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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer
Abgasbehandlungseinrichtung, die in einem rohrförmigen
Gehäuse wenigstens einen Abgasbehandlungseinsatz enthält,
insbesondere für eine Abgasanlage einer Brennkraftmaschine.
Die Erfindung betrifft außerdem eine Abgasbehandlungseinrichtung,
insbesondere für eine Abgasanlage einer Brennkraftmaschine,
die in einem rohrförmigen Gehäuse zumindest einen
Abgasbehandlungseinsatz enthält.
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Abgasbehandlungseinrichtungen,
wie z. B. Katalysatoren und Partikelfilter, weisen wenigstens einen
Einsatz auf, der in einem rohrförmigen Gehäuse
angeordnet ist. Bekannt sind insbesondere Einsätze aus
keramischen Materialien. Ebenso sind metallische Einsätze
bekannt. Dabei ist es üblich, den jeweiligen Einsatz mit
Hilfe einer den Einsatz umhüllenden Lagermatte im jeweiligen
Gehäuse anzuordnen. Diese Lagermatte hat mehrere Funktionen.
Zum einen dämpft sie Querbeschleunigungen, denen der Abgasbehandlungseinsatz
im Betrieb ausgesetzt sein kann. Zum anderen kann die Lagermatte
eine thermische Isolierung bilden, um die thermische Belastung des Gehäuses
zu reduzieren. Desweiteren wird regelmäßig mit
der Lagermatte eine Lagefixierung des Einsatzes im Gehäuse
erreicht. Zu diesem Zweck muss die Lagermatte radial zwischen dem Einsatz
und dem Gehäuse verpresst werden. Zum radialen Verpressen
der Lagermatte ist es bekannt, den mit der Lagermatte umwickelten
Einsatz in das Gehäuse axial einzuschieben, wobei das Gehäuse
in diesem Zustand noch einen überhöhten Innenquerschnitt
aufweist. Anschließend wird das Gehäuse zusammengedrückt,
also radial verformt, bis die gewünschte Verpressung der
Lagermatte erreicht ist.
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Bei
keramischen Einsätzen, insbesondere wenn sie als Monolith
ausgestaltet sind, ist das radiale Verpressen der Lagermatte vergleichsweise
problematisch, da es beim Auftreten überhöhter
Kräfte zu Beschädigungen der Keramikeinsätze
kommen kann. Hinzu kommt der Umstand, dass die Einsätze, insbesondere
keramische Monolithen, vergleichsweise große Formtoleranzen
aufweisen können, wodurch beim radialen Verformen des Gehäuses
lokale Spannungsspitzen auftreten können. Ferner kann dadurch
ein radial zwischen dem jeweiligen Einsatz und dem Gehäuse
ausgebildeter, von der Lagermatte ausgefüllter Spalt in
der Umfangsrichtung ein ungleichmäßiges, radial
gemessenes Spaltmaß aufweisen. Dabei kann bei ungünstigen
Toleranzketten das Spaltmaß lokal so groß werden,
dass die Lagermatte dort nicht hinreichend verpresst ist, was im
Betrieb dazu führen kann, dass die Lagermatte an dieser
unzulänglich verpressten Stelle herausgelöst wird,
wodurch sich im Gehäuse ein den Einsatz umgehender Bypass
ausbildet.
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Aus
der
US 6,954,988 B2 ist
ein Verfahren zum Herstellen von Katalysatoren bekannt, bei dem zunächst
eine Bruchcharakteristik des Keramikmonolithen bestimmt wird, die
von der jeweiligen Kombination aus Keramikmaterial und Lagermattenmaterial abhängt.
Diese Bruchcharakteristik beinhaltet insbesondere die Abhängigkeit
der beim Verpressen der Lagermatte auftretenden Kräfte
von der Geschwindigkeit, mit der die Verpressung durchgeführt
wird. Beim bekannten Verfahren wird nun das Verpressen der Lagermatte
so durchgeführt, dass eine Beschädigung des Monolithen
vermieden wird.
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Die
vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem,
für ein Herstellungsverfahren der eingangs genannten Art
bzw. für einen Abgasbehandlungseinsatz der eingangs genannten
Art eine verbesserte Ausführungsform anzugeben, die sich insbesondere
dadurch auszeichnet, dass die Gefahr einer Beschädigung
des Einsatzes während der Herstellung reduziert ist und/oder
dass ein vergleichsweise gleichmäßiger Spaltverlauf
in der Umfangsrichtung erreicht wird.
