DE102008005752B4 - Verfahren zur Herstellung eines Abgaskatalysators - Google Patents

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Abstract

Verfahren zur Montage eines Abgaskatalysators in Rohrbauweise, der in verbautem Zustand ein als Rohrabschnitt (16) ausgebildetes Gehäuse (24, 25), einen im Rohrabschnitt (16) angeordneten Katalysatorkörper (7) und eine Lagerungsmatte (11) umfasst, wobei ein Eingangsbereich des Rohrabschnitts (16) zur Stirnseite hin einen ersten Bereich (26) mit dem Querschnittsdurchmesser De und einen zweiten Bereich (27) mit dem Querschnittsdurchmesser Dr sowie zumindest eine Schräge (29) in einem Bereich (28) zwischen dem ersten und zweiten Bereich aufweist, mit folgenden Verfahrensschritten: – Bereitstellen eines im Wesentlichen zylindrischen Katalysatorkörpers (7) und einer Lagerungsmatte (11), – Umwickeln des Katalysatorkörpers (7) mit wenigstens einer Lage der Lagerungsmatte (11), wobei der Gesamtquerschnittsdurchmesser eines aus Katalysatorkörper (7) und der Lagerungsmatte (11) bestehenden Pakets (15) einen Wert Dgesamt aufweist, falls Dgesamt in einem Toleranzbereich zwischen einem Wert Dgesamtmin und einem Wert Dgesamtmax liegt, – Bereitstellen zumindest eines Rohrabschnitts (16) mit einem an den Wert Dgesamt angepaßten Querschnittsdurchmesser Dr im zweiten Bereich (27), bei welchem die Lagerungsmatte (11) den vorgegebenen Verdichtungszielwert aufweist, gekennzeichnet durch – Mechanisches Aufweiten oder Zusammenstauchen des Rohrabschnitts (16) im ersten Bereich (26) auf einen vorgegebenen Querschnittsdurchmesser De > Dr, falls der Rohrabschnitt (16) im ersten Bereich (26) einen Querschnittsdurchmesser verschieden von De hat, – anschließend Einschieben des Pakets (15) in den Eingangsbereich des Rohrabschnitts (16) und beim Einschieben Verdichten der Lagerungsmatte (11) an der Schräge (29) auf den Verdichtungszielwert im zweiten Bereich (27) des Rohrabschnitts (16).

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Montage von Abgaskatalysatoren in Rohrbauweise, mit einem Rohrabschnitt als Gehäuse, wenigstens einem im Rohrabschnitt angeordneten Katalysatorkörper und einer Lagerungsmatte.
  • Im Bereich der Abgaskatalysatoren für den Kraftfahrzeugbau gibt es unterschiedliche Grundbauprinzipien für die Katalysatorfertigung, insbesondere Wickelkatalysator, Halbschalenkatalysator, Shrinkkatalysator und Stopfkatalysator. Vom inneren Aufbau sind die unterschiedlichen Katalysatortypen annähernd gleich: der aus Keramikmonolith bestehende Katalysatorkörper wird durch eine Lagerungsmatte in einem Rohrabschnitt bzw. Gehäuse aus Metal befestigt. Dabei wird durch die zwischen Katalysatorkörper und Rohrabschnitts bzw. Gehäuse auf eine bestimmte GBD (GBD = Gap-Bulk-Density, Dichte der Lagerungsmatte im verbauten Zustand) verpresste Lagerungsmatte die benötigte Haltekraft erzeugt. Die GBD ist ein für die Haltbarkeit entscheidender Funktionsparameter im Katalysatorenbau und wird innerhalb eines bestimmten Bereichs vom Hersteller der Lagerungsmatte vorgegeben. Ziel bei der Fertigung ist es, die GBD konstant auf einen bestimmten Wert einzustellen. Problematisch dabei ist, dass die verbauten Teile Katalysatorkörper im Durchmesser und Lagerungsmatte im Flächengewicht (Gewicht pro m2) herstellungsbedingt relativ hohe Toleranzen aufweisen. Diese sollten im Fertigungsprozess berücksichtigt und kompensiert werden, so dass das resultierende GBD konstant bleibt.
