KR100977693B1 - 용접 공정을 반복적으로 실행함으로써 플리스를 형성하는금속 섬유의 용접 방법, 용접 장치 및 용접된 금속 섬유를포함하는 플리스 - Google Patents

용접 공정을 반복적으로 실행함으로써 플리스를 형성하는금속 섬유의 용접 방법, 용접 장치 및 용접된 금속 섬유를포함하는 플리스 Download PDF

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Abstract

본 발명은 금속 섬유 (2) 로 이루어진 플리스 (1) 를 제조하는 방법 및 제조 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 층 (3) 에는 금속 섬유가 형성되며, 상기 섬유는 플리스를 형성하기 위해 서로 용접된다. 용접 공정은 플리스의 섹션에 대해 반복 수행된다. 본 발명은 특히 자동차 산업에 있어서 배기 가스 처리 유닛을 위한 금속 섬유 플리스에 관한 것이다.
플리스의 제조 방법, 플리스, 금속 섬유의 용접 장치.

Description

용접 공정을 반복적으로 실행함으로써 플리스를 형성하는 금속 섬유의 용접 방법, 용접 장치 및 용접된 금속 섬유를 포함하는 플리스{METHOD AND DEVICE FOR WELDING METALLIC FIBERS TO FORM A FLEECE BY REPEATEDLY CARRYING OUT A WELDING PROCESS, FLEECE COMPRISING WELDED METALLIC FIBERS}
본 발명은 금속 섬유로부터 플리스를 제조하는 방법, 금속 섬유의 용접 장치, 및 이러한 방법으로 제조되고 특히 내연 기관으로부터의 배기 가스 흐름을 필터링하기 위해 사용되는 플리스에 관한 것이다.
환경을 위하여, 배기 가스 내에 함유된 오염 물질에 관하여 내연 기관에 의해 발생한 배기 가스를 처리할 필요가 있다. 이러한 상황에서, 배기 가스 내에 함유된 가스 성분 및/또는 고체 성분에 대해 배기 가스를 정화하는 것이 공지되어 있다. 이러한 목적을 위해서, 촉매 작용에 의하여, 예컨대 미립자 또는 재와 같이 배기 가스의 고체 성분을 적어도 일시적으로 억제하는 필터링 작업과 동일한 방식으로 화학 반응이 이용된다. 이러한 목적을 위해서, 배기 가스는 보통 하나 이상의 배기 처리 유닛, 예컨대 촉매 변환기, 흡수 장치, 미립자 포집기 등을 통과해 유동한다. 사용 가능한 필터 매질에 대해서는, 가스 침투성 금속 섬유 플리스를 사용하는 것이 공지되어 있다. 본 발명은 특히 이러한 목적을 위한 섬유 플리스의 제조에 관한 것이다.
예컨대 가솔린 또는 디젤 엔진과 같은 내연 기관 내에서의 단속적인 연소 때문에, 상당한 열 및 동적 하중이 배기 시스템 내의 그러한 섬유 플리스에 발생한다. 따라서, 이러한 종류의 섬유 플리스가 특히 높은 강도를 갖도록 만들 필요가 있다. 한편, 이는 금속 플리스의 원하는 필터 작용이 영구적으로 유지되지 않게 할 수도 될 수도 있고, 또 한편, 그러한 환경 하에서 부착된 섬유는 하류 배기 정화 유닛 또는 심지어 주위의 사람에게도 위험 요소가 된다.
그러한 섬유 플리스의 제조에 있어서, 용접 이음매 및/또는 소결 이음매를 상기 플리스의 섬유들 사이에 형성하는 방법이 공지되어 있다. 일련의 작업 내에서의 그러한 섬유 플리스의 연속적인 제조에 관해서는, 고속으로 수행될 수 있으므로, 용접법이 사용되는 것이 바람직하다. 하지만, 이러한 상황에서 용접 이음매는 원하는 정도의 적절한 공정 신뢰도로 제조될 수 없음이 알려져 있다.
이를 기초로, 본 발명의 목적은 적어도 부분적으로는 종래 기술을 참고해 설명된 기술적인 문제점을 완화하는 것이다. 특히, 여기서는 금속 섬유로부터 플리스를 제조하는 방법, 및 공정에 대해 및 일련의 제조 동안 신뢰할 수 있도록 충분한 수의 플리스 지점에서 용접 이음매를 만드는 금속 섬유의 용접 장치를 제공하는 것이다. 특히 여기서는 자동차 내연 기관의 배기 시스템에서의 열적 하중 및 동적 하중을 견디는 섬유 플리스를 제공하고자 한다. 또한, 이러한 목적의 사용에 적합한 플리스가 제공될 것이다.
