DE3532408A1 - Traegermatrix, insbesondere fuer einen katalytischen reaktor zur abgasreinigung bei brennkraftmaschinen - Google Patents
Traegermatrix, insbesondere fuer einen katalytischen reaktor zur abgasreinigung bei brennkraftmaschinenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Trägermatrix, insbesondere für
einen katalytischen Reaktor zur Abgasreinigung bei Brennkraft
maschinen, mit wenigstens einem im wesentlichen in seiner Quer
richtung profilierten, metallischen Trägerband, aus dem die
Trägermatrix gewickelt ist, die von einem Mantel umhüllt ist.
Eine derartige Trägermatrix ist aus der DE-OS 23 02 746 be
kannt. Dort werden von zwei Vorratsrollen glatte Bänder ab
gerollt, von denen eines mittels einer Wellmaschine profiliert
wird. Danach werden das wellenförmige und das glatte Band über
Umlenkwalzen einer Wickelmaschine zugeführt, die die beiden
Bänder auf einen Wickelkern aufwickelt. Dadurch entsteht eine
Trägermatrix, bei der sich das glatte und das wellenförmige
Band spiralförmig um den Wickelkern winden.
Weiter ist bekannt (DE-OS 28 56 030), als Wickelkern einen
kreisförmigen oder ovalen Zylinder vorzusehen, der nach dem
Wickelvorgang aus der Trägermatrix herausgezogen wird. Der so
entstandene Hohlraum wird nach dem Wickelvorgang durch Drücken
oder Pressen geschlossen, wobei der Querschnitt des
Wickelkörpers verändert wird. Diese Veränderungsmöglichkeiten
sind auf elliptische oder flachovale Formen beschränkt, da
sonst das Trägerband selbst verformt und beschädigt würde.
Die bekannten Trägermatrizen haben daher den Nachteil, daß sie
nur kreisförmige oder ovale Querschnitte besitzen können. Es
ist also nicht möglich, die bekannten Trägermatrizen an einen
vorgegebenen Raum in einem Kraftfahrzeug, z.B. an den
Kardantunnel eines Kraftfahrzeugs anzupassen.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine metallische Trägermatrix
sowie ein Verfahren und eine Vorrichtung zu deren Herstellung
zu schaffen, die einen beliebig vorgebbaren Querschnitt
aufweist und damit an vorhandene Räume eines Kraftfahrzeugs
optimal anpaßbar ist.
Gelöst wird die Aufgabe dadurch, daß eine Trägermatrix der ein
gangs genannten Art mit Umlenkungen des Trägerbands gewickelt
ist, die im wesentlichen in wenigstens einer Ebene liegen.
Bei einer zweckmäßigen Ausgestaltung schneiden sich die Ebenen,
in welchen die Umlenkungen liegen. Dadurch wird erreicht, daß
die Trägermatrix beispielsweise trapezförmige oder dreieck
förmige Querschnitte besitzt. Besonders vorteilhaft ist es,
wenn das Trägerband vor und nach den Umlenkungen geradlinig
verläuft. Damit ist es möglich, daß beispielsweise bei einem
dreieckförmigen Querschnitt die gewünschten Winkel genau ein
gehalten werden.
Bei einer zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung ist die
Trägermatrix aus mehreren gewickelten Trägermatrixteilen
zusammengesetzt. Diese Maßnahme ermöglicht es, den Querschnitt
der Trägermatrix insbesondere mit konkaven Einwölbungen zu
versehen.
Bei einem Verfahren zur Herstellung einer erfindungsgemäßen
Trägermatrix werden während des Wickelvorgangs zwischen die
Wickellagen des Trägerbands Umlenkmittel eingebracht, die die
Umlenkungen des Trägerbands festlegen. Dabei werden die Umlenk
mittel nacheinander jeweils über die äußere Wickellage einge
bracht. Dies bewirkt, daß das Trägerband durch die Umlenkmittel
von der jeweils darunterliegenden Wickellage abgehoben wird und
durch das Anlegen des Trägerbands um das Umlenkmittel die
Umlenkung ausgebildet wird.