  • Bei den Wickelkatalysatoren wird der mit einer Lagerungsmatte umhüllte Katalysatorkörper in einem Rohrabschnitts bzw. Gehäuse eingewickelt und mit einer vorgegebener Spannkraft geschlossen. Durch die konstant gehaltene Spannkraft werden die Toleranzen von Katalysatorkörper und Lagerungsmatte teilweise kompensiert. Als Unsicherheitsfaktor bleibt die unbekannte Reibung zwischen Gehäuse und Lagerungsmatte sowie in der Manteldoppelung. D. h. man kann nicht klar definieren, wie viel der Spannkraft in Reibung und in Schließkraft umgesetzt wird. Daraus resultieren Streuungen in der GBD. Ein weiterer Nachteil beim Wickelkatalysator ist die Blechdoppelung und die daraus resultierende stärkere Verpressung der Lagerungsmatte im Überlappungsbereich. Des Weiteren wird die Lagerungsmatte durch die Längsschweißnaht zum Schließen des Rohrabschnitts bzw. Gehäuse thermisch belastet.
  • Bei den Halbschalenkatalysatoren wird der mit einer Lagerungsmatte umhüllte Katalysatorkörper mit zwei Halbschalen umschlossen. Die GBD kann hierbei nur recht schlecht und auf den Umfang bezogen nur ungleichmäßig verteilt eingestellt werden. Daraus resultieren Streuungen im GBD.
  • Bei dem Shrinkkatalysator wird der mit einer Lagerungsmatte umhüllte Katalysatorkörper in einen Rohrabschnitt eingeschoben, das einen Querschnittsdurchmesser besitzt, durch den keine oder eine nur sehr geringe Verdichtung der Lagerungsmatte erfolgt. Die Verpressung der Lagerungsmatte erfolgt anschließend durch eine Einrichtung, die den Querschnittsdurchmesser des Gehäuse auf ein kleineres Maß verringert. Ein Nachteil ist, dass das Gehäuse durch ein Federeigenschaft im Shrinkprozess auf ein geringeres Maß verkleinert werden muss. Dadurch wird die Lagerungsmatte kurzzeitig auf ein höheres GBD verdichtet als später erwünscht.
  • Bei den Stopfkatalysatoren wird der mit einer Lagerungsmatte umhüllte Katalysatorkörper in ein z. B. rundes Gehäuse eingeschoben. Hier sind bisher unterschiedliche Verfahren im Einsatz.
  • Unkalibriertes Stopfen: Katalysatorkörper und Gehäuse werden ohne Messung von Querschnittsdurchmesser und ohne Berücksichtigung des aktuellen Flächengewichts der Lagerungsmatte verbaut. Durch die Toleranzen der einzelnen Bauteile ergibt sich ein stark schwankendes GBD.
  • Kalibriertes Stopfen: Der Katalysatorkörper wird im Querschnittsdurchmesser vermessen und das Gehäuse mechanisch an den aktuellen Querschnittsdurchmesser angepasst. Dadurch ergibt sich ein konstanter Spalt zwischen Katalysatorkörper und Gehäuse. Da das Flächengewicht der Lagerungsmatten nicht konstant ist, wegen der Schwankung innerhalb und zwischen den Chargen, ergibt sich ein schwankendes GBD. Ein derartiges kalibriertes Stopfen ist beispielsweise im Zusammenhang mit 9 von Dokument US 2007/0212269 A1 beschrieben, wobei eine Presskraft ermittelt wird, während der Katalysatorkörper mittels einer Pressvorrichtung gepresst und der Durchmesser des Gehäuses nach dem Stopfen reduziert wird.
  • Beim Stopfverfahren wird der mit einer Lagerungsmatte umhüllte Katalysatorkörper durch ein Einführkonus, der die Lagerungsmatte komprimiert, ins Gehäuse geschoben. Um auch die Teile an der unteren Toleranzgrenze in einen im Querschnittsdurchmesser passenden Rohrabschnitt zu stopfen, wobei die GBD konstant nominell bleiben soll, muss der Einführkonus einen entsprechend kleinen Querschnittsdurchmesser haben. Da in der Fertigung häufig nur ein Einführkonus zur Anwendung kommt, müssten auch die Teile an der oberen Toleranzgrenze durch diesen kleinen Einführkonus geschoben werden.
