DE112009000675T5

DE112009000675T5 - Verfahren zur Herstellung einer Reinigungseinrichtung für Abgase eines Kraftfahrzeugs

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Publication number: DE112009000675T5
Application number: DE112009000675T
Authority: DE
Inventors: Cyrille Cantele; Gérard LERDUNG
Original assignee: Faurecia Systemes dEchappement SAS
Current assignee: Faurecia Systemes dEchappement SAS
Priority date: 2008-03-20
Filing date: 2009-03-17
Publication date: 2011-04-14
Also published as: WO2009122083A2; FR2928966B1; CN102089505A; KR20110022560A; CN102089505B; US8590152B2; US20110099811A1; WO2009122083A3; KR20160027211A; FR2928966A1

Abstract

Verfahren zur Herstellung einer Einrichtung zur Reinigung von Abgasen für eine Abgasleitung eines Kraftfahrzeugs, wobei die Reinigungseinrichtung (1) eine im Wesentlichen zylindrische Hülle (3), die einen Abgaszirkulationskanal definiert, einen im Wesentlichen zylindrischen Abgasreinigungsblock (5), der in der Hülle (3) angeordnet ist, und mindestens ein Element (7) zum Halten des Abgasreinigungsblocks (5) enthält, wobei der Abgasreinigungsblock (5) eine Seitenwand (9) enthält, die der Hülle (3) zugewandt ist und mit der Hülle (3) einen ringförmigen Raum (11) begrenzt, wobei das oder jedes Halteelement (7) im ringförmigen Raum (11) zwischen die Hülle (3) und die Seitenwand (9) des Abgasreinigungsblocks (5) eingefügt ist, wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass es die folgenden Schritte enthält:
– Erfassen einer ersten Größe, die eine Masse (Mb) des Abgasreinigungsblocks (5) darstellt;
– Bestimmen einer Montagedichte (d_monté) des oder jedes Halteelements (7) im ringförmigen Raum (11) anhand zumindest der erfassten ersten Größe;
– Bestimmen mindestens...

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen Verfahren zur Herstellung von Reinigungseinrichtungen für Abgase eines Kraftfahrzeug.
Genauer betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Reinigungseinrichtung für Abgase für eine Abgasleitung eines Kraftfahrzeugs, wobei die Reinigungseinrichtung eine im Wesentlichen zylindrische Hülle, die einen Abgaszirkulationskanal definiert, einen im Wesentlichen zylindrischen Abgasreinigungsblock, der in der Hülle angeordnet ist, und mindestens ein Element zum Halten des Abgasreinigungsblocks enthält, wobei der Abgasreinigungsblock eine Seitenwand enthält, die der Hülle zugewandt ist und mit der Hülle einen ringförmigen Raum begrenzt, wobei das oder jedes Halteelement im ringförmigen Raum zwischen die Hülle und die Seitenwand des Abgasreinigungsblocks eingefügt ist.
US-6 389 693 beschreibt ein Herstellungsverfahren mit einem Schritt zum Messen des Durchmessers des Gasreinigungsblocks, einem Schritt zum Messen der Masse des Halteelements und einem Schritt zur Berechnung des Durchmessers der Hülle in Abhängigkeit von den durchgeführten Messungen.
In bestimmten Reinigungseinrichtungen, die durch dieses Verfahren erhalten werden, wird der Abgasreinigungsblock nicht vollkommen im Inneren der Hülle gehalten.
In diesem Zusammenhang zielt die Erfindung darauf ab, ein Herstellungsverfahren vorzuschlagen, das noch genauer ist.
Dazu betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Reinigungseinrichtung des vorstehend genannten Typs, dadurch gekennzeichnet, dass es die folgenden Schritte enthält:

– Erfassen einer ersten Größe, die eine Masse des Abgasreinigungsblocks darstellt;
– Bestimmen einer Montagedichte des oder jedes Halteelements im ringförmigen Raum zumindest anhand der erfassten ersten Größe;
– Bestimmen mindestens eines Durchmessers der Hülle in Abhängigkeit von der bestimmten Montagedichte;
– Zusammenfügen der Hülle, des oder der Halteelemente und des Gasreinigungsblocks, um den für die Hülle bestimmten Durchmesser und die für das oder die Halteelemente bestimmte Montagedichte zu erhalten.

