DE1924449B2

DE1924449B2 - Gas- und flüssigkeitsdurchlässiger Drahtgewirk-Verbundkörper von mehrschichtigem Aufbau und Verfahren zur Herstellung desselben

Info

Publication number: DE1924449B2
Application number: DE1924449A
Authority: DE
Inventors: David Boris New York N.Y. Pall (V.St.A.)
Original assignee: Pall Corp
Current assignee: Pall Corp
Priority date: 1968-05-27
Filing date: 1969-05-13
Publication date: 1975-04-17
Also published as: CA939276A; FR2011870A1; FR2011870B1; DE1924449C3; GB1268446A; US3690606A; DE1924449A1

Description

22. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß das Sintern bei Temperaturen im Bereich von 11 bis 556° C unterhalb des Schmelzpunktes der Drähte durchgeführt wird.

Die Erfindung betrifft einen gas- und flüssigkeitsdurchlässigen Drahtgewirk-Verbundkörper von mehrschichtigem Aufbau, insbesondere zur Verwendung als Filter, mit einer Mehrzahl von Drahtgewirklagen, welche durch Verdichtung miteinander verwirrt und welche an ihren Berührungsstellen aneinandergebunden sind, wobei die verdichteten Drähte nahezu vollständig in Ebenen liegen, die zu den Deckebenen des Porosität aufweisenden Verbundkörpers ungefähr parallel verlaufen.

Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung des Verbundkörpers, bei welchem man mehrere ebene Drahtschichten zu einem Stapel übereinanderschichtet, den Stapel in ungefähr senkrechter Richtung zu den Ebenen der Drahtschichten, insbesondere durch Walzen, zusammenpreßt und die

Drähte und Lagen des Stapels zu einem einstückigen, zugehörigem Antrieb notwendig ist, läßt sich die

mehrschichtigen Körper aneinanderbindet. Herstellung des Verbundkörpers auf sehr einfache

Ein Drahtgewirk-Verbundkörper der eingangs ge- Weise kontinuierlich durchführen,
nannten Art, der zur Verwendung als Filter be- Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des stimmt ist, ist aus der US-PS 23 34 263 bekannt. Bei 5 erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Drahtder Herstellung dieses Verbundkörper wird eine gewirklagen vor dem Verdichtet» geglüht. Der erhal-Drahtgewirklage zu einer Rolle aufgerollt und diese tene Verbundkörper besteht aus mehreren Drahtanschließend in einen Druckzylinder eingegeben und gewirklagen, die in regelloser Orientierung in bezug durch Kolben in axialer Richtung verdichtet aufeinander übereinander angeordnet, bis zu einem

Aus der US-PS 24 23 547 ist es ferner bekannt, io Hohlraumvolumen von bis zu 90 % verdichtet und durch Auswalzen eines Drahtnetzes zu einer flachen aneinandergebunden sind. Die Lagen sind in einer Schicht ein Filiersiebmaterial mit einigermaßen glat- genügenden Anzahl von gewöhnlich mindestens 5 ter Oberfläche herzustellen, das etwa einem durch und vorzugsweise 10 oder mehr und sogar von 50 bis Einbohren von Löchern in ein Metallblech erhaltenen 1000 oder mehr Lagen angeordnet, um einen selbstperforierten Blech entspricht. Solche Siebe haben 15 tragenden, verhältnismäßig unelastischen Verbunddber den Nachteil, daß ihr Schmutzaufnahmevermö- körper von hoher Zugfestigkeit, hoher spezifischer gen viel geringer ist als dasjenige des ursprünglichen Festigkeit und hohem Elastizitätsmodul zu bilden, Drahtnetzes, aus dem das Sieb hergestellt worden ist. der einen mittleren Porendurchmesser von weniger

Die Schmutzmenge, die ein Filter aufnehmen kann, als 200 μ und vorzugsweise weniger als 100 μ aufbevor es sich verstopft, wird als Schmutzaufnahme- 20 weist, der in jeder Einheitsfläche des Gebildes ververmögen des Filters bezeichnet und läßt sich auf hältnismäßig gleichmäßig ist. Die Porosität des Ververschiedene Weise messen. Zu Bezugszwecken wird bundkörpers ist anisometrisch, indem die Anzahl der es gewöhnlich in Gramm genormten Schmutzes je durchgehenden Poren, die sich quer durch die Schicht Oberflächeneinheit des Filters, bestimmt nach einem erstrecken, größer ist als die Anzahl der durchgehengenormten Prüfverfahren, ausgedrückt. 25 den Poren, die sich in seitlicher Richtung, d. h. par-Die US-PS 29 25 650 und 30 49 796 beschreiben allel zu einer Deckebene des Verbundkörpers, er-Drahtgewebe, die einer Spezialbehandlung durch strecken. Die Anzahl der in seitlicher Richtung Sinterbindung unterworfen worden sind, bei der eine durchgehenden Poren kann auf praktisch Null verschwache oder starke Verformung der Drähte an mindert werden, wenn der Verdichtungsgrad hoch ihren Kreuzungsstellen stattfindet, und diese Draht- 30 genug ist, und dies kann für viele Verwendungsgewebe bieten verschiedene Vorteile gegenüber dem zwecke einen Vorteil bedeuten. Die Dicke braucht Material gemäß der US-PS 24 23 547. Die Drähte nicht groß zu sein, sofern nur der Verbundkörper werden nicht nur infolge des Sintervorganges bei der selbsttragend ist, und sie liegt vorzugsweise im BeBehandlung an einer Verschiebung gegeneinander reich von etwa 0,025 bis 12,7 mm.
gehindert, sondern das Fertigerzeugnis weist einen 35 Durch das Glühen werden die Drähte, die durch großen Teil der Eigenschaften des Ausgangsdraht- den Wirkvorgang kaltverfestigt worden sind, ergewebes auf und hat daher, wenn nicht das gleiche, weicht, so daß sie sich bei der Verdichtung biegen so doch ein nahezu ebenso großes Schmutzaufnahme- oder verformen lassen, ohne zu brechen. Obwohl das vermögen. Glühen vorzugsweise an dem Verbundkörper durch-

Schließlich sind aus der US-PS 23 34 623 Draht- 40 geführt wird, um die Glühkosten zu verringern, köngewebelagen bekannt, zwischen denen Lötmetall- nen die Drahtgewirklagen auch geglüht werden, beschichten angeordnet sind. vor sie zu dem Verbundkörper übereinandergeschich-

Drahtgewebefilter weisen jedoch ein wesentlich ge- tet werden.

ringeres Schmutzaufnahmevermögen auf als Draht- Wenn der Draht eine solche Zusammensetzung

gewirke oder andere Filterstoffe. 45 hat, daß beim Wirken nur eine sehr geringe Kaltver-

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen festigung erfolgt, kann das Glühen fortgelassen wer-

Drahtgewirk-Verbundkörper der eingangs erwähnten den.