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Dieses
Problem wird durch die Gegenstände der unabhängigen
Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen
sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Die
Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, beim jeweiligen Einsatz
vor dem Einbringen in das Gehäuse die Umfangsgeometrie
zumindest in einem Axialabschnitt zu vermessen und die gemessene
Umfangsgeometrie beim anschließenden Verformen des Gehäuses
zu berücksichtigen. Hierdurch kann die Verformung des Gehäuses
insbesondere toleranzbedingte Formabweichungen des jeweiligen Einsatzes
berücksichtigen. Dadurch können einerseits Spannungsspitzen
vermieden werden. Andererseits kann die radiale Verpressung der
Lagermatte gleichmäßiger realisiert werden.
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Insbesondere
lässt sich das Verfahren so durchführen, dass
zumindest in einem dem jeweiligen Axialabschnitt des wenigstens
einen Einsatzes zugeordneten Axialabschnitt des Gehäuses
eine Umfangsgeometrie des Gehäuses in Abhängigkeit der
gemessenen Umfangsgeometrie des wenigstens einen Einsatzes so verformt
wird, dass sich für einen radial zwischen dem Gehäuse
und dem wenigstens einen Einsatz ausgebildeten Spalt ein vorbestimmter Spaltverlauf
in Umfangsrichtung einstellt. Der vorbestimmte Spaltverlauf kann
insbesondere eine optimale Verpressung der Lagermatte berücksichtigen. Ebenso
kann der vorbestimmte Spaltverlauf anisotrope Belastungsgrenzen
des jeweiligen Einsatzes berücksichtigen. Da das erzielbare
Spaltmaß mit der radialen Verpressung der Lagermatte und
somit mit den beim Verpressen auftretenden Kräften korreliert, kann über
die Vorgabe des Spaltmaßes auch die Belastung des jeweiligen
Einsatzes beim Verformen des Gehäuses bestimmt werden.
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Entsprechend
einer vorteilhaften Ausführungsform kann die jeweils gemessene
Umfangsgeometrie des jeweiligen Einsatzes vorbestimmten Umfangssegmenten
des Einsatzes zugeordnet werden, wobei dann außerdem für
das jeweilige Umfangssegment eine gemittelte Umfangsgeometrie aus
den im jeweiligen Um fangssegment gemessenen Umfangsgeometriewerten
bestimmt wird. Die Verformung des Gehäuses erfolgt dann
ebenfalls in Umfangssegmenten, die den Umfangssegmenten des jeweiligen Einsatzes
zugeordnet sind, wobei die Verformung des Gehäuses in den
gehäuseseitigen Umfangssegmenten die gemittelten Umfangsgeometrien
berücksichtigt. Diese Vorgehensweise berücksichtigt
insbesondere Verformungswerkzeuge die in Umfangsrichtung verteilt
angeordnete, segmentierte Formkörper aufweisen.
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Die
Erfassung und Berücksichtung der Umfangsgeometrie des jeweiligen
Einsatzes erfolgt zumindest in einem Axialabschnitt des Einsatzes.
Es ist klar, dass bei anderen Ausführungsformen auch mehrere
Axialabschnitte hinsichtlich ihrer Umfangsgeometrie vermessen werden
können. Dementsprechend lassen sich dann auch beim Umformen
des Gehäuses eine entsprechende Anzahl von Axialabschnitten
des Gehäuses in Abhängigkeit der jeweils gemessenen
Umfangsgeometrien verformen. Grundsätzlich ist auch eine
beliebige Auflösung in Längsrichtung denkbar.
Beispielsweise kann die vollständige Außenkontur
des jeweiligen Einsatzes z. B. durch sogenanntes 3-D-Scannen erfasst
werden. Somit kann zusätzlich auch eine Längsgeometrie
des jeweiligen Einsatzes beim Verformen des Gehäuses berücksichtigt
werden.
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Eine
Abgasbehandlungseinrichtung die nach dem erfindungsgemäßen
Verfahren hergestellt ist, kann sich beispielsweise dadurch charakterisieren, dass
das Gehäuse einen an den Querschnitt des Einsatzes angepassten
Querschnitt aufweist, selbst wenn der jeweilige Einsatz einen bezüglich
Drehungen um seine Längsmittelachse einen asymmetrischen
Querschnitt besitzt. Der Querschnitt des Gehäuses formt
dann die jeweilige Asymmetrie des Einsatzes mehr oder weniger genau
nach.