  • Ein derartiges Montageverfahren für Abgaskatalysatoren sowie entsprechende Vorrichtungen sind bereits aus EP 0 681 095 B1 bekannt, wobei die Sollwertabweichung der Querschnittsfläche eines Katalysatorkörpers gemessen wird. In Abhängigkeit von der Größe und dem Vorzeichen der Sollwertabweichung wird die Sollwertabweichung durch eine Anpassung in Form einer Vergrößerung oder Verkleinerung des Umfangs bzw. der Innenquerschnittsfläche des diesem Katalysatorkörper zugeordneten Rohrabschnittes kompensiert. Der Nachteil in diesem Verfahren ist, dass nicht alle die im Prozess auftretende Toleranzen berücksichtigt werden. Dies kann eine hohe Verdichtung über den für die Lagerungsmatte zulässigen Bereich und somit eine Schädigung der Lagerungsmatte zur Folge haben. Des Weiteren ist für die Haltbarkeit ungünstig, wenn die Lagerungsmatte im Fertigungsprozess auf eine höhere GBD verpresst wird als nachher im gefertigten Katalysator.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung der eingangsgenannten Art zu schaffen, bei denen bei der Montage der Abgaskatalysatoren vorkommende Toleranzen bzw. Abweichungen einfacher berücksichtigt werden.
  • Gelöst wird die vorstehend aufgezeigte Aufgabe mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs.
  • Bei dem erfindungsgemäße Verfahren zur Montage eines Abgaskatalysator in Rohrbauweise, der in verbautem Zustand ein als Rohrabschnitt ausgebildetes Gehäuse, einen im Rohrabschnitt angeordneten Katalysatorkörper und eine Lagerungsmatte umfasst, wobei ein Eingangsbereich des Rohrabschnitts zur Stirnseite hin einen ersten Bereich mit dem Querschnittsdurchmesser De und einen zweiten Bereich mit dem Querschnittsdurchmesser Dr sowie zumindest eine Schräge in einem Bereich zwischen den ersten und zweiten Bereich aufweist, sind mit folgende Verfahrensschritten vorgesehen:
    • – Bereitstellen eines im Wesentlichen zylindrischen Katalysatorkörpers und einer Lagerungsmatte,
    • – Umwickeln des Katalysatorkörpers mit wenigstens einer Lage der Lagerungsmatte, wobei der Gesamtquerschnittsdurchmesser eines aus Katalysatorkörper und der Lagerungsmatte bestehenden Pakets einen Wert Dgesamt aufweist, falls Dgesamt in einem Toleranzbereich zwischen einem Wert Dgesamtmin und einem Wert Dgesamtmax liegt,
    • – Bereitstellen zumindest eines Rohrabschnitts mit einem an den Wert Dgesamt angepaßten Querschnittsdurchmesser Dr im zweiten Bereich, bei welchem die Lagerungsmatte den vorgegebenen Verdichtungszielwert aufweist,
    • – Mechanisches Aufweiten oder Zusammenstauchen des Rohrabschnitts im ersten Bereich auf einen vorgegebenen Querschnittsdurchmesser De > Dr, falls der Rohrabschnitt in ersten Bereich einen Querschnittsdurchmesser verschieden von De hat,
    • – anschließend Einschieben des Pakets in den Eingangsbereich des Rohrabschnitts und beim Einschieben Verdichten der Lagerungsmatte an der Schräge auf den Verdichtungszielwert im zweiten Bereich des Rohrabschnitts.
  • Die Verdichtung bzw. Komprimierung auf einen konstanten nominellen Verdichtungszielwert bzw. Ziel-GBD erfolgt an der im Gehäuse erfindungsgemäß angebrachten Schräge. Mit GBD-Wert (Gap-Bulk-Density) ist hier die Dichte der Lagerungsmatte im verbauten Zustand im Gehäuse gemeint.
  • Diese erfindungsgemäße Verdichtung ist besonders vorteilhaft, denn die Matte wird im Einfpührkonus nicht höher als zulässig verdichtet. Im allgemeinen ist der Durchmesser Dr eines einem gegebenen Paketes zugeordneten Rohrabschnitts geringfügig geringer als der Gesamtquerschnittsdurchmesser Dgesamt des Pakets im nicht eingeschobenen Zustand.
  • Die Erfindung hat den Vorteil, dass ein aus Katalysatorkörper und Lagerungsmatte bestehendes Paket relativ unabhängig von den Toleranzwerten von Querschnittsdurchmessern des Katalysatorkörpers und der Lagerungsmatte in den Rohrabschnitt bzw. ins Gehäuse einschiebbar ist. Das aus Katalysatorkörper und Lagerungsmatte bestehende Paket wird ohne zu hohe Verdichtung am Eingang in den Eingang des Rohrabschnitts bzw. Gehäuse eingeschoben. Vorteilhafterweise ist hierzu zwischen beiden erwähnten Bereichen mit De bzw. Dr eine Schräge ausgebildet. Die Verdichtung auf den nominellen Verdichtungszielwert erfolgt an dieser Schräge.