Nach dem Wickelvorgang werden die Umlenkmittel aus der Träger
matrix entfernt und die Trägermatrix unter Verformung in den
Mantel eingeführt, der die Endform der Trägermatrix besitzt.
Die Trägermatrix wird dabei entweder vor oder bei dem Einführen
in den Mantel in die Form des Mantels verformt. Durch diese
Maßnahme wird erreicht, daß die im Betrieb durch die Träger
matrix hindurchströmenden Abgase von den Umlenkmitteln nicht
behindert, die Funktionsfähigkeit der Trägermatrix also nicht
eingeschränkt wird, gleichzeitig jedoch der mittels der Umlenk
mittel erzeugte gewünschte Querschnitt der Trägermatrix er
halten bleibt.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung entspricht der Abstand
der Umlenkmittel, über die das Trägerband bei fortlaufender
Wicklung nacheinander gewickelt wird, der Länge des Trägerbands
zwischen den Umlenkungen, nachdem die Trägermatrix unter Ver
formung in den Mantel eingeführt worden ist. Dies hat zur
Folge, daß die räumliche Lage der Umlenkmittel nicht mehr an
den gewünschten Querschnitt der Trägermatrix gebunden ist,
sondern die Umlenkmittel einzig in Abhängigkeit von ihrem Ab
stand zwischen die Wickellagen des Trägerbands eingebracht
werden können. Besonders vorteilhaft ist es dabei, die Umlenk
mittel auf Linien insbesondere sternförmig anzuordnen. Damit
ist es möglich, die Trägermatrix mit einer hohen und
gleichmäßigen Wickelgeschwindigkeit zu wickeln, ohne daß
komplizierte Wickelantriebe vorgesehen werden müssen.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung besteht darin, daß das Träger
band vor dem Wickeln mit den Umlenkungen zugeordneten Schwach
stellen versehen wird. Diese Maßnahme bewirkt, daß die Umlenk
stellen durch die im Trägerband vorhandenen Knicke oder Per
forationen noch besser und genauer ausgebildet werden.
Bei einer zweckmäßigen Vorrichtung zur Herstellung einer er
findungsgemäßen Trägermatrix sind zwei drehfest miteinander
verbundene, mit einem Drehantrieb versehene Scheiben
vorgesehen, von denen wenigstens eine im Abstand von der
Drehachse mit Aufnahmen für die Umlenkmittel versehen ist. Mit
Hilfe dieser Anordnung ist es möglich, gleichzeitig mit dem
Wickeln des Trägerbands durch Einstecken der Umlenkmittel die
Umlenkungen zu erzeugen. Besonders vorteilhaft ist es dabei,
wenn als Umlenkmittel wenigstens aus einer Scheibe in den
Wickelbereich hinein ausfahrende Stifte dienen, wobei für die
Stifte ein Ausfahrantrieb vorgesehen sein kann, der
entsprechend der fortschreitenden Wicklung schaltbar ist.
Prinzipiell ist es auch möglich, den Drehantrieb mit nur einer
Scheibe zu versehen, auf die das Trägerband aufgewickelt und in
die die Umlenkmittel eingesteckt werden.
Bei einer Weiterbildung sind je zwei koaxiale, parallel zur
Achse der Scheiben verlaufende, in den Scheiben einander gegen
überliegend angeordnete Stifte vorgesehen. Mittels dieser Maß
nahme ist eine weitere Automatisierung und Beschleunigung des
Wickelvorgangs möglich. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die
Außenflächen der Stifte Umlenkkanten bilden. Dies bewirkt eine
genauere Festlegung der Umlenkstellen beim Wickeln des Träger
bands.
