DE102006041609A1 - Method and tool for producing an exhaust gas-conducting device - Google Patents
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Abstract
Ein Verfahren zum Herstellen einer abgasführenden Vorrichtung, insbesondere einer Abgasreinigungsvorrichtung (10), sieht vor, zunächst ein Blech zu einem zylindrischen, offenen Mantel (16) zu biegen, in dem ein Einleger positioniert wird. Dann wird der Einleger samt Mantel (16) in einen Arbeitsraum eines Formwerkzeugs (24) eingebracht, der durch mehrere Druckbacken (26, 26', 26'') begrenzt wird, und die Druckbacken (26, 26', 26'') werden unter Verkleinerung des Arbeitsraums aufeinander zu in eine Endposition bewegt, wobei der Mantel (16) fest um den Einleger gewickelt wird. Zumindest in der Endposition der Druckbacken (26, 26', 26'') bilden die offenen Enden des Mantels (16) einen Überlappungsbereich (28), der wenigstens teilweise von einer Druckbacke (26, 26', 26'') überdeckt wird. Schließlich wird der Mantel (16) im Überlappungsbereich (28) geschweißt und die abgasführende Vorrichtung (10) dem Formwerkzeug (24) entnommen. Weiterhin wird ein Werkzeug zum Herstellen einer abgasführenden Vorrichtung beschrieben.A method for producing an exhaust gas-conducting device, in particular an exhaust gas purification device (10), provides first to bend a metal sheet into a cylindrical, open jacket (16) in which an insert is positioned. Then, the insert, including jacket (16), is introduced into a working space of a molding tool (24) which is delimited by a plurality of pressure jaws (26, 26 ', 26' ') and the pressure jaws (26, 26', 26 '') with reduction of the working space moved towards each other to an end position, wherein the jacket (16) is tightly wound around the insert. At least in the end position of the pressure jaws (26, 26 ', 26' '), the open ends of the shell (16) form an overlapping area (28) which is at least partially covered by a pressure jaw (26, 26', 26 ''). Finally, the jacket (16) is welded in the overlapping region (28) and the exhaust-gas-conducting device (10) is removed from the molding tool (24). Furthermore, a tool for producing an exhaust gas-carrying device is described.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer abgasführenden Vorrichtung, insbesondere einer Abgasreinigungsvorrichtung, die ein Außengehäuse mit einem darin geklemmten Einleger hat. Ferner betrifft die Erfindung ein Werkzeug zum Herstellen einer abgasführenden Vorrichtung, insbesondere einer Abgasreinigungsvorrichtung.The The invention relates to a method for producing an exhaust gas-carrying Device, in particular an exhaust gas purification device, the an outer casing with has a depositor clamped in it. Furthermore, the invention relates a tool for producing an exhaust gas-conducting device, in particular an exhaust gas purification device.
Abgasführende Vorrichtungen im Sinne der Erfindung sind insbesondere Abgasreinigungsvorrichtungen wie Katalysatoren, Partikelfilter oder Kombinationen aus beidem. In solchen Vorrichtungen sind gegen radialen Druck empfindliche Einleger untergebracht, bei denen es sich bislang überwiegend um axial durchströmte Keramiksubstrate handelt, die mit einem elastischen Ausgleichselement (auch als Lagermatte bezeichnet) umwickelt sind. Diese Einleger werden hauptsächlich durch radiale Klemmung im Außengehäuse in axialer und seitlicher Richtung gehalten, wobei eine zusätzliche axiale Abstützung, z.B. mit einem Drahtgestrickring, möglich ist. Die Klemmung muß groß genug sein, damit es im Fahrbetrieb durch den Gasdruck oder durch Vibrationen nicht zu einer Verschiebung des Einlegers relativ zum Außengehäuse kommt. Auf der anderen Seite darf natürlich der radiale oder, allgemeiner, seitlich einwärts wirkende Druck nicht so groß sein, daß es zum Zerstören des Einlegers kommt, insbesondere zum Zerstören des auf Druck empfindlichen Katalysatorsubstrats bzw. Partikelfiltersubstrats.Exhaust gas devices For the purposes of the invention are in particular exhaust gas purification devices such as catalysts, particle filters or combinations of both. In such devices are sensitive to radial pressure Depositors housed, which are so far mainly to flowed through axially Ceramic substrate, with an elastic compensation element (also referred to as bearing mat) are wrapped. These depositors become mainly by radial clamping in the outer housing in axial and lateral direction, with additional axial support, e.g. with a wire knit ring, possible is. The clamping must be big enough so that it does not drive when driven by gas pressure or vibration to a shift of the insert relative to the outer housing comes. On the other hand may of course the radial or, more generally, laterally inwardly acting pressure is not so be great that it to destroy the insert comes, in particular for destroying the pressure-sensitive Catalyst substrate or particle filter substrate.