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Keramische
Monolithen, deren Zellmatrix ein Gitter aus zueinander senkrecht
verlaufenden Stegen aufweist, besitzen eine von der Drehlage variierende
Druckbelastbarkeit. Parallel zu Stegen ist der jeweilige Monolith
höher belastbar als in Diagonalrichtung der Zellen. Die
Abhängigkeit der Druckbelastbarkeit des jeweiligen Einsatzes
von seiner Drehlage kann beim Verformen des Gehäuses berücksichtigt
werden. Somit kann sich eine Abgasbehandlungseinrichtung, die nach
dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt worden
ist, insbesondere auch dadurch charakterisieren, dass das Gehäuse in
einem dem jeweiligen Einsatz zugeordneten Axialabschnitt so geformt
ist, dass sich in Umfangsrichtung ein Verlauf für die radiale
Spaltgeometrie einstellt, der einen von der radialen, mit der Drehlage
variierenden Druckbelastbarkeit des jeweiligen Einsatzes abhängigen
Verlauf in Umfangsrichtung der radialen Verpressung der Lagermatte
berücksichtigt.
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Weitere
wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den
Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen
Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
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Es
versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend
noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils
angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder
in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden
Erfindung zu verlassen.
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Bevorzugte
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen
dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher
erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche
oder funktional gleiche Bauteile beziehen.
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Es
zeigen, jeweils schematisch,
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1 einen
stark vereinfachten, prinzipiellen Verlauf eines Herstellungsverfahrens,
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2 und 3 jeweils
einen stark vereinfacht dargestellten, prinzipiellen Querschnitt
eines Abgasbehandlungseinsatzes, bei verschiedenen Ausführungsformen,
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4 einen
Längsschnitt entsprechend der Position V in 1 durch
eine Abgasbehandlungseinrichtung beim Verformen ihres Gehäuses
entsprechend Schnittlinien IV in 5,
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5 einen
Querschnitt durch die Abgasbehandlungseinrichtung aus 4 entsprechend Schnittlinien
V in 4,
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6 einen
Längsschnitt wie in 4, jedoch
bei einer anderen Ausführungsform entsprechend Schnittlinien
VI in 7,
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7 einen
Querschnitt wie in 5, jedoch bei der Ausführungsform
aus 6 entsprechend Schnittlinien VII in 6.
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Entsprechend 1 werden
zum Herstellen einer Abgasbehandlungseinrichtung 1, die
in 1 nur in einem unfertigen Zustand dargestellt
ist, zumindest ein Abgasbehandlungseinsatz 2, wenigstens eine
Lagermatte 3 und ein rohrförmiges Gehäuse 4 benötigt.
Bei der Abgasbehandlungseinrichtung 1 kann es sich beispielsweise
um ein Partikelfilter oder um einen Katalysator handeln. Die Abgasbehandlungseinrichtung 1 dient
bevorzugt zur Verwendung in einer Abgasanlage einer Brennkraftmaschine,
die insbesondere in einem Kraftfahrzeug angeordnet sein kann. Der
Abgasbehandlungseinsatz 2, der im Folgenden auch kurz als
Einsatz 2 bezeichnet wird, kann somit bevorzugt ein Partikelfiltereinsatz
oder ein Katalysatoreinsatz sein. Der Einsatz 2 kann grundsätzlich
aus einem metallischen Werkstoff bestehen. Bevorzugt besteht der
Einsatz 2 jedoch aus einem keramischen Werkstoff. Insbesondere
ist der Einsatz 2 durch wenigstens einen keramischen Monolithen
gebildet. Dabei kann der Einsatz 2 aus einem einzigen Monolithen
bestehen; ebenso kann der Einsatz 2 aus mehreren Monolithen
zusammengebaut sein.
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Die
Lagermatte 3 kann ein Drahtgestrick aus Edelstahl sein
oder eine Fasermatte aus einem nicht brennbaren Werkstoff sein.
Die Lagermatte 3 ist komprimierbar, wobei sie jedoch eine
gewisse Federelastizität entwickelt, was bei der montierten
Abgasbehandlungseinrichtung 1 zur Lagefixierung des Einsatzes 2 im
Gehäuse 4 genutzt werden kann.