Eine vorteilhafte Weiterbildung umfaßt eine Einrichtung zum
Verformen der Trägermatrix und zum Anpassen seiner Form an die
Form des Mantels. Mit Hilfe dieser Einrichtung wird die Träger
matrix nach dem Entfernen der als Umlenkmittel dienenden Stifte
entweder zuerst verformt und dann in den Mantel eingeführt oder
beim Einführen in den Mantel gleichzeitig in die Endform der
Trägermatrix verformt.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus
den Unteransprüchen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung
der Zeichnung, in der bevorzugte Ausführungsbeispiele darge
stellt sind. Es zeigen:
Fig. 1 einen aus Raumgründen geforderten Querschnitt für eine
Trägermatrix,
Fig. 2 den Querschnitt einer gewickelten, jedoch noch nicht
in einen Mantel eingeführten Trägermatrix,
Fig. 3 den Querschnitt einer im Mantel befindlichen Träger
matrix,
Fig. 4a einen aus Raumgründen geforderten Querschnitt für eine
weitere Trägermatrix,
Fig. 4b den Querschnitt eines dreieckförmigen Wickelkörpers,
Fig. 4c den Querschnitt eines ringförmigen Wickelkörpers,
Fig. 5 den Querschnitt einer aus drei Trägermatrixteilen
zusammengesetzten und in einem Mantel befindlichen
Trägermatrix,
Fig. 6 eine schematisch dargestellte Wickelvorrichtung,
Fig. 7 einen Teilschnitt der Wickelvorrichtung der Fig. 6,
Fig. 8 einen Teilschnitt einer automatischen Wickelvorrich
tung gemäß der Fig. 6 und
Fig. 9 eine Einführeinrichtung.
In der Fig. 1 ist mit Hilfe einer schraffierten Fläche 12 eine
gewünschte Querschnittsform einer Trägermatrix dargestellt, die
beispielsweise dadurch vorgegeben ist, daß die Trägermatrix im
Bereich des Kardantunnels eines Kraftfahrzeugs befestigt wird
und dort den gesamten zur Verfügung stehenden Raum ausfüllen
soll. Die Herstellung einer Trägermatrix mit dem in der Fig. 1
gezeigten Querschnitt ist anhand der Fig. 2 nachfolgend er
läutert.
In der Fig. 2 besteht eine Trägermatrix 15 aus einem hochtempe
raturfesten, metallischen Trägerband 16, das um einen
Wickelkern 17 und um Umlenkmittel 18 herumgewickelt ist. Eine
Drehachse 19 bildet dabei die Mitte der Wicklung. Mit der
Bezugsziffer 22 ist eine einzelne Wickellage der Trägermatrix
15 gekennzeichnet, die immer aus einer vollen Umwicklung des
Trägerbands 16 um den Wickelkern 17 besteht. Das Trägerband 16
besteht dabei aus einem glatten und einem gewellten Metallband,
deren Breite der gewünschten axialen Länge der Trägermatrix 15
entspricht. Es ist jedoch auch möglich, daß das Trägerband 16
in der Form eines trapezförmig profilierten Bandes vorliegt.
Der Wickelkern 17 ist von länglicher Form, während die
Umlenkmittel 18 kreiszylindrische Körper sind. Die Umlenkmittel
18 sind zu beiden Seiten des Wickelkerns 17 in jeweils einer
Ebene 21 angeordnet, die mit der Ebene des Wickelkerns 17
jeweils einen stumpfen Winkel einschließen. Dabei ist es auch
möglich, daß die Umlenkmittel 18 versetzt, insbesondere zick-
zackförmig zur Ebene 21 angeordnet sind.