Art zu schaffen, der ungeachtet einer großen me- Durch das Binden wird der Verbundkörper auf

chanischen Festigkeit auch ein großes Hohlraum- einer bestimmten, ausgewählten Dichte gehalten, die

volumen aufweist. 50 Drähte in dem Verbundkörper werden an einer Ver-

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge- Schiebung gegeneinander gehindert, und das mehrlöst, daß der Verbundkörper ein Hohlraumvolumen schichtige Gebilde erlangt einen hohen Elastizitätsvon mindestens 10%, einen Porendurchmesser von modul von gewöhnlich mindestens 773 kg/cm² sowie weniger als 200 μ und eine Porosität aufweist, die eine hohe Zugfestigkeit und eine hohe spezifische quer durch den Verbundkörper größer als parallel zu 55 Festigkeit,
einer Deckebene des Verbundkörpers ist. Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Er-

AIs Folge der quer durch den Verbundkörper findung werden die Drähte des Drahtgewirks bei der

größeren Porosität wird ungeachtet eines großen Verfahrensstufe des Bindens gesintert, um sie zu

Hohlraumvolumens eine hohe Festigkeit des Ver- einem Stück zu vereinigen. Die Drähte können zu

bundkörpers erzielt. 60 einem Stück vereinigt werden, indem sie vor dem

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung Verdichten gesintert werden, so daß sie sich nicht des Verbundkörpers ist dadurch gekennzeichnet, daß mehr gegeneinander verschieben können. Durch das als Drahtschichten Drahtgewirklagen verwendet Sinterverfahren werden die Drähte gleichzeitig gewerden, die um mindestens 30 % bis etwa 90 %> ihrer glüht. Da die Drähte in dem Stapel aus Drahtgewirkanfänglichen Dicke verdichtet werden. 65 lagen aber bereits an sich stabil genug gegen die

Da diese Verdichtung mittels Hindurchführen der relative Verschiebung beim Verdichten sind, weil sie Drahtgewirklagen durch ein Walzenpaar erfolgen durch das Ineinandergreifen der Drahtmaschen bekann, ohne daß hierzu ein Verdichtungskolben mit nachbarter Laeen an Ort und Stelle

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werden, können sie auch vor dem Sintern, Vorzugs- entfernt voneinander befinden können, an der Schlie-

weise durch Walzen, verdichtet werden. ßung der Poren beteiligen. So können in einem Ver-

Der Walz- und Sintervorgang kann so oft wie ge- bundkörper aus 5 bis 10 Lagen, bei dem die einzelwünscht wiederholt werden, um jede gewünschte nen Drahtgewirklagen ursprünglich Porengrößen von Porosität und Dichte zu erzielen. Unter Umständen 5 500 bis 10 000 μ aufweisen, die der Dicke nach kann die Wirkung eines Walzvorganges durch Ein- durchlaufenden Poren bis auf im Mittel 50 μ oder wirkung von Druck beim Sintern erzielt werden. weniger verkleinert werden.

Das Verfahren gemäß der Erfindung eignet sich Gleichzeitig blockieren diese herausragenden Ma-

zur Herstellung von Verbundkörpern aus Drahtge- sehen die nach der Seite hin durchlaufenden Poren

wirklagen, die aus sehr feinen Drähten mit Durch- io selektiv zu einem stärkeren Ausmaß, als sie die der

messern von wesentlich weniger als 0,25 mm beste- Dicke nach durchlaufenden Poren blockieren, und

hen. Man kann bei dem erfindungsgemäßen Verfah- diese Wirkung verstärkt sich in dem Maße, wie die

ren sogar Drähte mit Durchmessern von 0,05 bis Anzahl der Lagen und der Verdichtungsgrad erhöht

0,1 mm oder noch weniger verwenden, um sehr werden.

dünne mehrschichtige, feste, selbsttragende, verhält- 15 Das Ergebnis ist eine Verstärkung der Anisometrie

nismäßig unelastische Drahtgewirk-Verbundkörper des anfänglichen Drahtgewirks, die so weit gehen

herzustellen, die eine verhältnismäßig große Anzahl kann, daß die in seitlicher Richtung durchlaufenden

von Poren in einem gleichmäßigen Muster und eine Poren vollkommen geschlossen und dadurch besei-

gleichmäßige Porosität quer durch die Schicht hin- tigt werden.

durch, aber nicht parallel zur Deckebene des Ver- 20 Die Gewundenheit der durchlaufenden Poren in

bundkörpers, aufweisen. diesen Verbundkörpern steht im Gegensatz zu der

Nachstehend sind verschiedene Drahtgewirk-Ver- Form der Poren in einem Drahtgewebe mit quadrati-

bundkörper und aus denselben hergestellte Filter- scher Bindung, wobei die Poren gerade durchlaufen,

elemente gemäß der Erfindung beschrieben, und zur oder mit Körperbindung, wobei die Poren Winkel

weiteren Erläuterung wird auf die Zeichnungen Be- 25 bilden,

zug genommen. Die Drahtgewirk-Verbundkörper gemäß der Er-

Ein Drahtgewirk besteht aus Maschenreihen, von findung können aus kettengewirktem oder kuliergedenen jede in die vorhergehende Reihe eingreift und wirktem Drahtnetz in beliebigen Kombinationen von sowohl von der darüber befindlichen als auch von Maschen-, Draht-, Porengrößen, Wirkarten und Mader darunter befindlichen Reihe gestützt wird. Es gibt 30 schenarten hergestellt werden, z.B. mit Flachmaschen zwei Arten von Wirken, nämlich Kulierwirken und oder Linksmaschen, Plattmaschen, Durchbrucharbeit Kettenwirken. Im Kuliergewirk laufen die Maschen oder Fangmaschen, kuliergewirkten Maschen, und als in Querrichtung des Gewirks, und jede Masche ist »Single-Bar«-Trikot, »Double-Bar«-Trikot und MiIamit der Masche einer vorhergehenden Reihe verket- nesekettenwirkmaschen. Es können flachgewirkte und tet. Beim Kettengewirk werden parallele Faden- 35 rundgewirkte Maschen verwendet werden. Rundgescharen in einem Kettenstich vereinigt, wobei zuerst wirkte Maschen können aufgeschnitten oder doppelt eine Fadenschar und dann die andere zickzackförmig verwendet werden.

gelegt wird, um die Fadenscharen zusammenzubin- Die Drahtgewirk-Verbundkörper gemäß der Erfinden, und die Maschen greifen in dem Gewirk sowohl dung können aus Drähten aus jedem beliebigen Mein Schußrichtung als auch in Kettenrichtung inein- 40 tall gewirkt werden. Für Filter werden Metalle beander ein. Kettengewirke haben etwa viermal soviel vorzugt, die gegenüber der zu filtrierenden Flüssigkeit Stiche je cm wie Kuliergewirke und sind von festerem oder dem Gas, das mit ihnen in Berührung kommt, und dichterem Aufbau. indifferent sind und nicht dadurch korrodiert werden.

Wenn Drahtgewirklagen regellos übereinanderge- Rostfreier Stahl ist ein sehr geeigneter Wirkstoff, legt werden, liegen die Poren benachbarter Draht- 45 Auch Aluminium-, Messing- und Bronzedrähte köngewirklagen nicht notwendigerweise in einer Reihe nen verwendet werden. Andere verwendbare Drähte übereinander, weil die Drahtgewirke eine ungleich- bestehen aus Kupfer, Eisen, Stahl, Monelmetall, Momäßige Oberfläche aufweisen, aus der Maschen her- lybdän, Tantal, Niob, Titan, Wolfram, Nickel· ausragen, wodurch eine relative Verlagerung benach- Chrom-Legierungen, Kobaltlegierungen, ferner kornbarter Drahtgewirklagen zustande kommt. Beim Ver- 50 men verchromte Drähte aller Arten, verzinkte Drähtf dichten des Verbundkörper senkrecht zur Gewirk- aller Arten und mit Cadmium überzogene Drähti ebene kann die Verlagerung noch vergrößert werden. aller Arten in Betracht. Alle diese Drähte liefen Daher bilden infolge der regellosen Orientierung der Drahtgewirk-Verbundkörper von hohem Elastizitäts Drahtgewirklagen des Verbundkörpers die durch- modul, wegen des Aufbaues des Verbundkörper laufenden Poren einen äußerst gewundenen Weg. 55 gewöhnlich mindestens 3,3 % des Elastizitätsmodul Gleichzeitig wird dem Verbundkörper wegen der eines massiven Bleches aus dem gleichen Werkstoff relativen seitlichen Verschiebung der Drähte anein- Die Drähte können in den herkömmlichen Textil ander angrenzender Gewirklagen ein anisometrischer Werkmaschinen zu einem Gewirk mit der erforder Charakter erteilt, so daß in seitlicher Richtung durch- liehen Anzahl von Nadelspitzen oder Maschen^cm laufende Poren selektiv blockiert werden. 60 Drahtdurchmessern und Porengrößen verarbeite

Diese relative Verschiebung stellt einen Vorteil werden. Im allgemeinen soll das Gewirk nicht meh

dar, da sie die Größe der durchlaufenden Poren in als etwa 11,8 Maschen je cm aufweisen; eifte unter

dem Verbundkörper vermindert. Maschen benach- Grenze besteht jedoch nicht Wenn das Drahtgewir

barter Gewirklagen ragen in die Poren der nächsten ziemlich offen ist, d. h., wenn die Anzahl der Ma

angrenzenden Gewirklagen hinein und versperren sie 65 sehen nur 0,8cm oder weniger beträgt, können meh

teilweise, und beim Verdichten kann sich dieser Vor- rere Lagen erforderlich sein, ran die Porengröße bi

gang vielmals wiederholen, wobei sich Maschen- zum gewünschten Maximum herabzusetzen, als wen

drähte aus Lagen, die sich sogar um 3 bis 4 Lagen man ein dichteres Gewirk verwendet; wenn jedoc

hie
■π

eine große anfängliche Dicke des Verbundkörpers kein ausschlaggebender Faktor ist, ist dies kein Nachteil.

