(57)【要約】  本発明は、フィルタ要素、特にパティキュレートフィルタを整列及び／又は組み立てるための装置に関し、前記装置は、フィルタ要素を設置する背板であって、例えば基板に固定される背板と、折り手段によって横方向上側に折り可能な壁部とを具備し、それにより、前記フィルタ要素は、前記壁部が上側位置にある時に、互いにしっかりと維持される。本発明は、さらに、前記装置と、特にパティキュレートフィルタを形成するためにモノリスフィルタ要素を整列及び／又は組み立てるための方法とを組み込むフィルタ要素からフィルタを組み立てるための設備に関する。
2008536052.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フィルタ要素（１）、特に、パティキュレートフィルタを整列及び／又は組み立てるための装置であって、前記装置は、前記フィルタ要素が設置される底板（２）であって、例えば、基板（３）に固定される底板と、壁部とを具備し、前記壁部は、折り上げ位置にある時に、前記フィルタ要素が共にしっかりと保持されるように、折り手段（６，７，８）によって横方向上側に折られることができるフィルタ要素を整列及び／又は組み立てるための装置。
【請求項２】
前記壁部は、前記基板（３）の周囲回りに位置するヒンジ手段（５）によって基板へ関節式に接続される請求項１に記載の装置。
【請求項３】
横方向の前記壁部（４）は、高さ方向に移動可能な閉鎖フレーム（６）を使用して折り可能なように配置されている請求項１又は２に記載の装置。
【請求項４】
前記壁部のそれぞれは、前記閉鎖フレーム（６）上に対向して位置するベアリング（８）と相互作用する少なくとも一つの閉鎖カム（７）を備えている請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記壁部は、少なくとも二つの対向する前記壁部（４）上に位置する係合要素（９）を使用して、閉鎖フレーム（６）上の保持ボルト（１０）によって所定位置に固定され、前記基板（３）はパレット（１１）に固定されて配置され、前記閉鎖フレーム（６）は電子制御のリフト装置のリフト要素を使用して作動可能である請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記ベアリング（８）はローラベアリングである請求項１から５のいずれか一項に記載の装置。
【請求項７】
前記リフト装置の前記リフト要素は、油圧又は空気圧アクチュエータ、又は、リニアモータのロータ及びケースを有するリニア装置である請求項１から６のいずれか一項に記載の装置。
【請求項８】
適合板（１２）が前記壁部（４）の内面のそれぞれに設置され、前記適合板は、好ましくは、可撓性又は可塑性を有する材料から形成され、又は、スプリングシステム又は可撓材料システムによって可動な前記壁部（４）へ接続される請求項１から７のいずれか一項に記載の装置。
【請求項９】
請求項１から８のいずれか一項に記載の装置と、前記装置内に存在する前記フィルタ要素の間に接着剤又はセメントを注入又は入れるための注入手段（１４）とを具備するフィルタ要素からフィルタを組み立てるための設備。
【請求項１０】
前記フィルタ要素を前記壁部（４）上で揺らして分離させるための手段をさらに具備する請求項９に記載の設備。
【請求項１１】
前記折り手段は、前記注入手段（１４）と整合され又は連動させられる請求項９又は１０に記載の設備。
【請求項１２】
モノリスフィルタ要素を整列及び／又は組み立てる方法であって、特にパティキュレートフィルタを製造することを目的として、前記方法は、請求項１から１１のいずれか一項に記載の装置内に前記フィルタ要素を設置する段階と、前記壁部が折り上げ位置にある時に前記フィルタ要素が共にしっかりと保持されるように、前記折り手段によって横方向に折り可能な前記壁部の動作に基づき前記フィルタ要素を整列する段階とを有することを特徴とする組み立て方法。
【請求項１３】
折られる前記壁部の動作によって互いに接触するようにされる前記フィルタ要素の外側壁は、接着材又はセメントによって予め覆われている請求項１２に記載の組み立て方法。
