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Title:
RESONANCE-FREE ELECTRODE SUSPENSION FOR A FILTER SYSTEM
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2008/000003
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a filter system for separating soot particles from an exhaust flow, comprising at least one electrode arrangement (1) through which the exhaust gas flows and which charges the soot particles which are removed from the exhaust flow by means of a subsequent, electrical field or in a purely mechanically manner. The electrode arrangement (1) comprises at least one electrode (3) which is fixed to a rod-shaped carrier (5), and a counter electrode (4). The ends (5a, 5b) of the at least one carrier (5) are respectively fixed in a sleeve-type housing (6) along a fixing region (9). According to the invention, the ratio of the insulating free length (1) of the carrier (5) betwen the housings (6) on both sides to the average diameter (D) of the carrier (5) amounts to between 10 and 30.

Inventors:
FLECK CARL M (AT)
Application Number:
PCT/AT2007/000275
Publication Date:
January 03, 2008
Filing Date:
June 06, 2007
Export Citation:
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Assignee:
FLECK CARL M (AT)
International Classes:
B03C3/70; B03C3/86
Domestic Patent References:
WO2004000465A12003-12-31
WO1989012731A11989-12-28
Foreign References:
US3440800A1969-04-29
DE3238794A11984-04-26
DE4114935A11991-11-28
DD259799A11988-09-07
JPH05277313A1993-10-26
DE3324888A11985-01-17
US3046716A1962-07-31
Attorney, Agent or Firm:
KLIMENT & HENHAPEL PATENTANWÄLTE OG (Wien, AT)
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Claims:

Patentansprüche :

1. Filteranordnung zum Abscheiden von Russpartikel aus einem Abgasstrom, die zumindest eine vom Abgasstrom durchströmte Elektrodenanordnung (1) zur Aufladung der Russpartikel, die mithilfe eines nachfolgenden, elektrischen Feldes oder rein mechanisch aus dem Abgasstrom entfernt werden, umfasst, und die Elektrodenanordnung (1) zumindest eine Elektrode (3) aufweist, die an einem stabförmigen Träger (5) befestigt ist, sowie eine Gegenelektrode (4) aufweist, wobei die Enden (5a, 5b) des zumindest einen Trägers (5) in je einem hülsenförmigen Lager (6) entlang eines Einspannbereiches

(9) eingespannt sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis der isolierenden, freien Länge (1) des Trägers

(5) zwischen seinen beidseitigen Lagern (6) zum mittleren Durchmesser (D) des Trägers (5) zwischen 10 und 30 beträgt.

2. Filteranordnung nach Anspruch 1, dadurch, gekennzeichnet, dass das Verhältnis der isolierenden, freien Länge (1) des Trägers (5) zwischen seinen beidseitigen Lagern (6) zu seinem mittleren Durchmesser (D) zwischen 15 und 25 beträgt .

3. Filteranordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser (D) des Trägers (5) kleiner als 4.5 mm ist, und die freie Länge (1) des Trägers

(5) größer als 45 mm.

4. Filteranordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser (D) des Trägers (5) kleiner als 3.5 mm ist, und die freie Länge (1) des Trägers (5) größer als 52.5 mm.

5. Filteranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrode (3) Spitzen aufweist, wobei der Minimalabstand zwischen den Spitzen der Elektrode

(3) zur Gegenelektrode (4) weniger als die Hälfte des Verhältnisses der isolierenden, freien Länge (1) des

Trägers (5) zu seinem mittleren Durchmesser (D) in Millimetern beträgt.

6. Filteranordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Minimalabstand weniger als ein Drittel des Verhältnisses der isolierenden, freien Länge (1) des Trägers (5) zu seinem mittleren Durchmesser (D) in Millimetern beträgt.

7. Filteranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Masse der Elektrode (3) weniger als die Hälfte des Verhältnisses der isolierenden, freien Länge (1) des Trägers (5) zu seinem mittleren Durchmesser

(D) in Gramm beträgt.

8. Filteranordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Masse der Elektrode (3) weniger als ein Drittel des Verhältnisses der isolierenden, freien Länge (1) des Trägers (5) zu seinem mittleren Durchmesser (D) in Gramm beträgt.

9. Filteranordnung nach Anspruch 7 oder 8 , dadurch gekennzeichnet, dass die Masse der Elektrode (3) maximal 15 Gramm beträgt.

10. Filteranordnung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Masse der Elektrode (3) maximal 10 Gramm beträgt .

11. Filteranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Formgebung der Elektrode (3) entlang des Trägers (5) zumindest abschnittsweise eine Strömung des Abgasstroms sichergestellt wird.

12. Filteranordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrode (3) auf einer, auf dem Träger (5) montierten Walze (10) angeordnet ist, und die Walze (5) zumindest abschnittsweise Bohrungen (11) aufweist, die

einen Eintritt des Abgasstromes in das Innere der Walze (10) ermöglichen, sowie endseitige Blenden (12) , die den lichten öffnungsquerschnitt der Walze (10) um den Träger (5) verringern.

13. Filteranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Träger (5) vorgesehen sind, und die an ihnen befestigte Elektrode (3) mit zwei hülsenförmigen Innenlagern (6b) versehen ist, in das jeweils ein der Elektrode (3) zugewandtes Ende (5b) des jeweiligen Trägers (5) entlang eines Einspannbereiches (9) eingespannt ist, wobei die Innenlager (6b) eine bauliche Einheit bilden, und mindestens einer der Innenlager (6b) als Stützlager ausgeführt ist.

14; Filteranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Lager (6) aus einem. Material mit ähnlichen thermischen Eigenschaften gefertigt sind . wie der stabförmige Träger (5) .

15. Filteranordnung nach Anspruch 14, dadurch, gekennzeichnet, dass die Lager (6) und der stabförmige Träger (5) aus einem keramischen Material, vorzugsweise dicht gesintertem Aluminiumoxid, gefertigt sind, wobei der stabförmige Träger

(5) vorzugsweise hohl, etwa als rundes Rohr oder Vierkantrohr, ausgeführt ist.

16. Filteranordnung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Lager (6) aus Titan oder einer Titan-Legierung gefertigt sind, und der stabförmige Träger (5) aus einem keramischen Material, vorzugsweise aus dicht gesintertem Aluminiumoxid .

17. Filteranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass am Einspannbereich (9) in axialer Richtung ein Stützbereich (7) anschließt, wobei der innere Querschnitt des Stützbereiches (7) in Richtung des Einspannbereiches (9) stetig in den inneren Querschnitt des

Einspannbereiches (9) übergeht, und sich in entgegen gesetzter Richtung in axialer Richtung aufweitet.

18. Filteranordnung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnittlinie der Innenfläche des Stützbereiches

(7) mit der Ebene der Biegelinien des Trägers (5) , die sich jeweils bei zunehmender und in derselben Belastungsrichtung (B) wirkenden Last einstellen, eine Einhüllende der jeweils anfänglichen, lagerseitigen Biegekurveninkremente der in Belastungsrichtung (B) gesehen äußersten Kontur (8) des Trägers (5) bei zunehmenden Lastinkrementen ist.

19. Filteranordnung nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass der innere Querschnitt des Stützbereiches (7) um die Längsachse (L) des eingespannten Trägers (5) dieselbe Symmetrie aufweist wie der Träger (5) selbst .