Das Verfahren kann auch eines oder mehrere der nachstehenden Merkmale individuell betrachtet oder gemäß allen technisch möglichen Kombinationen aufweisen.
Die Montagedichte (d_monté) wird durch Berechnen einer auf den Gasreinigungsblock aufgebrachten Kraft (F) anhand der erfassten ersten Größe und durch Bestimmen der Montagedichte (d_monté) anhand der berechneten Kraft (F) bestimmt.
Die Montagedichte (d_monté) wird anhand der berechneten Kraft (F) mit Hilfe von vorbestimmten Kartierungen bestimmt.
Das Verfahren weist außerdem einen Schritt zur Erfassung einer dritten Größe (Db) auf, die den Durchmesser des Gasreinigungsblocks darstellt, wobei der Durchmesser der Hülle (Denveloppe) auch in Abhängigkeit von der erfassten dritten Größe (Db) bestimmt wird.
Das Verfahren weist außerdem die folgenden Schritte auf:

– Erfassen einer zweiten Größe, die die Masse (Mn) des oder jedes Halteelements darstellt;
– Bestimmen der anfänglichen Oberflächendichte (MSin) des oder jedes Halteelements vor der Montage anhand der zweiten Größe (Mn);
– Bestimmen eines Sollwerts (e) der Dicke des ringförmigen Raums in Abhängigkeit von der bestimmten Oberflächendichte (MSin); wobei der Durchmesser (Denveloppe) der Hülle auch in Abhängigkeit von dem bestimmten Dickensollwert (e) bestimmt wird.

Der Dickensollwert (e) wird in Abhängigkeit von dem Verhältnis zwischen der bestimmten Oberflächendichte (MSin) und der bestimmten Montagedichte (d_monté) berechnet.
Die Hülle, das oder die Halteelemente und der Abgasreinigungsblock werden gemäß den folgenden Schritten zusammengefügt:

– Anordnen des oder der Halteelemente um den Abgasreinigungsblock;
– Einfügen des oder der Halteelemente und des Abgasreinigungsblocks in die Hülle, um einen vorläufigen Durchmesser der Hülle, der größer ist als der bestimmte Durchmesser (Denveloppe) und eine vorläufige Montagedichte für das oder die Halteelemente, die geringer ist als die bestimmte Montagedichte (d_monté); zu erhalten
– Reduzieren der Hülle auf den bestimmten Durchmesser (Denveloppe), wobei das oder die Halteelemente dann auf der bestimmten Montagedichte (d_monté) liegen.

Der Schritt des Einfügens wird durch Einfügen des oder der Halteelemente und des Abgasreinigungsblocks in die Hülle mit Kraft oder durch Rollen der Hülle um das oder die Halteelemente ausgeführt.
Die Hülle, das oder die Halteelemente und der Abgasreinigungsblock werden gemäß den folgenden Schritten zusammengefügt:

– Anordnen des oder der Halteelemente um den Gasreinigungsblock;
– Einfügen des oder der Halteelemente und des Abgasreinigungsblocks in die Hülle, um direkt den für die Hülle bestimmten Durchmesser (Denveloppe) und die für das oder die Halteelemente bestimmte Montagedichte (d_monté) zu erhalten.