이러한 목적은 특허 청구 범위 제 1 항에 따른 특징을 갖는 플리스의 제조 방법 및 제 5 항에 따른 특징을 갖는 금속 섬유의 용접 장치에 의해 달성된다. 본 발명의 또 다른 유리한 구성은 각각 종속항으로 특허 청구 범위에 명확히 기술되어 있다. 본 특허 청구항에 개별적으로 나타난 특징은 이곳에 기술되는 어떤 청구항과도 기술적으로 의미 있는 방식으로 서로 조합될 수 있으며, 그로 인해 본 발명의 또 다른 구성이 제공될 수 있다.
본 발명에 따른 금속 섬유로부터 플리스를 제조하는 방법은,
a) 금속 섬유를 갖는 층을 형성하는 단계, 및
b) 금속 섬유를 서로 용접하여 플리스를 형성하는 단계 중 하나 이상을 포함하며, 상기 단계 b) 는 플리스의 일부분에 대해 용접 공정을 반복 수행하는 단계를 포함한다.
"플리스" 는 특히 2 차원 형태를 의미하는 것으로, 플리스를 형성하는 섬유는 서로에 대해 질서 있게 또는 임의로 배열 가능하게 된다. 플리스의 예로서는, 부직포, 격자 구조체, 편성포, 임의로 깔린 층 등이 있다. 플리스는 원칙적으로 하나 이상의 추가 재료, 예컨대 다양한 종류의 플리스, 분말 등을 포함할 수도 있으며, 분말은 결국 플리스에 고정되어 결합된다. 플리스는 내고온성 및 내부식성 재료로 된 섬유로 형성된다. "섬유" 는 특히 기다란 요소를 지시하며, 특히 와이어, 칩 등의 형태인 요소를 포함한다. 금속 섬유는 실질적으로 원형, 타원형 또는 다각형으로 되어 있을 수 있다. 평평한 단면을 갖는 섬유가 특히 바람직하다. 금속 섬유는 특히 기초 재료로서 강을 실질적으로 포함하는 재료를 포함하며, 고비율의 크롬 (예컨대 18 ~ 21 wt%) 및/또는 알루미늄 (예컨대 4.5 wt% 이상, 특히 5.5 wt% 이상) 이 제공되는 것이 바람직하다. 원칙적으로, 알루미늄 코팅된 섬유 또한 사용될 수 있다. 이러한 금속 섬유는 0.1 ~ 50 mm (특히 1 ~ 10 mm) 인 범위의 섬유 길이 및 0.01 ~ 0.1 mm (특히 0.02 ~ 0.05 mm) 범위의 섬유 직경을 갖도록 형성되는 것이 바람직하다. 플리스의 다공도는 30 ~ 80 %, 특히 45 ~ 60 % 의 범위로 발생하는 것이 바람직하다.
단계 a) 에 따른 층의 형성은 예컨대 기재에 섬유를 살포하는 단계를 포함하고, 이에 의해 한 섬유의 일부분 이상이 다른 섬유의 상부에 놓이게 된다. 일단 층이 원하는 단위 면적당 두께 또는 원하는 단위 면적당 중량 (예컨대 250 ∼ 1500 g/㎡) 을 갖는 경우, 금속 섬유의 이러한 느슨한 상호 연결 구조는 그 후 용접 공정으로 전해지게 된다.
단계 b) 에 나타난 바와 같이, 섬유 서로 간의 용접은 플리스 또는 층의 일부분에 대한 용접 공정의 반복적인 수행에 의해 이루어진다. 일부분은 특히 수송 방향에서의 플리스 또는 층의 부분적인 영역을 의미하는 것이다. 용접 공정은 그러한 일부분에 보통 작용하고, 다양한 섬유 사이의 다수의 용접 이음매는 이 일부분 내에서 실질적으로 동시에 만들어진다.
여기서, 그러한 일부분이 용접 공정 내에 반복적으로 놓이며, 각 경우에 다양한 용접 이음매가 발생된다. 이러한 방식에서, 특정한 수의 용접 이음매는 제 1 용접 공정에 의해 그 일부분 내에 발생되고, 이 일부분은 또 다른 용접 공정으로 전해지며 또 다른 용접 이음매가 이러한 제 2 용접 공정 동안 발생된다. 용접 공정은 2 회 수행되는 것이 바람직하다.
용접 공정으로는, 저항 용접 공정이 사용되는 것이 바람직하다. 관계된 용접 공정 횟수는 다양한 용접 방법에 의해 수행될 수 있으나, 동일 용접 방법의 두 가지 용접 공정이 수행되는 것이 바람직하며, 이는 이러한 방법으로 용접 설비에 관한 기술 비용을 감소시킬 수 있기 때문이다. 용접 공정의 수행은 제어 방식으로 수행되는 것이 유리하며, 즉, 특히 저항 용접 방법이 사용되는 경우, 하류 용접 공정 내의 전류 흐름이 이미 만들어진 용접 이음매를 통해 흐를 뿐만 아니라, 일부분 내의 다른 일부 영역 내에 추가적인 용접 이음매가 만들어지도록 하는 수단이 구비된다. 그에 의하여 용접 공정은 플리스 또는 층의 진행부에 대해 국소적으로 분리된 방식으로 수행된다.