20. Filteranordnung nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch, gekennzeichnet, dass zwei Träger (5) vorgesehen sind, und die an ihnen befestigte Elektrode (3) mit zwei hülsenförmigen Innenlagern (6b) versehen ist, in das jeweils ein der Elektrode (3) zugewandtes Ende (5b) des jeweiligen Trägers (5) entlang eines Einspannbereiches (9) eingespannt ist, und deren innerer Querschnitt dem Querschnitt des jeweiligen Trägers (5) im Einspannbereich

(9) im wesentlichen entspricht, wobei sich am Einspannbereich (9) in axialer Richtung jeweils ein Stützbereich (7) anschließt, wobei der innere Querschnitt des Stützbereiches (7) in Richtung des Einspannbereiches (9) stetig in den inneren Querschnitt des Einspannbereiches (9) übergeht, und sich in entgegen gesetzter Richtung in axialer Richtung aufweitet.

21. Filteranordnung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt des Stützbereiches (7) des jeweiligen Innenlagers (6b) um die Längsachse (L) des eingespannten

Trägers (5) dieselbe Symmetrie aufweist wie der Träger (5) selbst .

22. Filteranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (5) im Lager (6) formschlüssig gehalten ist.

23. Filteranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine stabförmige Träger

(5) einen kreisförmigen Querschnitt aufweist.

24. Filteranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einer der Träger (5) über einen Teilbereich seiner eingespannten Bereiche einen von der Kreisform abweichenden Querschnitt aufweist, der mit einer entsprechenden Ausnehmung im Lager (6) formschlüssig korrespondiert .

25. Filteranordnung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass der von der Kreisform abweichende Querschnitt durch einen ebenen Anschliff im Umfangsbereich des Trägers (5) verwirklicht wird, der mit einer entsprechenden Ausnehmung im hülsenförmigen Lager (6) formschlüssig korrespondiert.

26. Filteranordnung nach Ansprüche 25, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einer der Träger (5) an seinen beiden Enden durch je einen ebenen Anschliff mit einem Achswinkel zwischen 30° und 60°, vorzugsweise mit 45°, versehen ist.

27. Filteranordnung nach Anspruch 25 oder 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmungen für den ebenen Anschliff im hülsenförmigen Lager (6) durch Einpassung entsprechender Zwischenstücke gebildet werden, die ihrerseits mit den Lagern (6) durch Schweißung, Klebung, oder eine andere, asymmetrische Ausformung ihrer lagerseitigen Enden und einer Ausnehmung der Lager (6) selbst gebildet werden.

28. Filteranordnung nach einem der Ansprüche 18 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass der Stützbereich (7) der hülsenförmigen Lager (6) eine Beschichtung aus einem bei hohen Temperaturen plastisch verformbaren Material aufweist .

Description:

Resonanzfreie Elektrodenaufhängung für Filteranordnung

Die Erfindung betrifft eine Filteranordnung zum Abscheiden von Russpartikel aus einem Abgasstrom, die zumindest eine vom Abgasstrom durchströmte Elektrodenanordnung zur Aufladung der Russpartikel, die mithilfe eines nachfolgenden, elektrischen Feldes oder rein mechanisch aus dem Abgasstrom entfernt werden, umfasst, und die Elektrodenanordnung zumindest eine Elektrode aufweist, die an einem stabförmigen Träger befestigt ist, sowie eine Gegenelektrode aufweist, wobei die Enden des zumindest einen Trägers in je einem hülsenförmigen Lager entlang eines Einspannbereiches eingespannt sind, gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Filteranordnungen dieser Art können etwa als plasmaregenerierte Russfilter ausgeführt sein, bei denen eine Elektrodenanordnung eine Entladungseinheit bildet, in der die Russpartikel elektrisch aufgeladen und in einer nachfolgenden Abscheideeinheit, etwa in einem keramischen Wabenkörper, mithilfe eines elektrischen Feldes oder rein mechanisch in wechselweise verschlossenen Kanälen abgeschieden werden. Die Entladungseinheit besteht dabei aus einer inneren, mit Spitzen versehenen Elektrode, der so genannten Sprühelektrode, und einer die Sprühelektrode konzentrisch umgebenden, äußeren Gegenelektrode. Zwischen diesen beiden Elektroden wird der Abgasstrom hindurch geleitet. Der Abgasstrom stammt etwa aus einem Verbrennungsmotor eines Fahrzeugs, wobei die Filteranordnung im Abgasstrang dieses Fahrzeugs angeordnet ist .

Die Sprühelektrode ist an mindestens einem stabförmigen Träger befestigt, der wiederum in ortsfesten Außenlagern gehalten ist . Der Träger muss aus Gründen der elektrischen Isolation der Last, also der Sprühelektrode, und der notwendigen Temperaturfestigkeit aus Keramik, oder einem anderen zum Sprödbruch neigenden Werkstoff gefertigt werden.

Andererseits stellt sich bei längerem Betrieb das Problem, dass sich die Träger so stark mit Russ belegen, dass den Betrieb störende Kriechströme auftreten. Der Leckagewiderstand des Trägers wird nämlich durch den elektrischen Widerstand des am Träger abgeschiedenen Rußes bestimmt, und ist proportional zur Länge 1 des Trägers, sowie indirekt proportional zum Umfang 2r.π des Trägers und der Dicke d der abgelagerten Russ- Schichte. Mit dem spezifischen Russwiderstand p ergibt sich für den Leckagewiderstand der am Träger abgelagerten Russ- Schichte :

R = p.l/2r.π.d

Da der Leckagewiderstand nur durch das Verhältnis von Trägerlänge 1 zu Trägerumfang 2r.π und dem Russbelag bestimmt wird, müssen die abgelagerte Russ-Schichte d am Träger möglichst klein, und das Verhältnis Länge zu Umfang möglichst groß sein. , ; . ' . . .. --.

Um zu einer für das Automobil vertretbaren Baugröße zu kommen, muss daher das Verhältnis Länge zu Durchmesser l/2r maximiert werden, indem der Träger sehr dünn und lang ausgeführt wird, und darüber hinaus auch möglichst kleine Durchmesser verwendet werden, um die Länge in vernünftigen Grenzen zu halten. Dem steht leider eine notwendige Mindestgröße der Sprühelektrode gegenüber, die bei Volllast des Motors sehr hohen Gasgeschwindigkeiten und hohen Temperaturen ausgesetzt ist.

Wird der Träger sehr dünn ausgeführt, leidet außerdem die Bruchfestigkeit des Trägers. Daher wird man beim Design der Elektrodenanordnung darauf achten, dass die von dem Träger getragene Masse so gering wie möglich bemessen wird, und auf den Träger außer seiner primären Funktion, die Last mit ihren Schwingungen aufzunehmen, kein weiterer Stress ausgeübt wird. Eine weitere Möglichkeit zur Reduzierung des Leckagewiderstands besteht darin, den Träger möglichst lange auszuführen, was aber aus konstruktiven Gründen begrenzt ist. Eine Baugröße, die für den Einbau unter ein Automobil geeignet

sein soll, muss dem gegenüber durch besonders dünne und daher auch kürzere keramische Träger gesichert werden.