Der Abgasreinigungsblock ist ein Partikelfilter oder eine katalytische Reinigungseinrichtung.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus der ausführlichen Beschreibung, die nachstehend zur Erläuterung und keineswegs zur Begrenzung gegeben wird, unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren hervor, in denen:
1 eine Längsschnittansicht einer gemäß dem Verfahren der Erfindung hergestellten Reinigungseinrichtung ist;
2 ein Diagramm ist, das die Schritte des Verfahrens der Erfindung zeigt, die es ermöglichen, den Durchmesser der herzustellenden Hülle zu bestimmen;
3 bis 6 schematische Ansichten sind, die die verschiedenen Zusammensetzungsschritte der Reinigungseinrichtung darstellen.
Die in 1 dargestellte Abgasreinigungseinrichtung 1 ist dazu bestimmt, in eine Abgasleitung (nicht dargestellt) eines Kraftfahrzeugs eingesetzt zu werden. Sie weist eine im Wesentlichen zylindrische Hülle 3, einen im Wesentlichen zylindrischen Abgasreinigungsblock 5 und eine Einlage 7 zum Halten des Gasreinigungsblocks auf. Die Hülle 3 ist eine Metallhülle, die zur Verbindung auf der Stromaufwärtsseite der Abgasleitung mit einem divergierenden Konus, der einen Abgaseingang definiert, und auf der Stromabwärtsseite mit einem konvergierenden Konus, der einen Abgasausgang definiert, vorgesehen ist. Der Eingang ist mit dem Krümmer der Abgasleitung verbunden, der die Abgase auffängt, die aus den Verbrennungskammern des Motors austreten. Der Ausgang ist mit dem Endrohr verbunden, durch das die Abgase nach der Reinigung in die Atmosphäre freigegeben werden.
Die Stromaufwärtsseite und die Stromabwärtsseite werden hier in Bezug auf die normale Zirkulationsrichtung der Abgase verstanden.
Der Block 5 ist typischerweise ein Partikelfilter oder eine katalytische Reinigungseinrichtung. Eine katalytische Reinigungseinrichtung ist typischerweise aus einer für die Gase durchlässigen Struktur gebildet, die mit katalytischen Metallen bedeckt ist, die die Oxidation der Verbrennungsgase und/oder die Reduktion der Stickoxide fördern.
Ein Partikelfilter ist aus einem Filtrationsmaterial verwirklicht, das aus einer monolithischen Struktur aus Keramik oder aus Siliziumkarbid mit einer Porosität gebildet ist, die ausreicht, um den Durchgang der Abgase zu ermöglichen. Dennoch wird, wie an sich bekannt ist, der Durchmesser der Poren ausreichend klein gewählt, um einen Rückhalt der Partikel und insbesondere der Russpartikel auf der Stromaufwärtsseite des Filters sicherzustellen. Der Partikelfilter kann auch aus einem Kartuschenfilter oder einem Sintermetallfilter bestehen.
Der hier verwendete Partikelfilter weist beispielsweise eine Gesamtheit von parallelen Kanälen auf, die in eine erste Gruppe von Eingangskanälen und eine zweite Gruppe von Ausgangskanälen aufgeteilt sind, wobei die Eingangs- und Ausgangskanäle versetzt angeordnet sind.
Die Eingangskanäle münden am stromaufseitigen Abschnitt des Partikelfilters und sind auf der Höhe des stromabseitigen Abschnitts des Partikelfilters verschlossen.
Dagegen sind die Ausgangskanäle am stromaufseitigen Abschnitt des Partikelfilters verschlossen und münden an seinem stromabseitigen Abschnitt.