  • Vorteilhaft wird ein Gesamtquerschnittsdurchmessers Dgesamt von Katalysatorkörper und Lagerungsmatte für einen gegebenen von der Lagerungsmatte umwickelten Katalysatorkörper ermittelt, wobei der Gesamtquerschnittsdurchmesser Dgesamt in einem Toleranzbereich zwischen einem Dgesamt,min und einem Dgesamt,max liegt. Der innerhalb eines Toleranzbereichs zwischen Dgesamt,min und Dgesamt,max liegende Gesamtquerschnittsdurchmesser Dgesamt eines Katalysatorkörpers und die Dicke der Lagerungsmatte werden vor der Montage gemessen oder ermittelt. Beispielsweise wird das Flächengewicht der Lagerungsmatte vor der Montage gemessen und daraus die Dicke der Lagerungsmatte ermittelt. Außerhalb des Toleranzbereichs liegende Kombinationen von Katalysatorkörper und Lagerungsmatten werden nicht zur Montage zugelassen, sondern ausgesondert. Ein Rohrabschnitt mit einem Durchmesser Dr wird in Abhängigkeit von Dgesamt dem Katalysatorkörper zugeordnet. Entsprechend dem gemessenen Querschnittsdurchmesser wird der Rohrabschnitt gewählt und ein aus Katalysatorkörper und Lagerungsmatte bestehendes Paket in den Eingangsbereich des ausgewählten zugeordneten Rohrabschnitts bzw. Gehäuse eingeschoben.
  • Vorteilhaft wird zur Herstellung einer Charge von Abgaskatalysatoren eine Gruppe G von Pakten von Katalysatorkörpern und Lagerungsmatten eine Gruppe G von Rohrabschnitten mit gleichem Durchmesser De und dem jeweiligen Gesamtquerschnittsdurchmesser Dgesamt der Pakete zugeordneten Durchmessern Dr bereitgestellt.
  • Zur Anpassung des Gehäuses wird der Eingangsbereich eines Rohrabschnitts bzw. der Eintrittsbereich des Gehäuse auf einen konstanten Querschnittsdurchmesser De vergrößert bzw. zusammen gestaucht.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung erfolgt das Einschieben des Pakets mittels einem Einführkonus, der das Paket während der Einführung in den Eingangsbereich ausrichtet und ggfs. die Lagerungsmatte verdichtet.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung werden ein oder mehrere Einführkoni mit jeweils gleichem Querschnittsdurchmesser, vorzugsweise für sämtliche Mitglieder der Gruppe G von Rohrabschnitten verwendet. Da in der Fertigung meist lediglich ein Einführkonus zur Anwendung kommt, werden auch Pakete an der oberen Toleranzgrenze durch den gleichen Einführkonus eingeschoben.
  • Gemäß einer noch weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung weist der Einführkonus einen an den Durchmesser De angepassten minimalen Querschnittsdurchmesser Dk, vorzugsweise mit Dk = De auf. Der Querschnittsdurchmesser Dk des Einführkonus an seinem Anschlussbereich ist vorzugsweise so gewählt, dass der Einführkonus an den Querschnittsdurchmesser De des Gehäuses an seinem Eingangsbereich bzw. Anschlussbereich stufenlos oder mit geringer Stufe anschließbar ist und damit nur geringe Friktionen bei Einschieben der Pakete im Anschlussbereich auftreten.
  • Gemäß einer zweckmäßigen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung besteht die Lagermatte aus einer Mineralfaser, die insbesondere eine Vielzahl von Blähglimmerplättchen aufweist. Dadurch werden die unterschiedliche Ausdehnung von Katalysatorkörper und Gehäuse bei einer Erwärmung kompensiert.
  • Weitere Aspekte und Vorteile der Erfindung sind auch unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Patentansprüchen in der folgenden Beschreibung und den zugeordneten Figuren dargestellt.