Des Weiteren ist bei der Auslegung des Trägers für die Sprühelektrode zu berücksichtigen, dass an der Sprühelektrode aufgrund der in der Elektrodenanordnung auftretende Gasgeschwindigkeit bis zu 300 m/s hohe dynamische Kräfte ansetzen. Dabei werden am Elektrodenkörper alle durch seine Freiheitsgrade möglichen Schwingungsformen, insbesondere Kippschwingungen, Rotationsschwingungen, Taumelschwingungen etc. angeregt, die eine hohe mechanische Belastung für die Träger bedeuten. Die von Automobilherstellern geforderte, hohe Lebensdauer der Russfilter stellt daher für die isolierenden Träger neben der Aufnahme hoher mechanischer Kräfte durch die hohen Schwingungsfrequenzen vor allem auch eine besondere Anforderung gegenüber Materialermüdung dar.

Es ist daher das Ziel der Erfindung, eine Filteranordnung mit einer Elektrodenaufhängung mittels eines stabförmigen Trägers zu verwirklichen, die Leckageströme über den Träger der Sprühelektrode möglichst reduziert, und gleichzeitig die Wahrscheinlichkeit von thermischen Stress sowie von Ermüdungsund Sprödbrüchen und resonante Schwingungsanregungen unterdrückt. Dabei sollen konkrete Vorgaben für die konstruktive Auslegung des Trägers gegeben werden.

Diese Ziele werden durch die Merkmale von Anspruch 1 erreicht. Anspruch 1 bezieht sich auf eine Filteranordnung zum Abscheiden von Russpartikel aus einem Abgasstrom, die zumindest eine vom Abgasstrom durchströmte Elektrodenanordnung zur Aufladung der Russpartikel, die mithilfe eines nachfolgenden, elektrischen Feldes oder rein mechanisch aus dem Abgasstrom entfernt werden, umfasst, und die Elektrodenanordnung zumindest eine Elektrode aufweist, die an einem stabförmigen Träger befestigt ist, sowie eine Gegenelektrode aufweist, wobei die Enden des zumindest einen Trägers in je einem hülsenförmigen Lager entlang eines Einspannbereiches eingespannt sind. Erfindungsgemäß ist

hierbei vorgesehen, dass das Verhältnis der isolierenden, freien Länge des Trägers zwischen seinen beidseitigen Lagern zum mittleren Durchmesser des Trägers zwischen 10 und 30 beträgt. Insbesondere kann gemäß Anspruch 2 das Verhältnis der isolierenden, freien Länge des Trägers zwischen seinen beidseitigen Lagern zu seinem mittleren Durchmesser zwischen 15 und 25 betragen. Wie praktische Versuche des Anmelders zeigen, minimiert eine solche Wahl nicht nur die Leckageströme über den Träger, sondern optimiert auch unter den gegebenen Bedingungen die Bruchfestigkeit gegenüber thermischem Stress sowie Ermüdungs- und Sprödbrüchen, und bietet auch die notwendige Stabilität als Träger für die Sprühelektrode.

Als vorteilhafte Wahl wird gemäß Anspruch 3 vorgeschlagen, dass der Durchmesser des Trägers kleiner als 4.5 mm ist, und die freie Länge des Trägers größer als 45 mm. Gemäß Anspruch 4 ist der Durchmesser des Trägers kleiner als 3.5 mm, und die freie Länge des Trägers größer als 52.5 mm. ■

Anspruch 5 bezieht sich auf die Spannung, die der Träger isolieren können muss, und stellt diese, an der Elektrode anliegende Spannung über die dazu korrelierte Entladungsstrecke der erfindungsgemäßen Verhältniszahl von isolierender freier Länge des Trägers zu seinem mittleren Durchmesser gegenüber. Hierbei ist vorgesehen, dass der Minimalabstand zwischen den Spitzen der Elektrode zur Gegenelektrode weniger als die Hälfte des Verhältnisses der isolierenden, freien Länge des Trägers zu seinem mittleren Durchmesser in Millimetern beträgt. Gemäß Anspruch 6 beträgt der Minimalabstand weniger als ein Drittel des Verhältnisses der isolierenden, freien Länge des Trägers zu seinem mittleren Durchmesser in Millimetern.

Anspruch 7 bezieht sich auf das Gewicht, das der Träger tragen können muss, und stellt die Masse der Elektrode der erfindungsgemäßen Verhältniszahl von isolierender freier Länge des Trägers zu seinem mittleren Durchmesser gegenüber. Hierbei soll die Masse der Elektrode weniger als die Hälfte des

Verhältnisses der isolierenden, freien Länge des Trägers zu seinem mittleren Durchmesser in Gramm betragen. Gemäß Anspruch 8 beträgt die Masse der Elektrode weniger als ein Drittel des Verhältnisses der isolierenden, freien Länge des Trägers zu seinem mittleren Durchmesser in Gramm. Bei einer solchen Wahl werden die durch Schwingungen auf die isolierenden Träger wirkenden Kräfte begrenzt. Eine vorteilhafte Wahl für die Masse der Elektrode ist gemäß Anspruch 9 maximal 15 Gramm, und gemäß Anspruch 10 maximal 10 Gramm.

Da der Leckagewiderstand des Trägers auch durch den Russbelag bestimmt wird, sind bei der Auslegung der Elektrodenanordnung auch Maßnahmen zur Reduzierung der am Träger abgelagerten Russ-Schichte d vorteilhaft. Dabei soll. der. Träger durch möglichst russfreies Abgas angeströmt,, oder, zumindest von . einem Abgasstrom umspült werden, um Ablagerungen von Russ möglichst zu reduzieren. Da sich nämlich bei geringer Gasströmung . an dem isolierenden Träger bevorzugt . durch elektrostatische Kräfte Russpartikel abscheiden, muss am Ort des Trägers eine nicht zu geringe Gasströmung gewährleistet sein. Anspruch 11 schlägt daher vor, dass durch, die Formgebung der Elektrode entlang des Trägers zumindest abschnittsweise eine Strömung des Abgasstroms sichergestellt wird. Konkret kann etwa gemäß Anspruch 12 vorgesehen sein, dass die dass die Elektrode auf einer, auf dem Träger montierten Walze angeordnet ist, und die Walze zumindest abschnittsweise Bohrungen aufweist, die einen Eintritt des Abgasstromes in das Innere der Walze ermöglichen, sowie endseitige Blenden, die den lichten öffnungsquerschnitt der Walze um den Träger verringern. Dadurch wird der Träger mit der notwendigen Gasströmung versorgt, die eine Ablagerung von Russ auf dem Träger reduziert.

Gemäß Anspruch 13 wird vorgeschlagen, dass zwei Träger vorgesehen sind, und die an ihnen befestigte Elektrode mit zwei hülsenförmigen Innenlagern versehen ist, in das jeweils ein der Elektrode zugewandtes Ende des jeweiligen Trägers entlang eines Einspannbereiches eingespannt ist, wobei die

Innenlager eine bauliche Einheit bilden, und mindestens einer der Innenlager als Stützlager ausgeführt ist.

