[发明专利]利用金属无纺布制造蜂窝体的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用至少一块具有金属纤维的无纺布制造蜂窝体的方法，以及相应的蜂窝体及其应用。

背景技术

这种蜂窝体在内燃机排气系统中可以具有不同的功能。它们例如用作催化器基体、所谓的吸附器、过滤器、流动混合器和/或消声器。通常蜂窝体的特征是有利的表面积与体积比，亦即它具有比较大的表面积，从而保证与流经或流过它的气流剧烈接触，这种蜂窝体通常做成具有由不同的材料(钢材、陶瓷物质、混合材料等等)组成的不同元件(板材、垫子、管子等等)。鉴于在汽车内燃机排气系统内高的热负荷和动态负荷，这些单个元件必须相互持久连接。对此已知不同的连接技术，例如硬钎焊和/或焊接。

关于连接技术应该考虑，它们必须适合于中等批量的制造。这里成本方面的考虑同样起重要作用，例如应考虑节拍、连接质量、过程可靠性等等。用来形成焊接连接的已知方法要求辅助材料，例如焊料或焊接填充料。其中特别重要的是，将焊接填充料准确地涂抹在以后应该产生连接的部位上。此外应该指出，应该采用越来越薄壁的材料。因为它们很快适应排气温度，因此具有合适的动态反应性能。

特别是在制造用来过滤排气流或至少暂时阻滞包含在排气中的固体，如颗粒、灰、炭黑等等的蜂窝体时，已经试用陶瓷和金属过滤材料。如上所述，鉴于这种蜂窝体的热交变负荷，应该注意蜂窝体的元件的热膨胀性能相互不要差别太大，这个事实和更好的可加工性导致近期更多地采用金属过滤材料。它们用透气的，特别是多孔的纤维层构成，其中这里纤维被看作对于特别是金属丝、切屑等等的总概念。因此这种金属过滤材料的制造及其集成在蜂窝体制造过程中是一个特殊的工艺条件。金属过滤材料必须与用它制造的蜂窝体相应的应用目的协调，其中很大程度上要求工序的灵活性。

发明内容

本发明的目的是，至少部分缓解关于目前的现有技术所提到的技术问题，特别是提供一种制造蜂窝体的方法，使得即使在成批生产时也能过程可靠地实施。此外应该通过采用金属纤维改善这种蜂窝体的再生能力及其重复利用，用这种方法制造的蜂窝体在成批生产时在功能性和使用寿命方面只应有很小的差别，还应该提供特殊设计的蜂窝体及其优先应用领域。

这个目的用按权利要求1特征的带至少一种具有金属纤维的无纺布的蜂窝体的制造方法实现，本发明其他优良的方案在从属权利要求中给出。应该指出，在权利要求书中单独列出的特征可以以工艺上有价值的任何方式相互组合，并说明本发明方法的其他一些方案。

本发明的用来制造带至少一种具有金属纤维的无纺布的蜂窝体的方法至少包括以下工步：

a)制造金属纤维；

b)用金属纤维形成层；

c)相互焊接金属纤维；

d)将层成形加工成具有规定性能的无纺布；

e)产生一蜂窝体；

f)硬钎焊蜂窝体；

下面参照特别优选的方案详细说明各个工步及其方案的细节。

“纤维”特别是一种对于拉长的元件的名称，并特别是包括丝状、切屑状等等元件，金属纤维可以做成基本上圆的、椭圆的或多边形的，特别优先采用具有扁平横截面的纤维，金属纤维特别是包括这样的材料，它作为基本材料主要包括钢，其中优先设置大份量的铬(例如在18至21％重量百分比范围内)和/或铝(例如至少4.5％，特别是至少5.5％重量百分比)。

金属纤维优先做得具有在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。

在这种情况下原则上已经提到，在方法的方案方面在成批生产时工步应该尽可能连续地运转，其中工步b)、c)和/或d)优先以至少3米/分钟，尤其是至少5米/分钟或甚至10米/分钟的送进速度进行。

关于工步e)，也许需要单独的装配过程，它使得需要断续的加工，但是它们可以按相应的节拍进行。工步f)保证蜂窝体各个元件相互不可遗失地结合，使得蜂窝体本身可以承受汽车内燃机的排气系统内的高温和动态负荷。

在金属纤维制造方面，特别有利的是工步a)包括下列制造方法中的至少一种：

a.1)从金属块上切下；

a.2)由金属熔液连续地产生纤维；

a.3)从金属熔液中断续地取出。