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Entsprechend 1 wird
bei I zumindest in einem Axialabschnitt des Einsatzes 2 eine
Umfangsgeometrie des Einsatzes 2 gemessen. Eine entsprechende
Messeinrichtung ist hier mit 5 bezeichnet. Zur Erfassung
der Umfangsgeometrie kann eine Drehung 6 zwischen dem Einsatz 2 und
der Messeinrichtung 5 erforderlich sein. Die Umfangsgeometrie
kann in einem einzigen Axialabschnitt gemessen werden. Dabei wird
unterstellt, dass der insbesondere im Strangpressverfahren hergestellte
Einsatz 2 eine in Axialrichtung konstante Umfangsgeometrie
aufweist. Bevorzugt wird der Einsatz 2 jedoch in mehreren
Axialabschnitten vermessen. Ebenso ist es möglich, den Einsatz 2 in
Axialrichtung kontinuierlich zu vermessen, d. h., es wird auch die
Axialgeometrie des Einsatzes 2 vermessen. Hierzu kann eine
Axialverstellung 7 zwischen dem Einsatz 2 und
der Messeinrichtung 5 erfolgen.
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Das
Vermessen des Einsatzes 2 erfolgt dabei vorzugsweise bezüglich
einer Markierung 8, die hier durch ein Kreuz symbolisiert
ist. Diese Markierung 8 kann am jeweiligen Einsatz 2 ohnehin
vorhanden sein, beispielsweise in Form einer am Einsatz 2 im
Rahmen der Herstellung ausgebildeten Längsnut. Ebenso kann
die Markierung 8 gezielt am Einsatz 2 angebracht werden.
Beispielsweise lässt sich am Einsatz 2 mit Farbe
eine Linie anbringen oder dergleichen.
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Bei
II wird der Einsatz 2 mit der Lagermatte 3 versehen.
Der mit der Lagermatte 3 umwickelte Einsatz 2 ist
bei III dargestellt. Der mit der Lagermatte 3 umwickelte
Einsatz 2 wird nun in axialer Richtung in das Gehäuse 4 eingeführt,
was bei IV gezeigt ist. Zum axialen Einführen kann insbesondere
ein Einführtrichter verwendet werden. Jedenfalls weist
das Gehäuse 4 ein Übermaß auf,
wodurch das axiale Einführen des mit der noch unverpressten
Lagermatte 3 versehenen Einsatzes 2 erleichtert
ist.
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Bei
V erfolgt nun die Verformung des Gehäuses 4. Entsprechende
Formwerkzeuge sind in dabei mit 9 bezeichnet. Die radiale
Verformung des Gehäuses 4 ist erforderlich, um
eine gewünschte radiale Verpressung der Lagermatte 3 zu
erzielen. Erst durch diese radiale Verpressung kann die Lagermatte 3 ihre Fixierungswirkung
bzw. Fixierungsfunktion erfüllen. Die verpresste Lagermatte 3 dient
unter anderem zur Lagefixierung des Einsatzes 2 relativ
zum Gehäuse 4. Beim Verformen des Gehäuses 4 wird
nun die zuvor bei I gemessene Umfangsgeometrie und gegebenenfalls
die gemessene Axialgeometrie berücksichtigt.
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Insbesondere
berücksichtig eine entsprechende, hier nicht gezeigte Steuerung
des Umformwerkzeugs 9, die gemessen Umfangsgeometrie bzw. Axialgeometrie
derart, dass sich für einen Spalt 10, der sich
radial zwischen dem Gehäuse 4 und dem Einsatz 2 ausbildet
und in dem die Lagermatte 3 angeordnet ist, ein vorbestimmter
Spaltverlauf in Umfangsrichtung einstellt.