Die Drähte sind gewöhnlich Monofile. Für Filter werden Drähte mit Durchmessern von weniger als 0,25 mm, insbesondere solche mit Durchmessern von 0,025 bis 0,125 mm, bevorzugt. Diese Drähte können jede beliebige Querschnittsform haben, wie rund, quadratisch, flach, vieleckig, elliptisch oder rechteckig. Auch aus mehreren Drähten bestehende Stränge können verwendet werden.

Unter Umständen ist es für die Verwendung als Filter vorteilhaft, magnetische Drähte zu verwenden oder die Drahtgewirk-Verbundkörper gemäß der Erfindung schichtweise aus magnetischem Drahtgewirk und unmagnetischem Drahtgewirk zusammenzusetzen. In einigen Fällen kann es vorteilhaft sein, wenn sich Lagen aus magnetischem Drahtgewirk mit Lagen aus unmagnetischem Drahtgewirk abwechseln.

Der Schichtkörper gemäß der Erfindung wird hergestellt, indem man eine ausgewählte Anzahl von Drahtgewirklagen übereinanderschichtet. Die Orientierung ist vorzugsweise regellos, da in diesem Falle jede Lage eine etwaige Ungleichmäßigkeit in der nächsten Lage ausgleichen kann und ein Verbundkörper entsteht, der durch und durch gleichmäßig ist; aber auch eine geordnete Orientierung, z. B. das Ablegen abwechselnder Lagen im rechten Winkel oder in einer anderen besonderen Orientierung in bezug auf die nächste untere Lage, kann unter Umständen von Vorteil sein.

Wenn die Drahtgewirke nicht schon zuvor geglüht worden sind, wird der Verbundkörper vorzugsweise zuerst geglüht, um die Drähte zu erweichen. Dies ist besonders wünschenswert, wenn die Drähte Durchmesser von 0,1 mm oder weniger haben. Das Glühen erfolgt bei einer Temperatur und innerhalb einer Zeitspanne, die für das Metall, aus dem die Drähte bestehen, geeignet sind, und zwar gewöhnlich bei Temperaturen von etwa 150 bis 1125° C und für Zeitdauern von 10 Minuten bis 48 Stunden. Beispiele dafür gibt die folgende Tabelle:

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Metall	Temperatur, ⁰C	Zeit, Minuten
Rostfreier Stahl.. Kupfer Stahl .... Monelmetall .... Aluminium	1000 bis 1125 260 bis 650 810 bis 875 875 bis 1000 350 bis 415	10 bis 30 10 bis 30 10 bis 30 10 bis 30 10 bis 180

Nach dem Glühen wird der Verbundkörper verdichtet. Die Verdichtung kann in einer einzigen Stufe oder in mehreren Stufen erfolgen. Wird sie in mehreren Stufen vorgenommen, dann wird der Verbundkörper vorzugsweise nach der ersten Verdichtung gebunden und dann nach jeder weiteren Verdichtung nochmals gebunden. Der Verdichtungsgrad in der letzten Stufe richtet sich dann nach der gewünschten Dichte oder dem gewünschten Hohlraumvolumen und der gewünschten Porengröße.

Die Verdichtung erfolgt senkrecht oder nahezu senkrecht zur Ebene der Lagen des Verbundkörpers, aber nicht mehr als 10° von der Senkrechten abweichend, da bei solchen großen Winkeln eine zu starke Verschiebung erfolgen kann. Die Verdichtung kann unter räumlicher Eingrenzung, z. B. in einer Forrr erfolgen, wird aber vorzugsweise ohne räumliche Eingrenzung, z. B. durch Platten oder Druckwalzen vorgenommen. Walzen werden bevorzugt.

Der Verbundkörper soll der Einwirkung eines Druckes in der Größenordnung von 7 bis 14 C)OO kg/cm² unterworfen werden, und der Druck. dess;en Größe sich nach der Duktilität des Metalls richtet, wird senkrecht zur Metalloberfläche, z. B. durch Walzen oder Prägen, zur Einwirkung gebracht. Wenn der Druck geringer ist als der Verformungsduck des Metalls, aus dem die Drähte bestehen, gewöhnlich etwa 3500 kg/cm², führt er nur zu einer Verdichtung des Verbundkörpers, indem die Lagen und die Drähte dichter zusammengedrückt werden.

Wenn der Druck aber groß genug ist, erzielt man eine Prägewirkung, bei der der Verbundkörper bis auf e:twa lO°/o der anfänglichen Dicke verdichtet werden kann. Eine Verminderung der anfänglichen Dicke um nur 30 °/o kann jedoch ausreichend sein, und vorzugsweise beträgt die Verminderung der anfänglichen Dicke etwa 30 bis 65 °/o.

Nach der Verdichtung werden die Lagen und die Drähte in ihren neuen relativen Stellungen zueinander fixiert, indem sie an ihren Berührungspunkten aneinandergebunden werden. Die Lagen und Drähte können gegebenenfalls durch Schweißen, Hartlöten, Löten oder Sintern oder mit Hilfe von harzartigen Bindemitteln aneinandergebunden werden, die aus Lösung, Dispersion oder aus der Wirbelschicht aufgebracht werden. Infolge der Verdichtung werden die Lagen mechanisch verkettet oder verblockt, so daß ein sehr festes Gefüge entsteht.

Die Bindung durch Hartlöten, Löten, Schweißen oder mit Hilfe eines harzartigen Bindemittels ist zwar durchaus zufriedenstellend, jedoch kann dadurch die Porosität und die Porengröße zu stark vermindert werden. Infolgedessen wird man vielfach das Verbinden der Drähte an ihren Berührungsstellen durch Sintern bevorzugen.

Der Verbundkörper kann gesintert werden, indem man ihn in einer nichtoxydierenden Atmosphäre, wie z. B. in einer reduzierenden Atmosphäre aus Wasserstoff, Kohlenmonoxid oder Gemischen derselben, oder in einer inerten Atmosphäre, z. B. aus Stickstoff, Argon, Helium oder Gemischen derselben, oder im Vakuum durch einen Ofen führt. Das Gewirk wird auf eine Temperatur erhitzt, die nicht höher ist als etwa 11 ° C unter dem Schmelzpunkt des Metalls, aus dem die Drähte bestehen. Im allgemeinen liegt die Temperatur über 540° C. Das Ergebnis ist eine Sinterverbindung des Metalls an den Kreuzungsstellen.

