[发明专利]将金属纤维通过多次焊接工序焊接成纤维网的方法和设备；包括焊接的金属纤维的纤维网

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于由金属纤维制造纤维网的方法，一种用于焊接金属纤维的设备和用这种方法制造的纤维网，该纤维网特别是可以用于过滤内燃机的排气流。

背景技术

为了保护环境，需要对包含在由内燃机产生的排气中的有害物质进行后续处理。其中已知，应该在包含在排气中的气态和/或固态组分方面净化排气。为此可以采用催化活性的化学反应以及过滤过程，以便至少暂时抑制固态的排气组分，例如炭黑或灰。为此，排气通常流过至少一个排气处理单元，例如催化转化器、吸附器、颗粒陷阱等等。在可采用的过滤介质方面还已知，采用透气的金属纤维制纤维网。本发明特别是涉及用于这种使用目的的纤维制纤维网的制造。

由于在这种内燃机例如汽油机或柴油机中的断续燃烧，在排气系统中的这种纤维制纤维网上会作用相当大的热负荷和动载荷。因此要求，这种纤维制纤维网做成具有特别高的强度，以避免在运行期间纤维脱落。一方面，纤维脱落导致不能持久地保持纤维制纤维网的所希望的过滤作用；另一方面，脱落的纤维可能会危害设置在下游的排气净化单元或者甚至周围的人。

在这种纤维制纤维网的制造方面已知一些方法，用这些方法在纤维网的纤维之间形成焊接连接部和/或烧结连接部。对于在成批生产中连续制造这种纤维制纤维网，应该优选采用焊接法，因为它们可以用高的速度进行。但是在这一点上却显示出，不能在希望的范围内产生具有足够的过程可靠性的焊接连接部。

发明内容

因此，本发明的目的是，至少部分地缓解联系现有技术提到的技术问题。这里，目的特别是，提供一种由金属纤维制造纤维网的方法以及用于焊接金属纤维的设备，该设备过程可靠地和在成批生产的规模上在纤维网的足够多的部位上产生焊接连接部。这里应该提供一种特别是能经受得住在汽车内燃机排气系统内的热负荷和动载荷的金属纤维网。此外，应该提供适合于这种使用目的的纤维网。

所述这些目的用具有按照权利要求1所述特征的制造纤维网的方法以及具有权利要求5所述特征的焊接金属纤维的设备来实现。本发明的其它优良的方案在各个从属权利要求中说明。其中在权利要求中单独列出的特征可用工艺上有意义的任何方式相互组合，从而由此给出本发明的其它方案。

本发明的用于由金属纤维制造纤维网的方法至少包括以下工步：

a)用金属纤维形成一层；以及

b)将纤维相互焊接成纤维网，

其中，工步b)包括对纤维网的一段进行多次焊接工序。

“纤维网”特别指一种平面结构，其中构成纤维网的纤维可以规则或不规则地相互排列。纤维网的例子是织物、网格结构、针织品、不规则层等。原则上纤维网也可包括至少一种添加料，如其它类型的纤维网、粉末等，在这里该添加料最终与纤维网不可遗失地连接。纤维网用由耐高温且耐腐蚀的材料制成的纤维构成。“纤维”特别是一种细长元件的名称，并特别是还包括金属丝形、切屑形和类似的元件。金属纤维可以做成基本上是圆的、椭圆的或多边形的。特别优选采用具有扁平横截面的纤维。金属纤维特别是包括主要包括钢作为基体材料的材料，其中优选设置高含量的铬(例如重量百分比在18％至21％范围内)和/或铝(例如重量百分比至少为4.5％，尤其是重量百分比至少为5.5％)。原则上也可采用镀铝纤维。这些金属纤维优选做成具有在0.1至50mm范围内(特别是在1至10mm范围内)的纤维长度和在0.01至0.1mm范围内(特别是在0.02至0.05mm范围内)的纤维直径。所制造的纤维网的气孔率优选在30％至80％的范围内，特别是在45％至60％的范围内。

按照工步a)的层的形成例如包括将纤维铺成底板，使得这些纤维至少局部重叠地设置。如果层具有所希望的厚度或所希望的单位面积重量(例如在250至1500g/m²的范围内)，那么便将这种较松地结合的金属纤维结构输送给焊接工序。

如由工步b)可见，纤维的相互焊接通过对纤维网或层的一段进行多次焊接工序来实现。一段特别是指纤维网或层沿输送方向的一局部区域。焊接工序规则地作用在该段上，从而在该段内基本上同时产生不同纤维之间的多处焊接连接部。

现在这里提出，对这种段进行多次焊接工序，其中每次产生不同的焊接连接部。因此，用第一焊接工序在段内产生一定数量的焊接连接部，将这个段输送给另一个焊接工序并在该第二焊接工序中产生另一些焊接连接部。优选进行两次焊接工序。