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Dabei
kann es – je nach Aufbau des Umformwerkzeugs 9 – zweckmäßig
sein, die gemessene Umfangsgeometrie vorbestimmten Umfangssegmenten
des Einsatzes 2 zuzuordnen und für die Umfangssegmente
jeweils eine gemittelte Umfangsgeometrie zu bestimmen, die sich
anhand der innerhalb des jeweiligen Umfangssegments gemessenen Umfangsgeometrie
berechnen lässt. Beispielsweise weist das Umformwerkzeug 9 in
Umfangsrichtung sechs Umformkörper auf, mit denen das Gehäuse 4 radial
verformt werden kann. Dementsprechend wird der Einsatz 2 in
sechs Umfangssegmente unterteilt, denen jeweils eine mittlere Umfangsgeometrie
aus den innerhalb des jeweiligen Umfangssegments gemessenen Umfangsdaten
zugeordnet wird. Beim Umformen des Gehäuses 4 kann
dann die Umfangsgeometrie des Gehäuses 4 ebenfalls
in Umfangssegmenten, die den Umfangssegmenten des jeweiligen Einsatzes 2 zugeordnet
sind, in Abhängigkeit der gemittelten Umfangsgeometrien
verformt werden. Im Beispiel werden die sechs Umformkörper
dann individuell entsprechend den gemittelten Umfangsgeometrien
des Einsatzes 2 angesteuert, wodurch das Gehäuse 6 entlang
seines Umfangs ebenfalls in sechs Umfangssegmenten individuell verformt
wird.
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Je
nach Ausgestaltung des zur Verfügung stehenden Umformwerkzeugs
kann die Umfangsgeometrie des Einsatzes 2 am Gehäuse 4 in
einem einzigen Axialabschnitt oder in mehreren Axialenabschnitten
oder quasi in axialer Richtung kontinuierlich umgesetzt werden.
Dementsprechend kann der axiale Verlauf der Umfangsgeometrie des
Gehäuses 4 in Abhängigkeit des im Einsatz 2 gemessenen
axialen Verlaufs der Umfangsgeometrie so verformt werden, dass sich
auch in der axialen Richtung ein vorbestimmter Spaltverlauf einstellen
kann. Je nach Umformwerkzeug 9 kann es auch hier zweckmäßig
sein, den an sich kontinuierlich messbaren axialen Verlauf der Umfangsgeometrie
des Einsatzes 2 vorbestimmten Axialabschnitten des Einsatzes 2 zuzuordnen und
für den jeweiligen Axialabschnitt aus den gemessenen Werten
eine gemittelte Umfangsgeometrie zu bestimmen. Das Gehäuse 4 lässt
sich dann ebenfalls in Axialabschnitten, die den vorbestimmten Axialabschnitten
des Einsatzes 2 zugeordnet sind, in Abhängigkeit
der gemittelten Umfangsgeometrien verformen.
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Für
den Umformvorgang des Gehäuses 4 kann es zweckmäßig
sein, die Markierung 8 zu berücksichtigen. Beispielsweise
kann das Umformwerkzeug 9 selbsttätig die jeweilige
Markierung 8 erkennen. Ebenso kann es erforderlich sein,
den jeweiligen Einsatz 2 bezüglich seiner Markierung 8 mit
einer vorbestimmten Drehlage und/oder Axiallage in das Gehäuse 4 einzusetzen.
Die Verformung des Gehäuses 4 erfolgt dann bezüglich
der Markierung 8.
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Nach
dem Verformen des Gehäuses 4 ist die Lagermatte 3 radial
verpresst, was bei VI erkennbar ist. Zur Qualitätssicherung
kann bei VI vorgesehen sein, die durch die Verformung des Gehäuses 4 gebildete
Ist-Geometrie des Gehäuses 4 bzw.
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die
Ist-Geometrie des Spalts 10 zu vermessen. Entsprechende
Messeinrichtungen sind hier mit 11 bezeichnet. In Abhängigkeit
der am Einsatz 2 bei I gemessenen Geometrie lässt
sich eine Soll-Geometrie für das Gehäuse 4 bzw.
für den Spalt 10 ermitteln, die dann mit der bei
VI gemessenen Ist-Geometrie verglichen werden kann. Durch eine Rückkopplung 12 kann
das Umformwerkzeug 9 bzw. eine damit ausgestattete Umformvorrichtung
in Abhängigkeit dieses Soll-Ist-Vergleichs automatisch
adaptiert werden.
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Wie
vorstehend erläutert lässt sich durch die erfindungsgemäße
Vorgehensweise bei der jeweiligen Abgasbehandlungseinrichtung 1 ein
in Umfangsrichtung und/oder in Axialrichtung vorbestimmter Spaltverlauf
mehr oder weniger genau einstellen. Dieser Spaltverlauf kann insbesondere
so gewählt sein, dass sich in der Umfangsrichtung bzw.
in der Axialrichtung ein im wesentlichen konstantes Spaltmaß einstellt.