【請求項１４】
配置する段階の後に、前記フィルタ要素の間に結合セメント又は接着剤を注入又は入れる段階をさらに有する請求項１２に記載の組み立て方法。
【請求項１５】
次に、種々のフィルタ要素が完成組立体におけるそれらの各位置に応じて支持部上に配置される段階と、前記フィルタ要素が前記セメント又は接着材が注入されることを可能とする空間を有して所定位置に固定される段階と、前記結合セメント又は接着剤が互いに対向して配置された前記フィルタ要素の壁の横面の間に注入され、前記フィルタ要素が折られる前記壁部の動作に連動して共により近づくように移動される段階と、前記接着剤又はセメントが硬化するか又は固まるまで前記フィルタ要素が共に押圧され続けるように、折られる前記壁部が折り上げ位置に保持される段階と、組み立てられたフィルタが折られる前記壁部を移動することにより発生圧力を減少させて取り外される段階とが実施される請求項１４に記載の組み立て方法。
【請求項１６】
取り外し段階の以前に前記フィルタを熱処理する段階をさらに有する請求項１５に記載の組み立て方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に、ディーゼルエンジンの排気系での使用に適したいくつかのモノリス要素を具備するパティキュレートフィルタの組み立て及び／又は製造のための方法、装置、又は設備に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関、特に、ディーゼルタイプの自動車の排気系に使用されるパティキュレートフィルタは、一般的に、ハニカム構造を有している。このような構造は、多孔性フィルタ壁によって分離された互いに平行な軸線を有する隣接するダクト又は通路の集合体を有しており、これらのダクトは、入口面に開口する入口室と、出口面に開口する出口室とを定めるために各端部において閉鎖されている。使用される材料は、特に、例えば、きん青石(cordierite)、ケイ素、及び、カーバイド等の天然セラミックである。
【０００３】
排気系のパティキュレートフィルタの作動における固有の再生段階に関連する熱機械的な完全性の問題を解決して、その寿命を改良するために、いくつかのモノリスハニカムブロック又は要素を組み合わせるフィルタ構造が提案されている。これらの要素は、一般的に、要素間の結合を形成する天然セラミックの接着剤又はセメントを使用する接着によって共に組み立てられ、これらは、以下、接着剤又は結合セメントとして参照される。
【０００４】
このようなフィルタ構造の製造の例は、例えば、ＥＰ１４７９８８２Ａ１に開示されている。この文献の教示によれば、モノリスブロックとして参照される平行六面体要素は、一般的に互いに垂直な二つの平らなサポートから形成されたＶ型ガイド上において、長さ方向に水平位置で順々に接着される。組み立てられた要素は、次いで、乾燥され、完成構造を形成するために機械加工され、その周囲部は、使用中の適切な気密性を保証するために、一般的に、被覆セメントによって覆われる。しかしながら、この組み立て方法は、フィルタ要素が順々に人手で扱われるために、骨が折れる。これは、この方法を高価な非常に生産的でないものとする。さらに、最初のフィルタ要素上に載せられた接着セメントが乾く又は硬化するのに費やされる時間は、常に、組み立てられる最後の要素に関する時間より長くならなければならず、これは、制御されない構造の不均一性をもたらし、フィルタの寿命又はそれを扱う容易性に好ましくない。
【発明の開示】
【０００５】
本発明の目的は、このようなモノリス要素を整列及び／又は組み立てる方法を提供することであり、特に、多数のこのようなフィルタが良好な生産性及び低コストで製造されることを可能とする。本発明のもう一つの目的は、接着セメントがフィルタ要素間で均一に制御されて分配されるように組み立てられたフィルタを得ることである。
【０００６】