Anspruch 14 bezieht sich auf die unterschiedlichen thermischen Ausdehnungen zwischen Stahl und keramischen Werkstoffen und sieht vor, dass die Lager aus einem Material mit ähnlichen thermischen Eigenschaften gefertigt sind wie der stabförmige Träger. Diese Maßnahme stellt sicher, dass die nur geringe Ausdehnung der Träger der ebenfalls geringen Ausdehnung der sie fixierenden Gegenelektrode gegenübersteht. Des Weiteren wird die thermische Belastung des Trägers reduziert, und. insbesondere das bei höheren Temperaturen auftretende, thermische Spiel zwischen Träger und Lager optimiert.

Anspruch 15 sieht vor, dass die Lager und . der stabförmige Träger aus einem keramischen Material, vorzugsweise dicht gesintertem Aluminiumoxid, gefertigt sind, .. wobei der stabförmige Träger vorzugsweise hohl r etwa ..als . ^ rundes ' Rohr oder Vierkantrohr, ausgeführt ist. Alternativ kann gemäß Anspruch 16 auch vorgesehen sein, dass die Lager aus Titan oder einer Titan-Legierung gefertigt sind, und der. stabförmige Träger aus einem keramischen Material, vorzugsweise aus dicht gesintertem Aluminiumoxid.

Wie bereits erwähnt wurde, besteht ein weiteres Problem darin, dass die durch die dynamische Belastung angeregten Schwingungen der Sprühelektrode gedämpft werden müssen, da der Träger in der Praxis sehr dünn ausgeführt werden muss. Insbesondere soll das Schwingungssystem der Elektrode keine Resonanzen im ganzen Frequenzbereich anbieten. Anspruch 17 sieht daher vor, dass am Einspannbereich in axialer Richtung ein Stützbereich anschließt, wobei der innere Querschnitt des Stützbereiches in Richtung des Einspannbereiches stetig in den inneren Querschnitt des Einspannbereiches übergeht, und sich in entgegen gesetzter Richtung in axialer Richtung aufweitet. Durch diese Maßnahmen kann erreicht werden, dass bei jeder Durchbiegung des Trägers die lastseitige Einleitung der Kraft in den Träger, durch die das Drehmoment am Lager aufgefangen

wird, durch den sich aufweitenden Abschnitt in Richtung Last verschoben wird, die Aufhängung des schwingungsfähigen Systems dadurch kürzer wird, und deren Resonanzfrequenz sich daher mit zunehmender Auslenkung verstellt.

Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn gemäß Anspruch 18 die Schnittlinie der Innenfläche des Stützbereiches mit der Ebene der Biegelinien des Trägers, die sich jeweils bei zunehmender und in derselben Belastungsrichtung wirkenden Last einstellen, eine Einhüllende der jeweils anfänglichen, lagerseitigen Biegekurveninkremente der in Belastungsrichtung gesehen äußersten Kontur des Trägers bei zunehmenden Lastinkrementen ist. .

Anspruch 19 sieht vor, dass der innere Querschnitt des Stützbereiches um die Längsachse des eingespannten Trägers dieselbe Symmetrie aufweist wie der Träger selbst. Handelt, es sich also etwa bei dem Träger um einen Stab . mit -• rundem, viereckigem oder sechseckigem Querschnitt, so weist auch der sich aufweitende Abschnitt des Außenlagers einen runden, /. viereckigen oder sechseckigen Querschnitt auf .

Anspruch 20 und 21 beziehen sich in analoger Weise auf Ausführungsformen, bei denen die Sprühelektrode mithilfe eines zweiteiligen Trägers gehalten ist.

Die Befestigung der dünnen, vorzugsweise keramischen Träger am Metall der Sprühelektrode führt an den Stellen inhomogener Krafteinleitung an den Lagerstellen, wie etwa durch Klebung oder durch Klemmung, oder auch durch moderne Keramik-Metall- Verbindungen zu unzulässigen mechanischen und thermischen Spannungen, die zum Bruch führen können. Gemäß Anspruch 22 ist daher vorgesehen, dass der Träger im Lager formschlüssig gehalten ist .

Gemäß Anspruch 23 weist der zumindest eine, stabförmige Träger einen kreisförmigen Querschnitt auf. In diesem Fall muss aber vermieden werden, dass sich der Träger im Lager verdrehen

kann. So wird etwa die Sprühelektrode mit einem feinen elektrischen Leiter kontaktiert, sodass sie gegen Verdrehung gesichert sein muss, da sonst die Kontaktierung durch Ableitung der Schwingungsenergien zerstört werden würde. Daher ist es gemäß Anspruch 24 vorteilhaft, wenn der Träger über einen Teilbereich seiner eingespannten Bereiche einen von der Kreisform abweichenden Querschnitt aufweist, der mit einer entsprechenden Ausnehmung im Lager formschlüssig korrespondiert. Gemäß Anspruch 25 wird der von der Kreisform abweichende Querschnitt durch einen ebenen Anschliff im Umfangsbereich des Trägers verwirklicht, der mit einer entsprechenden Ausnehmung im hülsenförmigen Lager formschlüssig korrespondiert. Insbesondere kann gemäß Anspruch 26 zumindest einer der Träger an seinen beiden Enden durch je einen ebenen Anschliff mit einem Achswinkel zwischen 30° und 60°, vorzugsweise mit 45°, versehen sein. Gemäß Anspruch 27 können die Ausnehmüngen für den ebenen Anschliff im hülsenförmigen " Lager durch Einpassung ' entsprechender Zwischenstücke gebildet werden, die ihrerseits mit den Lagern durch Schweißung, Klebung, oder eine andere, asymmetrische Ausformung ihrer lagerseitigen Enden und einer Ausnehmung der Lager selbst gebildet werden.

Anspruch 28 sieht schließlich vor, dass der Stützbereich der hülsenförmigen Lager eine Beschichtung aus einem bei hohen Temperaturen plastisch verformbaren Material aufweist. Bei dem plastisch verformbaren Material kann es sich etwa um ungehärteten und rostfreien Stahl, Messing, oder Bronze handeln..

Eine Ausführungsform der Erfindung wird im Folgenden anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Hierbei zeigen die

Fig. 1 eine Darstellung eines plasmaregenerierten Russfilters, der aus einer Entladungseinheit, in der die Russpartikel elektrisch aufgeladen werden, und einer Abscheideeinheit, in

der die aufgeladenen Partikel in einem keramischen Wabenkörper abgeschieden werden, besteht,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch die Entladungseinheit gemäß Fig. 1, in der die auf Hochspannung stehende Sprühelektrode von einer auf Masse liegenden Gegenelektrode durch Stäbe aus Keramik elektrisch isoliert aufgehängt ist,

Fig. 3 eine Darstellung der in Fig. 2 rechten Seite der Elektrodenwalze mit Spülbohrungen,

Fig. 4 eine Ansicht der Entladungseinheit gemäß Fig. 2 von der in Fig. 2 linken Seite,

Fig. 5 eine Darstellung der Elektrodenwalze und des Trägers mit Keramik-Lagern,

Fig. 6 einen Längsschnitt, einer weiteren Ausführungsform einer Entladungseinheit zur Darstellung der Lager mit aufgeweitetem Stützbereich, wobei auch ein Detailausschnitt von Fig. 6, die die Ausführung der Außenlager zeigt, hinzugefügt ist,

Fig. 7 eine schematische Darstellung eines an seinem linken Ende in einem herkömmlichen Außenlager formschlüssig eingespannten Trägers mit dem Durchmesser- D in einem ungebogenen Zustand (gerade Linien) und einem gebogenen Zustand (gebogene Linien) , wobei das die Biegung hervorrufende Moment Fl immer an der gleichen Stelle in das Lager abgeleitet wird,

Fig. 8 die Situation von Fig. 7 bei erfindungsgemäß verlängertem Außenlager mit sich aufweitendem Querschnitt, wobei sich der Angriffspunkt des Momentes Fl am Träger um die Distanz a verschiebt und an der Stelle F2 in das Lager abgeleitet wird, sodass sich der Lastarm um die Distanz a verkürzt und die Auslenkung des Trägers gleichzeitig abnimmt, und die

Fig. 9 die Situation von Fig. 8 bei zunehmender Last bzw. zunehmendem Moment am Träger auf F2, wobei sich der Angriffspunkt des Momentes F2 am Träger um die Distanz b verschiebt und in F3 abgeleitet wird, sodass sich der Lastarm um die zunehmende Distanz b verkürzt und die Auslenkung des Trägers weiter abnimmt.