Beispielsweise zeigt 2 eine Ausführungsform,
bei welcher die Abgasbehandlungseinrichtung 1 zwischen
dem Einsatz 2 und dem Gehäuse 4 einen
Spalt 10 aufweist, in dem die Lagermatte 3 angeordnet
ist. Der Spaltverlauf in Umfangsrichtung charakterisiert sich hier
dadurch, dass der Spalt 10 in Umfangsrichtung ein im wesentlichen konstantes
Spaltmaß besitzt. Das Spaltmaß ist hier die in
radialer Richtung gemessene Spaltbreite 13 oder Spaltweite. 2 zeigt
in einer übertriebenen Darstellung einen Einsatz 2,
der einen bezüglich Drehungen um seine Längsmittelachse 14 asymmetrischen
Querschnitt aufweist. Charakteristisch ist für diese Ausführungsform
der Abgasbehandlungseinrichtung 1, dass ihr Gehäu se 4 zumindest
in dem dem Einsatz 2 zugeordneten Axialabschnitt einen Querschnitt
aufweist, der an den asymmetrisch Querschnitt des Einsatzes 2 angepasst
ist. Das Gehäuse 4 folgt den Unregelmäßigkeiten
der Außenkontur des Einsatzes 2.
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3 zeigt
ebenfalls in übertriebener Darstellung eine besondere Ausführungsform,
bei welcher der Einsatz 2 aus wenigstens einem keramischen
Monolithen 15 gebildet ist. Der Monolith 15 weist
eine Zellmatrix 16 auf, die ein Gitter aus senkrecht zueinander
verlaufenden Stegen 17 besitzt. Ein derartiger Monolith 15 weist
für radiale Druckbelastungen eine anisotrope Belastbarkeit
auf. Bei Druckbelastungen, die parallel zu Stegen 17 verlaufen,
ist die Druckbelastbarkeit des Monolithen 15 größer
als bei Druckbelastungen, die gegenüber den Stegen 17 geneigt
sind. Insbesondere ist die Druckbelastbarkeit in Richtung von Diagonalen 18 des
Gitters am kleinsten.
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Der
in der Umfangsrichtung bzw. in der Axialrichtung vorbestimmte Spaltverlauf
kann für die Umformung des Gehäuses 4 nun
gezielt so gewählt sein, dass die beim Verformen des Gehäuses 4 auftretende
radiale Druckbelastung des Einsatzes 2 in Abhängigkeit
einer mit der Drehlage bzw. Axiallage variierenden Druckbelastbarkeit
des Einsatzes 2 erfolgt. Das bedeutet, dass insbesondere
die anisotrope Druckbelastbarkeit des Einsatzes 2 beim
Verpressen der Lagermatte 3 berücksichtigt wird.
Hierdurch kann in Bereichen, die eine höhere Druckbelastbarkeit
aufweisen, eine stärkere Verpressung der Lagermatte 3 erreicht
werden.
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Entsprechend 3 ist
bei einer Abgasbehandlungseinrichtung 1, die unter dieser
Voraussetzung hergestellt worden ist, das Gehäuse 4 zumindest
in einem dem jeweiligen Einsatz 2 zugeordneten Axialabschnitt
so geformt, dass sich in der Umfangsrichtung für die radiale
Spaltgeometrie ein Verlauf einstellt, der einen von der radialen,
mit der Drehlage variierenden Druckbelastbarkeit des Einsatzes 2 abhängigen
Verlauf der radialen Verpressung der Lagermatte 3 in Umfangsrichtung
berücksichtigt. Im gezeigten konkreten Beispiel ist die
radiale Verpressung der Lagermatte 3 in Umfangssegmenten 19,
in denen die Stege 17 zumindest in einem mittleren Bereich
des jeweiligen Segments 19 senkrecht zum Gehäuse 4 orientiert
sind, größer als in anderen Umfangssegmenten 20,
in denen die Stege 17 zumindest in einem mittleren Bereich
des jeweiligen Umfangssegments 20 um etwa 45° gegenüber
dem Gehäuse 4 geneigt sind. In diesen anderen
Umfangssegmenten 20 sind insbesondere die Diagonalen 18 zumindest
in einem mittleren Bereich des jeweiligen Segments 20 im
wesentlichen senkrecht zum Gehäuse 4 orientiert.