Nach dem Binden kann der Verbundkörper nochmals, z. B. durch Walzen, verdichtet und dann nochmals, z. B. durch Sintern, gebunden werden, und diese Verfahrensstufen können so oft wie erforderlich wiederholt werden, um einen Verbundkörper zu erhalten, der die für die Filtration erwünschten Eigenschaften aufweist. Der fertige Verbundkörper weist im allgemeinen etwa 10 bis 95 % seiner anfänglichen Dicke auf, und seine Porenanisometrie ist derart, daß die Durchlässigkeit für Strömung durch die parallel zur Deckebene des Verbundkörpers verlaufenden Poren weniger als etwa 75 % und vorzugsweise weniger als 60 % der Durchlässigkeit für Strömung durch die Poren beträgt, die sich in Richtung der Dicke erstrecken, und die Durchlässigkeit durch

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die parallel zur Deckebene verlaufenden Poren kann des Drahtgewirk-Verbundkörpers gemäß Fig. 1

auf Null herabgesetzt werden. Die Durchlässigkeit ist F i g. 4 ist ein Querschnitt nach der Linie 4-4 de

als das Strömungsvolumen einer Flüssigkeit oder F i g. 3 und

eines Gases bei der Einheit der Druckdifferenz durch F i g. 5 ist eine Draufsicht (mit teilweise weggebro

einen Einheitswürfel definiert. 5 chener Oberschicht) auf einen rohrförmigen, lost

Als eine von mehreren nebeneinanderliegenden kuliergewirkten Drahtnetzverbundkörper mit unter·

Lagen können auch Drahtgewebe oder Metallplatten schiedlichen Maschendichten und zeigt in einem Teil

oder -bleche verwendet werden, die durchlocht oder das Anfangsgewirk und in einem anderen Teil der

undurchlocht sein können, die sich an der Oberfläche Verbundkörper;

oder im Inneren des Verbundkörpers befinden kön- io Fig. 6 ist ein Querschnitt nach der Linie 6-6 der

nen und die an den Verbundkörper nach irgendeinem Fig. 5, in Richtung der Pfeile gesehen;

der obenbeschriebenen Verfahren gebunden sein kön- Fi g. 7 ist eine Draufsicht auf einen flachen, dicht

nen. Die Kombination des Drahtgewirk-Verbund- kuliergewirkten Drahtnetzverbundkörper und zeigt in

körpers mit einem perforierten Material ist besonders einem Teil das Ausgangsgewirk und in einem ande-

wertvoll, weil sie die Herstellung von leichten, sehr 15 ren Teil den Verbundkörper;

festen Werkstoffen ermöglicht. Eine Schicht von F i g. 8 zeigt in Form eines Diagramms die Abhän-

Metallpulver kann in den Drahtgewirk-Verbundkör- gigkeit der Gasströmung (Nm³/Std./m²) von derRayl-

per eingestäubt oder auf eine oder beide Oberflächen sehen Zahl für einen Drahtgewirk-Verbundkörper

desselben aufgebracht und daran gebunden werden, gemäß der Erfindung,

z. B. nach dem Verfahren der US-PS 30 17 917. 20 Fig. 1 und 2 zeigen einen Drahtgewirk-Verbund-

Gegegebenenfalls können die Drahtgewirk-Ver- körper gemäß der Erfindung, der aus zehn Lagen 1

bundkörper gemäß der Erfindung auch mit anderen eines kettengewirkten »Single-Bare-Trikot-Draht-

Stoffen, wie Drahtgewebe und Metallplatten und netzes mit 4,7 Maschen je cm aus Drähten 2 aus rost-

-blechen, die auch perforiert sein können, zu Schicht- freiem Stahl von 0,1 mm Durchmesser besteht und

stoffen zusammengefügt werden. 25 bis zu einem Hohlraumvolumen von 85 % und einer

Der Drahtgewirk-Verbundkörper kann auch mit Dicke von 1 mm gewalzt und gesintert worden ist.

Faserstoffen, wie anorganischen, metallischen oder Dieser Verbundkörper kann in Scheiben geschnit-

organischen Fasern, wie sie in den US-PS 31 58 532, ten, aber auch zu einer Schicht mit mehreren Riffel-

32 38 056, 32 46 767 und 33 53 682 beschrieben falten geriffelt werden. Eine solche Schicht kann zu

sind, imprägniert und/oder beschichtet werden. 30 einem zylinderförmigen Filterelement verarbeitet

Nach dem Binden kann der Verbundkörper zu werden, wie es in F i g. 3 und 4 dargestellt ist. Filterelementen jeder beliebigen Gestalt mit oder Fig.5 und 6 zeigen einen anderen Drahtgewirkohne Träger verformt werden. Der Verbundkörper Verbundkörper aus 30 Drahtgewirklagen. Die ersten kann durch Riffeln, Falten oder nach anderen Ver- 15 Lagen bestehen aus dem lose kuliergewirkten formungsmethoden in die gewünschte Form gebracht 35 Drahtnetz 5 aus rostfreiem Stahl mit 7,1 Maschen und dann zu einem Filterelement verformt werden, je cm. Beide Drahtgewirke bestehen aus Drähten 3 z. B. durch Biegen einer gewellten Schicht zu einer von 0,05 mm Durchmesser. Der Unterschied zwizylindrischen Form derart, daß die freien Enden der sehen den beiden Drahtgewirken in der Maschen-Schicht sich überlappen, worauf man die freien dichte führt zu einem Verbundkörper, der auf der Enden aneinanderbindet und dadurch den Zylinder 40 (in F i g. 6 dargestellten) Oberseite grobe Poren mit vervollständigt. Dieser Zylinder kann am Ende mit einem mittleren Durchmesser von 50 μ und auf der einer Kappe versehen werden. Man erhält ein starres Unterseite feine Poren mit einem mittleren DurchGebilde, bei dem der Drahtgewirk-Verbundkörper messer von 10 μ aufweist.

als Filterschicht wirkt. Der Drahtgewirk-Verbund- Fig. 7 zeigt einen Drahtgewirk-Verbundkörper körper ist recht widerstandsfähig gegen Verformung 45 aus fünf Schichten 6 aus dicht kuliergewirktem oder Verzerrung unte ziemlich hohen Flüssigkeits- Drahtnetz aus rostfreiem Stahl, welches aus den drücken. Die Drahtgewirk-Verbundkörper können Drähten 7 mit 0,25 mm Durchmesser hergestellt ist. natürlich auch anderweitig verformt werden, und es Das Hohlraiimvolumen des Drahtgewirk-Verbundkann ihnen jede gewünschte Gestalt erteilt werden. körpers wird bestimmt, indem man das scheinbare

F i g. 1 ist eine Draufsicht auf einen starren, ketten- 50 Volumen und das wahre Volumen mißt. Das scheingewirkten Drahtverbundkörper und zeigt an zwei Stel- bare Volumen wird durch Messung der Fläche und len das Ausgangsgewirk bzw. den Verbundkörper; der Dicke bestimmt. Das wahre Volumen wird durch

F i g. 2 ist ein Querschnitt nach der Linie 2-2 der Flüssigkeitsverdrängung mittels einer Flüssigkeit be-

Fig. 1, in Richtung der Pfeile gesehen; stimmt, die das betreffende Erzeugnis benetzt. Das

F i g. 3 ist ein Längsschnitt durch eine Filtereinheit 55 Hohlraumvolumen wird dann nach der folgenden

und ein Filterelement, hergestellt unter Verwendung Gleichung berechnet:

_TT1, , ,„_Λ , / Wahres Volumen des Verbundkörpers \

Hohlraumvolumen = 100-1 — { - )

\ Scheinbares Volumen des Verbundkörpers /

Nach dieser Methode berechnet, haben die erfin- Die Porengröße (der Porendurchmesser) der Drahtdungsgemäß hergestellten Drahtgewirk-Verbundkör- 65 gewirk-Verbundkörper gemäß der Erfindung wird per vorzugsweise Hohlraumvolumina von mindestens nach dem folgenden Versuch bestimmt, der im we-50 % und unter Umständen sogar von 80 °/o und seitlichen gemäß der US-PS 30 07 334 durchgeführt mehr. wird.

Eine Scheibe des zu untersuchenden Materials wird mit einer Flüssigkeit, die das poröse Material benetzt, vorzugsweise Äthylalkohol, getränkt und dann zwischen Kautschukdichtungsringe eingespannt. Das Volumen über der Scheibe wird mit der Flüssigkeit gefüllt. Unter der Scheibe wird der Luftdruck in der Kammer erhöht, bis man beobachtet, daß von einer Stelle des Prüflings ein Strom von Luftblasen aufsteigt. Der effektive Porendurchmesser wird dann nach der bekannten Gleichung:

Porendurchmesser (μ) =

Druck (cm Wassersäule)

berechnet.