Das Einbringen und Klemmen des Einlegers im Außengehäuse erfolgt bislang beispielsweise durch sogenanntes Wickeln. Hierbei wird zunächst ein Blechmantel durch Walzen oder Biegen vorgeformt. Anschließend wird der Einleger seitlich in den vorgeformten Blechmantel eingeschoben, der Blechmantel fest um den Einleger gewickelt und schließlich der Mantel geschlossen, indem er verschweißt wird. Das Wickeln des Blechmantels erfolgt mit Hilfe zweier beweglicher Klemmbacken, zwischen denen sich ein Band erstreckt, das um den Einleger samt Mantel herumgelegt wird. Dadurch ergibt sich beim bekannten Wickelverfahren ein längs des Umfangs ungleichmäßiger Druck auf den Einleger, der unter anderem von der Position der Klemmbacken abhängt und insbesondere bei dünnwandigen Substraten zu deren Zerstörung führen kann.The Insertion and clamping of the insert in the outer housing is done so far, for example by so-called winding. Here, first, a metal jacket by Rolling or bending preformed. Subsequently, the insert becomes laterally inserted into the preformed metal jacket, the metal jacket firmly wrapped around the insert and finally the coat closed, by welding becomes. The winding of the sheet metal jacket is carried out by means of two movable Jaws, between which a band stretches around the Depositor is laying around with coat. This results in the known winding method a longitudinal the scope of uneven pressure on the depositor, among other things, from the position of the jaws depends and especially in thin-walled Substrates for their destruction to lead can.
Aus
der
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren sowie ein Werkzeug vorzustellen, das für eine ausreichend sichere Klemmung des Einlegers im Außengehäuse bei minimalen Ausschußraten sorgt.task The invention is to present a method and a tool, that for a sufficiently secure clamping of the insert in the outer housing at minimum reject rates provides.
Erfindungsgemäß wird dies durch folgende Verfahrensschritte erreicht: ein Blech wird zu einem zylindrischen, offenen Mantel gebogen, und der Einleger wird im offenen Mantel positioniert. Anschließend wird der Einleger samt Mantel in einen Arbeitsraum eines Formwerkzeugs eingebracht, der durch mehrere Druckbacken begrenzt wird, und die Druckbacken werden unter Verkleinerung des Arbeitsraums aufeinander zu in eine Endposition bewegt, wobei der Mantel fest um den Einleger gewickelt wird und die offenen Enden des Mantels zumindest in der Endposition der Druckbacken einen Überlappungsbereich bilden, der wenigstens teilweise von einer Druckbacke überdeckt wird. Schließlich wird der Mantel im Überlappungsbereich geschweißt, und die abgasführende Vorrichtung wird dem Formwerkzeug entnommen. Dem Überlappungsbereich sind hierbei insbesondere auch die beiden Ränder des Mantelblechs zuzurechnen, d.h. es kann auch im Bereich eines Randes des Mantelblechs geschweißt werden. Durch Vorsehen mehrerer, längs des gesamten Umfangs des Mantels angeordneter Druckbacken, die beim Wickeln des Mantels aufeinander zu bewegt werden, ergibt sich eine gleichmäßige Druckverteilung längs des Umfangs. Dadurch kann Ausschuß vermieden werden, insbesondere auch bei der Klemmung empfindlicher Einleger.According to the invention this is achieved by the following process steps: a sheet becomes a cylindrical, bent coat, and the insert is in the open coat positioned. Subsequently the insert, including the jacket, enters a working space of a molding tool introduced, which is limited by a plurality of pressure jaws, and the Pressure jaws become one another while reducing the working space moved to an end position with the sheath tight around the insert is wound and the open ends of the shell at least in the final position the jaws an overlap area form, which at least partially covered by a pressure pad becomes. After all the jacket will be in the overlap area welded, and the exhaust gas leading Device is removed from the mold. The overlap area Here, in particular, the two edges of the jacket sheet are attributable, i.e. it can also be welded in the region of an edge of the jacket sheet. By Provide several, longitudinal the entire circumference of the shell arranged pressure jaws, the Winding the shell to be moved towards each other, resulting in a even pressure distribution along the Scope. As a result, rejects can be avoided be, especially when clamping sensitive depositors.