  • Es zeigen in schematische Darstellung:
  • 1 eine Draufsicht auf einen Arbeitstisch für eine Montage von Abgaskatalysatoren,
  • 2 im Schnitt für zwei verschiedene Pakete Katalysatorgehäuse und Einführkonus bei einem erfindungsgemäßen Stopfverfahren,
  • 3 im Schnitt für zwei verschiedene Pakete Katalysatorgehäuse mit Anschlusstrichtern für einen Abgaskatalysator.
  • 1 zeigt stark schematisch einen Arbeitstisch 1 sowie verschiedene Stationen zur Montage von Abgaskatalysatoren. Es versteht sich, dass das Verfahren auch mittels anderer Vorrichtungen ausführbar ist.
  • Der Arbeitstisch 11 umfasst eine Einlegestation 2, eine Entnahmestation 3, eine Kalibrierstation 4, und eine Stopfstation 5. Der vorzugsweise als ein Drehtisch ausgestaltete Rundtisch 1 weist an den Stationen 2, 3, 4 und 5 hier nicht dargestellte Übergabe-Einrichtungen auf.
  • Die Einlegestation 2 umfasst vorzugsweise zwei Sub-Stationen, nämlich eine Station für Katalysatorkörper 6 für eine Vielzahl von Keramikmonolithen bzw. Katalysatorkörpern 7 und eine zweite Sub-Station 10 für eine Vielzahl von Lagerungsmatten 11. In der Sub-Station 6 sind die Katalysatorkörper 7 beispielsweise in einem dafür Fach 8 gelagert.
  • Mittels einer Messeinrichtung 9, beispielsweise eine Laser-Messeinrichtung ist eine Messung des Querschnittsdurchmessers von Katalysatorkörpern 7 vorgesehen.
  • Die Station 10 für Lagerungsmatten umfasst ein Fach 12 zum Lagern einer Vielzahl von Matten 11 und einer Waage-Einrichtung 13 zur Bestimmung des Flächengewichts der Lagerungsmatten 11.
  • Ferner ist eine Wickeleinrichtung 14 vorgesehen, die zum Umwickeln eines Katalysatorkörpers 7 mit einer oder mehreren Lagen einer Lagerungsmatte 11 zur Bildung eines Pakets 15 dient. In der Entnahmestation 3 werden aus der Einlegestation 2 entnommene Pakete 15 gelagert.
  • Vor Beginn der Montage wird in der Station für Lagerungsmatte 10 das aktuelle Flächengewicht einer Matte 11 durch eine dafür vorgesehene Waage-Einrichtung 13 gewogen. In der Station 6 wird der aktuelle Querschnittsdurchmesser eines Katalysatorkörpers 7 durch die Mess-Einrichtung 9, beispielsweise mit Hilfe einer Laser-Mess-Einrichtung gemessen.
  • Der mit der Lagerungsmatte 11 umgewickelte Katalysatorkörper 7 wird als ein Paket 15 mit einem Gesamtquerschnittsdurchmesser Dgesamt von Katalysatorkörper 7 und Lagerungsmatte 11 gepackt. Zulässig sind Pakete mit gemessenen Gesamtquerschnittsdurchmesser Dgesamt in einem Toleranzbereich zwischen Dgesamtmax und Dgesamtmin. Alle diesbezüglich gemessenen Werte werden vorzugsweise in der Steuereinrichtung gespeichert und die Pakete 15 entsprechend gekennzeichnet. Die Pakete 15 werden mittels einer hier nicht dargestellte Übergabe-Einrichtung in die Entnahmestation 3 gebracht und bis zur weiteren Verarbeitung dort in einem Fach 23 gelagert.
  • In der Kalibrierstation 4 werden die Gehäuse (Rohrabschnitte) 16 der Abgaskatalysatoren hergestellt. Dazu werden hier nicht dargestellten Blechstreifen und Rohre zur Herstellung von Rohrabschnitten bzw. Gehäusen 16 zur Verfügung gestellt. In der Kalibrierstation 4 sind ferner eine mechanische Einrichtung 17, mit der der Eingangsbereich der Rohrabschnitte falls erforderlich auf den benötigten Querschnittsdurchmesser mechanisch aufgeweitet oder zusammengestaucht werden kann und ggfs. eine Schweißeinrichtung 18 zum Schweißen von Rohrabschnitten 16 angeordnet. Ferner ist ein Lagerungsfach 19 für die bereitgestellten Gruppen G 20 von Rohrabschnitten bzw. Gehäusen 7 vorgesehen.