特に、本発明の第一態様は、パティキュレートフィルタのようなフィルタ要素を整列及び／又は組み立てるための装置に関し、この装置は、前記要素が設置される底板であって、例えば、基板に固定される底板と、壁部とを具備し、前記壁部が折り上げ位置にある時に前記フィルタ要素が共に密着して保持されるように、前記壁部は、折り手段によって横方向上側に折られることができる。
【０００７】
例えば、壁部は、基板の周囲回りに位置するヒンジ手段によって基板に関節式に連結される。
【０００８】
可能な一実施例によれば、横方向の前記壁部は、高さ方向に移動可能な閉鎖フレームを使用して折られることができるように配置されている。
【０００９】
各壁部は、閉鎖フレーム上に対向して位置するベアリングと相互作用する少なくとも一つの閉鎖カムを備えていても良い。
【００１０】
有利な実施例によれば、壁部は、少なくとも二つの対向する壁部に配置された係合要素を使用して閉鎖フレーム上の保持ボルトにより所定位置に固定されても良く、基板はパレットへ固定することによって配置され、閉鎖フレームは、電子制御のリフト装置のリフト要素を使用して作動させることができる。
例えば、ベアリングはローラベアリングである。
【００１１】
一般的に、リフト装置のリフト要素は、油圧又は空気圧アクチュエータであり、又は、リニアモータのロータとケースとからなるリニア装置である。
【００１２】
有利な実施例によって、適合板は、壁部の内側表面のそれぞれに位置し、好ましくは、可撓性又は可塑性を有する材料から形成され、又は、スプリング系又は可撓な材料系によって可動な壁部に取り付けられる。
【００１３】
本発明は、さらに、フィルタ要素からフィルタを組み立てるための設備に関し、本設備は、前述された装置と、この装置内に存在するフィルタ要素の間に接着剤又はセメントを注入又は入れるための手段とを具備している。
【００１４】
本設備は、さらに、フィルタ要素を分離させ、壁部上においてフィルタ要素を揺らすための手段を具備している。
有利な実施例により、壁部を折る手段は、注入又は入れる手段と整合され、又は、連動される。
【００１５】
最後に、本発明は、特に、パティキュレートフィルタを製造する目的で、モノリスフィルタ要素を整列及び／又は組み立てる方法に関し、この方法は、次の段階を有している。
特許請求の範囲のいずれか一つの請求項に記載された装置にフィルタ要素を配置する段階。
壁部が折り上げられた位置にある時にフィルタ要素が共にしっかりと保持されるように、折り手段によって横方向に折られることができる壁部の動作のもとでフィルタ要素を整列する段階。
【００１６】
第一実施例により、壁部を折る動作によって互いに接触するようになるフィルタ要素の外部壁は、接着剤又はセメントにより予め覆われる。
【００１７】
方法の好適な第二実施例により、配置段階後に、フィルタ要素の間に結合セメント又は接着剤を注入又は入れる段階を有している。
【００１８】
本発明による組み立て方法において、以下の段階が次いで実施される。
種々の要素は、完成組立体における各位置に応じて支持部上に配置される。
フィルタ要素は、セメント又は接着剤が注入されることを可能とする空間を有して所定位置に固定される。
結合セメント又は接着剤は、互いに対向して位置するフィルタ要素の壁の横面の間に注入され、フィルタ要素は、折り壁部の動作に関連して共により近づくように移動させられる。
折り壁部は、接着剤又はセメントが硬化又は固まるまで、フィルタ要素を共に押圧し続けるように、折り上げられた位置に保持される。
組み立てられたフィルタは、折り壁部を外すことにより発生圧力を減少させて取り外される。
【００１９】
本発明による方法は、取り外し段階の以前にフィルタの熱処理段階を有している。
【００２０】
本発明は、本発明による装置及び設備と、これらの装置及び設備を使用する方法との限定しない例としての実施例を読むことからより良く理解される。これらの実施例は図１から３に図示されている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