Diese Gleichung ist in dem »WADC Technical Report 56-249« vom Mai 1956, betitelt »Development of Filters for 400° F. and 600° F. Aircraft Hydraulic Systems«, von David B. Pail, erhältlich von dem ASTIA Document Service Center, Knott Building, Dayton 2, Ohio, V.St.A., erörtert. Eine genaue Beschreibung des Blasenpunkttests und der Bestimmung der Porengröße aus dem maximalen Teilchen findet sich im Anhang I des genannten Berichts (vgl. auch die US-PS 30 07 334).

K wird bestimmt, indem man gemäß »WADC Technical Report 56-249« die größte kugelförmige Glasperle oder das größte Carbonyleisenteilchen mißt, das noch durch den Prüfling hindurchgeht.

Nach dieser Methode erhält man den maximalen Porendurchmesser. Wenn man den Luftdruck weiter erhöht, bis aus der ganzen Oberfläche des Filtermediums Blasen heraussprudeln (dieser Punkt wird als »offener Blasenpunkt« bezeichnet), kann dieselbe Konstante verwendet werden, um einen mittleren Durchmesser zu berechnen, der für die meisten Poren charakteristisch ist. Untersuchungen haben gezeigt, daß beim Hindurchleiten von Luft mit einer Geschwindigkeit von 70 bis 170 cm/Min, der zur Erreichung des offenen Blasenpunktes erforderliche Druck in Kombination mit dem oben angegebenen K-Wert einen Wert für die Porenöffnung ergibt, der sich dem wahren Mittelwert annähert. Das Verhältnis zwischen der maximalen und der mittleren Porengröße der mikroporösen Körper gemäß der Erfindung liegt im allgemeinen im Bereich von etwa 2:1 bis 4:1, was eine verhältnismäßig geringe Differenz ist, die die Sicherheit und Zuverlässigkeit des Erzeugnisses bedeutend erhöht.

Die folgenden Beispiele beschreiben bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung.

Beispiel 1

Vier Drahtgewirk-Verbundkörper werden aus 0,02794 mm dickem Draht aus rostfreiem Stahl (AISI 347) als Kuliergewirke mit 4,7 bis 7,1 Maschen je cm hergestellt (AISI = American Iron and Steel Institute). 16 Lagen dieses Drahtgewirks werden in regelloser Orientierung zu einem Verbundkörper aufgestapelt und bei 1200° C gesintert. Der Verbundkörper wird in vier Stücke geschnitten, die auf Dikken von 0,1778, 0,1143, 0,0762 bzw. 0,0508 mm ausgewalzt werden Die vier Schichten werden in der angegebenen Reihenfolge aufeinandergestapelt und durch nochmaliges Sintern in den fertigen Verbundkörper übergeführt.

Das Schmutzaufnahmevermögen des fertigen Verbundkörpers wird nach dem folgenden Prüfverfahren bestimmt. Der im vorhergehenden Absatz beschriebene Verbundkörper wird in eine Strömungsvorrichtung mit Hilfe von Dichtungsringen von 8,9 crr Außendurchmesser und 7,77 cm leichter Weite eingespannt und an eine Vorrichtung zum Erzeugen und zum Entspannen von Druck angeschlossen. Durch den Verbundkörper wird eine Hydraulik-Flüssigkeil mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 1,63 m³/ Min./m² geleitet.

ίο Die Hydraulikflüssigkeit besteht aus öl auf Petroleumbasis mit folgenden Daten (bezogen auf das öl einschließlich von Additiven):

Viskosität in Centistokes

bei 54,4° C, Minimum 10,0

bei - 40° C, Maximum 500

Gießpunkt (Max.) -59,4° C

Flammpunkt 93,3° C

Die Strömungsrichtung ist derart, daß die in Strömungsrichtung erste Fläche des Prüflings die 0,1778 mm dicke Fläche (mit dem höchsten Hohlraumvolumen) ist. Genormter feiner Luftreiniger-

»5 prüfstaub wird als Aufschlämmung alle 4 Minuten durch das Staubventil in Einzeldosen von je 0,2 g zugesetzt. Bei dieser Prüfung wird das Reinigungsfilter nicht kurzgeschlossen. 2 Minuten nach jedem Prüfstaubzusatz wird die Druckdifferenz bei der berechneten Strömungsgeschwindigkeit durch die Vorrichtung verzeichnet. Der anfängliche Druckabfall beträgt 0,014 kg/cm², und die zur Ausbildung von Druckdifferenzen an dem Filterkörper von 1, 2,8 bzw. 6,3 kg/cm² erforderlichen Staubmengen betragen 945, 1010 bzw. 1080 kg/m². Nach dem Reinigen der Verbundkörper wird eine Suspension von Glasperlen in öl durch dieselben hindurchgeleitet. Die größte Perle, die dabei noch hindurchgeht, hat einen Durchmesser von 62 μ. Dies ist der maximale Teilchenwert.

Der Luftreinigerprüfstaub hat folgende Zusammensetzung:

Teilchengröße (Mikron) Gewichtsprozent

0 bis 5 39 ± 2

5 bis 10 18 ± 3

10 bis 20 16 ± 3

20 bis 40 18 ± 3

über 40 9 ± 3

Diese Werte bedeuten ein sehr hohes Schmutzaufnahmevermögen, und zwar ein bedeutend höheres als das von Drahtgewebe mit gleichem maximalen Teilchenwert. Für ein Drahtgewebe von quadratischer Webart (325 · 325 · 0,0014) aus rostfreiem Stahl mit einer nominellen Porengröße von 43 μ und einem maximalen Teflchenwert von 51 μ betragen die Teststaubmengen 222, 267 bzw. 279 g/m² für Druckdifferenzen von 1, 2,8 bzw. 6,3 kg/cm².
Für ein Drahtgewebe mit quadratischer Webart (200-200-0,0021) aus rostfreiem Stahl mit einer nominellen Porengröße von 74 μ und einem maximalen Teflchenwert von 38 μ betragen die Teststaubmengen 622, 700 bzw. 755 g/m⁸ für Druckunterschiede von 1, 2,8 bzw. 6,3 kg/cm². Diese beiden Drahtgewebe sind technische Normgewebe für Teilchenentfernungswerte im Bereich von 43 bis 83 μ. Der Drahtgewirk-Verbundkörper gemäß der Erfin-

dung hat daher ein höheres Schmutzaufnahmevermögen als Drahtgewebe von vergleichbarer oder etwas höherer Porengröße.

Beispiel 2

Ein Drahtgewirk-Verbundkörper wird aus Schichten aus Kuliergewirk aus 0,0508 mm dickem Draht aus rostfreiem Stahl mit 4,7 bis 7,1 Maschen je cm hergestellt. Zehn Schichten dieses Drahtgewirks werden aufeinandergestapelt, geglüht und zu einem Verbundkörper von 0,1524 mm Dicke ausgewalzt und bei 1200° C gesintert. Zwanzig Schichten aus dem gleichen Drahtgewirk werden aufeinandergestapelt, geglüht und zu einem Verbundkörper von 0,2032 mm Dicke ausgewalzt und bei 1200° C gesintert. Zehn Schichten aus dem gleichen Drahtgewirk werden aufeinandergestapelt, geglüht und zu einem Verbundkörper von 0,0584 mm Dicke ausgewalzt und bei 1200° C gesintert. Die drei Verbundkörper werden dann in der angegebenen Reihenfolge aufeinandergeschichtet und durch nochmaliges Sintern zu einem anisometrischen Verbundkörper verarbeitet.

Der in diesem Beispiel verwendete rostfreie Stahl hatte die folgende Zusammensetzung: 17 bis 19 % Cr, 9 bis 13 »/ο Ni, Rest Fe.

Das Schmutzaufnahmevermögen und der maximale Teilchenwert dieses Drahtgewirk-Verbundkörpers werden nach dem Verfahren des Beispiels 1 bestimmt. Die Gewichtsmengen an Teststaub für Druckunterschiede von 1, 2,8 bzw. 6,3 kg/cm² betragen 622,667 bzw. 867 g/m«.

