugszeichen 46 ist das Rückenende des Rückens 42 des Filterelements 33 bezeichnet. Aus der in Fig. 10 wiedergegebenen Darstellung des Roll-Moduls 48 geht hervor, dass eine enge Packung von Filterelementen 33 möglich ist, wobei diese an der Ein- strömseite 8 dichtend über die ersten Dichtnähte 34 sowie die Scheibe 43 und auf der Aus- strömseite 9 dichtend über die zweiten Dichtnähte 35 miteinander und über den Flansch 45 verbunden sind.

Der Darstellung gemäß Fig. 11 ist ein in ein Gehäuse eingeschobenes Filtermodul gemäß der Darstellung in Fig. 10 zu entnehmen.

Das um einen Axialkanal 14 symmetrisch aus einzelnen Filterelementen 33 aufgebaute Roll- Modul 48 ist in ein zylindrisch ausgebildetes Gehäuse 49 eingeschoben. Da die einzelnen Filterelemente 33 lediglich über die ersten Dichtnähte 34 auf der Einströmseite 8 und die Scheibe 43 und über die-in Fig. 11 nicht dargestellten-zweiten Dichtnähte 35 auf der Ausströmseite 9 miteinander und dem Flansch 45 verbunden sind, vermögen sich die Filter- elemente 33 eine Radialdehnung 53 ausführend, innerhalb des Gehäuses 49 zu bewegen. Die Radialdehnung 53 ist aufgrund des Abstandes zwischen der Hüllkurve 4 und der Gehäuse- wand des zylindrischen Gehäuses 49 möglich. Die Radialdehnung 53 kann sowohl auf der Außenseite der Filterelemente 33 als auch auf der dem Axialkanal 14 zugewandten Seite erfolgen. Eine mechanische Beanspruchung des Filterbandmaterials 2 ist aufgrund der feh- lenden Dehnungsbehinderung in radialer Richtung gemäß der Darstellung in Fig. 11 ausge- schlossen.

Aus der Darstellung gemäß Fig. 11 geht zudem hervor, dass am Gehäuse 49 ein Gehäuse- flansch 50 ausgebildet ist, der über eine Dichtung 51 am Flansch 52 des Roll-Moduls 48 anliegt.

Der Darstellung gemäß Fig. 12 ist eine Faltvorlage für eine gerollte Filterausfiihrung aus endlosem Filterbandmaterial zu entnehmen. Im Unterschied zur Darstellung der Faltvorlage gemäß Fig. 7, weist die in Fig. 12 dargestellte Faltvorlage, d. h. der abgewickelte Verlauf des endlosen Filterbandmaterials 2, einen Zickzack-Randverlauf 55 sowohl auf der Einström-wie auch auf der Ausströmseite auf. Bei der gerollten Filterausführung, vgl. Roll- Modul 48, steht aufgrund der Geometrie im Bereich der Talsohle 41 ein geringerer Bau- raum zur Verfügung als im Bereich des Rückens 42 der Filterelemente 33. Diesem Umstand wird dadurch Rechnung getragen, dass der Rücken 42 in einer Breite ba ausgebildet ist, während der im Bereich der Talsohle 41 liegende Bereich des Filterbandmaterials 2 in einer Breite bi ausgebildet ist. Aus diesem Umstand ergibt sich der Zickzack-Randverlauf 55 an beiden Rändern des endlosen Filterbandmaterials 2 gemäß der Darstellung in Fig. 12. Zwi-

sehen den einzelnen Talsohlen 41 bzw. Rücken 42 erstrecken sich Seitenwände 39, die im Bezug auf die Rücken 42 bzw. Talsohlen 41 rechtwinklig verlaufen.

Der Darstellung gemäß Fig. 13 ist ein Faltschema für Filterelemente mit einer verkürzten Kantenfläche zu entnehmen.

Der Darstellung gemäß Fig. 15 ist das endlose Filterbandmaterial 2 in abgewickelter Form zu entnehmen. Über die Seitenwände sind die Boden-bzw. Dachflächen der einzelnen Fil- terelemente 33 miteinander verbunden, wobei die in der Mitte in Fig. 13 dargestellte Sei- tenwand als verkürzte Seite ausgebildet ist.