図１は、パティキュレートフィルタ、特に、ディーゼルパティキュレートフィルタのフィルタ要素１を整列及び／又は組み立てるための装置を示している。フィルタ要素１は、一束の形状で底板２上に配置される。底板２は基板３に固定される。上方向に折られることができる壁部４は、ヒンジ５を使用して基板３に関節式に連結され、これらの壁部は上下に移動可能な閉鎖フレーム６を使用して折られることができる。閉鎖フレームが上方向に移動する時に、壁部４は一束の形状に共に集められたフィルタ要素１を取り囲み、それらを共に強固に保持する。図１に示されているように、細長穴がフィルタ要素１と壁部４との間に形成されるが、この細長穴を閉鎖して、壁部４が折り上げられる時に互いに対して最も確実にフィルタ要素を保持する適合板１２が、壁部４の内面にそれぞれ固定される。壁部４が開閉される時の均一なガイドされた動作を実現するために、これらの壁部は少なくとも一つの閉鎖カム７を備えている。これらの閉鎖カム７は、閉鎖フレーム６上のベアリング８、例えば、ローラベアリングと相互作用する。底板２上に配置された一束のフィルタ要素１を保持する上昇位置に閉鎖フレーム６を固定可能とするために、閉鎖フレーム６は壁部４上の対応係合要素９と係合する保持ボルト１０を有している。底板２に当接する基板３はパレット１１に固定される。パレット１１は、パティキュレートフィルタがフィルタ要素１からなる一束に固定された形状に形成される乾燥工程へフィルタ要素１が搬送されることを可能とする搬送装置の搬送パレットとしても良い。閉鎖フレーム６は図示されていない電子制御リフト装置によって作動させられる。このために、リフト装置のリフト要素は閉鎖フレーム６へ適合して接続される。リフト装置のリフト要素は、油圧アクチュエータ又は空気圧アクチュエータとしても良い。さらに、リフト要素は、ロータ及びリニアロータのケースからなるリニア装置の形状に形成されても良い。
【００２２】
図２は、適合板１２のない開放状態のフィルタ要素１を整列及び／又は組み立てるための装置を示している。閉鎖フレーム６はリフト装置のリフト要素によって下側位置に移動させられ、横方向に折られた壁部４はベアリング８に対して閉鎖カム７によって閉鎖フレーム６に当接している。この位置において、底板２は、ゆるい一束のフィルタ要素１に適合し、又は、乾燥工程を通過した一束から形成されたパティキュレートフィルタが取り外される。フィルタ要素１を整列及び／又は組み立てるための本装置は、閉鎖フレーム６の閉鎖に伴う作用力及び閉鎖速度が電子制御リフト装置によって制御可能である格別の利点を有している。
【００２３】
モノリス要素からフィルタを組み立てる方法及び本発明による装置は、図３に関連して説明される。設備は、分離手段（図３には示されていない）と、組み立てられるモノリス要素１の間にセメントを注入するための手段（１４）とが組み合わされた前述の装置を具備する。
【００２４】
本設備を使用する方法は以下の段階を有している。
先ずは、フィルタ要素が開放位置（図２参照）に保持された装置に配置される。フィルタ要素は、完成組立体のそれぞれの位置にほぼ配置される。本装置は閉鎖フレーム６の移動により先ずは閉鎖され、壁部４は、互いに関するフィルタ要素の最適位置を得るために、上昇位置とされる（図１参照）。次いで、本装置は、部分的に開放され、壁部４は、一般的に、垂直に関して２０°から５０°の間の角度となる。結合セメントの通路のための中空の垂直管及び水平管を具備する金属フレーム１４が、図３に図示されているように、フィルタ要素上に設置される。このフレームは、本装置内のフィルタ要素の形状及び配置に適合するように形成されている。中空の水平管は、結合セメントを注入するためのノズルを有する下側部分を備えている。フィルタ要素は、例えば、公知の種類の空気圧つかみ装置（図３には図示されていない）を使用して、壁部４の方向へ揺らすことによって分離され、この空気圧つかみ装置は、例えば、筒形状の把持指部を具備し、把持指部は、好ましくは、指部の磨耗を低減し、フィルタ要素の損傷を防止するために、例えばシリコンゴムを基材とする端部又は任意の他の同等物を有している。