DE2736313C2

DE2736313C2 - Verfahren zum Herstellen einer Trägermatrix für eine Vorrichtung zur katalytischen Abgasreinigung bei Brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE2736313C2
Application number: DE2736313A
Authority: DE
Inventors: Enrique 8901 Diedorf Santiago
Original assignee: Zeuna Starker GmbH and Co KG
Current assignee: Arvin Industries Deutschland GmbH
Priority date: 1977-08-12
Filing date: 1977-08-12
Publication date: 1984-01-05
Also published as: DE2736313A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Trägermatrix für eine Vorrichtung zur katalytischen Abgasreinigung bei Brennkraftmaschinen, bei welchem ein Wabenkörper aus abwechselnd einem glatten und einem gewellten Stahlblech geschichtet wird und die Stahlbleche durch Punktschweißen miteinander verbunden werden.

Eine bekannte Trägermatrix (DE-OS 23 02 746) wird in der Weise hergestellt, daß zwei Blechstreifen zusammengeführt werden, von denen einer gewellt und der andere glatt ist, und daß die zusammengeführten Blechstreifen gewickelt werden. Vor der Bildung des Wickels werden der glatte und der gewellte Blechstreifen miteinander verschweißt, was üblicherweise von Hand oder durch sog. Mehrpunktköpfe geschieht. Eine derartige Schweißung setzt eine unmittelbare Kontrolle der Schweißverbindung voraus, d. h. es muß geprüft werden, ob die Schweißpunkte im Bereich der Wellenberge des gewellten Blechstreifens ausgeführt sind, weil nur dort eine Verbindung mit dem glatten, auf den Wellenbergen des gewellten Blechbands aufliegenden Blechstreifen möglich ist. Eine Kontrolle der Schweißverbindung nach Herstellen der Wicklung läßt sich zuverlässig nicht verwirklichen. Somit erfordert das bekannte Verfahren einen erheblichen Aufwand für die Fertigungssteuerung und -kontrolle.

Beim Schneiden von aus Rotationsdruckmaschinen kommenden endlosen Papierbahnen in festformatige Papierbogen ist es bekannt (DE-OS 21 43 932), einen hochenergetischen, punktförmig bezüglich der Trennstelle fokussierten Laserstrahl auf einer schräg zur Transportrichtung des Papiers verlaufenden Bahn über die gesamte Breite der Papierbahn zu führen, so daß in

■>o Abhängigkeit von deren Bahngeschwindigkeit und Dicke eine gerade Schnittlinie entsteht. Ein rotierender Reflektor führt die Schnittstrahlen entsprechend der vorgegebenen Schnittlinie über das Papier. Dabei ist die Rotationsgeschwindigkeit des Reflektors derart an die Bahngeschwindigkeit anzupassen, daß die gewünschte Formatlänge entsteht.

Derartige Laserstrahlen werden nicht nur zum Trennen, sondern auch zum Verschweißen vo; Materialien verwendet (US-PS 36 29 546).

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Verfahren der in Betracht gezogenen Art den Schweißvorgang zur Herstellung einer Trägermatrix möglichst einfach zu gestalten, d. h. den fertigungstechnischen Aufwand bei der Schweißverbindung zwischen dem glatten und dem gewellten Stahlblech zu reduzieren.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zum Erzeugen der Schweißpunkte auf der Trägermatrix eine intermittierende Laserstrahlung angewendet wird, wobei von einem Sender jeweils Serien von wenigstens 5 Schweißimpulsen ausgestrahlt werden, die über die gesamte Erstreckung der Trägermatrix in der Richtung der Wellenscheitel und in der dazu senkrechten Richtung über eine Wellenlänge des gewellten Stahlbleches verteilt sind.

Infolge dieses Eriindungsvorschlags kann eine besondere Steuerung oder Rückkopplung zwischen der Laserkanone und der Drehbewegung des Wickels ebenso wie eine gesonderte Nachkontrolle der Schweißpunkte entfallen. Unabhängig von der jeweiligen Drehlage des Wickels der beiden Stahlbleche ist nach statistischer Wahrscheinlichkeit sichergestellt, daß wenigstens zwei Schweißpunkte auf einen Wellenberg fallen. Diese beiden Schweißpunkte sind für die erforderliche Festigkeit der Verbindung der beiden Stahlbleche miteinander ausreichend. Bei Verwendung einer intermittierenden Laserstrahlung ist die serienmäßige Erzeugung der Schweißpunk?« besonders einfach. Der Schweißvorgang je Serie läuft so rasch ab, daß ein Abstoppen des Bandes entfallen ka:in.

Während der Abstrahlung einer Schweißimpulsserie wird die Laserkanone über die gesamte Erstreckung der Trägermatrix in Richtung der Wellenscheitel verschwenkt, während in der dazu senkrechten Richtung die Stahlbleche um etwa eine Wellenlänge des gewellten Stahlbleches weiterbewegt werden.