Die Hülle 3 und der Gasreinigungsblock 5 sind im Wesentlichen koaxial, wobei diese Achse in 1 mit X bezeichnet ist. Der Block 5 weist einen verringerten Durchmesser in Bezug auf die Hülle 3 auf. Er ist durch eine Seitenwand 9 begrenzt, die der Hülle 3 zugewandt ist und mit der Hülle 3 einen ringförmigen Raum 11 begrenzt.
Die Halteeinlage 7 ist im ringförmigen Raum 11 angeordnet. Sie ist zwischen eine Innenfläche 13 der Hülle und die Seitenwand 9 des Gasreinigungsblocks eingefügt. Sie erstreckt sich auf dem größten Teil der axialen Länge des Blocks 5.
Die Hülle 3 definiert folglich innen einen Zirkulationsdurchgang der Abgase vom Eingang bis zum Ausgang durch den Keramikmaterialblock 5. Beim Durchgang durch den Block 5 werden die Abgase gereinigt.
Die Einlage 7 ist beispielsweise aus einem aufgeblähten Material gebildet. Die Einlage kann vom Typ XPEAV2, der von der Gesellschaft UNIFRAX vertrieben wird, oder beispielsweise von dem Typ, der unter dem Namen NEXTEL SAFFIL oder 3M vertrieben wird, oder von dem Typ, der unter dem Namen CC-MAX oder FIBERMAX von der Gesellschaft UNIFRAX vertrieben wird, sein.
Die Einlage 7 liegt zur Außenseite hin an der Hülle 3 an und liegt zur Innenseite hin am Block 5 an. Sie übt folglich einen radialen Druck auf den Block 5 aus. Die Einlage 7 trägt dazu bei, den Block 5 in der Position zu halten, wenn dieser einer zur Achse X parallelen Längskraft unterzogen wird, und auch wenn dieser einer radialen Kraft unterzogen wird. Wenn der Block 5 einer Längskraft unterzogen wird, sind die Reibungen zwischen dem Block 5 und der Einlage 7 und zwischen der Einlage 7 und der Hülle 3 derart, dass die Verlagerung des Blocks 5 in Bezug auf die Hülle 3 sehr begrenzt ist.
Um diesen Effekt zu erhalten, ist es erforderlich, die Einlage 7 in dem ringförmigen Raum 11 mit einer geeigneten Montagedichte zu montieren. Die Montagedichte wird Dichte der Einlage 7 bei Umgebungstemperatur genannt. Diese Dichte darf nicht zu gering sein, da der Block 5 in Bezug auf die Hülle 3 unter der Wirkung einer Längsbelastung schlecht in der Position gehalten werden würde. Dies würde insbesondere bei einer hohen Temperatur aufgrund der differentiellen Ausdehnung zwischen der Hülle 3 und dem Block 5, die zu einer Vergrößerung der Dicke des ringförmigen Raums führt, gelten.
Die Montagedichte darf auch nicht zu hoch sein, um zu vermeiden, den Keramikmaterialblock zu beschädigen, insbesondere auf lange Sicht.
Das nachstehend dargelegte Herstellungsverfahren berücksichtigt diese verschiedenen Einschränkungen.
Das Verfahren weist eine erste Phase auf, die darauf abzielt, den Durchmesser der Hülle 3 der Reinigungseinrichtung zu bestimmen.
Wie 2 zeigt, weist das Verfahren dazu einen Schritt, in dem eine erste Größe Mb erfasst wird, die die Masse des Gasreinigungsblocks 5 darstellt, einen Schritt, in dessen Verlauf eine zweite Größe Mn erfasst wird, die die Masse der Einlage 7 darstellt, und einen Schritt, in dessen Verlauf eine dritte Größe Db erfasst wird, die den Durchmesser des Gasreinigungsblocks 5 darstellt, auf.