こうして、フィルタ要素１の上側縁の間に得られる隙間１３は、図３に図示されているように、フレーム１４がフィルタ要素の間を降下することを可能とする。より明確にするために、横方向の壁部４の間の分離は、図３において誇張されている。フレームがその下側位置にある時に、結合セメントは完全にフィルタ要素の間の空間を満たすようにノズルから連続的に噴出される。有利に、セメントの噴出は、フレーム１４の連続的な上昇動作及び壁部４の閉鎖と整合される。特に、本装置の閉鎖は、調整されて注入フレームの位置に連動される。このような構造は、最終的に、フィルタの容積全体を均一にする結合厚さを有する組み立てられたフィルタを得ることを可能とする。さらに、前述されたようなフィルタを組み立てるための方法に本装置を使用すると、セメントの飛び散りこぼれは、主に、フィルタ要素の上面の間及びフィルタ要素の上面に集中するために、装置が浄化されることを必要とする頻度を制限する利点も有している。
【００２５】
本発明により、もし、飛び散りが、セメントの増大された流動性の結果として装置が閉じられた時に形成されるならば、この飛び散りは、有利に、支持板又はパレット１１上に集中して残る。さらに、パレット１１上に位置して、セメントを注入又は入れるための装置とは無関係な折り可能な横方向の壁部の装置と、壁部を折るための装置とは無関係なフィルタ要素を分離又は揺らすためのつかみ装置とは、機械を素早く容易に浄化させる。
【００２６】
説明された本発明は、当業者に自明であるように明らかに色々に変化及び／又は改善することができる。このような変更は、もちろん、本発明の範囲内に含まれると理解されなければならない。さらに、このような変更は、一つ以上の以下の構造を有している。
つかみ装置と、特にフィルタ要素を分離するのに使用される本装置及び本設備の機械要素と、特に、壁部を移動させ、又は、壁部を共に閉鎖させるように移動させる本装置及び本設備の機械要素とは、これらが、例えば、ＳｉＣのように磨耗する時には、セラミックから形成された要素に適している。例えば、図１に見られる適合板１２（より明確化のために図２及び３には示されていない）は、表面処理され、又は、テフロン（登録商標）材、シリコン材、又は、処理鋼材を基材とする。適合板１２は、セラミック要素の落下の衝撃を緩和して破損を防止するために、できるかぎり可撓又は柔軟であることが選択される。もう一つの実施例により、適合板１２は、特に、一つの製造バッチ内又は一つの製造バッチからもう一つの製造バッチへの許容寸法公差に対する本方法の適用性をさらに改善するために、スプリングシステム又は可撓材料システムによって可動な壁部４に接続される。
フィルタ要素の寸法公差は、結合の要求品質、すなわち、断面積、互いに関する一つ又は複数の横面に関する支持表面の垂直度、及び、横面の凹度又は凸度に適合される。
組み立て以前のフィルタ要素の機械的な完全性は、一方で閉鎖装置により発生される圧力に、他方で結合セメントにより発生する反対圧力に適するように選択及び適合される。特に、このような選択は、フィルタ要素の壁厚さ、フィルタ要素の形状、及びフィルタ要素の多孔性に依存する。
パティキュレートの大きさ及び組み立てのために使用される結合セメントの流動性は、結合の選択された方法及び要求された寸法特性に適する技術法則を使用するのに適合される。特に、セメント又は接着剤は、仕上がる間において加圧されることを可能とする適当な可塑性を有している。もし、セメント又は接着剤が図３に示すような注入によって提供され、次いで、セメントが過剰な困難性なしに噴出されることを可能とする流動特性を有する必要があるならば、セメントは、噴出ノズルの詰りを防止すると共に、非常に素早く注入しなくても良いように、適当な乾燥及び／又は硬化時間を有することを必要とし、特に、噴出ノズルを塞がないような流動性を有することを必要とする。
本発明による装置は、その閉鎖位置において、フィルタ要素の間の結合部の大きさを考慮して最終的に得られる組み立てられたフィルタの形状及び容積と同じ内側形状及び内側容積を有している。