  • In 2 sind für zwei Pakete 15, mit gleichem Aufbau aus einem Katalysatorkörper 7 und einer Lagerungsmatte 11 aber unterschiedlichem Samtquerschnittsdurchmesser Dgesamtmin bzw. Dgesamtmax. Katalysatorgehäuse 24 bzw. 25 ist dargestellt. Jedes Katalysatorgehäuse 24 bzw. 25 ist als Rohrabschnitt 16 ausgebildet. Jeder Rohabschnitt 16 weist einen Eingangsbereich zu seiner Stirnseite auf mit einem ersten Bereich 26 mit einem Querschnittsdurchmesser De und einem zweiten Bereich 27 mit einem Querschnittsdurchmesser Dr. Der Querschnittsdurchmesser De ist größer als der Querschnittsdurchschnittsmesser Dr. In einem zwischen dem ersten Bereich 26 und dem zweiten Bereich 27 angeordneten Bereich 28 weist der Rohrabschnitt 16 eine Schräge 29 aus. Stirnseitig ist auf den Rohrabschnitt 16 ein Einführkonus 22 ausgesetzt, der vor Beginn des Einschiebens und nach Beendung des Einschiebens des Pakets 7 entfernt werden kann. Der Einführkonus 22 weist einen minimaler Querschnittsdurchmesser Dk aus, wobei in dem in 2 dargestellten Fällen Dk = De ist. Mit zunehmender Entfernung von der Stirnseite des Rohrabschnitts 16 weitet sich der Einführkonus 22 auf. Mittels einer nur schematisch dargestellten Einführungsvorrichtung sowie Einschubeinrichtung 21 wird jedes Paket 15 durch den Einfuhrkonus 22 in den Eingangsbereich jedes Gehäuses 24 bzw. 25 gebracht und den Rohrabschnitt 16 hinein geschoben. Da der Querschnittsdurchmesser Dr an den Gesamtquerschnittsdurchmesser Dgesamt des einzuschiebenden Pakets angepasst ist, kann ein vorgegebener Verdichtungszielwert im verbauten Zustand im Rohrabschnitt bzw. Gehäuse erreicht werden. Vorzugsweise können für Gehäuse mit unterschiedlichen Querschnittsdurchmesser Dr, falls der Querschnittsdurchmesser De des Eingangsbereichs gleich gewählt ist vorteilhaft ein und der selbe Einführkonus 22 eingesetzt werden. Da die Verdichtung der Lagerungsmatte 11 des Pakets dabei durch den in Abhängigkeit von dem jeweiligen Samtquerschnittsdurchmesser Dgesamt gewählten Querschnittsdurchmesser Dr bestimmt ist, und nicht durch den Einführkonus bzw. dessen Querschnittsdurchmesser Dk ist es vorteilhaft möglich bei dem erfindungsgemäßen Verfahren auch bei Verwendung von nur einem Einführkonus 22 für Pakete 15 mit verschiedenen Gesamtquerschnittsdurchmesser Dgesamt einen vorgegebenen Verdichtungszielwert zu erreichen und insbesondere eine unzulässig hohe oder unzulässig niedrige Verdichtung in Lagerungsmatten zu vermeiden.
  • In 2 ist eine erfindungsgemäßen Stopf-Anordnung ein Stopfverfahren gezeigt. Der in der Zeichnung dargestellte Aufbau für ein Stopfverfahren besteht aus zwei Gehäusen 24 und 25, einem Einfuhrkonus 22, einer Einschubeinrichtung 21 und einem Paket 15. Hierzu sind zwei Gehäuse 24, 25 mit unterschiedlich großen Querschnittsdurchmessern dargestellt. Die Gehäuse 24, 25 sind abhängig von den in der Einlegestation 2 gemessenen Gesamtquerschnittsdurchmessern Dgesamt von Katalysatorkörpern 7 und Lagerungsmatten 11 hergestellt bzw. an diese angepasst, so dass sie unterschiedliche Querschnittsdurchmesser Dr aufweisen. Jedes Gehäuse 24, 25 ist so aufgebaut, dass es aus unterschiedlich großen Eingangsbereichen besteht, nämlich zur Stirnseite des Rohrabschnitts hin aus einem ersten Bereich 26 mit dem Querschnittsdurchmesser De, einen zweiten Bereich 27 mit dem Querschnittsdurchmesser Dr sowie ein Bereich 28 für Schräge 29 in einem Bereich zwischen den ersten 26 und zweiten Bereich 27, wobei Querschnittsdurchmesser De des ersten Eingangsbereiches 26 größer als Querschnittsdurchmesser Dr des zweiten Bereiches 27 ist.