Da der Rücken 42 auf dem Außendurchmesser des Faltfilters liegt, ist seine Rückenbreite ba am Filteraustritt größer als die Talsohlenbreite bi auf der Eintrittsseite des Faltfilters. Die Talsohle liegt auf dem Innendurchmesser des Faltfilters entsprechend des Kanaldurchmes- sers 14 auf Als Folge davon verläuft das bandförmige Filtermaterial 2, aus welchem das Faltfilter hergestellt werden soll, bogenförmig. Aus Kostengründen und zur Umgehung des Ausschneidens bzw. Ausstanzens von Zwickelausschnitten, wird das bandförmige Filterma- terial 3 als"Parallelband"ohne den Zick-Zack-Verlauf 45 ausgebildet, wie in Fig. 8 darge- stellt. Die Zwickelausschnitte lassen sich vermeiden, wenn die die Mitte Halbierenden der Talsohlen 41 und der Rücken 42 parallel verlaufen. Folglich sind die"Eintrittskanten"des Filterelements 33 bzw. der Elementwange (Seitenflächen 39) länger als die"Austrittskan- ten". Auch der rechte Winkel der Seitenflächen ist nicht mehr vorhanden. Beim Falten ent- steht im Längsschnitt des Filters eine Elementansicht entsprechend der Darstellung in Fig.

14. Die Talsohle 44 verläuft gegen die Strömung geneigt und die Eintrittskanten mit ihren Verbindungen 34 wie auch die Ausströmkanten 35 stehen schräg, wodurch sich eine Ein- schränkung umgehen lässt.

Bei Aufrichten der Seitenwände 39 in Bezug auf die Boden-bzw. Dachfläche 38 des endlo- sen Filterbandmaterials 2 ergibt sich ein gerades Filterband, welches als Faltvorlage einen Zickzack-Verlauf 55 sowohl auf der Einströmseite 8 als auch auf der Ausströmseite 9 auf- weist. Aufgrund der in Fig. 13 dargestellten Konfiguration der Faltvorlage des endlosen Filterbandmaterials 2 stellt sich in der Darstellung gemäß Fig. 14 liegt die verkürzte Seite 56 der Seitenwand 39 eines Filterelements 33 im Bereich der Ausströmseite 9, während im Bereich der Einströmseite 8 die erste Dichtnaht 34 in der in Fig. 9a dargestellten Höhe h ausgebildet ist. Aufgrund der in Fig. 13 dargestellten Faltvorlage mit Zickzack-Verläufen 55 im Randbereich des endlosen Filterbandmaterials 2 auf der Einströmseite 8 sowie auf der Ausströmseite 9, wird eine ansteigende Talsohle 57 im unteren, dem Teil des Roll-Moduls 48 erzielt.

Der Figurensequenz 15a, 15b, 16a, 16b, 17 und 18 ist ein Filterelement mit ein-und ab- strömseitig zugeordneten Abstandshalter und Verstärkungsstreifen zu entnehmen.

Aus der Darstellung gemäß Fig. 15a und 15b geht hervor, dass ein Randstreifen 60 des Fil- terbandmaterials 2 mit einem ersten Metallstreifen 61.1 an einer Fügestelle 62.1 stoffschlüs- sig verbunden werden kann. Die in Fig. 15a und 15b dargestellten, miteinander gefügten Randstreifen 60 und ein erster Metallstreifen 61. 1 sind in der Darstellung gemäß Fig. 17 an einem Filterelement 62 gezeigt.

Die in Fig. 15b dargestellten an der Fügestelle 62.1 miteinander verbundenen Komponenten 60 und 61.1 werden im Bereich der Einströmseite 8 des Filterelements 62 angeordnet. In der Darstellung gemäß Fig. 16a ist der Randstreifen 60 mit einem zweiten Metallstreifen 61.2 ebenfalls an einer Fügestelle 62.1 stoffschlüssig verbunden. Die Fügestelle 62.1 zwi- schen den Komponenten 60 bzw. 61.2 kann als Schweiß-, Löt-oder eine andere stoff- schlüssige Verbindungsstelle beschaffen sein. Wie aus Fig. 17 hervorgeht, ist der erste Me- tallstreifen 61.1 (Saumband) zwischen die Seitenflächen 39 des Filterelements auf dessen Einströmseite 8 eingequetscht. Der erste Metallstreifen 61.1 (Saumband) kann aus einem Massivmaterial, wie beispielsweise metallischem Material im Falle des Einsatzes an einem Sintermetallfilter im Wesentlichen spaltfrei zusammengefaltet werden, was Vorteile für eine spätere Schweißverbindung bietet. Die Seitenflächen des Filterelements werden auf einem minimalen Abstand zueinander gehalten, so dass an dieser Eintrittsseite die Seitenflächen 39 nicht auf 0-Abstand zusammengedrückt werden können, was die Abströmung des gefilter- ten Gases verhindern würde. Die in Fig. 16a dargestellte Verbindung zwischen dem Rand- streifen 60 und dem zweiten Metallstreifen 61.2 wird gemäß Fig. 18 auf der Ausströmseite 9 des Filterelements 62 angeordnet. Es ergibt sich gemäß Fig. 18 eine nahezu spaltfreie An- ordnung von Filterelementen 62, die nebeneinander liegen, wobei der Rückenteil eines jeden Filterelements 62 von dem zweiten Metallstreifen 61.2 umschlossen und somit versteift ist.