Der Durchmesser Db entspricht beispielsweise dem Mittelwert von mehreren Messungen von Außendurchmessern, die an verschiedenen Abschnitten des Blocks 5 durchgeführt werden. Diese Abschnitte sind beispielsweise axial entlang des Blocks 5 regelmäßig beabstandet. Die Größe Db kann auch dem Maximum der an verschiedenen Punkten des Blocks 5 aufgenommenen Werte entsprechen. Die Massen Mb und Mn werden beispielsweise direkt mit Hilfe von Waagen gemessen.
Wie in 2 sichtbar ist, weist das Verfahren einen Schritt auf, in dessen Verlauf die Kraft F berechnet wird, die erforderlich ist, um den Block in Bezug auf die Hülle 3 in Position zu halten. Hier wird eine Längskraft betrachtet. Die Kraft F kann mit Hilfe der folgenden Formel berechnet werden: F = Mb g 9,81 wobei g die auf den Block 5 aufgebrachte Längsbeschleunigung ist. Zum Berechnen von F wird eine vorbestimmte Beschleunigung g verwendet. Diese Beschleunigung entspricht beispielsweise der maximalen Beschleunigung, die vom Block in Standardsituationen der Lebensdauer des Fahrzeugs erfahren wird. Diese Lebensdauersituationen sind beispielsweise ein Anfahren aus dem Stand mit einer starken Beschleunigung, eine Notbremsung oder auch ein Aufprall des Fahrzeugs gegen ein Hindernis mit mäßiger Geschwindigkeit.
Anschließend wird die Montagedichte der Einlage 7 zwischen dem Block 5 und der Hülle 3 in Abhängigkeit von der weiter oben berechneten Kraft F bestimmt. Die Montagedichte wird als Einlagemasse pro Volumeneinheit des ringförmigen Raums bei Umgebungstemperatur ausgedrückt. Die Montagedichte d_monté wird mit Hilfe von vorbestimmten Kartierungen bestimmt. Diese Kartierungen stammen von Tests des Fahrzeugs auf einem Prüfstand und/oder auf der Straße. Sie geben die Dichte d_monté in Abhängigkeit von der Kraft F für verschiedene Typen von Einlagen und verschiedene Typen von Blöcken an.
Anschließend wird die Dichte der Einlage vor der Montage MSin bestimmt.
Die Dichte der Einlage vor der Montage ist eine Oberflächendichte. Sie wird durch Dividieren der Masse Mn der Einlage durch die Oberfläche der Einlage erhalten, wobei die Oberfläche unter den Bedingungen betrachtet wird, unter denen diese Einlage weder komprimiert noch gestreckt ist.
Anschließend wird die für den ringförmigen Raum 11 zwischen der Seitenwand 9 des Blocks und der Innenfläche der Hülle 13 vorzusehende Dicke bestimmt. Diese Dicke wird mit Hilfe der folgenden Formel berechnet: e = MSin/d_monté wobei e die in Millimetern ausgedrückte Dicke ist, MSin in Gramm pro Quadratmeter ausgedrückt wird und d_monté in Kilogramm pro Kubikmeter ausgedrückt wird.
Anschließend wird der Innen- und/oder Außendurchmesser der Hülle mit Hilfe der folgenden Formeln berechnet. Innendurchmesser: Denveloppe = Db + 2e Außendurchmesser: D_ext = Db + 2e + 2 Ep wobei Ep die Dicke der Hülle 3 ist. Ep wird gemessen oder wird vom Hersteller der Hülle geliefert.
Im Verlauf einer zweiten Phase, die in 3 bis 7 dargestellt ist, werden die Hülle, die Einlage und der Gasreinigungsblock zusammengefügt, um den für die Hülle bestimmten Durchmesser und die für die Einlage bestimmte Montagedichte zu erhalten.