Das Trägerband 16 ist am rechten Ende des Wickelkerns 17 befe
stigt und liegt an dessen Oberseite auf. Am linken Ende des
Wickelkerns 17 ist das Trägerband 16 über ein Umlenkmittel 18
geführt, um dann parallel zur Unterseite des Wickelkerns 17 zu
einem am rechten Ende des Wickelkerns 17 befindlichen Umlenk
mittel 18 zu gelangen. Damit ist eine Wickellage 22 der Träger
matrix 15 ausgeführt. Danach liegt das Trägerband 16 entweder
auf der jeweils vorhergehenden Wickellage 22 auf oder ist um
jeweils ein weiteres Umlenkmittel 18 gewunden. Die einzelnen
Umlenkmittel 18 werden dabei nacheinander eingebracht, und zwar
immer nachdem die jeweils unter dem einzubringenden Umlenkmit
tel verlaufende Wickellage aufgewickelt ist, also erst kurz
bevor das Trägerband 16 über das jeweilige Umlenkmittel 18
gewunden werden soll. Die Art und Weise wie der Wickelkern 17
und die Umlenkmittel 18 in die Trägermatrix 15 eingebracht und
befestigt werden, wird später noch erläutert. Insgesamt ergibt
sich durch das Aufwickeln des Trägerbands 16 auf den Wickelkern
17 und über die Umlenkmittel 18 eine Trägermatrix 15 mit tra
pezförmiger Gestalt.
In der Fig. 3 befindet sich die fertig gewickelte Trägermatrix
15 der Fig. 2 in einem Mantel 10, dessen Querschnitt dem in der
Fig. 1 dargestellten Querschnitt 12 entspricht. In diesen
Mantel 10 ist die Trägermatrix 15 der Fig. 2 eingeführt worden,
nachdem der Wickelkern 17 und die Umlenkmittel 18 aus der
Trägermatrix 15 entfernt worden sind. Durch das Einführen der
Trägermatrix 15 in den Mantel 10 haben sich Umlenkstellen 20
ausgebildet, die beidseits des Wickelkerns 17 jeweils in der
Ebene 21 liegen. Abhängig von der Krümmung des Trägerbands 16
an einer derartigen Umlenkstelle 20, weisen die Umlenkstellen
20 einen mehr oder weniger großen spitzen Winkel auf. Die
beiden die Umlenkstellen 20 enthaltenden Ebenen 21 bilden
ähnlich wie die Umlenkmittel 18 der Fig. 2 einen stumpfen
Winkel mit den beiden parallelen Seitenflächen der Trägermatrix
15 und schneiden sich in einem Schnittpunkt 23.
Der Mantel 10 ist vorteilhafterweise aus Stahl gefertigt und
besitzt schon vor dem Einführen der Trägermatrix 15 der Fig. 2
den gewünschten Querschnitt, wie er in der Fig. 1 dargestellt
ist. Die Herstellung des Mantels 10 ist bekannt und soll nicht
näher erläutert werden. Das Einführen der Trägermatrix 15 in
den Mantel 10 jedoch wird noch beschrieben werden.
In der Fig. 2 sind die Umlenkmittel 18 so angeordnet, daß durch
das Wickeln alleine nahezu der gewünschte Querschnitt der
Trägermatrix 15 erhalten wird. Zur Erzeugung eines anderen
Querschnitts ist es daher nur notwendig, die Umlenkmittel 18
entsprechend anders anzuordnen und mit dem Trägerband 16 zu
umwickeln. Prinzipiell ist es aber nicht notwendig, bereits
beim Wickeln des Trägerbands 16 einen Wickelkörper zu erzeugen,
der weitgehend seine endgültige Form hat. Gegebenenfalls kann
es vorteilhaft sein, keinen Wickelkern 17 zu verwenden, sondern
die Wicklung der Trägermatrix 15 sofort mit Hilfe von Umlenk
mitteln 18 zu beginnen. In diesen Fällen kann der Beginn des
Trägerbands 16 an einem Umlenkmittel 18 oder an der Wickelachse
19 befestigt sein. Auch ist es möglich, anders geformte Wickel
kerne 17 und/oder Umlenkmittel 18 zu verwenden.
Zur Erzeugung eines beliebigen Querschnitts einer Trägermatrix
15 ist bei Verwendung eines elastisch verformbaren Trägerbands
16 nicht die räumlich Lage der Umlenkmittel 18 ausschlaggebend,
sondern die Umfangslänge jeder einzelnen Wickellage 22 der
Trägermatrix 15. Ausgehend von dem gewünschten Querschnitt kann
dieser Umfang vor dem Wickeln der Trägermatrix für jede einzel
ne Wickellage berechnet oder gemessen werden. Die aufeinander
folgenden Umlenkstellen 18 können nun im Grunde genommen räum
lich beliebig angeordnet werden, solange die dadurch entstehen
den Wickellagen die entsprechenden Umfangslängen aufweisen.