Der erste Metallstreifen 61.1 liegt gemäß der Darstellung in Fig. 17 unterhalb des Randstrei- fens 60 wie z. B. Sintermetallbänder, wodurch beim Falten des Filterelements 62 auf der Einströmseite 8 die ersten Metallstreifen 61.1 eng aneinander anliegen. Dadurch lässt sich auf besonders vorteilhafte Weise eine Verbindung direkt oder durch Hilfsmittel wie bei- spielsweise eine Zange oder dergleichen herstellen, was durch die spaltfreie Positionierung der ersten Metallstreifen 61.1 zueinander erleichtert wird. In Bezug auf die in Fig. 18 darge- stellte Ausströmseite 9 der Filterelemente 62 ist festzuhalten, dass die die Randstreifen 60 überdeckenden zweiten Metallstreifen 61.2 oben liegend angeordnet sind, so dass beim Fil- terelement 62 der zweite Metallstreifen 61.2 als Abstandselement zwischen den einzelnen Filterelementen 62 fungiert und in gleicher Weise wie in Fig. 17 auf der Einströmseite 8, an der Ausströmseite 9 eine nahezu spaltfreie Positionierung der Filterelemente 62 relativ zu- einander ermöglicht.

Der Darstellung gemäß Fig. 19 ist eine perspektivische Wiedergabe eines fertig gefalteten Filterbandmaterials zu entnehmen. Aus der in Fig. 19 dargestellten Fertigfaltung 63 des end- losen Filterbandmaterials 2 geht hervor, dass die einzelnen Filterelemente 33 kontinuierlich nebeneinander liegend angeordnet sind und im Wesentlichen tortenstückförmig konfiguriert sind. Aufgrund der Tatsache, dass das Filterbandmaterial 2 endlos vorliegt, wie in Fig. 19 dargestellt, können drei Filterelemente 33.1, 33.2, 33.3 auf engstem Raum nebeneinander liegend untergebracht werden. Die Seitenwand 39 zwischen dem Filterelement 33. 1 und dem gegensinnig dazu ausgebildeten Filterelement 33.2 stellt die Fläche dar, durch welche der über den Eintrittsquerschnitt 31 des Filterelements 33.2 eintretende Gasstrom hindurch- treten muss, um auf die Ausströmseite 9 zu gelangen. Aus der Fertigfaltung 63 gemäß der Darstellung in Fig. 19 geht zudem hervor, dass die einzelnen Filterelemente 33.1, 33.2 so- wie 33.3 auf der Einströmseite 8 über erste Dichtnähte 34 stoffschlüssig miteinander ver- bunden sind, während an den Filterelementen 62 auf der Ausströmseite 9 zweite Dichtnähte 35 vorliegen, die im Wesentlichen in vertikaler Richtung verlaufen. Aufgrund der gewellten Konfiguration der Filterelemente 33 ergibt sich eine hohe Filterelement-dünne Packungs- dichte auf engem Raum, da die einzelnen Filterelemente 33.1, 33.2, 33.3 jeweils von Boden- flächen 38 und Dachflächen 38 des endlosen Filterbandmaterials 2 begrenzt sind.

Den Darstellungen gemäß der Figuren 20 und 21 sind Ansichten von Filterelementen ent- nehmbar, die auf der Ausströmseite miteinander verschweißt sind.