Der maximale Teilchenwert beträgt 71 μ.

Beispiel 3

Ein Drahtgewirk-Verbundkörper wird aus 64 Lagen Kuliergewirk aus 0,02794 mm dickem Draht aus rostfreiem Stahl. Zusammensetzung wie im Beispiel 2, mit 4,2 bis 7,1 Maschen je cm hergestellt, die Lagen werden aufeinandergestapelt, geglüht und zu einem Verbundkörper von 0,7112 mm Dicke ausgewalzt und bei 1200° C gesintert.

Das Schmutzaufnahmevermögen und der maximale Teilchenwert dieses Verbundkörpers werden nach Beispiel 1 bestimmt, wobei jedoch die Strömungsgeschwindigkeit 2,04 m^s/Min./m² beträgt. Die Teststaubmengen für Druckunterschiede von 1, 2,8 bzw. 6,3 kg/cm² betragen 1010, 1190 bzw. 1335 g/m².
Der maximale Teilchenwert beträgt 60 μ.

Beispiel 4

Man arbeitet nach Beispiel 3, wobei jedoch der Verbundkörper zu einer Dicke von 0,4572 mm ausgewalzt und gesintert wird.

Das Schmutzaufnahmevermögen und der maximale ίο Teilchenwert dieses Verbundkörpers werden nach Beispiel 3 bestimmt. Die Teststaubmengen für Druckdifferenzen von 1, 2,8 bzw. 6,3 kg/cm² betragen 710, 755 bzw. 888 g/m².

Der maximale Teilchenwert beträgt 31 μ.

Beispiels

Die Verbundkörper gemäß Beispiel 3 und 4 werden aufeinandergestapelt und bei 1200⁰C gesintert. Der so erhaltene Verbundkörper wird, wie im Beiao spiel 1, mit dem 0,7112 mm dicken Teil stromaufwärts gerichtet, in eine Strömungsvorrichtung eingespannt.

Das Schmutzaufnahmevermögen und der maximale Teilchenwert dieses Verbundkörpers werden nach as Beispiel 3 bestimmt. Die Teststaubmengen für Druckdifferenzen von 1, 2,8 bzw. 6,3 kg/cm² betragen 900, 1000 bzw. 1075 g/m*.
Der maximale Teilchenwert beträgt 30 μ.

Beispiele 6 bis 19

Es wird eine Reihe von Drahtgewirk-Verbundkörpern aus Kuliergewirken aus rostfreiem Stahl, Zusammensetzung wie Beispiel 2, mit Drahtdicken von 0,0508, 0,0762 und 0,1015 mm hergestellt, wie in Tabelle I angegeben. Die Drahtgewirke werden in der in der Tabelle genannten Anzahl von Lagen aufgestapelt, bei 1150 bis 1400° C gesintert, auf die in der Tabelle angegebene Dicke ausgewalzt und dann bei 1100 bis 1250° C nochmals gesintert. Die bei der Prüfung dieser Verbundkörper bestimmten Blasenpunkte, Luftströmungsgeschwindigkeiten, Druckdifferenzen und Rayischen Zahlen sind ebenfalls in der Tabelle angegeben. Die Rayische Zahl ist ein MaG für den Strömungswiderstand, wie nachstehend erörtert.

Tabelle I

Beispiel	Draht durchmesser	Anzahl von Lagen	Dicke	Blasenpunkt, cm Wassersäule	erster	zehnter	offen	Δ P, cm Wassersäule	Luftge schwin digkeit	Staub menge	Rayische Zahl
	mm		mm	4,45	4,57	5,6		m/Sek.	g/m¹
6	0,0508	m	1,1684	5,46	6,73	9,65	6,86	3	2293	10
7	0,0508	122	0,6604	7,88	8,65	12,7	20,32	3	2342	32
8	0,0508	122	0,6096	7,88	8,9	9,91	30,48	3	2342	50
9	0,0508	242	1,0922	10,92	12,7	17,02	30	3	3904	50
10	0,0508	242	0,8128	13,21	14,99	26,4	0,19 kg/cm²	3	3904	150
11	0,0508	242	0,6858	20,07	27,5	62	0.844 kg/cm²	3	3904	450
12	0,0508	242	0,5334	2,54	3,56	6,6	0,7 kg/cm²	0,76	3904	2250
13	0,0762	56	0,4318	2,54	3,3	6,35	6,86	3	2196	10
14	0,0762	70	0,6096	4,57	5,08	8,65	7,62	3	2537	Π
15	• 0,0762	152	1,27	5,08	6,1	10,67	18	3	3660	32
16	0,0762	1<P.	1,1176	2,54	3,05	5,6	30,8	3	3660	50
17	0,1016	32	0,4826	3,81	4,83	8,4	10,16	3	2537	Π,!
18	0,1016	70	0,9652	4,57	6,1	9,41	26,9	3	4391	35
19	0,1016	82	1,1684	36,7	3	4880	50

Für einige der Beispiele der Tabelle I werden die Bruchfestigkeit, die spezifische Festigkeit (Verhältnis der Bruchfestigkeit zum Gewicht der Flächeneinheit) Bnd der Youngsche Modul bestimmt. Diese Werte §nden sich in Tabelle II.

Tabelle II

Beispiel	Bruchfestigkeit	Spezifische Festigkeit	Youngscher Modul
	kg/m	m*	kg mm²
6	5 160	2235	2953
7	5 107	2179	5695
8	5 571	2377	7171
17	5 303	2089	8015
18	10 624	2418	8789
19	13 124	2688	7242

Zum Vergleich mit den Beispielen 1 bis 19 gibt Tabelle III ähnliche Werte für eine Anzahl von gesinterten Drahtgewebeerzeugnissen von vergleichbarem Gewicht und vergleichbarer Porengröße aus dem gleichen rostfreien Stahl.

Tabelle III

	A	Drahtgewebeprobe	C	Webart	3416	D	2928
		B	gesinterter Körper
	2245	5571	gesintertes quadra tisches Gewebe	5000
		34	2928	50
Gewicht, g/m²	3321;
Bruchfestig	mv ι 10	1630	4643	1707
keit, kg/m...	1479;		35
Rayische Zahl	1829*
Spezifische		3234	1585	3726
Festigkeit, m
Youngscher	914
Modul,	3445
kg/mm²

* Richtungsabhängige Eigenschaften.

werden in der in der Tabelle angegebenen Zahl von Lagen aufeinandergestapelt, bei Π50 bis HOO⁰C gesintert, auf die in der Tabelle angegebene Dicke (0,254 bis 1.27 mm) ausgewalzt und bei 1100 bis 1250° C nochmals gesintert, worauf die Rayische Zahl und die Zugfestigkeit bestimmt werden.

Tabelle IV

₂₅

30

	Draht	Gewicht	Anzahl von Lagen	Rayi sche Zahl	Dicke
Beispiel	durch messer	g/m^s			mm
	mm	2293	24	10	0,3175
20	0,1016	3660	112	59	0,7874
21	0,0762	2830	94	43	0,6223
22	0,0762	4880	82	32	1,2319
23	0,1016	4148	66	50	0,8255
24	0,1016	3513	52	45	0,5969
25	0,1016	2976	44	44	0,5461
26	0,1016	2586	40	35	0,4445
27	0,1016	3074	50	32	0,6223
28	0,1016	3660	60	38	0,7366
29	0,1016	3172	212	32	1,0795
30	0,0508	3172	212	50	0,9144
31	0,0508	3904	242	32	1,2192
32	0,0508

Beispiele 33 bis 35

Für Anwendungszwecke, bei denen hohe Festigkeit erforderlich ist, kann der zweite Sintervorgang fortgelassen werden, so daß das Drahtgewirk in einem kaltverfestigten Zustand verbleibt, oder man kann vergütbare Metalle verwenden. Beispiel 33 erläutert die erstere Arbeitsweise, die Beispiele 34 und 35 erläutern die letztere. Diese Verbundkörper werden aus kuliergewirktem Drahtnetz aus der in Tabelle V angegebenen Stahllegierung hergestellt, in der angegegebenen Anzahl von Lagen aufeinandergestapelt, bei 1150 bis 1400° C gesintert und auf die in der Tabelle angegebene Dicke ausgewalzt. In den Beispielen 34 und 35 werden die Produkte bei 1100 bis 125O⁰C nochmals gesintert und bis zur Erreichung der maximalen Festigkeit nach den Empfehlungen des Drahtherstellers vergütet. Die Rayische Zahl, die Bruchfestigkeit und die spezifische Festigkeit werden für alle Beispiele bestimmt.