Gemäß einer ersten Ausführungsform wird der Mantel im Bereich einer Druckbacke geschweißt, die entlang ihrer Länge zumindest eine Ausnehmung zur Durchführung einer Schweißvorrichtung aufweist. Somit befindet sich gerade der kritische Überlappungsbereich des Mantels innerhalb einer Druckbacke, wodurch sich eine besonders homogene Druckbelastung des Einlegers ergibt.According to one first embodiment the jacket is welded in the area of a pressure jaw, the along its length at least one recess for performing a welding device having. Thus, there is just the critical overlap area of the jacket within a jaw, which gives a particularly homogeneous pressure load of the insert results.
Alternativ kann der Mantel im Bereich zwischen zwei Druckbacken geschweißt werden.alternative The jacket can be welded in the area between two pressure jaws.
Da der Abstand zweier Druckbacken in der Endposition vorzugsweise sehr gering ist, kann zumindest eine der Druckbacken auf der der anderen Druckbacke zugewandten Seite wenigstens eine Einbuchtung aufweisen, durch die eine Schweißvorrichtung zum Mantel geführt wird.There the distance between two pressure jaws in the final position preferably very is low, at least one of the jaws on the other jaw can facing side have at least one indent, through which a welding device led to the coat becomes.
Ebenso ist es denkbar, den Mantel im Bereich einer Stirnfläche zu schweißen. In diesem Fall ist eine Einbuchtung oder Ausnehmung in der bzw. den Druckbacken nicht unbedingt erforderlich; die Druckbacken können (partiell) kürzer sein, um das Schweißen zu ermöglichen.Likewise, it is conceivable to weld the jacket in the region of an end face. In this case, a recess or recess in the or the jaws is not essential; the jaws can (partially) be shorter to the Allow welding.
Der Mantel wird vorzugsweise im Inneren des Formwerkzeugs zunächst punktuell geschweißt und nach dem Entnehmen der Vorrichtung längs seiner gesamten Länge zum Außengehäuse geschlossen. Auf diese Weise kommt man mit einer geringen Anzahl von Ausnehmungen im Formwerkzeug zur Durchführung der Schweißvorrichtung aus.Of the Coat is preferably initially punctiform inside the mold welded and after removing the device along its entire length to Outer housing closed. In this way you come with a small number of recesses in the mold to carry out the welding device out.
Um eine möglichst gleichmäßige Druckverteilung zu erzielen, beträgt der Abstand zweier benachbarter Druckbacken nach dem Bewegen in die Endposition vorteilhaft höchstens das Doppelte der Blechstärke des Mantels.Around one possible even pressure distribution to achieve the distance between two adjacent jaws after moving into the final position advantageous at most twice the sheet thickness of the coat.
Die Druckbacken werden bevorzugt druck- und/oder positionsgesteuert in die Endposition bewegt.The Pressure jaws are preferably pressure and / or position-controlled moved to the final position.
Die Druckbacken können vor dem Einbringen des Einlegers samt Mantel entsprechend der Außenkontur des Einlegers justiert werden. Dies geschieht insbesondere für je eine Serie von Substraten mit einheitlicher Kontur. Vor dem Verbauen einer neuen Serie mit abweichender Kontur werden die Druckbacken entsprechend neu justiert.The Pressure jaws can before inserting the insert, including the jacket according to the outer contour of the inserter. This happens especially for one each Series of substrates with uniform contour. Before the obstruction a new series with a different contour are the jaws adjusted accordingly.
Die dem Mantel zugewandten Innenflächen der Druckbacken definieren in der Endposition vorzugsweise eine kreiszylindrische Andrückfläche zur Bildung eines kreiszylindrischen Mantels. Diese eignet sich zum Klemmen von im Querschnitt kreisförmigen Substraten. Natürlich könnten auch Substrate mit nicht kreisförmigem Querschnitt verbaut werden (z.B. mit ovalem Querschnitt oder beliebiger anderer Geometrie), wobei dann die Innenkontur der Druckbacken entsprechend ausgebildet ist.The the jacket facing the inner surfaces of the Pressure jaws define in the end position preferably a circular cylindrical Pressing surface for formation a circular cylindrical mantle. This is suitable for clamping of circular in cross-section Substrates. Naturally could also substrates with non-circular Cross section are installed (for example, with oval cross-section or any another geometry), in which case the inner contour of the pressure jaws accordingly is trained.