Die Fig. 1 zeigt eine Darstellung eines plasmaregenerierten Russfilters, der aus einer Entladungseinheit 1, in der die Russpartikel elektrisch aufgeladen werden, . und einer Abscheideeinheit 2, in der die aufgeladenen Partikel in einem keramischen Wabenkörper abgeschieden werden,, besteht.

In der Fig. 2 ist ein Längsschnitt durch die Entladungseinheit 1 dargestellt, in der die auf Hochspannung ...stehende Sprühelektrode 3 von der auf Masse liegende Gegenelektrode 4 durch zwei stabförmige Träger 5 aus Keramik elektrisch isoliert aufgehängt ist. Die Elektrode 3 weist, radial, von einer Walze- 10 abstehende Spitzen auf, wobei . die Walze 10 die Träger 5 konzentrisch umgibt. Die jeweils der Elektrode 3 abgewandten Enden 5a der beiden Träger 5 sind dabei in hülsenförmigen Außenlagern 6a gehalten, und die der Elektrode 3 zugewandten Enden 5b der Träger 5 in den hülsenförmigen Innenlagern 6b. In der in der Fig. 2 linken Seite ist das Außenlager 6a etwa als Drucklager ausgeführt, und das Außenlager 6a auf der rechten Seite als Fix-Lager, wobei der Träger 5, und somit die Elektrode 3, verdrehsicher gelagert ist, wie noch näher erläutert werden wird- Die Innenlager 6b können auch eine bauliche Einheit bilden, wobei mindestens einer der Innenlager 6b als Stützlager ausgeführt sein kann.

Wie insbesondere auch aus der Fig. 4 ersichtlich ist, erfolgt die Montage der rohrförmigen Gegenelektrode 4 mithilfe zweier, jeweils an ihren Stirnseiten angeordneten 3-Bein-Scheiben 15, an denen die Gegenelektrode 4 mithilfe von Zentrierringen 16 befestigt ist. Die Gegenelektrode 4 ist etwa aus einem metallisierten SiC-Rohr gefertigt. Der Ein- und Austritt des

Abgasstromes erfolgt durch die Ausnehmungen 18 der 3 -Bein- Scheiben 15.

Die Hochspannung wird über eine Zuführung 13 und einen Hochspannungsdraht 14 der Elektrode 3 zugeführt . Die Befestigung des Hochspannungsdrahtes 14 kann dabei etwa über einen Steckbügel erfolgen, der in eine entsprechende öse an der Elektrode 3 eingesteckt wird.

Die keramischen Träger 5 müssen nun einerseits sehr dünn sein, um auf ihrer mit Russ verunreinigten Oberfläche nicht zuviel Leckagestrom zu verursachen, aber andererseits hinreichend stabil gegen Schwingungen und Stöße, wie sie im Fahrbetrieb eines Autos unvermeidlich sind.

Insbesondere dürfen die keramischen Träger 5 im jahrelangen Betrieb keine Ermüdungsbrüche bekommen, und müssen bei starken Stößen durch schlechte Straßen eine hohe Auslenkung der Sprühelektrode 3 vermeiden, da sonst die Entladungsstrecke zwischen Sprühelektrode 3 und Gegenelektrode 4 lokal zu stark verringert wird, was elektrische überschläge auslösen würde. Daher ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Verhältnis der isolierenden, freien Länge 1 des Trägers 5 zwischen seinen beidseitigen Lagern zum mittleren Durchmesser D des Trägers 5 zwischen 10 und 30 beträgt, vorzugsweise zwischen 15 und 25. Eine solche Wahl minimiert nicht nur die Leckageströme über den Träger 5, sondern optimiert auch unter den gegebenen Bedingungen die Bruchfestigkeit gegenüber thermischem Stress sowie Ermüdungs- und Sprödbrüchen, und bietet auch die notwendige Stabilität als Träger für die Sprühelektrode 3.

Der Durchmesser D des Trägers 5 beträgt bevorzugt maximal 4.5 mm, und die freie Länge 1 des Trägers 5 zumindest 45 mm. Falls es die Platzverhältnisse erlauben, kann die freie Länge 1 des Trägers 5 zumindest 52.5 mm betragen, wobei der Durchmesser D maximal 3.5 mm betragen sollte.

Der Minimalabstand zwischen den Spitzen der Elektrode 3 zur Gegenelektrode 4 sollte weniger als die Hälfte, vorzugsweise weniger als ein Drittel, des Verhältnisses der isolierenden, freien Länge 1 des Trägers 5 zu seinem mittleren Durchmesser D in Millimetern betragen. Die Masse der Elektrode 3 sollte weniger als die Hälfte, vorzugsweise weniger als ein Drittel, des Verhältnisses der isolierenden, freien Länge 1 des Trägers 5' zu seinem mittleren Durchmesser D in Gramm betragen. Bei einer solchen Wahl werden die durch Schwingungen auf die isolierenden Träger 5 wirkenden Kräfte begrenzt. Eine vorteilhafte Wahl für die Masse der Elektrode 3 ist maximal 15 Gramm, vorzugsweise maximal 10 Gramm.

Wie bereits erwähnt wurde, wird der Leckagewiderstand des Trägers 5 auch durch den Russbelag bestimmt. Somit sind bei der Auslegung der Elektrodenanordnung auch Maßnahmen zur Reduzierung der am Träger 5 abgelagerten Russ-Schichte d vorteilhaft. Dabei soll der Träger 5 durch . möglichst, russfreies Abgas angeströmt, oder zumindest •. von einem Abgasstrom umspült werden, um Ablagerungen von Russ möglichst zu reduzieren. Wie aus der Fig. 3 ersichtlich ist, kann die Walze 10 zumindest abschnittsweise Bohrungen 11 aufweisen, die einen Eintritt des Abgasstromes in das Innere der Walze 10 ermöglichen, sowie endseitige Blenden 12, die den lichten öffnungsquerschnitt der Walze 10 um den Träger 5 verringern. Dadurch wird der Träger 5 mit der notwendigen Gasströmung versorgt, die eine Ablagerung von Russ auf dem Träger 5 unterbindet .