Alle obigen Werte beziehen sich auf doppelt gesintertes Material, so daß das Drahtnetz mindestens teilweise geglüht worden ist, und die Schwankungen in der spezifischen Festigkeit sind nicht sehr groß. Dies bedeutet, daß bei allen Legierungen die Bruchfestigkeit etwa proportional dem Materialgewicht ist und daß das Ausmaß der Verdichtung, dem das Material unterworfen worden ist, höchstens eine geringe Wirkung hat.

Die anisometrischen Verbundkörper erweisen sich als zufriedenstellend als Luft- und Flüssigkeitsfilter.

Beispiele 20 bis 32

Es wird eine Anzahl von Drahtgewirk-Verbundkörpern aus Kuliergewirk aus rostfreien Stahldrähten, Zusammensetzung wie Beispiel 2, mit Durchmessern von 0,0508, 0,0762 bzw. 0,1016 mm hergestellt, wie in Tabelle IV angegeben. Die Drahtgewirklagen

Tabelle V

Legierung

Drahtdurchmesser, mm
Anzahl von Lagen ....
Zweimal gesintert ....

Vergütet

Gewicht, g/m²

Rayische Zahl

Dicke, mm

Bruchfestigkeit, kg/m ..
Spezifische

Festigkeit, m

Beispiel 34

AISI347

0,1016

nein

1366

0,3048 5053

3694

AM 355

0,1016

20

ja

1269

10

0,2032 5821

4602

ARMCC

17-4ΓΗ

0,1016

ja 1317

0,254 5446

4127

Diese Verbundkörper verhalten sich recht zufriedenstellend als Filter.

AM 355 ist eine rostfreie Stahllegierung mit 4,5 ⁰Zo Ni, 15,5 «A. Cr, 3 °/o Mo und der Rest Fe.

Die Verbundkörper gemäß der Erfindung weisen bei einer gegebenen Rayischen Zahl und einem gegebenen Gewicht (man vergleiche die Tabellen II und III) eine höhere Bruchfestigkeit und spezifische Festigkeit sowie einen höheren Elastizitätsmodul auf als Drahtgewebe. ίο

Beispiele 36 bis 39

Die Drahtgewirke weisen eine gleichmäßigere Durchlässigkeit über ihre ganze Fläche hinweg auf als Drahtgewebe von vergleichbarer nomineller Durchlässigkeit. Vier Drahtgewirk-Verbundkörper und vier Verbundkörper aus Drahtgewebe werden an 16 verschiedenen Stellen der betreffenden Fiächengebilde, die eine Größe von 45,7 · 121,9 cm aufweisen, auf ihre Rayische Zahl untersucht. Die Ergebnisse finden sich in Tabelle VI.

Tabelle VI

	Art	Mittlere	^fc ^> Γι itrn ^^	Schwan
Beispiel	Gewirk	Rayische Zahl	ocnwan- kung	kung ⁰O
36		10	±0,3	3,0
Kontroll	Gewebe
probe E	Gewirk	13	+ 1	7,7
37		20	±1	5,0
Kontroll	Gewebe
probe F	Gewirk	27,5	±2,5	9,1
38		31	±2	6,5
Kontroll	Gewebe
probe G	Gewirk	34	+ 6 -2	+ 17,6 — 8 8
39		50	— J ±3	— ö,ö 6
Kontroll	Gewebe
probe H	50	±8	16

In allen Fällen ist die prozentuale Schwankung bei den Drahtgewirk-Verbundkörpern niedriger als bei dem Drahtgewebe, nämlich 3 bis 6,5 %> im Vergleich zu 7,7 bis 17,6o/o.

Beispiel 40

Ein Drahtgewirk-Verbundkörper wird aus 122 Lagen Kuliergewirk aus 0,0508 mm dickem rostfreiem Stahldraht (AISI 347) mit 4,7 bis 7,1 Maschen je cm hergestellt. Diese Lagen werden auf ein perforiertes Blech aus rostfreiem Stahl (AISI 304) aufgestapelt, dessen Löcher Durchmesser von 0,71 mm aufweisen und in einem gleichseitigen Dreiecksmuster mit Mittelpunktsabständen von 1,6 mm angeordnet sind, und das Ganze wird bei 1200° C gesintert, ausgewalzt und nochmals gesintert. Der fertige Verbundkörper hat eine Durchlässigkeit von 50 Rayl, ein Gewicht von 5367 g/m², einen Youngschen Modul von 9140 kg/mm², eine Bruchfestigkeit von 18 213 kg/m und eine spezifische Festigkeit von 3,39 m.

Wenn man perforiertes Blech aus Legierungen von hoher Festigkeit, z. B. aus ausgehärteten Legierungen, verwendet, die an Drahtgewirk-Verbundkörper von niedrigerer oder höherer Streckgrenze gebunden sind, kann man sogar noch bessere mechanische Eigenschaften erzielen.

Einige Legierungen von hoher Festigkeit sind in Form feiner Drähte nicht erhältlich oder sehr kostspielig. Durch Kombinieren perforierter Bleche aus Legierungen von sehr hoher Festigkeit mit Drahtgewi rk-Verbundkörpern aus leicht erhältlichem Draht erhält man Produkte von hoher Festigkeit zu niedrigen Kosten.

Beispiel 41

Ein Wabenkörper wird mit zwei Drahtgewirk-Verbundkörpern gemäß der Erfindung hergestellt. Der eine Drahtgewirk-Verbundkörper wird nach Beispiel 18, der andere nach Beispiel 19 hergestellt. Ein im Handel erhältlicher Wabenkern aus 0,1016 mm dicker Folie aus rostfreiem Stahl, der eine Dicke von 11,1125 mm aufweist und aus 9,525 mm großen Zellen besteht, wird zwischen die beiden Verbundkörper gelegt, und das Ganze wird zwischen zwei ebenen Platten bei 1200° C gesintert. Die beiden Endflächen haften gut an dem Wabenkern an, und es wird kein meßbarer Rückgang in ihrer Porosität festgestellt.

Beispiele 42 bis 46

Nach dem Verfahren des Beispiels 41 werden Wabenkörper hergestellt, wobei jedoch nur die eine der beiden Flächen aus einem Drahtgewirk-Verbundkörper besteht. Die Einzelheiten sind in Tabelle VI angegeben.

Tabelle VI

35

40

45

Beispiel	Draht gewirk körper nach Beispiel	Andere Fläche
42 43 44 45 46	6 6 7 8 20	0,0762 mm dickes massives Blech aus rostfreiem Stahl 0,0762 mm dickes perforiertes Blech aus rostfreiem Stahl 0,508 mm weite, gegeneinander ver setzte Löcher, 23% offene Fläche 0,0762 mm dickes perforiertes Blech aus rostfreiem Stahl 0,508 mm weite, gegeneinander ver setzte Löcher, 23 Vo offene Fläche Gesinterter Drahtgewebekörper, 58 Rayl, Dicke 0,4318 mm, Ge wicht 1171 g/m⁸ Gesinterter Drahtgewebekörper, 13 Rayl, Dicke 0,4318 mm, Ge wicht 1073 g/m²

55 Alle Produkte zeigen ein gutes Anhaften und keine meßbare Abnahme der Porosität der aus dem Drahtgewirk-Verbundkörper bestehenden Fläche.
Die Drahtgewirk-Verbundkörper gemäß der Erfindung eignen sich in Anbetracht der unverhältnismäßig starken Strömung in der Dickenrichtung, ihres ungewöhnlichen Schmutzaufnahmevermögens, ihres niedrigen Strömungswiderstandes, ihres Teilchenentfernungsvermögens und ihrer hohen Festigkeit besonders als Flüssigkeitsfilterelemente. Eine typische Filtereinheit mit einem Drahtgewirk-Verbundkörper gemäß der Erfindung als Filterelement ist in F i g. 3 und 4 dargestellt.