  • Die Gesamtquerschnittsdurchmesser Dgesamt von Pakete 15 liegen in einem Toleranzbereich zwischen Dgesamtmax 30 und Dgesamtmin 31. Der Querschnittsdurchmesser Dr eines Gehäuse 24, 25 ist größer aufgebaut als der Gesamtquerschnittsdurchmesser Dgesamt bzw. Dgesamtmax 30 oder Dgesamtmin 31 von einem Katalysatorköper 7 und einer Lagerungsmatte 11, um das Paket 15 ordnungsgemäß in das Gehäuse 16 einschieben zu können.
  • Erfindungsgemäß ist der erste Eingangsbereich 26 für alle Gehäusen 24, 25 mit einem gleich großen Querschnittsdurchmesser De ausgestaltet, unabhängig von den Gesamtquerschnittsdurchmessern Dgesamt von Katalysatorkörpern 7 und Lagerungsmatten 11 und damit auch von den Querschnittsdurchmesser Dr im zweiten Bereich 27. Während der zweite Eingangsbereich 27 der Gehäusen 24, 25 ein Querschnittsdurchmesser Dr abhängig von Gesamtquerschnittsdurchmesser Dgesamt von einem Katalysatorköper 7 und einer Lagerungsmatte 11 aufweist, ist der erste Eingangsbereich 26 aller Gehäusen 24, 25 mit einem gleich großen Querschnittsdurchmesser De ausgestaltet. Dies geschieht durch eine Aufweitung der Gehäusen 24, 25 am Eingangsbereich 26 mit einer mechanischen Einrichtung 17, so dass ein ordnungsgemäßes Einschieben des Pakets 15 unabhängig von Gesamtquerschnittsdurchmesser Dgesamt von einem Katalysatorköper 7 und einer Lagerungsmatte 11 gewährleistet ist.
  • Im folgenden wird das Montageverfahren am Beispiel von Gehäuse 25 näher beschrieben. Durch die Übergabe-Einrichtung wird ein Paket 15 mit einer Matte 11 umhüllten Katalysatorkörper 7 aus der Entnahmestation 3 in die Stopfstation 5 gebracht. Diesem Paket 15 Daten bezüglich der Gesamtquerschnittsdurchmesser Dgesamt von Katalysatorkörper 7 und Lagerungsmatte 11 werden von einer Steuereinrichtung verarbeitet. Darauf folgend wird in Kalibrierstation 4 entsprechend der Daten des betreffenden Pakets 15 aus Rohrabschnitten ein Gehäuse 25 hergestellt und mittels einer Übergabe-Einrichtung in die Stopfstation 5 gebracht.. Nach der Anpassung des Gehäuse 25 wird das dazu vorgesehene Paket 15 über eine Einschubeinrichtung 21 in Gehäuse 25 gebracht und durch den Eingangsbereich 26 mit Hilfe des Einfuhrkonus 22 in das Gehäuse 25 eingeschoben.
  • Das Paket 15 wird dann an einer zwischen den ersten und zweiten Bereich 26, 27 liegenden erfindungsgemäß angeordneten Schräge 29 auf einen Verdichtungszielwert der Lagerungsmatte 11 verdichtet.