Die in Fig. 20 bzw. 21 dargestellten Filterelemente 62 weisen im Bereich ihres Rückens 42 die in den Figuren 18 und 20 näher beschriebenen zweiten Metallstreifen 61.2 auf. Die zwei- ten Metallstreifen 61.2 können so ausgebildet werden, dass diese die im Wesentlichen drei- eckförmig ausgebildeten Filterelemente 62 umschließen. Eine Verbindung zwischen den den Rückenbereich 42 der Filterelemente 62 umschließenden zweiten Metallstreifen 61.2 und dem endlosen Filterbandmaterial 2 kann durch eine seitlich verlaufende Schweißnaht 64 erfolgen. Im Bereich der Talsohle 41 der Filterelemente 62 bleiben diese offen. Durch Be- zugszeichen 39 sind die Seitenwände angedeutet. Die Filterelemente 62, die kreisförmig im Bezug aufeinander um einen in Fig. 21 nicht dargestellten Axialkanal angeordnet sein kön- nen, sind durch die zweiten Metall streifen 61.2 im Bereich des Rückens 42 voneinander getrennt. Aus der Darstellung gemäß Fig. 21 geht hervor, dass anstelle der in Fig. 20 darge- stellten seitlich verlaufenden Schweißnähte 64 auch eine Frontalverschweißung 65 der an- einander anstoßenden Seitenwände 39 der einzelnen Filterelemente 62 möglich ist. In der in Fig. 21 dargestellten Variante fehlt der in Fig. 20 dargestellte zweite Metallstreifen 61.2 am Rücken 42 des Filterelements 62. Auch in der in Fig. 21 dargestellten Ausführungsvariante bleibt der Bereich der Talsohle 41 eines jeden Filterelements 62 frei.

Der Figur 22 ist entnehmbar, dass während des schrittweisen Faltens die Ein-und Austritts- kanten 34,35 in vorteilhafter Weise senkrecht zur Fläche der Seitenfläche 39 verbunden und z. B. miteinander verschweißt werden können. So bietet sich in vorteilhafter Weise das Laserschweißverfahren an. In Fig. 22 ist die rechte Seite der Anordnung als gefaltet und an den Ein-bzw. Austrittskanten 34 und 35 miteinander verbunden angenommen. Die äußerst breite Seitenfläche 39 wird gerade nach unten gebogen und der Talsohlenfalz vorgenom- men, so dass das ungefaltete, in Bandform vorliegende Filterbandmaterial 2 waagerecht nach links liegt. Nunmehr ist eine Zugänglichkeit für eine seitliche Verbindungstechnik wie z. B. im Wege des Laserschweißens in Richtung 64 an der Einströmkante 34 gegeben. Ana- loges gilt für die Abströmkante 35, die gemäß dem oben Gesagten ebenfalls für eine seitli- che Verbindungstechnik wie z. B. das Laserschweißen zugänglich gemacht werden kann.

Den Darstellungen gemäß der Figurensequenz 23-2 5 sind in die einzelnen Filterelemente jeweils eingelassene Abstandshalter 66 zu entnehmen.

Die Abstandshalter 66 werden aus einem mit einer Profilierung 68 versehenen metallischen Material gefertigt. Die Abstandshalter 66 weisen einzelne Ausstanzungen 69 auf, wobei die flächigen Bereiche der Abstandshalter 66 durch die Stege 67 miteinander verbunden bleiben.

Die Profilierung 68 des Materials, aus welchem die Abstandshalter 66 gefertigt werden, kann beispielsweise dreieckförmig sein. Mittels Abstandshalter 66 wird verhindert, dass die Filterelemente 33 bzw. 62 aufgrund des Differenzdrucks kollabieren. Die Abstandshalter 66 gemäß der Figuren 23-25 können beispielsweise auf der Ausströmseite 9 in die Filterele- mente 33 bzw. 62 eingesetzt werden. Auch die Abstandshalter 66 können aus einem End- losmaterial gefertigt werden und derart gewellt ausgebildet sein, dass sie in das im Wesentli- chen dreieckförmige Profil der Filterelemente 33 bzw. 62 hineinpassen. Zwischen den ein- zelnen Abstandshaltern 66 werden die Ausstanzungen 69 vorgenommen, welche den Ein- schub der Abstandshalter 66 in die taschenförmigen Abströmelemente ermöglichen. Die Stege 67 stellen die Verbindungen über Rücken 42 bzw. im Bereich der Talsohle 41 her, so dass ein vorgeformter Abstand shalter (vgl. Darstellung gemäß Fig. 23) problemlos in das Filterelement 33 bzw. 62 hineingeschoben werden kann. Nacharbeit ist nicht mehr erforder- lich, da es sich bei dem beispielsweise tannenbaumförmig profilierten Abstandshalter 66 um ein Komplettteil handelt, welches einfach und schnell auf der Ausströmseite 9 im Filterele- ment 33 bzw. 62 montierbar ist.

Den Darstellungen gemäß Figuren 26 bzw. 27 sind geteilt ausgebildete Rollfilter-Module zu entnehmen.