In einer ersten Ausführungsvariante wird eine Hülle 3 mit einem Innendurchmesser gleich dem wie weiter oben dargelegt berechneten Durchmesser Denveloppe beschaffen. Die Einlage 7 wird zuerst um den Keramikmaterialblock 5 angeordnet. Dann werden die Einlage und der Block gemeinsam in die Hülle eingefügt. Die Einlage und der Block werden beispielsweise mit Kraft mit Hilfe einer Reduzierung 15 und eines Kolbens 17 in die Hülle 3 eingefügt. Die Reduzierung 15 weist einen inneren Kanal 19 auf, der im Wesentlichen kegelstumpfförmig konvergiert. Das Ende 21 des Kanals 19 mit kleinem Durchmesser weist einen Innendurchmesser auf, der im Wesentlichen gleich dem Innendurchmesser der Hülle 3 ist. Die Hülle 3 wird neben und in der Verlängerung des Endes 21 angeordnet. Sie wird in Bezug auf die Reduzierung 15 durch einen Anschlag 23 blockiert.
Der Block 5 und die Einlage 7 werden vom Ende 25 mit größerem Durchmesser durch den Kolben 17 entlang des inneren Kanals 19 gedrängt. Die Einlage 7 wird fortschreitend komprimiert, je weiter der Block 5 und die Einlage 7 sich entlang des inneren Kanals 19 verlagern und in die Hülle 3 eindringen (4). Der Kolben 17 schiebt die Einlage 7 und den Block 5, bis diese vollständig im Inneren der Hülle 3 aufgenommen sind (5). Beispielsweise dient der Anschlag 23 dazu, den Weg des Blocks 5 und der Einlage 7 zu begrenzen und sie in der gewünschten Position in Bezug auf die Hülle 3 anzuhalten.
In einer anderen Ausführungsvariante wird eine Hülle mit einem Innendurchmesser beschaffen, der geringfügig größer ist als der wie weiter oben dargelegt berechnete Durchmesser Denveloppe. Diese Variante ist in US 6 389 693 beschrieben.
Wie vorher wird die Einlage 7 zuerst um den Keramikmaterialblock 5 angeordnet. Dann werden die Einlage und der Gasreinigungsblock beispielsweise mit Hilfe der Reduzierung 15 und des Kolbens 17 gemäß dem mit Bezug auf 3 bis 5 beschriebenen Verfahren in die Hülle eingefügt.
Sobald sie eingefügt ist, weist die Einlage eine vorläufige Montagedichte auf, die geringer ist als die wie vorstehend beschrieben bestimmte Montagedichte d_monté Die Hülle weist ihrerseits einen vorläufigen Innendurchmesser auf, der größer ist als der gemäß dem obigen Verfahren bestimmte Durchmesser Denveloppe. Wie in 6 dargestellt, wird anschließend die Hülle auf den bestimmten Durchmesser Denveloppe reduziert, wobei die Einlage gleichzeitig auf eine Montagedichte komprimiert wird, die dem vorstehend berechneten Wert d_monté entspricht.
Dazu wird die Reinigungseinrichtung in einem zylindrischen Kompressionswerkzeug 27 angeordnet, wie in 6 dargestellt. Das Werkzeug 27 weist mehrere Sektoren 29 auf, die innen einen Hohlraum 31 begrenzen, in dem die Reinigungseinrichtung angeordnet wird. Die Sektoren 29 sind auf dem Umfang um den Hohlraum 31 verteilt. Sie sind anfänglich durch Umfangszwischenräume voneinander getrennt.
Das Werkzeug 27 weist auch Mittel auf, um radial zum Inneren des Hohlraums die verschiedenen Sektoren 29 in gesteuerter Weise zu belasten. Die Sektoren 29 kommen folglich an der Außenfläche der Hülle 3 zur Anlage und spannen diese ein, bis die Hülle den vorstehend berechneten Außendurchmesser D_ext enthält.
Das obige Verfahren weist mehrere Vorteile auf.
Da es die folgenden Schritte enthält:

– Erfassen einer ersten Größe, die eine Masse des Abgasreinigungsblocks darstellt;
– Erfassen einer zweiten Größe, die die Masse des oder jedes Halteelements darstellt;
– Bestimmen einer Montagedichte des oder jedes Halteelements im ringförmigen Raum anhand der ersten und der zweiten erfassten Größe;
– Bestimmen mindestens eines Durchmessers der Hülle in Abhängigkeit von der bestimmten Montagedichte;
– Zusammenfügen der Hülle, des oder der Halteelemente und des Abgasreinigungsblocks, um den für die Hülle bestimmten Durchmesser und die für das oder die Halteelemente bestimmte Montagedichte zu erhalten; das Verfahren ermöglicht es, die Reinigungseinrichtung in genauerer Weise herzustellen. Insbesondere wird der Durchmesser der Hülle in genauerer Weise dimensioniert.

Wenn das Herstellungsverfahren Messungen der Masse des oder jedes Halteelements, der Masse des Gasreinigungsblocks und des Durchmessers des Gasreinigungsblocks gleichzeitig berücksichtigt, ermöglicht es, die Hülle der Reinigungseinrichtung in besonders genauer Weise zu dimensionieren. Dies ermöglicht gegebenenfalls, die Dicke der Metallhülle zu vermindern und folglich Materialeinsparungen zu verwirklichen.
Dies ermöglicht es auch, die montierte Dichte des oder der Halteelemente ganz knapp zu dimensionieren und somit die Langlebigkeit dieser Elemente zu steigern.
In bestimmten Fällen ermöglicht es das Verfahren, die Montagedichte des oder der Halteelemente zu verringern und folglich Elemente zu verwenden, die eine weniger hohe Masse pro Oberflächeneinheit im nicht gespannten Zustand aufweisen.
Da die Montagedichte des oder der Halteelemente gut bewältigt wird, werden außerdem die Risiken für eine Beschädigung des Gasreinigungsblocks letztlich verringert.
Das Einfügen des oder der Halteelemente und des Blocks in das Innere der Hülle wird besser bewältigt, da der Durchmesser der Hülle mit Präzision bemessen ist. Insbesondere ermöglicht es dies, die Amplitude der Reduzierung zu begrenzen, die erforderlich ist, um das oder die Halteelemente und den Block in das Innere der Hülle einzufügen.
Für einen Keramikblock mit komplexerer Form kann das Verfahren es ermöglichen, die Verwendung einer Dichtung gegen die Abnutzung zu vermeiden. Tatsächlich hängt die Abnutzung direkt von der Kompressionsdichte der Einlage ab. Eine starke Abnutzung kann festgestellt werden, wenn die Montagedichte zu gering oder zu hoch ist. Eine bessere Abschätzung der montierten Dichte ermöglicht es folglich, das System von den Risikodichten für die Abnutzung wegzuführen.
Das vorstehend beschriebene Verfahren kann mehrere Varianten aufweisen.
In einer nicht bevorzugten Variante wird nur die Masse des Gasreinigungsblocks gemessen und zum Bestimmen des Durchmessers der Hülle wird ein vorbestimmter Durchmesserwert für den Block und ein vorbestimmter Wert der Masse pro Flächeneinheit für die Einlage verwendet.
Die Einlage und der Block werden nicht notwendigerweise mit Hilfe einer Reduzierung in die Hülle eingefügt. Die Hülle kann beispielsweise um die Einlage gerollt werden.
In einer Ausführungsvariante, in der es erforderlich ist, die Hülle nach dem Einfügen des oder jedes Halteelements und des Blocks zu reduzieren, kann dieser Vorgang durch Führen der aus dem Block, dem oder den Halteelementen und der Hülle gebildeten Baugruppe durch eine Reduzierung, die einen kegelstumpfförmigen inneren Kanal enthält, durchgeführt werden. Diese Reduzierung ist typischerweise von dem in 3 bis 5 dargestellten Typ.
Der Block wird nicht notwendigerweise durch eine Einlage in der Hülle an der Stelle gehalten. Der Block kann durch eine oder mehrere Dichtungen, typischerweise zwei Dichtungen, die an den zwei axialen Enden des Blocks angeordnet sind, an der Stelle gehalten werden. Die Dichtungen können torische Dichtungen sein, die um die Blöcke im ringförmigen Raum angeordnet sind, der den Block von der Hülle trennt.
Die Dichtungen können auch ringförmige Dichtungen mit L-förmigem Querschnitt sein. Jede Dichtung weist einen Flügel auf, der um den Block im ringförmigen Raum, der den Block von der Hülle trennt, in Eingriff gebracht ist. Jede Dichtung weist auch einen weiteren Flügel auf, der an eine zur Achse X senkrechte Vorderseite des Blocks angelegt ist. Die Dichtungen können aus Metallfasern und/oder aus Keramikfaser bestehen.
Der Block kann auch gleichzeitig durch ein Einlage, die zwischen einen axialen zentralen Abschnitt des Blocks und die Hülle eingefügt ist, und eine oder mehrere Dichtungen, wie vorstehend beschrieben, die zwischen die axialen Enden der Blöcke und die Hülle eingefügt sind, an der Stelle gehalten werden.
Zusammenfassung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Abgasreinigungseinrichtung mit einer Hülle, einem Abgasreinigungsblock, der in der Hülle angeordnet ist, und mindestens einem Element zum Halten des Blocks. Gemäß der Erfindung ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass es die folgenden Schritte enthält: Erfassen einer ersten Größe, die eine Masse (Mb) des Abgasreinigungsblocks darstellt; Bestimmen einer Montagedichte (d_monté) des oder jedes Halteelements anhand zumindest der erfassten ersten Größe; Bestimmen mindestens eines Durchmessers (Denveloppe) der Hülle in Abhängigkeit von der bestimmten Montagedichte (d_monté); Zusammenfügen der Hülle, des oder der Halteelemente und des Gasreinigungsblocks, um den für die Hülle bestimmten Durchmesser und die für das oder die Halteelemente bestimmte Montagedichte (d_monté) zu erhalten.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 6389693 [0003, 0048]