Die Lager 6 sind vorzugsweise aus einem Material mit ähnlichen thermischen Eigenschaften gefertigt wie der stabförmige Träger 5. Diese Maßnahme stellt sicher, dass die nur geringe Ausdehnung der Träger 5 der ebenfalls geringen Ausdehnung der sie fixierenden Gegenelektrode 4 gegenübersteht. Des Weiteren wird die thermische Belastung des Trägers 5 reduziert, und insbesondere das bei höheren Temperaturen auftretende, thermische Spiel zwischen Träger 5 und Lager 6 optimiert. Dabei können die Lager 6 und der stabförmige Träger 5 aus

einem keramischen Material, vorzugsweise dicht gesintertem Aluminiumoxid, gefertigt sein, wobei der stabförmige Träger 5 vorzugsweise hohl, etwa als rundes Rohr oder Vierkantrohr, ausgeführt ist. Alternativ können die Lager 6 auch aus Titan oder einer Titan-Legierung gefertigt sein, und der stabförmige Träger 5 aus einem keramischen Material, vorzugsweise aus dicht gesintertem Aluminiumoxid.

In der Fig. 5 ist eine Konstruktion dargestellt, die durch konsequentes Zusammenstecken von Außenlagern 6a aus keramischen Lagerbuchsen, keramischen Trägern 5 und Innenlager 6b aus vorzugsweise baugleichen keramischen Lagerbuchsen zu einer vollkommen stressfreien und schwingungsgedämpften Aufhängung der Elektrode 3 führt. Die bei., dem übergang von Innenlager 6b zu Metall notwendigen Toleranzen, die sich in unvorteilhafter Weise in Winkeltoleranzen der eingesteckten Innenlager 6b wandeln können, werden durch einen vorzugsweise keramischen Zentrierstab 17 abgefangen. In-. der. Fig. 2 sind hingegen Außenlager 6a und-. Innenlager 6b .aus Metallbuchsen gezeigt, vorzugsweise aus Titan oder einer Titan-Legierung . Bei mindestens einem Außenlager 6a und einem Innenlager 6b einer Lagerseite enthalten die Buchsen einen abgeschrägten Einsatz, der mit ihnen formschlüssig verbunden oder verschweißt ist, und so mit abgeschrägten Enden des mindestens einen Trägers 5 aus Keramik ein Verdrehen der Elektrodenwalze 10 verhindert. Obwohl Titan und oxidische Keramik gleiche Ausdehnungskoeffizienten haben, ist das durch die stark unterschiedliche Wärmeleitung entstehende Temperaturspiel in den Bautoleranzen zu berücksichtigen. Die Fig. 5a und 5b zeigen weitere Ausführungsformen des Außenlagers 6a, und zwar in Form einer Anpress-Schraubbuchse.

Die thermische Differenz zwischen sich ausdehnendem Stahlteil der Elektrodenwalze 10 und den sich deutlich weniger ausdehnenden Trägern 5 bzw. der ebenfalls keramischen, vorzugsweise aus SiC gefertigten Gegenelektrode 4 kann auch reduziert werden, indem die Lagerbuchsen der Innenlager 6b in eine bauliche Einheit zusammengefasst werden, und damit die

zueinander orientierten Enden der beiden Träger 5 bis auf wenige Millimeter zusammengeführt, und daher die thermisch relevante Ausdehnung der Metallteile praktisch ausgeschaltet werden kann. An die Stelle der versetzten Lagerbuchse tritt ein Gleitlager aus einem vorzugsweise identischen Material. Die Fig. 2 zeigt auch eine vorzugsweise Ausführung mit Ankerstangen aus Titan oder einer Titanlegierung, um das thermische Spiel der unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten zwischen keramischen und metallischen Werkstoffen (mit Ausnahme von Titan) zu vermeiden.

Der zumindest eine stabförmige Träger 5 kann. einen kreisförmigen Querschnitt aufweisen. Da es aber vermieden werden soll, dass sich der Träger 5 im Lager 6. verdrehen' kann, ist es in diesem Fall vorteilhaft, wenn der Träger.5 über einen Teilbereich seiner eingespannten Bereiche einen von der Kreisform abweichenden Querschnitt aufweist,, der mit einer entsprechenden . Aüsnehmung . im Lager 6 formschlüssig, korrespondiert. Des Weiteren wird die Sprühelektrode 3 mit dem feinen elektrischen Hochspannungsdraht 14 kontaktiert, und muss daher auch aus diesem Grund gegen Verdrehung gesichert sein, da sonst die Kontaktierung durch Ableitung der Schwingungsenergien zerstört werden würde.

In der Fig. 2 ist dabei eine vorteilhafte Lösung zur Verdrehungssicherung der Elektrode 3 ersichtlich. Unter der Voraussetzung, dass jede Blockade einer Verdrehung der Elektrode 3 in Situationen von besonders hoher Schwingungsbelastung einen besonders hohen mechanischen Stress für den diese Blockade durchführenden Träger 5 darstellt, wird die Blockade durch einen planaren Anschliff mit etwa 45% zur Trägerachse, der mit einer entsprechenden Ausnehmung im hülsenförmigen Lager 6 formschlüssig korrespondiert, sichergestellt, wobei vorzugsweise der planare Anschliff so abgerundet ist, dass eine Verdrehung keine punktuelle Belastung in den schrägen Anschliffen von Außenlager 6a und Aufnahme hervorruft, sondern sich die Krafteinleitung bereits auf eine größere Fläche dieses Anschliffs verteilt.

Da diese Anschliffe gut aufeinander angepasst werden müssen, wird die Herstellung vorzugsweise so durchgeführt, dass die Anpassung der Anschliffe an einem sehr kurzen stabförmigen Zwischenstück erfolgt, das dann in die Lageraufnahme beliebig eingepasst, auch verklebt oder verschweißt werden kann, da dieses Zwischenstück außer der Verdrehung keine anderen mechanischen oder thermischen Spannungen aufnehmen muss.

Wie bereits erwähnt wurde, besteht ein weiteres Problem darin, dass die durch die dynamische Belastung angeregten Schwingungen der Sprühelektrode 3 gedämpft werden . müssen. Insbesondere soll das SchwingungsSystem der Elektrode 3 keine Resonanzen im ganzen Frequenzbereich anbieten.. Wie in der Fig.. 6 gezeigt . ist,. kann, daher vorgesehen sein,. •■ dass am Einspannbereich 9 der Lager 6 in axialer Richtung ein Stützbereich 7 anschließt, wobei der innere Querschnitt des Stützbereiches 7 in Richtung des Einspannbereiches 9. stetig in den inneren Querschnitt des Einspannbereiches 9 übergeht, .und sich in entgegen gesetzter Richtung in axialer Richtung aufweitet. Durch diese Maßnahmen kann erreicht werden, dass bei jeder Durchbiegung des Trägers 5 die lastseitige Einleitung der Kraft in den Träger 5, durch die das Drehmoment am Lager 6 aufgefangen wird, durch den sich aufweitenden Abschnitt in Richtung Last verschoben wird, die Aufhängung des schwingungsfähigen Systems dadurch kürzer wird, und deren Resonanzfrequenz sich daher mit zunehmender Auslenkung verstellt .