Die Druckbacke, die den Überlappungsbereich überdeckt, kann auf ihrer dem Mantel zugewandten Innenseite eine Aussparung aufweisen. Diese kompensiert dann die erhöhte Materialdicke im Überlappungsbereich. Dadurch ist sichergestellt, daß der Mantel auf seiner dem Einleger zugewandten Innenseite eine gleichmäßige, insbesondere kreiszylindrische Kontur aufweist.The Pressure jaw covering the overlap area, can on its the jacket facing inside a recess exhibit. This then compensates for the increased material thickness in the overlapping area. This ensures that the Coat on its side facing the insert a uniform, in particular having circular cylindrical contour.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Druckbacke, die den Überlappungsbereich überdeckt, auf ihrer dem Mantel zugewandten Innenseite einen seitlichen Anschlag für einen außenliegenden Rand des Blechs auf. Der Anschlag dient der Fixierung der Schweißposition; bei der Bewegung der Druckbacken wird nur das innere Blech relativ zum Anschlag verschoben.According to one further embodiment the jaw covering the overlap area, on its the jacket facing inside a lateral stop for one external Edge of the sheet on. The stop serves to fix the welding position; During the movement of the jaws, only the inner sheet is relative to Stop postponed.
Beim Schweißen kann das Formwerkzeug als Masse dienen.At the welding the mold can serve as a mass.
Um ein stabiles Außengehäuse zu erhalten, sollte der Überlappungsbereich in der Endposition der Druckbacken wenigstens 10 mm breit sein.Around to get a stable outer casing should the overlap area in the final position of the jaws be at least 10 mm wide.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird vorzugsweise in einem Werkzeug der eingangs genannten Art durchgeführt, mit einem Arbeitsraum zur Aufnahme eines Einlegers und eines den Einleger umgebenden Mantels, mehreren Druckbacken, die den Arbeitsraum begrenzen und aus einer Anfangsposition in eine Endposition bewegbar sind, und einer Schweißvorrichtung, mit der der Mantel in einem Überlappungsbereich geschweißt werden kann, wobei wenigstens eine der Druckbacken den Überlappungsbereich zumindest teilweise überdeckt. Ein solches Werkzeug gewährleistet eine gleichmäßige Druckverteilung längs des gesamten Mantels.The inventive method is preferably carried out in a tool of the type mentioned, with a work space for receiving a depositor and a depositor surrounding jacket, several jaws that limit the working space and are movable from an initial position to an end position, and a welding device, with the coat in an overlap area welded can be, wherein at least one of the pressure jaws the overlap area at least partially covered. Such a tool ensures a uniform pressure distribution along the entire coat.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung mehrerer bevorzugter Ausführungsformen anhand der beigefügten Zeichnungen. In diesen zeigen:Further Features and advantages of the invention will become apparent from the following Description of several preferred embodiments with reference to the accompanying drawings. In these show:
die
die
In
Die
Herstellung der Abgasreinigungsvorrichtung
In
einem nächsten
Verfahrensschritt wird der Einleger samt Mantel
Wie
ebenfalls den
Wie
aus den
Zur
Kompensation der erhöhten
Materialdicke im Überlappungsbereich
Das
Schließen
der Druckbacken
- 1010
- Abgasreinigungsvorrichtungexhaust gas purification device
- 1212
- Substratsubstratum
- 1414
- Lagermattebearing mat
- 1616
- Mantelcoat
- 1818
- Einströmtrichterinflow funnel
- 2020
- Ausströmtrichteroutflow funnel
- 2222
- Biegevorrichtungbender
- 2424
- Formwerkzeugmold
- 26, 26', 26''26 26 ', 26' '
- Druckbackengibs
- 2828
- Überlappungsbereichoverlap area
- 2929
- Rändermargins
- 3030
- Einbuchtungenindentations
- 3232
- Schweißvorrichtungwelder
- 3333
- Stirnseitefront
- 3434
- Ausnehmungenrecesses
- 3636
- Aussparungrecess
- 3838
- Anschlagattack
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8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |