DE102008056054A1 - Vlies zur Abgasbehandlung und Abgasreinigungsvorrichtung - Google Patents

Vlies zur Abgasbehandlung und Abgasreinigungsvorrichtung Download PDF

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Abstract

Vlies (1) zur Abgasbehandlung umfassend eine Vielzahl von metallischen Filamenten (2), das mindestens zwei Arten verschiedener Konturen (3) der metallischen Filamente (2) aufweist. Weiter wird eine Abgasreinigungsvorrichtung (4) vorgeschlagen, die eine für Abgas zumindest teilweise durchströmbare Kanalstruktur (5) aufweist, wobei die Kanalstruktur (5) wenigstens teilweise mit einem solchen Vies (1) ausgeführt ist.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Vlies zur Abgasbehandlung, umfassend eine Vielzahl von metallischen Filamenten. Darüber hinaus wird auch eine Abgasreinigungsvorrichtung mit einer Kanalstruktur angegeben. Die Erfindung findet insbesondere Anwendung bei der Reinigung von Abgasen mobiler Verbrennungskraftmaschinen.
  • Solche Abgasreinigungsvorrichtungen können in Abgassystemen von Verbrennungskraftmaschinen unterschiedliche Funktionen haben. So werden sie beispielsweise als Katalysator-Trägerkörper, als so genannter Adsorber, als Filter, als Strömungsmischer und/oder als Schalldämpfer eingesetzt. Die Kanalstruktur zeichnet sich üblicherweise durch ein günstiges Verhältnis von Oberfläche zu Volumen aus, bildet also eine relativ große Oberfläche aus und gewährleistet somit einen intensiven Kontakt mit einem an ihr vorbei beziehungsweise durch sie hindurch strömenden Abgasstrom. Solche Abgasreinigungsvorrichtungen umfassen beispielsweise Wabenkörper, die gegebenenfalls aus einer Mehrzahl unterschiedlicher Komponenten (Bleche, Matten, Rohre etc.) zum Teil auch mit verschiedenen Materialien (Stahlwerkstoffe, keramische Substanzen, Mischmaterialien etc.) aufgebaut sind. In Anbetracht der hohen thermischen und dynamischen Belastungen in Abgassystemen mobiler Verbrennungskraftmaschinen müssen diese einzelnen Komponenten dauerhaft miteinander verbunden werden. Hierzu sind unterschiedliche Verbindungstechniken bekannt, wie beispielsweise das Hartlöten und/oder das Schweißen.
  • Im Hinblick auf die Effektivität solcher Abgasreinigungsvorrichtungen ist es wünschenswert, die Träger für den Katalysator und/oder das Filtermaterial so bereitzustellen, dass einerseits eine Herstellung im Rahmen einer mittleren Serien fertigung problemlos möglich ist, gleichzeitig aber auch unter verschiedenen Lastbedingungen der mobilen Verbrennungskraftmaschine eine signifikante Umsetzung der Schadstoffe im Abgas erreicht wird. Im Hinblick auf das Filtermaterial wurde bereits vorgeschlagen, metallische und/oder keramische Materialien einzusetzen, um die im Abgas enthaltenen Feststoffe, wie beispielsweise Partikel, Asche, Ruß und dergleichen zurückzuhalten und gegebenenfalls in gasförmige Bestandteile umzusetzen. Hierfür werden insbesondere gasdurchlässige, poröse, Faserlagen vorgeschlagen, welche nach Art eines Gewebes, Gewirks oder dergleichen in die Abgasreinigungsvorrichtung integriert werden.
  • In jüngster Zeit ist gerade die Diskussion verstärkt geführt worden, wie die Effektivität solcher Abgasreinigungsvorrichtungen im Hinblick auf die besonders kleinen Partikel noch zu steigern ist. Die so genannte „Feinstaub”-Debatte in Europa macht klar, dass hier noch Entwicklungsbedarf besteht.
  • Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die mit Bezug auf den Stand der Technik geschilderten Probleme zumindest teilweise zu lösen. Insbesondere soll ein Vlies angegeben werden, das insbesondere zur Zurückhaltung beziehungsweise Umsetzung besonders kleiner im Abgas enthaltener Feststoffe geeignet ist. Das Vlies soll sich zudem kostengünstig herstellen lassen und einfach in eine Abgasreinigungsvorrichtung integrieren lassen.
  • Die Aufgaben werden gelöst mit einem Vlies gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängig formulierten Patentansprüchen angegeben. Es ist darauf hinzuweisen, dass die in den Patentansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale in beliebiger, technologisch sinnvoller, Weise miteinander kombiniert werden können und weitere Ausgestaltungen der Erfindung aufzeigen. Die Beschreibung, insbesondere im Zusammenhang mit den Figuren, erläutert die Erfindung weiter und gibt zusätzliche Ausführungsbeispiele an.
  • Das erfindungsgemäße Vlies zur Abgasbehandlung umfasst eine Vielzahl von metallischen Filamenten, wobei das Vlies mindestens zwei Arten verschiedener Konturen der metallischen Filamente aufweist.
  • Mit „Vlies” ist hier insbesondere eine flächige, zusammenhängende Anordnung der metallischen Filamente gemeint, wobei die metallischen Filamente grundsätzlich in einer regelmäßig, bevorzugt aber in einer chaotischen, Anordnung zueinander positioniert sind. Der Begriff „Filament” wird insbesondere als Oberbegriff für Fasern, Drähte, Späne und dergleichen verstanden. Die Filamente sind dabei bevorzugt aus einem Material, das hochtemperaturfest und korrosionsbeständig ist. So kommt beispielsweise ein Stahl als Grundwerkstoff in Betracht, wobei bevorzugt hohe Anteile von Chrom (z. B. in einem Bereich von 18 bis 21 Gew.-%) und/oder Aluminium (z. B. mindestens 4,5 Gew.-%, insbesondere 5,5 Gew.-%) vorgesehen sind. Zudem wird hier vorgeschlagen, dass metallische Filamente mit verschiedenen Konturen eingesetzt werden. „Konturen” meint hierbei insbesondere verschiedenartige äußere Formen der Filamente. Dabei ist klar, dass hier nicht nur eine Änderung des Durchmessers und/oder der Länge (und/oder des Materials) vorliegt, sondern darüber hinaus die dreidimensionale Form signifikant voneinander abweicht. Dabei ist ganz besonders bevorzugt, dass die Filamente sich eindeutig den Arten zuordnen lassen. So kann z. B. eine Art der Filamente einen über die Länge variierenden Querschnitt und/oder Durchmesser aufweisen, während eine andere Art der Filamente einen im Wesentlichen konstanten Querschnitt bzw. Durchmesser über die Länge aufweist. Die unterschiedlichen Arten von Filamenten können im Vlies räumlich verteilt zueinander angeordnet sein, es ist aber auch möglich, dass konkrete Zonen mit separierten Bereichen der Filamente jeweils nur einer Art von Konturen ausgebildet sind.
  • In diesem Zusammenhang wird insbesondere bevorzugt, dass die mindestens zwei Arten von metallischen Filamenten mit unterschiedlichen Herstellungsverfahren erzeugt wurden. Das Herstellungsverfahren hat erheblichen Einfluss auf die ausgebildete Kontur der Filamente, wobei sich insbesondere aus dem Herstellungsverfahren auch Rückschlüsse auf die jeweilige Kontur ergeben. Insofern stehen das Herstellungsverfahren und die letztendlich bereitgestellte Kontur des metallischen Filamentes in engem Zusammenhang.
  • Die Wahl von verschiednen Konturen der Filamente für einen Vlies zur Abgasbehandlung hat z. B. Auswirkungen auf die weiteren Bearbeitungsschritte. Typischerweise wird ein Vlies zusätzlich beschichtet. Oft wird ein Washcoat aufgebracht, der die katalytisch wirksame Oberfläche des Vliesmaterials weiter vergrößert. Auch ist die Bildung von Whiskern durch Oxidbildung aus dem Vliesmaterial selbst heraus möglich. Bei geeigneter Oxidation wachsen dreidimensionale Oxidstrukturen aus den einzelnen Filamenten heraus, die zu einer erheblichen Vergrößerung der Oberfläche und somit auch zu einer Verbesserung der katalytischen Eigenschaften des Vlieses führen.
  • Die Anlagerung von Beschichtungen und/oder die Bildung von Oxidstrukturen und Whiskern auf dem Material kann durch die Mischung von verschieden hergestellten Filamenten verschiedener Kontur stark beeinflusst werden. Unterschiedlich hergestellte Filamente weisen z. B. unterschiedliche Gefüge- und Oberflächenstrukturen auf. Infolge der verschiedenartigen Verformungsprozesse bei den unterschiedlichen Herstellungsverfahren werden Teilbereiche der Filamente gegebenenfalls elektrochemisch bzw. galvanisch aktiviert und/oder passiviert. Durch eine geeignete Mischung verschiedenartig hergestellter Filamentarten in einem Vlies können diese Eigenschaften so angepasst werden, dass ein besonders vorteilhaftes Verhalten bei der Beschichtung und/oder bei einer Weiterbearbeitung des Vlieses vorliegt und somit bessere Eigenschaften des Vlieses für die Abgasbehandlung entstehen. So können z. B. durch die Verwendung unterschiedlicher Konturen der Filamente gewünschte Orientierungen, Verteilungen, etc. beim Schichten der Filamente zu einem Vlies, eine gewünschte Ausbildung bzw. Konzentration von Sinterverbindungen und/oder eine gewünschte Ausbildung bzw. Konzentration einer Oxidschicht mit einer (einheitlichen, gemeinsamen) Wärmebehandlung erreicht werden.
  • So wird als besonders vorteilhaft angesehen, dass die unterschiedlichen Herstellungsverfahren aus der folgenden Gruppe ausgewählt sind:
    • a) Abtrennen von einem Metallblock;
    • b) kontinuierliche Filamenterzeugung aus einer Metallschmelze;
    • c) diskontinuierliche Entnahme aus einer Metallschmelze;
    • d) Drahtziehen.
  • Das „Abtrennen von einem Metallblock” umfasst insbesondere auch das Fräsen, Bohren, Drehen, Hobeln, Raspeln, Schneiden oder ähnliche, insbesondere Späne erzeugende, Fertigungsverfahren. Der Span stellt dabei das Filament dar. Während beim Fräsen, Hobeln und Raspeln regelmäßig ein (kurzer) gebrochener Span entsteht, können beim Drehen oder Bohren auch sehr lange Späne erzeugt werden. Mit einem Metallblock ist vor allem ein Festkörper gemeint, der aus Metall ist, wobei die explizite Gestalt des Körpers in Anbetracht der zur Span- bzw. Filamentherstellung eingesetzten Fertigungsverfahren auszuwählen ist. Demnach kann der Metallblock als Zylinder, Quader, Draht oder in ähnlicher Form vorliegen.
  • Bei der kontinuierlichen Filamenterzeugung wird eine drahtähnliche, sehr lange bzw. so genannte „endlose” Faser aus der Metallschmelze hergestellt. Dabei können die Filamente einzeln, gemeinsam, in Bündeln extrudiert oder gezogen wer den. Zur Veranschaulichung dieser Herstellmethode kann der Fachmann z. B. auch auf entsprechende Beschreibungen zur Drahtherstellung zurückgreifen. Bei einem weiteren, hier mit erfassten Verfahren wird ein kontinuierliches Filament von einem rotierenden zylindrischem Metallblock abgezogen, wobei der Metallblock mit Hilfe eines Lasers lokal aufgeschmolzen wird und aus dieser Schmelze heraus ein Filament entsteht. Auf diese Art können sehr gleichmäßige hochwertige Drähte hergestellt werden.
  • Die diskontinuierliche Entnahme der Filamente aus einer Metallschmelze stellt quasi eine Mischmethode zwischen den beiden vorstehend genannten Methoden dar. So wird beispielsweise ein Laufrad mit einer strukturierten Umfangsfläche relativ zur Metallschmelze bewegt, wobei durch den zeitweisen Kontakt Teile der Metallschmelze aus dem Bad entfernt werden, die später zu den metallischen Filamenten abkühlen. Dabei werden wiederholt mit hoher Geschwindigkeit diskontinuierliche Filamente erzeugt.