本発明の好適な実施例による装置は、例えば、上昇する閉鎖フレームを有し、その上昇速度は、壁部の均一にガイドされた動作が得られるように、閉鎖カムと組み合わされて調整可能とされる。閉鎖フレームは、例えば、フィルタ要素に発生させる圧力がフィルタ要素を破損させないために制御可能なように調整可能な保持ボルトを有している。
本装置は、閉鎖フレームの最大高さに対応せずに、その部分高さ、一般的には約９０％に対応する高さで閉鎖され、それにより、フィルタ要素は、互いに関して依然として滑り可能であり、底板上で同じ高さに位置を変えることができる。こうして、フィルタ要素の高さ方向の位置変えは、組み立てられるフィルタの改善された平坦さを得ることを可能とする。
注入フレームが外されると、適当な重量及び形状の板が設置され、全てのフィルタ要素を加圧する。この選択的な形態は、フィルタの入口面及び出口面の平坦さの制御をさらに改善する。
接着剤又はセメントは、セメントの一つ以上の促進剤を加えることによって、又は、赤外線、紫外線、又は、マイクロ波の放射を提供することによって、又は、熱供給のための任意の他の公知の手段を使用することによって、組み立てられたフィルタの取り外し又は冷却以前に固まらせる又は硬化される。
結合セメントがこぼれる可能性の結果として、ある通路が塞がれる危険を最小限とする本発明の可能な一実施例によれば、本発明により、組み立て作業以前に覆いを貼り付けることができる。
本発明により、フィルタ要素の各端部に開口する通路は、選択的に、組み立て以前に予め塞がれ、例えば、出願ＥＰ１５０８４１６又はＥＰ１５１６６５８に開示されている形態にならって、選択的に、塞がれなくても良い。
フィルタ要素は、結合部の厚さを制御するためのスペーサを具備しても、具備しなくても良い。
フィルタ要素は、出願ＦＲ２８５３２５６又はＥＰ１５９１４３１に開示されているような異なる接着剤の範囲を説明するように準備される。
フィルタ要素は、組立体のための任意の可能な形状に適合する。フィルタ要素は、例えば、正方形、矩形、三角形、又は、六角形等の形状を有しており、又は、これらの形状の組み合わせであっても良い。
本発明のもう一つの選択的な形状により、結合セメントとして、自身で流れるセメントが使用される。このような場合において、セメントの必要量は、噴出されずに、単に重力に基づく、言わば、単に自身の重量の作用に基づく適当な手段によって、フィルタ要素の間に簡単に入れられる。自身で流れるセメントは、耐熱に関する専門規格であるＡＳＴＭ・Ｃ７１規格によって定められている専門用語"self-flow"混合物として英語において知られた耐火モルタルを意味するようにこの記載の意味内で理解されなければならない。一般的に、これらは、分離を引き起こすことなく、振動又は外部エネルギ供給なしに使用可能な湿性混合物である。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】フィルタ要素を含んで閉鎖位置にある本発明による装置の斜視図である。
【図２】フィルタ要素が挿入される以前の開放位置にある本装置の斜視図である。
【図３】本発明による装置と、フィルタを組み立てる設備内の結合セメントをフィルタ要素の間に注入する装置との特定実施例を示している。
【符号の説明】
【００２８】
１    フィルタ要素
２    底板
３    基板
４    壁部
５    ヒンジ
６    閉鎖フレーム
７    閉鎖カム
８    ベアリング
９    係合要素
１０    保持ボルト
１１    パレット
１２    適合板
１３    フィルタ要素の上側縁の間の間隔
１４    注入フレーム
【図１】
2008536052.tif 000003
【図２】
2008536052.tif 000004
【図３】
2008536052.tif 000005
【国際調査報告】
2008536052.tif 000006
2008536052.tif 000007
2008536052.tif 000008
2008536052.tif 000009
2008536052.tif 000010
2008536052.tif 000011