Aus der Darstellung gemäß Fig. 26 gehen Filterelemente 62 hervor, bei denen die letzten auszubildenden Filterelemente 62 dargestellt sind. Bei enger Filterelementanordnung können

die letzten Filterelemente 62 nur dann gefaltet und in Position gebracht werden, wenn die ersten und zweiten Dichtnähte 34 bzw. 35 nach der Fertigfaltung 63 hergestellt werden. In diesem Falle liegen die jeweiligen Vorder-bzw. Hinterkanten der Filterelemente 33 bzw. 62 nicht aneinander, d. h. sie müssen in die Endposition gebracht und dort verschweißt werden.

Es lassen sich zwei Filtermodulhälften 71 bzw. 72 zu einem Rollmodul 48 zusammenfügen, wobei eine Trennebene 70 bevorzugt durch die Mitte vom Rücken 42 der zuletzt zu montie- renden Filterelemente 62 verläuft.

Aus der Darstellung gemäß Fig. 27 geht hervor, dass die beiden Filtermodulhälften 71 bzw.

72, die jeweils hälftig fertig gefaltet ausgebildet sind, über nach außen vorstehende Flächen- abschnitte 73 bzw. 74 miteinander beispielsweise im Wege des Schweißverfahrens gefügt werden. Nach dem Zusammenfügen der beiden halbzylindrisch ausgebildeten Filter- Modulhälften 71 bzw. 72 werden die Kanten mit der in der Trennebene 70 liegenden Filter- elemente 62 stoffschlüssig miteinander verbunden.

Mit dem vorstehend skizzierten Herstellungsverfahren zur Fertigung eines Wandflussprin- zip-Filters sowie den daraus erhaltenen Filterbauarten können radiale Wärmedehnungsprob- leme eliminiert werden, wenn das Filter 1 zur Rußfiltration eingesetzt wird und hohe Tem- peraturen an den einzelnen Filterelementen 33 bzw. 62 beim Rußabbrand entstehen. Die Filterelemente 33 sind zwar auf der Ausströmseite 9 durch einen Flansch 45 eingespannt, können sich jedoch ungehindert radial nach innen ausdehnen, wie aus der Darstellung ge- mäß Fig. 11 hervorgeht. Gleiches gilt für die Einströmseite 8, an der die Abdeckkappe 43 und die Filterelemente 33 auf ihrer radial innenliegenden Seite im Bereich des Axialkanals 14 fixiert sind, jedoch durch den Freiraum zum Außengehäuse 49 eine radial nach außen gerichtete Wärmedehnung 53 zulässt. Durch die Endlosfaltung sind die einzelnen Filterele- mente 33 bzw. 62 mit ihrer Talsohle 41 untereinander verbunden, wodurch die Schwingung und Einzeldurchbiegung der einzelnen Filterelemente 33 bzw. 62 unterdrückt wird. Das endlose Filterbandmaterial 2 kann ohne zusätzliche Ausstanzungen und Zuschnitte direkt gefaltet und verarbeitet werden. Durch die abschließende Anpassung der Kantenlänge kön- nen die verschiedensten Formen gestaltet werden.

Bezugszeichenliste 1 Filter 2 Filterbandmaterial 3 gerundete Spitze 4 Hüllkurve 5 Achse 6 erste Abdeckstruktur 7 zweite Abdeckstruktur 8 Einströmseite 9 Ausströmseite 10 Welle 11 Sternform 12 Einströmöffnung 13 Ausströmöffnung 14 Axialkanal 15 Freiraum 16 Schließfläche 20 Mediumaustritt 21 erste Schließfläche 22 zweite Schließfläche 23 Gehäuseteil 24 Anströmkante 30 Keilfaltung 31 Eintrittsquerschnitt 32 Frontkante 33 Filterelement 34 erste Dichtnaht 35 zweite Dichtnaht 36 Schrägstellung 37 Abwicklung 38 Boden, Dach 39 Seitenwand 40 gerollte Kniefalte 41 Talsohle (bi) 42 Rücken (ba) 43 Frontabdeckscheibe 44 Schlitze 45 Flansch 46 Rückenende 47 Innenkontur 48 Roll-Modul 49 Gehäuse 50 Gehäuseflansch 51 Dichtung 52 Flansch des Moduls 53 Radialdehnung Filterelemente 54 Faltvorlage 55 Zickzack-Randverlauf 56 verkürzte Seite 57 ansteigende Talsohle 60 Randstreifen 61. 1 erster Metallstreifen 61.2 zweiter Metallstreifen 62 Filterelement 62.1 Fügestelle 63 Fertigfaltung 64 seitliche Schweißnaht 65 Frontalschweißnaht 66 Abstandhalter 67 Steg 68 Profilierung 69 Ausstanzungen 70 Trennebene 71 erste Filtermodulhälfte 72 zweite Filtermodulhälfte