  • Beim Drahtziehen wird ein Filament mittels plastischer Verformung aus einem festen Drahtrohling heraus gearbeitet. Dazu wird z. B. mindestens ein Drahtrohling mit Hilfe von Ziehscheiben durch sich konisch verjüngende Ziehsteine hindurch gezogen. So verringert sich jeweils der Durchmesser. Um große Durchmesserreduktionen zu erzielen, kann das Drahtziehen in mehreren Stufen erfolgen. Zwischen diesen können eventuell Kühlstufen oder Zwischenglühstufen vorgesehen sein, wodurch die Gefügeeigenschaften des Drahtmaterials beeinflusst werden. Das Drahtziehen kann als Einzeldrahtziehen, wobei nur ein Draht jeweils durch einen Ziehstein gezogen wird. Alternativ können jeweils Drahtbündel durch die Ziehsteine hindurch gezogen werden. Man spricht dann auch von bündelgezogenen Drähten. Hierdurch wird das Drahtziehen erheblich kostengünstiger.
  • Aus den vorstehend genannten Beschreibungen lässt sich erkennen, dass je nach dem aufgeführten Verfahren unterschiedliche Konturen der Filamente erzeugt werden, die hier zum Aufbau des Vlieses eingesetzt werden können. Die Verwendung unterschiedlicher Filamente führt dazu, dass die Eigenschaften des als Filtermedium wirkenden Vlieses gezielt ausgewählt werden können, insbesondere im Hinblick auf die Oberflächenrauhigkeit, die Porosität, das Flächengewicht etc. Nur der Vollständigkeit halber sei darauf hingewiesen, dass es auch möglich ist, die verschiedenen Arten von Konturen mit unterschiedlichen Fertigungsverfahren einer der oben angeführten Herstellungsverfahren zu generieren.
  • Aus einer Schmelze extrahierte Filamente haben gewöhnlich überwiegend eine brotförmige oder nierenförmige Kontur. Die Konturen von Filamenten, die von einem Metallblock abgetrennt wurden, zeichnen sich gewöhnlich durch flache Seiten und/oder scharfkantige Übergänge zwischen diesen Seiten aus. Die Konturen einzeln gezogene Drähte sind normalerweise rund und die der bündelweise gezogenen Drähte haben eine runde Grundform, die Einbuchtungen aufweist. Diese Einbuchtungen entstehen während des Ziehprozesses durch das Anlegen benachbarter Drähte. Selbstverständlich ist diese Beschreibung (nur) richtungsweisend anzusehen, die Herstellungsprozesse erlauben hier bislang doch beachtliche Toleranzen, so dass die vorstehend genannten Merkmale mehr oder weniger ausgeprägt vorliegen – eine Bewertung der gesamten Filamente eines Vlieses wird aber eine entsprechende Unterschiedlichkeit diverser Konturen klar erkennen lassen.
  • Die mit den unterschiedlichen Verfahren hergestellten Filamente unterscheiden sich gegebenenfalls auch in ihrer Längenverteilung. Aus der Schmelze extrahierte Filamente und durch Drahtziehen hergestellte Filamente weisen typischerweise sehr gleichmäßige Längenverteilungen mit einer geringen Varianz in den Filamentlängen auf. Diese Filamente werden gewöhnlich zunächst in großen Längen hergestellt und anschließend auf Längen, die für die Fliesherstellung geeignet sind, zerteilt. Die Längen von Filamenten, welche von einem Metallblock abgetrennt wurden, weisen normalerweise eine höhere Varianz auf. Typischerweise werden solche Filamente spanend hergestellt. Dabei wird derart vorgegangen, dass eine gewünschte mittlere Filamentlänge entsteht, Verfahrensbedingt entstehen allerdings auch längere und kürzere Filamente. Die Filamentlängen sind regelmäßig um eine mittlere Filamentlänge herum normal verteilt. Damit ist klar, dass ggf, sekundäre Anzeichen für die Verwendung solcher unterschiedlicher Filamente herangezogen werden können.
  • Gemäß einer Weiterbildung des Vlieses wird auch vorgeschlagen, dass die mindestens zwei Arten zumindest teilweise miteinander vermischt angeordnet sind. Damit ist insbesondere gemeint, dass das Vlies insbesondere in seiner Haupterstreckungsebene mehrere Schichten bzw. Zonen aufweist, wobei die verschiedenen Arten miteinander vermischt und/oder voneinander getrennt angeordnet sind. Besonders bevorzugt ist, dass die unterschiedlichen Filamente (teilweise) miteinander vermischt angeordnet sind, so dass (dort) ein Vlies mit im Wesentlichen gleichen Eigenschaften über die Dicke und die Haupterstreckungsebene bereitgestellt ist.