Die Filtereinheit gemäß Fig.3 und 4 weist ein Filtergehäuse oder einen Kopf 40 mit einem Einlaßkanal 41 und einem Auslaßkanal 42 auf, welcher letztere in die Filterkerze 43 eiamündet, die in den unteren Fortsatz 44 des Kopfes eingeschraubt ist. In der Filterkerze 43 ist im Weg der Flüssigkeitsströmung vom Einlaß 41 zum Auslaß 42 durch die Kerze 43 ein Filterelement 45 aus einen: wellenförmig geriffelten Zylinder aus dem Drahtgewirk-Verbunukörper 46 gemäß der Erfindung aus rostfreiem Stahl sowie ein innerer Trägerkern 47 angeordnet der zwischen der oberen Endkappe 49 und der unteren Endkappe SO festgehalten wird. Die obere Endkappe 49 greift unter der Schubwirkung der Tellerfeder 48, die sich am Boden der Kerze 43 befindet in die nach unten ragende Wand Sl des Auslasses 42 unter Bildung einer Abdichtung ein, so daß alle Flüssigkeit, die in die Filterkerze 43 c'urch den Einlaß 41 austritt, die Filterkerze nur durch das Filterelement 45 verlassen kann.

Um eine ununterbrochene Flüssigkeitsströmung für den Fall der Verstopfung des Filterelements zu gewährleisten, ist eine Umgehungsleitung 60 mit einem Rückschlagventil 61 vorgesehen, das sich bei einer bestimmten Druckdifferenz zwischen dem Einlaßkanal 41 und dem Auslaßkanal 42 öffnet.

Das Manometer 62 spricht auf einen zuvor eingestellten Druckunterschied zwischen dem Einlaß-

kanal und dem Auslaßkanal an und zeigt die Verstopfung des Filters an.

Bei der normalen Strömung tritt Flüssigkeit in den Kopf 40 durch den Einlaß 41 ein, gelangt in die Filterkerze 43 außerhalb des Filterdrahtnetzes 46, strömt durch das Drahtnetz und den Kern 47 in den davon eingeschlossenen offenen Raum 63 und tritt als gefilterte Flüssigkeit durch den Auslaß 42 aus.

Wenn das Filterdrahtnetz 46 sich durch die suspendierten Verunreinigungen, die es der Flüssigkeit entzogen hat, verstopft, steigt der Druckabfall am Filter und erreicht schließlich den festgelegten Wert, bei dem der Druckanzeiger 62 betätigt wird und die Verstopfung des Filters anzeigt, worauf man die Umgehungsleitung 60 öffnet, um eine fortgesetzte Flüssigkeitszufuhr zum Auslaß 42 zu gewährleisten. Die Filtereinheit kann dann herausgenommen, die Filterkerze entfernt und das Filterelement ersetzt werden.

Das dargestellte Filterelement ist zylinderförmig; man kann jedoch jede geschlossene Form verwenden sowie auch flache Platten. Das Filterelement kann mit jeder Art von Armatur versehen sein, um es in dem Gehäuse der Filtereinheit so zu befestigen, daß sämtliche Flüssigkeit durch das Filter fließen muß. Vorzugsweise wird der Filterkörper gewöhnlich geriffelt oder gefaltet ausgebildet, damit er in einem kleinen Raum die größtmögliche Oberfläche bietet.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Gas- und flüssigkeitsdurchlässiger Drahtgewirk-Verbundkörper von mehrschichtigem Aufbau, insbesondere zur Verwendung als Filter, mit einer Mehrzahl von Drahtgewirklagen, welche durch Verdichtung miteinander verwirrt und welche an ihren Berührungsstellen aneinandergebunden sind, wobei die verdichteten Drähte nahezu vollständig in Ebenen liegen, die zu den Deckebenen des Porosität aufweisenden Verbundkörpers ungefähr parallel verlaufen, dadurchgekennzeichnet, daß der Verbundkörper ein Hohlraumvolumen von mindestens lO°/o, einen Porendurchmesser von weniger als 200 μ und eine Porosität aufweist, die quer durch den Verbundkörper größer als parallel zu einer Deckebene des Verbundkörpers ist.

2. Verbundkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er eine Dicke von etwa 0,0254 bis 1,27 mm aufweist.

3. Verbundkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drähte in einer jeden Lage an der Grenzfläche der Lagen durch Sintern aneinandergebunden sind.

4. Verbundkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagen aus Kuliergewirk bestehen.

5. Verbundkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagen aus Kettengewirk bestehen.

6. Verbundkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagen aus einem Gewirk mit weniger als 11,8 Maschen je cm bestehen.

7. Verbundkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er aus rostfreiem Stahldraht besteht.

8. Verbundkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er aus mindestens fünf Drahtgewirklagen besteht.

9. Verbundkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drähte an ihren Kreuzungsstellen so verformt sind, daß sie an diesen Stellen eine geringere Höhe und eine größere Breite aufweisen.

10. Verbundkörper nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Elastizitätsmodul von mindestens 3,3 % des Elastizitätsmoduls eines massiven Bleches aus dem gleichen Metall.

11. Verbundkörper nach den Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der verwendete Draht einen Durchmesser von weniger als 0,254 mm aufweist.

12. Verbundkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drähte an ihren Berührungsstellen so verformt sind, daß sie an diesen Stellen eine geringere Höhe und eine größere Breite aufweisen und erweiterte Teile bilden, die sich seitlich in die Ebene der Schicht hinein erstrecken.

13. Verbundkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drähte homogen und gleichmäßig durch Eindiffundieren von Metall aus angrenzenden Drähten an den Berührungsstellen zu einem zusammenhängenden, homogenen, einstückigen Metallstück verbunden sind.

14. Verbundkörper nach Anspruch 1, dadurch

gekennzeichnet, daß am genannten Aufbau weitere Drahtgewebeschichten gebunden sind.

15 Verbundkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am genannten Aufbau eine weitere Schicht aus perforiertem Metallblech gebunden !St. UIJJ L

16 Verbundkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am genannten Aufbau eine weitere Schicht aus unporösem Metallblech gebunden ist U₁JJ.

17 Verbundkörper nacn Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drahtgewirklagen ein zusammenhängendes, homogenes, emstuckiges Netz bilden und die Metalldrähte miteinander Maschenstäbchen mit Maschenstäbchen, Maschenstäbchen mit Maschenreihe und Maschenreihe mit Maschenreihe in Berührung stehen und weniger als 11,8 Maschen je cm aufweisen.

18 Verfahren zur Herstellung eines porösen, gas- und flüssigkeitsdurchlässigen Drahtgewirk-Verbundkörpers von mehrschichtigem Aufbau nach Anspruch I bis 17, bei welchem man mehrere ebene Drahnschichten zu einem Stapel ubereinanderschichte:, den Stapel in ungefähi senkrechter Richlune zu den Ebenen der Drahtschichten, insbesondere durch Walzen, zusammenpreßt und die Drähte und Lagen des Stapels zu einem einstückigen, mehrschichtigen Körper anemanderbindet, dadurch gekennzeichnet, daß als Drahtschichten Drahtgewirklagen verwendet werden, die um mindestens 30 bis etwa 90 »/0 ihrer anfänglichen Dicke verdichtet werden.

19 Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß man die Drahtgewirklagen vor dem Verdichten glüht.

20. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß man den Stapel in zwei Verdichtungsvorgängen verdichtet und die Drähte und Lagen des Stapels nach jeder Verdichtung aneinandergebunden sind.

21. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß man die sich berührenden Drähte durch Sintern bleibend aneinanderbindet.