Die trompetenförmigen Stützbereiche 7 der Lager 6 ' sind im Detailausschnitt zur Fig. 6 übertrieben dargestellt. Der Stützbereich 7 wird sich in Richtung zur Last hinreichend langsam öffnen, um schon bei kleinen Auslenkungen oder Schwingungsamplituden eine Verlagerung des Angriffspunktes des Momentes F2 (siehe Fig. 8) am keramischen Träger 5 und am trompetenförmigen Stützbereich 7 zu erreichen. Diese trompetenförmigen Stützbereiche 7 werden vorzugsweise durch Formpressen hergestellt, und nach ihrer Bearbeitung und vor

dem Zusammenstecken mit den kalten Trägern 5 auf etwa 700 0 C bis 800 0 C angelassen, um bis zu der maximalen Betriebstemperatur der Filteranordnung von etwa 650 0 C eine hinreichende Formschlüssigkeit zwischen Träger 5 und Lager 6 zu erhalten.

Die Fig. 7 zeigt im Vergleich hierzu eine schematische Darstellung eines an seinem linken Ende in einem Lager 6' herkömmlicher Ausführung formschlüssig eingespannten Trägers 5 mit einem kreisförmigen Querschnitt und dem Durchmesser D. Das. Lager 6' ist hülsenförmig ausgeführt, wobei im Einspannbereich 9 des Lagers 6' der innere. Querschnitt des hülsenförmigen Lagers 6' dem Querschnitt des Trägers 5. im Wesentlichen entspricht. Im unbelasteten Zustand weist der Träger 5- keine Biegung auf, was durch die geradlinig nach rechts verlaufendjen- Linien in der Fig. 7 angedeutet ist. Dabei hat der Träger 5 ' eine Längsachse L. Dabei ist zu bemerken, dass der Träger 5. so ■•dimensioniert sein wird.,, dass die durch eine Elektrode 3-. (in der Fig. 7 nicht ersichtlich) gegebene Last keine, nennenswerte Biegung des Trägers 5 hervorruft. Stärkere Biegungen des Trägers 5 werden erst durch zusätzliche Belastungen verursacht, wie sie durch den Abgasstrom oder durch äußere Erschütterungen der Filteranordnung gegeben sind. In diesen Fällen beginnt sich der Träger 5 unter Einwirkung einer Last durchzubiegen (siehe gebogene Linien in der Fig. 7, die zur übersichtlichkeit überhöht dargestellt sind) . Eine Biegung eines Trägers 5 wird in der Regel durch eine Biegelinie dargestellt, die in der neutralen Fläche des gebogenen Trägers 5 liegt, also in jener Fläche, in der die Zug- und Druckkräfte verschwinden. Bei zunehmender und jeweils in derselben Belastungsrichtung wirkenden Last stellen sich unterschiedliche und in einer Ebene liegende Biegelinien ein, wobei im Folgenden stets von elastischen Verformungen des Trägers 5 ausgegangen wird. Für jede Biegung kann ferner die in Belastungsrichtung B gesehen äußerste Kontur 8 des Trägers 5 identifiziert werden. In der Fig. 7 wirkt dabei die Last von oben nach unten auf den Träger 5, sodass die Belastungsrichtung B nach unten orientiert ist.

Das die Durchbiegung des Trägers 5 hervorrufende Moment Fl wird dabei bei einem Lager 6' herkömmlicher Ausführung immer an der gleichen Stelle in das Lager 6' abgeleitet, unabhängig vom Ausmaß der Biegung.

Die Fig. 8 stellt im Gegensatz dazu ein Lager 6 dar, bei dem sich am Einspannbereich 9 des Lagers 6 in axialer Richtung ein Stützbereich 7 anschließt, wobei der innere Querschnitt des Stützbereiches 7 in Richtung des Einspannbereiches 9 stetig in den inneren Querschnitt des Einspannbereiches 9 übergeht, und sich in entgegen gesetzter Richtung in axialer Richtung aufweitet. Der Stützbereich 7 stellt somit einen trompetenförmigen Teil dar, um den der Einspannbereich 9. des Lagers 6 verlängert ist . . . ' ' : .-. : ; : . ..

Dabei wird es vorteilhaft sein, wenn die Schnittlinie de:r Innenfläche des Stützbereiehes 7 mit der Ebene^der Biegelinien des • Trägers 5, also jene Kurve, die in der Fig.. 8 als •" Kontur des Stützbereiches 7 erscheint, eine Einhüllende der jeweils anfänglichen, lagerseitigen Biegekurveninkremente . der in Belastungsrichtung B gesehen, äußersten Kontur 8. des Trägers 5 bei zunehmenden Lastinkrementen ist. Wird etwa ein zunächst unbelasteter Träger 5 mit einem Lastinkrement belastet, so wird sich der Träger 5 geringfügig um den Angriffspunkt des Moments Fl biegen, insbesondere auch die äußerste Kontur 8 des Trägers 5. Das erste Teilstück der Biegekurve dieser äußersten Kontur 8 vom Angriffspunkt des Moments Fl wird als Biegekurveninkrement bezeichnet. Die Aufweitung des Querschnitts des Stützbereiches 7 ist nun so zu wählen, dass sich das Biegekurveninkrement am Stützbereich 7 abstützt. Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn sich der trompetenförmige Stützbereich 7 schwächer öffnet, als es dem Verlauf des Biegekurveninkrements entsprechen würde, da in diesem Fall eine bessere Stützwirkung erreicht wird.

Der Angriffspunkt des Momentes Fl am Träger 5 verschiebt sich daher bei einem erfindungsgemäßen Lager 6 um die Distanz a und

wird an der Stelle F2 in das Lager 6 abgeleitet, wobei sich der Lastarm um die Distanz a verkürzt und die Auslenkung des Trägers 5 gleichzeitig abnimmt. Wie bereits erwähnt wurde, ist es vorteilhaft, wenn sich der Stützbereich 7 in Richtung seiner öffnung hinreichend langsam von dem Träger 5 entfernt, damit es schon bei kleinen Schwingungsamplituden des Trägers 5 zu einer Verlagerung des Angriffspunktes des Momentes F2 am T räger 5 und am trompetenförmigen Stützbereich 7 kommt.

Wie in der Fig. 9 gezeigt ist, erhöht sich unter höherer Last das Moment am Träger auf F2, der Angriffspunkt des Momentes F2 am Träger 5 verschiebt sich um die Distanz b, und wird . in F3 abgeleitet, wobei sich der Lastarm um die .zunehmende Distanz b verkürzt und die Auslenkung des Trägers 5 weiter abnimmt

Durch ein solches Lager 6 wird somit erreicht, dass bei .jeder Durchbiegung des Trägers 5 die lastseitige Einleitung der Kraft in den • Träger -5, durch- die das Drehmoment am Lager 6 aufgefangen wird, durch den sich nach außen langsam öffnenden Stützbereich 7 in Richtung Last verschoben wird, ' die Aufhängung des schwingungsfähigen Systems dadurch kürzer wird, und deren Resonanzfrequenz sich daher mit zunehmender Auslenkung verstellt.

Eine Lagerung dieser Art zeichnet sich durch eine ganze Reihe weiterer Vorteile aus:

-) Durch die Verschiebung der Einleitung der Kraft am Träger 5 je nach seiner Auslenkung werden Ermüdungsbrüche des Trägers 5 vermieden, da es zu einer Verteilung der S chwingungsbelastungen über einen weiten Bereich des Trägers 5 kommt .