  • Im Falle von zwei unterschiedlichen Arten kommen grundsätzlich alle Mischungsverhältnisse in Betracht, bei denen beide Arten im Hinblick auf ihren Zweck in signifikanter Anzahl vorliegen. Bevorzugt sind Mischungsverhältnisse, bei denen von jeder Filamentart mindestens 20% vorliegen, also 80:20 bis 20:80. Bevorzugt ist auch, dass von jeder verarbeiteten Filamentart ein Mindestanteil vorliegt, beispielsweise 5% bis 20%.
  • In einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsvariante sind bei dem Vlies genau zwei Arten verschiedener Konturen realisiert, wobei eine Art der metallischen Filamente drahtförmig und eine Art der metallischen Filamente spanförmig ausgebildet ist. Die Verwendung von drahtförmigen Filamenten erlaubt insbesondere die Ausbildung einer flexiblen Grundstruktur, die dem Vlies den erforderlichen Halt gibt. Die spanförmigen Filamente, die sich insbesondere durch eine relativ dünne bzw. schlanke Endverformung auszeichnen, können nadelartige Strukturen ausbilden, so dass insgesamt die Oberflächenrauhigkeit bzw. die Porengröße so beeinflusst wird, dass sich hier für Beschichtungen und/oder die Ablagerung von Feststoffen besonders geeignete Bereiche mit einem stabilen Verbund zum Vlies generieren lassen. Solche besonders geeigneten Bereiche lassen sich beispielsweise auch durch eine ungleichmäßige Verteilung der verschiedenen Arten Filamente erzeugen.
  • Insoweit wird auch eine Abgasreinigungsvorrichtung vorgeschlagen, die eine für Abgas zumindest teilweise durchströmbare Kanalstruktur aufweist, wobei die Kanalstruktur wenigstens teilweise mit einem Vlies der hier erfindungsgemäß beschriebenen Art ausgeführt ist. Die Kanalstruktur ist insbesondere eine Art Wabenstruktur, die mit geschichteten und/oder gewundenen Lagen aufgebaut ist. Die Lagen können dabei mit Vlies und/oder Metallfolien aufgebaut sein. Die vom Abgas durchströmbaren Kanäle können offen und/oder wechselseitig verschlossen sein. In den Kanälen können insbesondere Umlenkungen, Strömungsengpässe und dergleichen ausgeformt sein, um das in die Kanalstruktur eintretende Abgas hin zum Vlies beziehungsweise durch das Vlies hindurch zu leiten bzw. umzulenken.
  • Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Figuren besonders bevorzugte Ausführungsvarianten der Erfindung aufzeigen, diese jedoch nicht darauf beschränkt ist. Es zeigen schematisch:
  • 1: eine erste Art eines Filaments,
  • 2: eine zweite Art eines Filaments,
  • 3: eine Schnittansicht durch eine Ausführungsvariante des Vlieses,
  • 4: ein Detail einer Abgasreinigungsvorrichtung nach Art eines offenen Partikelabscheiders,
  • 5: den Aufbau einer mobilen Abgasreinigungsanlage, und
  • 69: verschiedene Konturen von Filamenten.
  • Die 1 zeigt schematisch eine erste Art eines metallischen Filamentes 2 mit einer im Wesentlichen drahtähnlichen Kontur 3. Diese drahtähnliche Kontur 3 lässt sich dadurch beschreiben, dass diese in Längsrichtung 17 einen im Wesentlichen gleichbleibenden Filamentquerschnitt 14 senkrecht zur Längsrichtung 17 ausbildet. Klar ist, dass ein solches drahtförmiges Filament 2 nicht in der hier veranschaulichten gestreckten Ausführung im Vlies eingearbeitet sein muss, sondern gegebenenfalls auch gebogen sein kann.
  • Demgegenüber zeigt 2 eine andere Art eines Filamentes 2, das im Wesentlichen spanförmig ausgebildet ist, also über die Längsrichtung 17 keinen gleichbleibenden Filamentquerschnitt 14 aufweist. Vielmehr variiert der Filamentquerschnitt 14 über die Längsrichtung 17 des Filamentes 2 in der Form und/oder der Größe. Bevorzugt ist dabei, dass das Filament 2 durch Endbereiche in Längsrichtung 17 gebildet ist, die unterschiedlich dick ausgeführt sind.