이러한 연결에 있어서, 단계 b) 는 롤러 시임 (seam) 용접에 의해 수행되는 것이 특히 유리하다. 롤러 시임 용접에서, 층 또는 플리스는 롤러 쌍 또는 롤러들을 통과해 지나가고, 롤러 쌍 또는 롤러에는 전압이 걸리게 된다. 이러한 결과는 금속 섬유를 통과하는 전류 흐름을 발생시키며, 섬유 내의 전기 저항으로 인해 열이 발생하게 된다. 이 열은 금속 섬유의 접촉 영역 내에서 섬유 재료의 용융을 일으키며, 이웃하는 섬유에 대해 일체적인 접합을 만든다. 롤러 시임 용접을 수행하는 경우, 전류는 단속적으로 (예컨대 미리 정해진 펄스 시간 및 미리 정해진 정지 시간을 갖고) 가해질 수도 있고, 일정한 전류로서 가해질 수도 있다. 층 또는 플리스에 대한 롤러의 적절한 접촉을 보장하기 위해, 플리스 또는 층은 롤러에 의해 가압되며, 특히 500 ∼ 1500 N/㎠ 범위의 가압력을 포함한다.
하지만, 전류 흐름은 보통 롤러의 접촉 영역 전체에서 발생되지는 않는데, 이는 롤러가 최소 전기 저항을 갖는 롤러의 반대편으로 전이를 선택하기 때문이다. 이러한 이유에서, 플리스의 그와 같은 일부분에 있어서, 단일 용접 공정 동안 섬유의 다수의 점형태 용접이 발생한다. 단계 b) 를 수행하는 바람직한 방법에 있어서, 두 가지 용접 공정 모두 롤러 시임 용접으로서 수행되고, 일부분의 제 1 용접 이음매 사이의 영역 내의 용접 이음매가 제 2 롤러 시임 용접 내에 만들어진다.
본 방법에 따르면, 단계 b) 동안 서로 교차하는 다수의 용접 시임이 형성된다. 따라서, 예를 들면 수송 방향에 실질적으로 평행한 용접 시임이 제 1 용접 공정 동안 제조될 수 있으며, 그 용접 시임은 용접 시임이 집중적으로 축적된 플리스 구역을 만들게 된다. 이어지는 용접 공정에서, 상기 제 1 시임과 비교해 기울어져 있거나 횡방향인 용접 시임이 제조된다. 결국, 용접 시임은 일종의 패턴을 형성하는 것이 유리하다.
또한, 단계 b) 동안, 비활성 가스가 플리스의 일부분 내로 안내된다. 아르곤 및/또는 헬륨을 포함하는 가스가 비활성 가스의 예로서 고려될 수 있다. 이는 금속 섬유의 재료가 산화되는 것을 방지할 수 있고, 이에 따라 예컨대 일체화 접합 형태의 하류 저항 용접 방법을 피하게 된다.
본 발명의 또 다른 실시 태양에 따르면, 금속 섬유의 용접 장치가 제안되는데, 이 장치는,
- 금속 섬유의 층을 위한 이송 유닛,
- 금속 섬유 사이의 이음매가 상기 층의 일부분에서 형성될 수 있도록 하는 제 1 용접 스테이션, 및
- 상기 층의 부분적으로 용접된 일부분이 이송될 수 있고, 상기 금속 섬유 사이의 이음매를 추가로 더 형성할 수 있는 제 2 용접 스테이션 중 하나 이상을 포함한다. 이 장치는 특히, 금속 섬유로부터 플리스를 제조하기 위한 본 발명에 따른 방법을 수행하기에 적합하다.
이송 유닛은 용접 스테이션에 대한 연속적인, 특히 1 ∼ 10 ㎧ 범위의 수송 속도로 이송이 가능하도록 설계되는 것이 바람직하다. 이송 유닛은 예를 들면 운반 유닛으로서 형성될 수도 있다. 제 1 및/또는 제 2 용접 스테이션이 도착할 때까지 금속 섬유를 고정시키기 위하여, 이송 유닛에는 예컨대 가이드, 자석 등과 같은 고정 수단이 형성될 수 있다. 이송 유닛은 층의 수송 속도를 변화시킬 수 있는 것이 바람직하다. 또한, 층의 일부분의 중량을 결정하기 위한 수단은 이송 유닛과 결합되어 있는 것이 유리하다.