  • In 3 sind zwei erfindungsgemäße Abgaskatalysatoren 33, 33' mit eingeschobenen Paketen 15 mit unterschiedlichen Querschnittsdurchmessern gezeigt. Gleiche Komponenten wie in 2 sind mit gleichen Bezugszeichen wie in 2 bezeichnet. Im Stirnbereich der Rohrabschnitte 16, 16' sind Anschlusstrichter 34, 34 mit gleichem Querschnittsdurchmesser an die Gehäuse angebracht.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Arbeitstisch
    2
    Einlegestation
    3
    Entnahmestation
    4
    Kalibrierstation
    5
    Stopfstation
    6
    Katalysatorkörperstation
    7
    Katalysatorkörper
    8
    Fach
    9
    Messeinrichtung
    10
    Lagerungsmattenstation
    11
    Matte
    12
    Fach
    13
    Waage-Einrichtung
    14
    Wickeleinrichtung
    15
    Paket
    16
    Gehäuse/Rohrabschnitt
    17
    mechanische Einrichtung
    18
    Schweißeinrichtung
    19
    Fach
    20
    Gruppe von Gehäusen
    21
    Einschubeinrichtung
    22
    Einführkonus
    23
    Fach
    24
    Gehäuse
    25
    Gehäuse
    26
    Eingangsbereich
    27
    Eingangsbereich
    28
    Zwischenbereich
    29
    Schräge
    30
    Gesamtquerschnittsdurchmesser
    31
    Gesamtquerschnittsdurchmesser
    32
    Querschnittsdurchmesser
    33, 33'
    Abgaskatalysator
    34, 34'
    Anschlusstrichter

Claims (7)

  1. Verfahren zur Montage eines Abgaskatalysators in Rohrbauweise, der in verbautem Zustand ein als Rohrabschnitt (16) ausgebildetes Gehäuse (24, 25), einen im Rohrabschnitt (16) angeordneten Katalysatorkörper (7) und eine Lagerungsmatte (11) umfasst, wobei ein Eingangsbereich des Rohrabschnitts (16) zur Stirnseite hin einen ersten Bereich (26) mit dem Querschnittsdurchmesser De und einen zweiten Bereich (27) mit dem Querschnittsdurchmesser Dr sowie zumindest eine Schräge (29) in einem Bereich (28) zwischen dem ersten und zweiten Bereich aufweist, mit folgenden Verfahrensschritten: – Bereitstellen eines im Wesentlichen zylindrischen Katalysatorkörpers (7) und einer Lagerungsmatte (11), – Umwickeln des Katalysatorkörpers (7) mit wenigstens einer Lage der Lagerungsmatte (11), wobei der Gesamtquerschnittsdurchmesser eines aus Katalysatorkörper (7) und der Lagerungsmatte (11) bestehenden Pakets (15) einen Wert Dgesamt aufweist, falls Dgesamt in einem Toleranzbereich zwischen einem Wert Dgesamtmin und einem Wert Dgesamtmax liegt, – Bereitstellen zumindest eines Rohrabschnitts (16) mit einem an den Wert Dgesamt angepaßten Querschnittsdurchmesser Dr im zweiten Bereich (27), bei welchem die Lagerungsmatte (11) den vorgegebenen Verdichtungszielwert aufweist, gekennzeichnet durch – Mechanisches Aufweiten oder Zusammenstauchen des Rohrabschnitts (16) im ersten Bereich (26) auf einen vorgegebenen Querschnittsdurchmesser De > Dr, falls der Rohrabschnitt (16) im ersten Bereich (26) einen Querschnittsdurchmesser verschieden von De hat, – anschließend Einschieben des Pakets (15) in den Eingangsbereich des Rohrabschnitts (16) und beim Einschieben Verdichten der Lagerungsmatte (11) an der Schräge (29) auf den Verdichtungszielwert im zweiten Bereich (27) des Rohrabschnitts (16).
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für eine Gruppe G (20) von Paketen von Katalysatorkörpern (7) und Lagerungsmatten (11) eine Gruppe G (20) von Rohrabschnitten (16) mit gleichem Durchmesser De und dem jeweiligen Gesamtquerschnittsdurchmesser Dgesamt der Pakete zu geordneten Durchmessern Dr bereitgestellt wird.
  3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Einschieben des Pakets (15) mittels eines Einführkonus (22) erfolgt.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein oder mehrere Einführkoni (22) mit jeweils gleichem minimalen Querschnittsdurchmesser für sämtliche Mitglieder der Gruppe G (20) von Rohrabschnitten (16) verwendet werden.
  5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Einführkonus (22) einen an den Durchmesser De angepassten minimalen Querschnittsdurchmesser Dk mit Dk = De aufweist.
  6. Verfahren nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ermittlung des Gesamtquerschnittsdurchmesser Dgesamt eines Pakets (15) der Gesamtquerschnittsdurchmesser Dgesamt zumindest eines Pakets (15) durch eine optische Messeinrichtung (9) mittels Laserlicht gemessen wird.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ermittlung des Gesamtquerschnittsdurchmessers Dgesamt zumindest eines Pakets (15) der Querschnittsdurchmesser des Katalysatorkörpers (7) und das Flächengewicht der Lagerungsmatte (11) des Pakets (15) gemessen werden.
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