Saubere Diesel

Der Grund: Spezialfahrzeuge werden in kleinen Serien gefertigt, jedes Gefährt benötigt eine andere Filtergeometrie. Jetzt lassen sich verschieden geformte Dieselrußfilter günstig herstellen.

Moderne Diesel-PKWs sind nicht nur leiser als ihre Vorgängermodelle, sie pusten auch deutlich weniger Abgase in die Luft. Bei schweren Baumaschinen, Baggern und Raupen sind die Filter noch nicht auf dem neuesten Stand. Eine neue Technik für Dieselrußfilter soll nun auch diesen Fahrzeugen das Qualmen austreiben.

Herkömmliche Dieselrußfilter bestehen meist aus zylindrischen Keramikblöcken, die von vielen Kanälen durchzogen sind. Ein solcher Block lässt sich nicht aus einem Guss herstellen. Vielmehr klebt man einzelne quadratische Wabensegmente zu einem großen Klotz aneinander. Die Klebstellen wirken wie Dehnungsfugen, die die Temperaturspannungen während des Betriebs ausgleichen.

Das ist wichtig, denn ein massiver Keramikklotz würde unter den Spannungen zerreißen. Der Nachteil der viereckigen Waben: Der geklebte kantigen Klotz muss am Ende der Filterproduktion zu einem Zylinder zurechtgeschliffen werden – wertvolles Material geht so verloren. Zudem kostet die Feinbearbeitung Zeit und bedarf teurer Maschinen.

Die Entwickler vom Dresdner Fraun-hofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme IKTS haben jetzt gemeinsam mit dem Filterhersteller CleanDieselCeramics CDC und mit Unterstützung des Sächsischen Wirtschaftsministeriums eine Wabe mit Alternativgeometrie entwickelt. Sie ist nicht rechtwinklig, sondern hat die Form eines unregelmäßigen Vierecks. Verschiedene Filtergeometrien lassen sich damit bauen – auch annähernd zylindrische. Der Schleifprozess entfällt.

Ein weiterer Vorteil dieser Entwicklung ist die veränderte Kanalgeometrie. Für gewöhnlich strömt das Gas durch viereckige Kanäle in den Filter. Die Dresdner setzen auf einen dreieckigen, kleineren Querschnitt. Dadurch vergrößert sich die Filteroberfläche in den Kanälchen. Zudem ist der Dreiecksquerschnitt stabiler und der Filter weniger empfindlich gegen seitlichen Druck. Die Kooperationspartner haben das Verfahren an einer Pilot-Produktionslinie im IKTS geprüft und optimiert – und auch die dritte Neuerung getestet: eine am IKTS entwickelte Silizium-Carbid-Keramik.

Der Vorteil: In der neuen Keramik können die Forscher die Porengröße leicht und exakt auf eine optimale Filtration der Rußpartikel einstellen. „Was die Leistung und die Qualität unserer Neuentwicklung angeht, können wir uns am Markt absolut sehen lassen“, sagt Jörg Adler, Projektleiter am IKTS. Die junge Firma CDC errichtet derzeit ein erstes Werk in der Nähe von Dresden. Etwa 40 000 Filter sollen dort vom Frühjahr an jährlich produziert und als Nachrüstbausatz in Bagger und Co. montiert werden.