  • Üblicherweise werden die metallischen Filamente mit einer Filamentlänge im Bereich von 0,1 bis 50 mm (insbesondere im Bereich von 1 bis 10 mm) und einem Filamentdurchmesser im Bereich von 0,01 bis 0,1 mm (insbesondere einem Bereich von 0,02 bis 0,05 mm) ausgeführt.
  • 3 veranschaulicht nunmehr eine schichtweise aufgebaute Ausführungsvariante eines Vlieses 1. Zentral angeordnet ist demnach eine erste Art von Filamenten 2 einer ersten Kontur, während die obere und untere Außenfläche 15 mit Filamenten 2 einer zweiten Kontur ausgeführt sind. Bevorzugt ist beispielsweise, dass in zentralen Bereichen drahtförmige Filamente 2 eingesetzt sind, während nah der jeweiligen Außenfläche 15 Filamente 2 in Spanform vorgesehen sind. Damit ein sicherer Verbund des Vlieses gewährleistet ist, ist jeweils ein Übergangsbereich vorgesehen, indem die Filamente 2 der unterschiedlichen Bereiche miteinander fügetechnisch verbunden sind, beispielsweise durch Verschweißen und/oder Versintern.
  • 4 zeigt nunmehr die Ausgestaltung einer Kanalstruktur 5 im Detail, wobei die Kanalstruktur 5 hier mit Metallfolien 6 und einem Vlies 1 ausgebildet ist. Die Metallfolien 6 weisen eine wellige Struktur 8 auf, so dass mit den Metallfolien 6 und dem Vlies 1 eine Vielzahl von Kanälen 7 gebildet sind, durch die das Abgas hindurchströmen kann. Zudem sind in die Kanäle 7 hineinragende Engstellen 9, z. B. durch Ausbilden geeigneter Vorsprünge bzw. Leitschaufeln, gebildet, die eine Umlenkung des Abgasstromes hin zum Vlies 1 bewirken. So werden die im Abgas enthaltenen Partikel des in Strömungsrichtung 13 strömenden Abgases in beziehungsweise an das Vlies 1 geführt. Die sich dort ablagernden Partikel können kontinuierlich (CRT-Verfahren) oder diskontinuierlich umgesetzt werden, wobei das Vlies 1 und/oder die Metallfolie 6 mit einer entsprechenden Beschichtung 16 ausgeführt sein kann.
  • Die 5 veranschaulicht eine mögliche Ausführungsvariante für Systeme zur Behandlung mobiler Verbrennungsrückstände. Dargestellt ist eine Verbrennungskraftmaschine 10, in der das Abgas produziert wird, wobei das Abgas dann durch eine entsprechende Abgasanlage 11 hindurchgeführt wird. Teil dieser Abgasanlage 11 ist eine Abgasreinigungsvorrichtung 4 mit einer Kanalstruktur 5, durch die das Abgas hindurchgeleitet wird. In dieser Abgasreinigungsvorrichtung 4 erfolgt eine Reinigung des Abgases, insbesondere eine Umwandlung von Schadstoffen im Abgas, so dass dieses gereinigt an die Umgebung abgegeben werden kann. Die Verbrennungskraftmaschine und die Abgasanlage sind regelmäßig Teil eines Kraftfahrzeugs 12. Selbstverständlich ist sofort klar, dass die 5 lediglich eine schematische, beispielhafte Ausgestaltung veranschaulicht, regelmäßig werden eine größere Anzahl von Abgasreinigungsvorrichtungen 4 zum Einsatz gelangen. Hier sei insbesondere die Ausgestaltung einer Abgasreinigungseinrichtung 4 nach Art eines offenen Partikelabscheiders schematisch vorgeschlagen.
  • 6, 7, 8 und 9 zeigen schematisch und kategorisch unterschiedliche Konturen 3 der Filamentquerschnitte 12 verschiedener Filamente 2. Die jeweiligen Konturformen in den Figuren können typischerweise bestimmten Herstellungsverfahren zugeordnet werden.