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Die 4 bis 7 zeigen
rein exemplarisch und ohne Beschränkung der Allgemeinheit
zwei verschiedene Ausführungsformen von Umformwerkzeugen 9,
mit deren Hilfe das Gehäuse 4 in Umfangsrichtung
und/oder in Längsrichtung segmentweise unterschiedlich
deformiert werden kann, um den erwünschten Querschnittsverlauf
bzw. Spaltverlauf in Umfangsrichtung bzw. in Längsrichtung
erzielen zu können. Beispielsweise ist das Umformwerkzeug 9 bei
den in den 4 bis 7 gezeigten
Beispielen mit mehreren Werkzeugsegmenten 21 ausgestattet, die
in Umfangsrichtung verteilt angeordnet sind und denen jeweils ein
Umfangssegment des Gehäuses 4 zugeordnet ist.
Für den Umformvorgang werden die Werkzeugsegmente 21 in
radialer Richtung entsprechend Pfeilen belastet. Dabei sind die
einzelnen Werkzeugsegmente 21 individuell mit dieser radialen Anpresskraft
antreibbar. Die einzelnen Werkzeugsegmente 21 sind vorzugsweise
jeweils weggesteuert. Auf diese Weise lässt sich jedem
einzelnen Werkzeugsegment 21 eine gemittelte Umfangsgeometrie
zuordnen, die dann am Gehäuse 4 im Bereich des
jeweiligen Umfangssegments realisiert wird.
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In
den 4 und 6 sind die Lagermatte 3,
das Gehäuse 4 und der Spalt 10 im unverformten Zustand
mit a gekennzeichnet, während ihr verformter Zustand mit
b gekennzeichnet ist. Die Werkzeugsegmente 21 können
in axialer Richtung kürzer sein als das Gehäuse 4.
Hierdurch lassen sich verschiedene Axialabschnitte des Gehäuses 4 individuell
umformen, also mit unterschiedlichen mittleren Querschnittsgeometrien
im Bereich der jeweiligen Werkzeugsegmente 21.
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Während
bei der Ausführungsform der 4 und 5 die
Werkzeugsegmente 21 als Umformbacken ausgestaltet sind,
zeigen die 6 und 7 eine Ausführungsform,
bei welcher die Werkzeugsegmente 21 als Umformwalzen ausgestaltet sind,
die im Folgenden ebenfalls mit 21 bezeichnet werden. Die
Umformwalzen 21 sind hinsichtlich ihrer Geometrie an die
Außenkontur des Gehäuses 4 adaptiert,
was in 7 deutlich erkennbar ist. Beim Umformen kann eine
axiale Relativbewegung zwischen dem Gehäuse 4 und
den Umformwalzen 21 durchgeführt werden. Beispielsweise
kann das Gehäuse 4 durch die stationär
angeordneten Umformwalzen 21 axial hindurchgedrückt
oder hindurchgezogen werden. Hierbei kommt es zur gewünschten Verformung
des Gehäuses 4 in radialer Richtung, und zwar
segmentweise entsprechend den umfangsmäßig verteilt
angeordneten und jeweils einem Umfangsegment zugeordneten Umformwalzen 21.
Auch die Umformwalzen 21 werden für die Umformung
des Gehäuses 4 in radialer Richtung mit einer
entsprechenden Anpresskraft beaufschlagt, die in 7 durch
Pfeile repräsentiert ist. Auch hier sind die Umformwalzen 21 bevorzugt
weggesteuert. Bei dieser Ausführungsform ist es grundsätzlich
möglich, beim Durchziehen oder Durchdrücken des
Gehäuses 4 zentral durch die Umformwalzen 21 diese
für unterschiedliche Axialabschnitte des Gehäuses 4 unterschiedlich
einzustellen, und zwar individuell. Dies kann theoretisch kontinuierlich
erfolgen. Bevorzugt ist jedoch eine Ausführungsform, bei
der die jeweilige Einstellung der Umformwalzen 21 für
mehrere, axial aufeinander folgende Axialabschnitte jeweils konstant
ist, wobei der Vorschub des Gehäuses 4 zum Einstellen
der Umformwalzen, durch Vorgabe neuer Werte für die Querschnittsgeometrie,
unterbrochen wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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