Um die für die katalytische Wirkung verantwortliche Beschichtung der Trägermatrix nicht zu zerstören, ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Stahlbleche zuerst verschweißt und danach beschichtet werden.

Die Erfindung erläuternde Ausführungsbeispiele werden im folgenden anhand der Zeichnung beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 eine Trägermatrix in perspektivischer Ansicht,

F i g. 2 einen vergrößerten Ausschnitt der Trägermatrix in Durchströmungsrichtung gesehen,

Fig. 3 eine Anordnung zum Punktschweißen eines gewellten und eines glatten Stahlbands.

Fig. 1 zeigt eine Trägermatrix 3, welche aus einem Innerhalb einer Hülle 5 angeordneten Wickel aus abwechselnd einem gewellten Stahlband und einem glatten Stahlband besteht. Die Hülle 5 kann auch aus einem glatten Bandabschnitt gewickelt sein.

F i g. 2 zeigt schematisch einen Ausschnitt aus diesem Wickel. An den Wellenbergen b bzw. Wellentälern 1 eines gewellten Stahlbands 2 liegt jeweils ein glattes Stahlband 1. Dadurch entstehen wabenförmige Strö-

mungskanale fur den Durchtritt des zu entgiftenden Abgases. Zur Erzeugung der katalytischen Wirkung wird die Trägermatrix mit einer nicht darstellbaren Beschichtung versehen.

Zur Verbindung eines gewellten Stahlbands mit einem glatten Stahlband ist gemäß Fig.3 vorgesehen, daß die beiden Stahlbänder im aneinanderliegenden Zustand mittels einer Laserkanone 4, aus der intermittierend Schweißimpulse austreten, beschossen werden. Die Laserkanone 4 wird dabei um die schematisch angedeutete Achse 7 gemäß Pfeil P1 verschwenkt, so daß, in Blickrichtung auf das Stahlband gesehen, der Weg W überstrichen wird. Während einer derartigen Schwenkbewegung bewegt sich das Stahlband in Zugrichtung gemäß Pfeil P2 etwa um eine Wellenlänge L des gewellten Stahlbands PI weiter. Die fünf Schweißimpulse /1 bis /5 verteilen sich dabei längs einer Geraden C. Im gezeichneten Beispiel treffen die Schweißimpulse /1, /4 und /5 jeweils auf einen Wellenberg und bilden somit Schweißpunkte für die Befestigung der beiden Stahlbleche miteinander. Bei der Wahl von insgesamt fünf Schweißimpulsen ergibt sich nach der statistischen Wahrscheinlichkeit und unter Berücksichtigung der Erscheinung, daß sich die Wellenberge bzw. -täler im Berührungsbereich etwas abplatten, daß mindestens zwei Impulse Treffer sind, d. h. Schweißpunkte in den beiden aneinanderliegenden Stahlblechen ergeben. Auf diese Weise erübrigt sich eine genaue Abstimmung der Impulsfolge der Laserkanone 4 mit dem Vorschub der Stahlbänder 1,2.

Das Beschießen mit der Laserkanone 4 gemäß F i g. 3 kann entweder vor dem Wickeln der dabei miteinander verbundenen beiden Stahlbänder oder während des Wickeins, also bereits in der gekrümmten Lage der beiden Stahlbänder erfolgen. Die letztgenannte Lage ist besonders vorteilhaft, weil dann die Spannungen, die im Fertigzustand auf die Schweißpunkte wirken, besonders gering sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Herstellen einer Trägermatrix für eine Vorrichtung zur katalytischen Abgasreinigung bei Brennkraftmaschinen, bei welchem ein Wabenkörper aus abwechselnd einem glatten und einem gewellten Stahlblech geschichtet wird und die Stahlbleche durch Punktschweißen miteinander verbunden werden, dadurch gekennzeichnet, daß zum Erzeugen der Schweißpunkte auf der Trägermatrix eine intermittierende Laserstrahlung angewendet wird, wobei von einem Sender (Laserkanone (4) jeweils Serien von wenigstens fünf Schweißimpulsen (71 bis /5) ausgestrahlt werden, die über die gesamte Erstreckung (Weg W) der ij Trägermatrix in der Richtung der Wellenscheitel und in der dazu senkrechten Richtung über eine Wellenlänge (L) des gewellten Stahlbleches (Stahlband 2) verteilt sind.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sender (Laserkanone 4) während der Abstrahlung einer Schweißimpulsserie über die gesamte Erstreckung (Weg W) der Trägermatrix in der Richtung der Wellenscheitel verschwenkt wird, während in der dazu senkrechten Richtung die Stahlbleche um etwa eine Wellenlänge (L) des gewellten Stahlbleches weiterbewegt werden.

3. Verfahren nach Anspruch !, bei dem die Stahlbleche auch katalytisch beschichtet werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Stahlbleche zuerst y> verschweißt und danach beschichtet werden.