  • 6 zeigt den Filamentquerschnitt 14 eines Filaments 3, das nach Art eines einzeln gezogenen Drahtes aufgebildet ist. Dieser zeichnet sich typischerweise durch eine runde Form aus, da Ziehsteine für Drähte regelmäßig rund sind. Einzeln gezogene Drähte werden selten eingesetzt, da das Herstellungsverfahren sehr kostenintensiv und aufwendig ist.
  • 7 zeigt ein Filament 3, das im Bündel gezogen werden. Beim bündelweisen Drahtziehen wird eine Mehrzahl von Drähten parallel als Bündel durch einen Ziehstein hindurch gezogen. Dabei liegen die einzelnen Drähte aneinander an und verformen sich entsprechend den Anlagebereichen der umgebenden Filamente. Somit entstehen bei der Kontur 3 Abweichungen (hier Einbuchtungen 18) im Filamentquerschnitt 14 von einer runden Filamentform.
  • 8 zeigt d einen Filamentquerschnitt 14 eines Filaments 2, welches aus einer Schmelze extrahiert wurde. Die Form ist brot- oder nierenähnlich ausgebildet. Bei einem typischen Herstellungsprozess für schmelzextrahierte Filamente wird eine rotierende Scheibe oder ein rotierendes Laufrad in eine Schmelze eingetaucht und schleudert einen „Strahl” aus dieser heraus. Dieser Strahl erstart. Aufgrund der Form der eingetauchten Scheibe und der während des Erstarrungsprozess wirkenden Kräfte bildet sich besagte brot- oder nierenähnliche Form aus.
  • In 9 ist ein charakteristischer Filamentquerschnitt 14 eines Filaments 2 dargestellt, welches durch Abtrennen von einem Metallblock hergestellt wurde. Die Abtrennung vom Block kann durch „schabende” bzw. spanabhebende Verfahren erfolgen. Hier kommen Verfahren wir Drehen, Fräsen, Hobeln, Raspeln, Schneiden und/oder Bohren in Betracht. Die Kontur 3 solcher Filamente 2 zeichnet sich regelmäßig durch flache Seiten aus, welche der Form des Bearbeitungswerkzeuges entsprechen. Zwischen diesen Seiten liegen typischerweise scharfkantige Übergänge vor.
  • 1
    Vlies
    2
    Filament
    3
    Kontur
    4
    Abgasreinigungsvorrichtung
    5
    Kanalstruktur
    6
    Metallfolie
    7
    Kanal
    8
    Struktur
    9
    Engstelle
    10
    Verbrennungskraftmaschine
    11
    Abgasanlage
    12
    Kraftfahrzeug
    13
    Strömungsrichtung
    14
    Filamentquerschnitt
    15
    Außenfläche
    16
    Beschichtung
    17
    Längsrichtung
    18
    Einbuchtung

Claims (7)

  1. Vlies (1) zur Abgasbehandlung umfassend eine Vielzahl von metallischen Filamenten (2), das mindestens zwei Arten verschiedener Konturen (3) der metallischen Filamente (2) aufweist.
  2. Vlies (1) nach Patentanspruch 1, wobei die mindestens zwei Arten von metallischen Filamenten (2) mit unterschiedlichen Herstellungsverfahren erzeugt wurden.
  3. Vlies (1) nach Patentanspruch 2, wobei die unterschiedlichen Herstellungsverfahren aus der folgenden Gruppe ausgewählt sind: a) Abtrennen von einem Metallblock; b) Kontinuierliche Filamenterzeugung aus einer Metallschmelze; c) Diskontinuierliche Entnahme aus einer Metallschmelze; d) Drahtziehen.
  4. Vlies (1) nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei die mindestens zwei Arten zumindest teilweise miteinander vermischt angeordnet sind.
  5. Vlies (1) nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei die mindestens zwei Arten von metallischen Filamenten (2) miteinander versintert sind.
  6. Vlies (1) nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei eine Art der metallischen Filamente (2) drahtförmig und eine Art der metallischen Filamente (2) spanförmig ausgeführt ist.
  7. Abgasreinigungsvorrichtung (4), die eine für Abgas zumindest teilweise durchströmbare Kanalstruktur (5) aufweist, wobei die Kanalstruktur (5) wenigstens teilweise mit einem Vlies (1) gemäß einem der vorhergehenden Patentansprüche ausgeführt ist.
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