이러한 이송 유닛에 의하여, 층을 제 1 용접 스테이션으로 수송하는 작업이 수행된다. 느슨한 금속 섬유를 갖는 층은 제 1 용접 스테이션에 의해 미리 고정되고, 특정 수의 용접 이음매가 만들어진다. 이 일부분은 그 후 좀 더 수송되고, 특히 이송 유닛에 의해, 수송 방향으로 제 1 용접 스테이션으로부터 일정한 거리에 배열되어 있는 제 2 용접 스테이션으로 수송된다. 여기서, 이미 한번 용접된 층의 일부분에 대해 추가적인 용접 이음매가 형성된다. 원칙적으로, 제 1 용접 스테이션 및 제 2 용접 스테이션은 하나의 설비 내에서 결합될 수도 있지만, 용접 스테이션이 별개의 설비로서 형성될 수도 있다.
이와 관련하여, 제 1 용접 스테이션 및 제 2 용접 스테이션은 롤러 시임 용접을 수행하기에 적합한 것이 특히 바람직하다. 이는 특히, 원하는 전류 강도를 갖는 용접 전류를 제공하거나, 미리 정해진 (변동 가능한) 주파수를 갖는 전류 펄스를 제공하기 위한 수단이 구비되는 것을 의미한다. 또한, 단속적 또는 연속적인 전류 흐름을 제공하기 위한 수단이 구비될 수 있다. 또한, 비활성 가스를 제공하기 위한 수단, 용접 이음매 및/또는 플리스의 다른 특성을 검사하기 위한 수단, 및 대응하는 용접제어부가 구비될 수 있다.
이와 관련하여, 제 1 또는 제 2 용접 스테이션 중 하나 이상의 용접 스테이션은 2 이상의 롤러 전극을 갖는 것이 유리하며, 이를 통해 섬유층이 통과할 수 있고 섬유를 통해 전류 흐름을 이룰 수 있으며, 하나 이상의 롤러 전극은 용접 위치를 변화시키기 위한 수단을 갖는다. 두 용접 스테이션 모두에는 플리스의 일부분에 대해 그리고/또는 다른 용접 스테이션의 용접 위치에 대해 용접 위치를 변화시키기 위한 수단이 형성되어 있는 것이 바람직하다. 용접 위치를 변화시키기 위한 수단은, 예를 들면, 롤러 전극의 전체 원주면이 부분 영역 내의 섬유와 접촉하는 것은 아니며, 오히려 층 또는 플리스와의 전기 전도 접촉을 이루도록 개별 영역이 만들어진다. 그러한 수단의 구성에 대해, 더욱 유리한 구성이 이하의 설명 및 도면의 설명을 참조하여 이루어진다. 용접 위치에 변화가 있고 효과는 동일한 수단이 당업자에게 자명하다. 그러한 관습적인 변형 역시 플리스의 특수 용도의 구성에 대해서 이점을 갖는다.
다음으로, 하나 이상의 롤러 전극에 다수의 섹션이 형성되는 경우 역시 제안되는데, 이는 서로 독립적으로 섹션들에 접촉된 섬유를 통과하는 전류 흐름을 만들어낸다. 즉, 예를 들면 용접 스테이션에는 수송 방향에 관해 횡방향으로 플리스의 일부분의 전체 폭에 대해 롤러 전극이 형성되어 있지만, 이러한 폭의 일부에 대해서만 연장되는 다수의 세그먼트를 갖는다. 설명을 위해, 예를 들면 3 개 또는 4 개의 롤러 형상의 롤러 전극이 서로 이웃하여 배열될 수 있고, 각각은 별개의 전류 회로를 갖는다. 층 또는 플리스가 통과하는 경우, 수송 방향으로 놓인 용접 시임 또는 용접 이음매를 갖는 시트가 형성되어, 이들이 주파수, 방향, 크기 등에 대해 각 경우에 다양한 형태를 취할 수 있게 된다. 결과적으로는, 다수의 용접 시임이 하나의 부분 및 일 용접 스테이션에서 서로 독립적으로 동시에 형성된다. 이는 예를 들면, 층 내의 섬유의 다양한 분포에 반응하거나, 또는 롤러 전극 또는 그들의 별개 영역에 의해 더 낮은 가압력 또는 더 낮은 전류가 제공되도록 하는 방식으로 용접 스테이션에 대한 기술적 요구를 감소시킬 수 있는 이점을 갖는다.
하지만, 롤러 전극의 세그먼트에 대한 전류 공급을 특히 단순화하고, 공간 관련 문제 등을 피하기 위해서는, 하나 이상의 롤러 전극의 세그먼트 수가 층의 수송 방향에서의 서로간의 관계에 있어서 오프셋을 갖도록 배열되는 것 역시 유리하다. 예컨대 세그먼트가 2 개를 초과하는 경우, 특히 5 개를 초과하는 경우에는 세그먼트의 그러한 오프셋 배열이 언제나 바람직하다.
본 장치의 유리한 개발에 따르면, 하나 이상의 롤러 전극이 프로파일 내에 형성된다. 이는 다시 말하면 롤러 전극에는 매끈하고 실질적으로 원통형의 원주면이 형성되는 것이 아니라, 오히려 원주면 상에 융기부 (elevations) 및 함몰부가 구비된다는 것을 의미한다. 융기부 및 함몰부는 너브 (nub), 선, 미소 표면으로서 그리고/또는 복합 형상으로서 형성될 수 있다. 이는 원주면이 층 또는 플리스로부터 다양한 간격으로 형성되는 효과를 만들며, 돌출부는 금속 섬유와 더 나은 전기적 접촉을 제공하며, 결과적으로 용접 이음매의 형성을 위한 바람직한 영역으로 간주된다. 따라서, 롤러 전극의 프로파일링은 플리스 영역이 일부분 내에 롤러 전극의 전체 폭보다 작은 높은 용접 확률을 갖게 만드는 효과를 갖는다. 하류 용접 공정으로 및 유사하게 프로파일된 롤러 전극을 이용하여, 예컨대 용접 이음매의 바람직한 영역의 오프셋 확률을 높여, 그로 인해 결국 전체 부분에 대해 섬유의 상대적으로 균일한 용접이 이루어질 수 있다. 이는, 하류 롤러 시임 용접 공정에서, 전류 흐름이, 용접 이음매가 이미 완성된 플리스 영역을 통해 바람직하게 유동하는 것을 방해한다.
또한, 하나 이상의 용접 스테이션에는 하나 이상의 롤러 전극의 회전 축선의 위치를 변화시키기 위한 수단이 형성되도록 제안되었다. 이는 특히, 회전 축선의 위치가 교체 및/또는 경사질 수 있음을 의미한다. 바람직하게는, 회전 축선의 각은 통과된 플리스에 의해 형성되는 면에 따라 변화된다. 따라서, 마찬가지로 롤러 전극의 특정한 부분 영역만이 섬유 플리스와 접촉하게 되고, 롤러 전극의 텀블링은, 예컨대 플리스의 일부분 내의 전후로 움직이는 용접 공정이 발생하게 된다. 또한, 여기서 롤러 전극의 원주면은 볼록한 방식으로 개조가 필요할 수도 있다.
더욱이 그 후에는, 서로에 대한 용접 스테이션을 바꾸기 위한 수단이 구비되도록 제안된다. 특히, 그 수단은 용접 스테이션 간의 거리를 변화시킬 수 있도록 한다. 결과적으로는, 예컨대 롤러 전극에 특정 프로파일이 형성되어 동시에 작동 가능하지만, 용접 스테이션의 위치 사이의 거리를 변화시킴으로써 형성된 용접 이음매가 겹쳐지는 것이 방지된다. 용접 스테이션의 위치 변경 수단은 또한 하나 이상의 센서, 드라이브 및/또는 하나 이상의 조절 유닛을 포함할 수 있다.
장치의 또 다른 구성에 따르면, 하나 이상의 용접 스테이션에는 용접 위치 영역에 비활성 가스를 제공하기 위한 수단이 형성된다. 이는 특히, 아르곤 및/또는 헬륨을 포함하는 비활성 가스를 위한 저장 용기, 공급선 및 유출 유닛을 포함한다. 배기 가스 흐름 처리를 위한 플리스의 사용에 대해서는, 내고온성 및 내부식성을 갖고 본 발명에 따른 방법에 의해 또는 본 발명에 따른 장치를 갖도록 형성된 재료로 이루어진 금속 섬유를 포함하는 플리스를 사용하는 것이 유리하다. 따라서, 배기 가스 흐름의 필터링을 위한 그러한 플리스의 사용 또한 제안된다.
본 발명 및 관련 기술 분야는 도면을 기초로 하여 보다 상세히 설명된다. 도면은 또한 본 발명의 특히 바람직한 대표적 실시 형태를 나타내지만, 본 발명을 이들에 한정하는 것은 아니다. 도면은 통상의 개략적인 표시이며, 따라서 상대적인 크기를 나타내는 데 사용될 수는 없다.
도 1 은 금속 섬유의 용접 장치의 대표적인 실시 형태를 나타내는 도.
도 2 는 롤러 전극의 회전 축선의 위치 변경 수단을 갖는 용접 스테이션의 실시 형태의 일 변형예를 나타내는 도.
도 3 은 접합부로 프로파일되어 세분화된 롤러 전극을 갖는 용접 스테이션의 실시 형태의 또 다른 일 변형예를 나타내는 도.
도 4 는 금속 섬유의 플리스를 갖는 배기 처리 유닛의 상세도.
도 5 는 금속 섬유의 플리스의 대표적인 실시 형태를 나타내는 도.
도 6 은 도 5 에서의 플리스의 상세도.