- ) Bei der Zunahme der Last wird die Krafteinleitung am Träger 5 in Richtung Last verschoben; der Lastarm wird kleiner, es kommt zu einer Versteifung der Aufhängung und die Einleitung eines Gewaltbruches wird reduziert.

-) Durch die Verschiebung der Krafteinleitung am Träger 5 je nach seiner Auslenkung kommt es bei Schwingungen zu einer starken Dämpfung, da sich nicht nur die Schwingungsfrequenz mit der Auslenkung verändert, sondern sich die gesamte Aufhängung bei größerer Auslenkung versteift.

-) Durch die Zunahme der Schwingungsamplitude im Resonanzfall verschiebt sich der Aufpunkt der Last am Träger 5, was zu einer Verstimmung der Resonanz führt; daher ist eine resonante Anregung nur dann möglich, wenn die Anregung durch ein weißes Frequenzspektrum erfolgt, also alle anregenden Frequenzen mit gleicher Intensität vorhanden sind.

Insbesondere .muss darauf geachtet werden, dass sich- der trompetenförmige Stützbereich. 7 der Aufhängung im Ruhezustand dem Träger 5 tangential nähert, also der innere Querschnitt des Stützbereiches 7 in Richtung des Einspannbereiches. .9 stetig in den inneren Querschnitt des Einspannbereiches 1 9 übergeht, sodäss sich bei., steigender Belastung der Aύfpunkt der Last kontinuierlich in Richtung Last bewegt. Die Kurve der trompetenförmigen öffnung des Stützbereiches 7, die die oben beschriebenen Vorgänge am besten umsetzt, wird sowohl durch die mechanischen Eigenschaften des Trägerwerkstoffes, als auch durch die auftretenden statischen und dynamischen Belastungen des Trägers 5 vorgegeben. Falls der Träger 5 etwa ein Stab mit kreisförmigem Querschnitt ist, wird es in der Regel ein entsprechender Drehkörper um die Achse L des Stabes sein.

Wichtig für die optimale Funktion des beschriebenen Lagers 6 ist es, dass der Träger 5 im Lager 6 bis auf die Fertigungstoleranzen und das notwendige Spiel für Temperaturänderungen formschlüssig gehalten ist, aber nicht eingeschweißt, geklebt oder gekittet wird. Hierzu kann etwa der Träger 5 bei der Montage in das auf 700 0 C bis 800 0 C angelassene Lager 6 eingesetzt werden.

Natürlich kann eine Lagerung mithälfe eines Lagers 6 mit trompetenförmigem Stützbereich 7 auf beiden Seiten des Trägers

5 angewendet werden, da es dann zu einer noch deutlicheren Dämpfung gegenüber Schwingungen und zu einer höheren Versteifung bei Belastungen kommt. Außerdem lässt sich die Dämpfung noch weiter durch eine geeignete Materialwahl der Innenfläche des Stützbereiches 7 erhöhen, die durch plastische Verformbarkeit beim Abrollen der Träger 5 Energie aufnimmt. Hierzu kann etwa ungehärteter und rostfreier Stahl, Messing, oder Bronze verwendet werden.

Die Kurve, nach der sich der Stützbereich 7 zu der Last hin öffnet, kann je nach technischer Problemstellung eine konstante, eine progressiv zunehmende, oder auch eine abnehmende Krümmung aufweisen. Allerdings muss in vorteilhafter Weise sichergestellt werden, dass sich die öffnung des trompetenförmigen Stützbereichs 7 des Lagers 6 nach jedem Punkt der Krafteinleitung Fl, F2 , F3 (Fig. 7 bis Fig. 9) schwächer aufweitet, als es der Biegekurve der äußersten Kontur 8 für weiter zunehmende Belastungen entspricht.

Die Form des Stützbereiches 7 wird so bestimmt, dass sich die Schnittlinie der Innenfläche des Stützbereiches 7 mit der Ebene der Biegelinien des Trägers 5 eine Einhüllende der jeweils anfänglichen, lagerseitigen Biegekurveninkremente der in Belastungsrichtung gesehen äußersten Kontur 8 des Trägers 5 bei zunehmenden Lastinkrementen ist. Experimentell kann dieser trompetenförmige Verlauf bestimmt werden, indem etwa bei fester Einspannung des Trägers 5 seine in allen Richtungen gleichmäßig oder nach einem vorgegebenen Lastkollektiv vorgenommenen Auslenkungen punktweise mit steigender Belastung gemessen, oder durch Wachs- oder Tonstücke abgenommen werden, die am Lager 6 festgehalten sind.

Weist der Träger 5 einen Querschnitt auf, der über seine Länge nicht konstant ist und/oder von der Stabform abweicht, so kann der trompetenförmige Verlauf des Stützbereiches 7 so bestimmt werden, dass sich der trompetenförmige Verlauf als Einhüllende

aller schrittweise mit steigender Belastung näher der Last aufgenommener Auslenkungspunkte des Trägers darstellt.

Besondere Vorteile besitzt eine solche Aufhängung, wenn der Träger 5 aus Gründen der elektrischen Isolation der Last aus Keramik oder einem anderen zum Sprödbruch neigenden Werkstoff gefertigt werden muss, wie dies etwa bei der Sprühelektrode 3 einer Filteranordnung, wie sie oben beschrieben ist, notwendig ist.

In weiteren Ausführungsformen kann der Träger 5 ein elliptischer oder auch ein mehrkantiger keramischer Stab, vorzugsweise mit vier- oder sechseckigem Querschnitt aus z.B. gebranntem Aluminiumoxid, sein, was ebenfalls ein Drehen der Sprühelektrode 3 um ihre Achse während .. des : Betriebes aus unterbindet . In diesem Fall muss auch der trompetenförmige Stützbereich 7 des Lagers 6 einen dem Querschnitt des. Trägers 5 entsprechenden, inneren Querschnitt aufweisen. In anderen Worten muss der innere Querschnitt des Stützbereiches 7 um die Längsachse L des eingespannten Trägers 5 dieselbe Symmetrie aufweisen wie der Träger 5 selbst.

Zur weiteren Störung etwa auftretender Resonanzen ist es außerdem vorteilhaft, auf dem Träger 5 jeweils einen hülsen- oder ringförmigen Reiter laufen zu lassen, der mit Spiel am Träger 5 geführt ist. Der massive Reiter kann etwa aus Keramik oder Metall gefertigt sein, und nimmt durch das Spiel auftretende Schwingungsenergie in unterschiedlichen Positionen auf . Außerdem trägt er auch zur Erhöhung der Zeitstandsfestigkeit der keramischen Isolationsstrecke bei, da er durch die Beschleunigungen und Verzögerungen, denen des Fahrzeug während seines Betriebes ausgesetzt ist, den sich auf den stabförmigen Trägern 5 absetzenden Ruß durch seine Bewegung abschabt .

Mithilfe der Erfindung wird somit eine Filteranordnung mit einer Elektrodenaufhängung 1 verwirklicht, bei der sowohl gute Isolationseigenschaften erzielt werden als auch die

Wahrscheinlichkeit von Ermüdungs- und Sprödbrüchen der stabförmigen Träger 5, sowie resonanter Schwingungsanregungen stark verringert ist.