Claims

Verfahren zur Herstellung einer Einrichtung zur Reinigung von Abgasen für eine Abgasleitung eines Kraftfahrzeugs, wobei die Reinigungseinrichtung (1) eine im Wesentlichen zylindrische Hülle (3), die einen Abgaszirkulationskanal definiert, einen im Wesentlichen zylindrischen Abgasreinigungsblock (5), der in der Hülle (3) angeordnet ist, und mindestens ein Element (7) zum Halten des Abgasreinigungsblocks (5) enthält, wobei der Abgasreinigungsblock (5) eine Seitenwand (9) enthält, die der Hülle (3) zugewandt ist und mit der Hülle (3) einen ringförmigen Raum (11) begrenzt, wobei das oder jedes Halteelement (7) im ringförmigen Raum (11) zwischen die Hülle (3) und die Seitenwand (9) des Abgasreinigungsblocks (5) eingefügt ist, wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass es die folgenden Schritte enthält: – Erfassen einer ersten Größe, die eine Masse (Mb) des Abgasreinigungsblocks (5) darstellt; – Bestimmen einer Montagedichte (d_monté) des oder jedes Halteelements (7) im ringförmigen Raum (11) anhand zumindest der erfassten ersten Größe; – Bestimmen mindestens eines Durchmessers (Denveloppe) der Hülle (3) in Abhängigkeit von der bestimmten Montagedichte (d_monté); – Zusammenfügen der Hülle (3), des oder der Halteelemente (7) und des Abgasreinigungsblocks (5), um den für die Hülle (3) bestimmten Durchmesser und die für das oder die Halteelemente (7) bestimmte Montagedichte (d_monté) zu erhalten.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Montagedichte (d_monté) durch Berechnen einer Kraft (F), die auf den Gasreinigungsblock (5) aufgebracht wird, anhand der erfassten ersten Größe und durch Bestimmen der Montagedichte (d_monté) anhand der berechneten Kraft (F) bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Montagedichte (d_monté) anhand der mit Hilfe von vorbestimmten Kartierungen berechneten Kraft (F) bestimmt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass es außerdem einen Schritt zur Erfassung einer dritten Größe (Db) enthält, die den Durchmesser des Gasreinigungsblocks (5) darstellt, wobei der Durchmesser der Hülle (Denveloppe) auch in Abhängigkeit von der erfassten dritten Größe (Db) bestimmt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass es außerdem die folgenden Schritte enthält: – Erfassen einer zweiten Größe, die die Masse (Mn) des oder jedes Halteelements (7) darstellt; – Bestimmen der anfänglichen Oberflächendichte (MSin) des oder jedes Halteelements (7) vor der Montage anhand der zweiten Größe (Mn); – Bestimmen eines Sollwerts (e) der Dicke des ringförmigen Raums (11) in Abhängigkeit von der bestimmten Oberflächendichte (MSin); wobei der Durchmesser (Denveloppe) der Hülle (3) auch in Abhängigkeit von dem bestimmten Dickensollwert (e) bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Dickensollwert (e) in Abhängigkeit von dem Verhältnis zwischen der bestimmten Oberflächendichte (MSin) und der bestimmten Montagedichte (d_monté) berechnet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülle (3), das oder die Halteelemente (7) und der Abgasreinigungsblock (5) gemäß den folgenden Schritten zusammengefügt werden: – Anordnen des oder der Halteelemente (7) um den Abgasreinigungsblock (5); – Einfügen des oder der Halteelemente (7) und des Abgasreinigungsblocks (5) in die Hülle (3), um einen vorläufigen Durchmesser der Hülle (3), der größer ist als der bestimmte Durchmesser (Denveloppe), und eine vorläufige Montagedichte für das oder die Halteelemente (7), die geringer ist als die bestimmte Montagedichte (d_monté), zu erhalten; – Reduzieren der Hülle (3) auf den bestimmten Durchmesser (Denveloppe), wobei das oder die Halteelemente (7) dann auf der bestimmten Montagedichte (d_monté) liegen.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Einfügens durch Einfügen des oder der Halteelemente (7) und des Abgasreinigungsblocks (5) in die Hülle (3) mit Kraft oder durch Rollen der Hülle (3) um das oder die Halteelemente (7) ausgeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülle (3), das oder die Halteelemente (7) und der Abgasreinigungsblock (5) gemäß den folgenden Schritten zusammengefügt werden: – Anordnen des oder der Halteelemente (7) um den Gasreinigungsblock (5), – Einfügen des oder der Halteelemente (7) und des Abgasreinigungsblocks (5) in die Hülle (3), um den für die Hülle (3) bestimmten Durchmesser (Denveloppe) und die für das oder die Halteelemente (7) bestimmte Montagedichte (d_monté) direkt zu erhalten.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Abgasreinigungsblock (5) ein Partikelfilter oder eine katalytische Reinigungseinrichtung ist.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Größe durch Messen der Masse (Mb) des Abgasreinigungsblocks (5) erfasst wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es einen Schritt zum Erfassen einer zweiten Größe, die die Masse (Mn) des oder jedes Halteelements (7) darstellt, enthält, wobei die Montagedichte (d_monté) des oder jedes Halteelements (7) im ringförmigen Raum (11) anhand der erfassten ersten und zweiten Größe bestimmt wird.