도 7 은 오프셋 롤러 전극을 갖는 용접 장치의 또 다른 대표적인 실시 형태를 나타내는 도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
1 플리스 2 섬유
3 층 4 부분
5 용접 시임 6 용접 장치
7 이송 유닛 8 제 1 용접 스테이션
9 제 2 용접 스테이션 10 이음매
11 롤러 전극 12 용접 위치
13 섹션 14 프로파일
15 회전 축선 16 수송 방향
17 구멍 18 섬유 길이
19 섬유 직경 20 플리스 두께
21 외연 22 간격
23 거리 24 각
25 폭 26 전원 장치
27 간극 28 수평면
29 원주면 30 배기 처리 유닛
31 허니콤 32 금속 포일
33 유동 방향 34 통로
35 유동 영향 요소 36 입자
37 오프셋 38 가장자리
39 기구
도 1 은 플리스 (1) 를 형성하기 위한 금속 섬유 (2) 의 용접 장치 (6) 를 개략적으로 나타낸다. 이 경우, 금속 섬유 (2) 는 층 (3) 을 형성하기 위해 느슨하게 상호 연결된 구조 내에 최초로 배열되며, 이는 수송 방향 (16) 으로의 이송 유닛 (7) 에 의해 용접 스테이션 (8, 9) 으로 이송된다. 여기서는 이송 유닛 (7) 이 컨베이어 벨트로서 나타나 있다.
이후, 층 (3) 이 먼저 두 개의 롤러 전극 (11) 을 통하여 지나가고, 제 1 용접 위치 (12) 에 대해 다수의 용접 이음매가 형성된다. 층 (3) 이 롤러 전극 (11) 을 통해 지나갈 때, 층 (3) 은 압축되고, 동시에 층 (3) 을 통한 전류 흐름이 특정 영역에서 발생한다. 부분적으로 결합되고 부분적으로는 용접된 이러한 플리스 (1) 는 그 후, 미리 정해진 거리에 있는 제 2 용접 스테이션 (9) 으로 이송된다. 제 2 용접 스테이션 (9) 영역 내의 이러한 롤러 시임 용접의 경우, 플리스 (1) 의 추가 압축 및 용접 이음매의 추가 변형이 발생한다. 제 2 용접 스테이션 (9) 을 떠나는 플리스 (1) 는 그 후 그 구조에 대해 안정성을 갖게 되어 자동차 내연 기관의 배기 처리 유닛을 위한 지속적인 사용을 보장한다. 특히 여기에 나타난 장치 (6) 의 변형예에서, 플리스 (1) 를 형성하기 위한 각 섬유 (2) 간 용접이 완성되고, 플리스 (1) 의 일부분 (4) 에 대해 용접이 반복 수행된다.
도 2 는 롤러 전극 (11) 을 텀블링 (tumbling) 하는 제 1 용접 스테이션 (8) 의 실시 형태의 변형예를 나타낸다. 원칙적으로, 제 2 용접 스테이션 (9) 은 유사한 방식으로 형성될 수도 있다. 나타난 실시 형태의 변형예의 경우, 층 (3) 에 대해 상부 롤러 전극으로서 배열된 롤러 전극 (11) 만이 텀블링 방식으로 형성된다. 하지만, 그럼에도 불구하고 하부 롤러 전극 (11) 도 텀블링 방식으로 형성될 수도 있다. 연속적으로 또는 단속적으로 발생할 수 있는 텀블링은 특히 수평면 (28) 에 대한 특정 각 (24) 에 의한 회전 축선 (15) 의 변형을 포함한다. 이러한 방식으로, 용접 시임 (5) 또는 이음매 (10) 의 형성을 위한 용접 위치 (12) 가 정해질 수 있고, 예를 들면 섹션 (13) 에 대해 그리고/또는 수송 방향 (16) (도시 생략) 과의 관계에서 횡방향으로 변화한다. 도시된 대표적인 실시 형태에서, 나타나 있는 롤러 전극 (11) 의 두 개의 섹션 (13) 은 동시에 텀블링하게 되지만, 이는 반드시 필요한 것은 아니다.
도 3 은 제 2 용접 스테이션 (9) 의 (분할된) 롤러 전극 (11) 의 또 다른 대표적인 실시 형태를 나타낸다. 롤러 전극 (11) 의 섹션 (13) 에는 각각 원주면 (29) 이 형성되어 있고, 원주면 (29) 에는 프로파일 (14) 이 형성되어 있으며 (다른 정도로), 섹션 (13) 은 회전 축선 (15) 을 갖는다. 롤러 전극 (11) 의 각 섹션 (13) 은, 섹션들에 의해 접촉된 섬유 (2) (도시 생략) 를 통하여 서로 독립적으로 전류 흐름을 형성한다. 이를 위해, 각 섹션 (13) 은 별도의 전원 장치 (26) 를 갖고, 이 전원 장치는 각각 롤러 전극 (11) 의 섹션 (13) 의 반대편 쌍과 접촉을 이루게 되어 있다. 용접 이음매를 형성하기 위해서, 층 (3) 또는 플리스 (1) (도시 생략) 는 롤러 전극 (11) 들 사이의 간극 (27) 을 통해 통과된다. 롤러 전극 (11) 또는 섹션 (13) 에는 최대 100 ㎜ 인 폭 (24) 이 형성되는 것이 바람직하다.
