Umwelttechnik 19.08.2005, 18:39 Uhr

Dieselruß: Partikelfilter gehen jetzt in Serie  

VDI nachrichten, Menden, 19. 8. 05 – Noch hat die Bundesregierung keinen endgültigen Beschluss zur Reduzierung des Feinstaubes von Dieselfahrzeugen erlassen. Dennoch arbeiten die Filterhersteller bereits auf Hochtouren, um dem zu erwartenden Nachfrageschub nachkommen zu können, so z. B. die HJS Fahrzeugtechnik aus Menden.

Während in Deutschland noch weitgehend Unklarheit über die Konsequenzen der Feinstaubdiskussion und Fördermöglichkeiten von Rußpartikelfiltern herrscht, scheinen Hersteller wie der HJS Fahrzeugtechnik in Menden auf alles vorbereitet. „Wir haben mit unserem 100 %-Filter eine Maximallösung, die wir individuell herunterbrechen können“, erklärt Dr. Reinhard Kolke, Leiter Forschung und Entwicklung bei dem sauerländischen Unternehmen. So werde vom Entwurf zum „Gesetz zur Förderung besonders partikelreduzierter Personenkraftwagen“ eine 30 %ige Reinigung gefordert, die nachrüstbare HJS-Filter mit passiver Regeneration mit 30 % bis 50 % erreichten.

Im Gegensatz zu den bisher meist bei Bussen und Pkw eingesetzten Keramikfiltern hat HJS ein flexibles System aus mehreren gesinterten Filtertaschen entwickelt. Das „Jet-Filter“-Konzept wurde schon 2003 mit dem Umweltpreis ausgezeichnet. In seinen meist kreisförmig angeordneten Taschen wird dabei der Ruß eingelagert und bei der „100 %-Lösung“ mittels einer Rohrheizung abgebrannt. Unterstützt wird der Prozess dabei durch ein Additiv. Kolke erklärt das Konstruktionsprinzip so: „Durch den Einsatz von Sintermetall erreichen wir eine große Hitzebeständigkeit. Die Bauweise mit den einzelnen Taschenelementen erlaubt uns dabei eine flexible Formgebung.“ Als weitere Vorteile bezeichnet er die hohe Speicherfähigkeit für Öl- und Additivaschen sowie die lange Lebensdauer. Zudem ließen sich weitere Funktionen durch katalytische Beschichtungen des Sintermetalls erzielen.

Alternativ zu Vollfiltersystemen mit elektrothermischer Regeneration, die vor allem für leichte Nutzfahrzeuge gedacht sind, hat das Unternehmen für Pkw Varianten mit passiver Regeneration entwickelt. Die „City-Filter“ erreichen einen Filterwirkungsgrad von 30 % bis 50 %. Verzichtet wird dabei auf die Heizelemente für die Regeneration und entsprechende Steuerungstechnik. Dr. Kolke zur Funktionweise: „Durch die spezielle Bauweise haben wir die Möglichkeit, auch im Stadtverkehr – also bei extrem niedrigen Abgastemperaturen – den Ruß im Abgas zu reduzieren.“ Das System mit höherer Speicherfähigkeit könne PM10-Belastungen dort minimieren, wo die Temperaturen für die Regeneration fehlen. Bei zunehmenden Abgastemperaturen, z. B. bei höheren Geschwindigkeiten und Lasten, regeneriere der Filter dann selbständig. Damit die Filter sich auch bei häufigen Kurzstreckenfahrten nicht zusetzen, wurde bei der City-Filter-Variante ein Steuerungsrohr durch das Taschenpaket geführt, der den Abgasdurchsatz in allen Betriebszuständen garantiert.

Den Praxiseinsatz simulieren die Spezialisten von HJS auf Prüfständen und in Einsatzstudien. „Unsere Testfahrer müssen hart arbeiten,“ sagt Entwicklungsleiter Kolke. Tausende Kilometer im Stadtbetrieb, bei niedrigen Geschwindigkeiten, forderten ihnen viel ab.

Parallel zu der Erprobung von Nachrüstsätzen sowie Neukonstruktionen für unterschiedliche Modelle laufen die Vorbereitungen zur Serienproduktion. Dabei gibt es eine klare Arbeitsteilung. Bosch fertigt die von den Automobilherstellern für die Neuwagen benötigten Partikelfilter in Lizenz. HJS dagegen konzentriert sich auf die Herstellung von Nachrüstsätzen für die Dieselfahrzeuge sowie neue Produkte für Nutzfahrzeuge, Busse sowie Bau- und Landmaschinen.

Zwei parallele Fertigungslinien, eine für die Serien mit größeren Stückzahlen und eine für Sonderanfertigungen, sollen bis Ende September in Menden ihren Betrieb aufnehmen können. Bis dahin läuft die Produktion kleinerer Stückzahlen noch in einem Teil der benachbarten Halle. Hergestellt werden beide Filtertypen als Sinter-Metall-Filter (SMF) auf Basis eines Streckmetalls. Darauf wird eine Mischung aus Metallpulver, Bindemittel und Additiven aufgetragen, welche im Sinterofen behandelt wird. Anschließend werden Saumbänder angebracht und die Ränder zu einer Tasche verschweißt. Zusätzliche Abstandshalter mit Luftleitfunktion werden danach eingeschoben. „Die Maschinen für die Taschenfertigung wurden eigens dafür von uns entwickelt,“ erklärt dazu Dr. Joachim-Christian Claus. Als Technischer Leiter verantwortet er bei HJS die Produktion.

„Die einzelnen Taschen können individuell als klassischer Jet-Filter, als Satelliten-Filter sowie als Filterpaket zusammengefügt werden“, erklärt Claus. Den Verbindungsprozess übernimmt ein Schweißroboter. Im letzten Schritt kommt das Filterpaket in ein Blechgehäuse mit Ein- und Ausströmöffnungen. Der City-Filter kann als Filtersystem, in Kombination mit einem Katalysator oder als beschichtete Variante geliefert werden.

In der Werkstatt bei HJS wird der Einbau in die unterschiedlichen Modelle durchgeführt und die Fahrzeuge für die Testfahrten vorbereitet. Werkstattleiter Gerd Schwartpaul kann den Wirbel um die „langen Umrüstzeiten“ nicht nachvollziehen: „Der Einbau dauert je nach Fahrzeugtyp etwa 30 bis 60 Minuten.“ Im einfachsten Fall seien ein paar Schellen zu lösen und ein Zwischenstück auszutauschen. Im schwierigeren Fall seien zusätzlich Motorabdeckungen für die Montage zu entfernen.

Spannend bleibt die Frage der möglichen Fahrverbote für den Hersteller dennoch. HJS-Sprecherin Annette Staudacher bremst deshalb die Erwartungen hinsichtlich einer kurzfristigen breiten Verfügbarkeit entsprechender Filtersysteme: „Natürlich beschert die öffentliche Diskussion uns wie auch anderen Herstellern zunehmend Nachfragen. Wir werden allerdings jeden Filter für den jeweiligen Fahrzeugtyp anpassen und zertifizieren.“ Das erhöhe den Aufwand und mache die Kapazitätsplanung in der Produktion durch die Vielfalt der Dieselmodelle schwierig. In Vorbereitung sind bei HJS Rußpartikelfilter für alle gängigen Fahrzeugmodelle. Das Lieferprogramm wird fortlaufend ergänzt. M. CIUPEK

Von M. Ciupek
Von M. Ciupek

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