도 4 는 허니콤 (31) 을 포함하는 배기 처리 유닛 (30) 의 상세도이며, 배기 처리 유닛 (30) 에는, 배기가스가 유동 (33) 방향을 통과해 흐를 수 있는 통로 (34) 를 형성하는 방식으로, 다수의 구조화 금속 포일 (32) 및 다수의 플리스 (1) 로 구성된다. 유동 영향 요소 (35) 는 배기 가스의 흐름을 플리스 (1) 쪽으로 구부리는 효과를 가지므로, 끌려간 입자 (36) 들은 그곳에서 흡수된다. 배기 처리 유닛 (30) 의 상세도는 특히 입자 포집기 또는 필터를 상세하게 나타내며, 이러한 배기 처리 유닛 (30) 은 차량 (가솔린 또는 디젤 엔진 차량) 의 배기 시스템 내에 일체화되어 있는 것이 바람직하다.
도 5 는 일부분 (4) 에 대해 다수의 용접 공정을 받은 본 발명에 따른 플리스 (1) 를 나타낸다. 일부분 (4) 은 이 경우 Y 방향으로 연장되며, 수송 방향 (16) 에 대응하는 것이 바람직하다. 플리스 폭은 X 방향으로 표시되고 플리스 두께 (20) 는 Z 방향으로 표시되는 것이 바람직하다. 롤러 시임 용접 방법의 반복 수행의 결과로, 다수의 용접 시임 (5) 이 형성되고 부분적으로 서로 교차한다. 용접 시임 (5) 은 원하는 크기 (21) 로 배열되고, 서로에 대해 원하는 간격 (22) 으로 배열된다. 이러한 점에서, 크기 (21) 및 간격 (22) 은 개략적으로 거의 나타나지 않으며, 크기 (21) 는 간격 (22) 보다는 더 큰 것이 바람직하다. 용접 시임 (5) 중 하나는 예컨대 롤러 전극의 텀블링에 의한 지그재그 형태를 갖는다. 서로 평행 또는 수직인 용접 시임 (5) 은 예컨대 프로파일된 롤러 전극 (11) 을 갖도록 형성될 수 있다.
도 6 은 도 5 에서의 플리스 (1) 의 상세도를 나타내며 상기 섬유 (2) 는 확대되어 있다. 용접 공정의 반복 수행의 결과로, 서로에 대해 임의로 배열된 금속 섬유 (2) 는 서로 접촉하는 영역에서 서로 이음매 (10) 를 형성한다. 여기서 섬유 (2) 에는 다각형 교차부가 형성되고, 섬유 (2) 는 섬유 길이 (18) 및 섬유 직경 (19) 에 의해 기술 가능해진다. 느슨한 상호 연결 구조로서 금속 섬유를 갖는 층의 형태 변화, 및 용접 공정 동안 플리스 (1) 또는 층 (3) 상에 작용하는 힘에 의해, 서로 다른 수 및 서로 다른 크기의 구멍 (17) 에 섬유 (2) 가 형성되고, 플리스 (1) 의 원하는 다공도의 설정 (예컨대, 45 내지 70 % 범위) 이 가능해진다.
도 7 은 3 단계의 용접 장치의 또 다른 대표적인 실시 형태의 부분도를 나타낸다. 여기에는 제 2 용접 스테이션 (9) 이 나타나 있는데, 제 2 용접 스테이션 (9) 에는 다수의 섹션 (13) 을 형성하는 다수의 롤러 전극 (11) 이 형성되며, 롤러 전극 (11) 은 층 (3) 의 수송 방향 (16) 에서 서로에 대해 오프셋 (37) 을 갖도록 배열된다. 이 변형예에 의하면 용접 전류를 층 (3) 내에 균일하게 도입 가능하게 하며, 섹션 (13) 은 함께 층 (3) 의 전체 폭을 다시 덮게 된다. 이와는 독립적으로, 제 1 용접 위치 (여기서는 도시 생략) 는 실시 형태의 기술된 변형예 중 하나에 따라 형성될 수 있다. 제 2 용접 위치 (9) 또한 층 (3) 의 가장자리 (38) 처리를 위한 기구 (39) 가 이어지는데, 예를 들면 금속 포일은 가스가 침투하지 못하는 가장자리 (38) 를 형성하기 위해 시임을 이용하여 고정되고, 이는 다수의 플리스를 서로 결합하기 위한 고정 영역으로서 역할을 할 수 있다. 이 때문에, 기구 (39) 에는 다수의 롤러 전극 (11) 이 형성되어 있을 수 있다.

Claims (15)

  1. a) 금속 섬유 (2) 를 갖는 층 (3) 을 형성하는 단계, 및
    b) 금속 섬유 (2) 를 서로 용접하여 플리스 (1) 를 형성하는 단계를 포함하는, 금속 섬유 (2) 로부터 플리스 (1) 를 제조하는 방법으로서,
    상기 단계 b) 는 플리스 (1) 의 일부분 (4) 에 대해 용접 공정을 반복 수행하는 단계, 및 추가로 플리스 (1) 를 압축하는 단계를 포함하며,
    상기 단계 b) 동안 서로 교차하는 다수의 용접 시임 (5) 이 형성되는 플리스 (1) 의 제조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 단계 b) 는 롤러 시임 용접에 의해 수행되는 플리스 (1) 의 제조 방법.
  3. 삭제
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 단계 b) 동안 비활성 가스가 플리스 (1) 의 일부분 (4) 으로 안내되는 플리스 (1) 의 제조 방법.
  5. - 금속 섬유 (2) 의 층 (3) 을 위한 이송 유닛 (7),
    - 상기 층 (3) 의 일부분 (4) 이 압축되고, 금속 섬유 (2) 사이의 이음매 (10) 가 상기 층 (3) 의 일부분 (4) 에서 형성될 수 있도록 하는 제 1 용접 스테이션 (8), 및
    - 상기 층 (3) 의 부분적으로 압축되고 용접된 일부분 (4) 이 이송될 수 있고, 추가로 상기 층 (3) 의 일부분 (4) 을 압축하고, 상기 금속 섬유 (2) 사이의 이음매 (10) 를 더 형성할 수 있는 제 2 용접 스테이션 (9) 중 하나 이상을 포함하고,
    상기 제 1 용접 스테이션 (8) 및 제 2 용접 스테이션 (9) 은 롤러 시임 용접을 수행하기에 적합하고,
    하나 이상의 롤러 전극 (11) 에는 다수의 섹션 (13) 이 형성되고, 상기 섹션 (13) 은 섹션 (13) 에 의해 접촉된 상기 섬유 (2) 를 통해 서로 독립적으로 전류 흐름을 발생시킬 수 있는 금속 섬유 (2) 의 용접 장치 (6).
  6. 삭제
  7. 제 5 항에 있어서, 상기 제 1 또는 제 2 용접 스테이션 (8, 9) 중 하나 이상은, 두 개 이상의 롤러 전극 (11) 을 가지며, 상기 롤러 전극 (11) 은 섬유 (2) 를 갖는 층 (3) 이 통과할 수 있고 상기 섬유 (2) 를 통해 전류 흐름을 달성할 수 있으며, 하나 이상의 롤러 전극 (11) 은 상기 용접 위치 (12) 를 변화시키는 수단을 갖는 금속 섬유 (2) 의 용접 장치 (6).
  8. 삭제
  9. 제 5 항에 있어서, 상기 하나 이상의 롤러 전극 (11) 의 다수의 섹션 (13) 은 상기 층 (3) 의 수송 방향 (16) 내에서 서로에 대해 오프셋을 갖도록 배열되는 금속 섬유 (2) 의 용접 장치 (6).
  10. 제 5 항 또는 제 7 항에 있어서, 하나 이상의 롤러 전극 (11) 은 프로파일 (14) 을 갖도록 형성되는 금속 섬유 (2) 의 용접 장치 (6).
  11. 제 5 항 또는 제 7 항에 있어서, 하나 이상의 용접 스테이션 (8, 9) 은 하나 이상의 롤러 전극 (11) 의 회전 축선 (15) 의 위치를 변경하기 위한 수단을 갖도록 형성되는 금속 섬유 (2) 의 용접 장치 (6).
  12. 제 5 항 또는 제 7 항에 있어서, 서로에 대해 상기 용접 스테이션 (8, 9) 의 위치를 변경하기 위한 수단이 제공되는 금속 섬유 (2) 의 용접 장치 (6).
  13. 제 5 항 또는 제 7 항에 있어서, 하나 이상의 용접 스테이션 (8, 9) 은 상기 용접 위치 (12) 의 영역 내에 비활성 가스를 제공하기 위한 수단을 갖도록 형성되는 금속 섬유 (2) 의 용접 장치 (6).
  14. 내고온성 및 내부식성이며, 제 1 항 또는 제 2 항에 따른 제조 방법 또는 제 5 항 또는 제 7 항에 따른 용접 장치 (6) 에 의해 제조된 재료로 된 금속 섬유 (2) 를 포함하는 플리스 (1).
  15. 제 14 항에 있어서, 배기 가스 흐름을 필터링하기 위한 플리스 (1) 의 사용 방법.
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