Aufgrund der elastischen Verformbarkeit des Trägerbands 16 ist
es nach dem Wickeln des Wickelkörpers 15, dem Entfernen des
Kerns 17 und der Umlenkmittel 18 möglich, die Trägermatrix 15
beim Einführen in den Mantel 10 in die gewünschte Form zu drücken,
ohne daß dabei plastische Verformungen der Trägermatrix 15
auftreten.
Besonders vorteilhaft ist es, die Umlenkmittel 18 möglichst
sternförmig, z.B. in der Form eines rechtwinkligen von der Wickel
achse ausgehenden Kreuzes anzuordnen. Damit ist es möglich,
die Trägermatrix 15 mit einer hohen und gleichmäßigen Wickel
geschwindigkeit zu wickeln, ohne daß komplizierte Wickel
antriebe vorgesehen werden müssen.
In der Fig. 4a ist mit Hilfe einer schraffierten Fläche 32 ein
gewünschter Querschnitt einer weiteren Trägermatrix gezeigt.
Eine derartige Trägermatrix wird aus insgesamt drei Wickelkör
pern aus dem Trägerband 16 hergestellt, von denen zwei den
dreieckförmigen Querschnitt des in der Fig. 4b dargestellten
Wickelkörpers 35 und einer den ringförmigen Querschnitt des in
der Fig. 4c gezeigten Wickelkörpers 36 besitzen. Die in den
Fig. 4b und 4c gezeigten Wickelkörper sind dabei analog zu den
Fig. 1 bis 3 hergestellt, wobei dazu beim Wickelkörper der Fig.
4b kein Wickelkern, jedoch sternförmig angeordnete Umlenkmittel
39 und beim Wickelkörper der Fig. 4c ein Kern 38 und
linienförmig angeordnete Umlenkmittel 39 verwendet werden.
In der Fig. 5 ist eine Trägermatrix 15 dargestellt, die sich in
einem Mantel 30 befindet, dessen Querschnitt dem in der Fig. 4a
dargestellten Querschnitt entspricht. Die Trägermatrix 15 be
steht aus den beiden Wickelkörpern 35 und dem Wickelkörper 36
der Fig. 4b und 4c. Die beiden Wickelkörper 35 sind nach dem
Entfernen des Wickelkerns 38 und der Umlenkmittel 39 in den
Innenraum des Wickelkörpers 36 eingeführt. Der Wickelkörper 36
wird dann an seiner Oberseite mit einer Kraft 37 beaufschlagt.
Dadurch wird der obere Teil des ringförmigen Wickelkörpers 36
nach innen gewölbt, so daß sich dadurch die gesamte Träger
matrix 15 in den vorgeformten Mantel 30 einführen läßt.
Durch die Zusammensetzung mehrerer Wickelkörper zu einer
Trägermatrix sind beliebige Querschnitte von Trägermatrizen
herstellbar. Insbesondere ist es möglich, eine Trägermatrix mit
einer konkaven Einwölbung zu versehen.
Die Fig. 6 zeigt eine Wickelvorrichtung 50 zur Herstellung
einer Trägermatrix. Zu diesem Zweck sind zwei Wickelscheiben 52
mit Hilfe einer Achse 51 drehfest miteinander verbunden. In
jeder Wickelscheibe 52 befinden sich identische Bohrungen 53,
die in radial gerichteten Ebenen angeordnet sind. Die gesamte
Wickelanordnung 50 wird manuell oder mit Hilfe entsprechender
Antriebsmaschinen um die Drehachse 19 gedreht. Zum Wickeln
einer Trägermatrix wird der Anfang derselben an der Achse 51
befestigt und dann die Wickelvorrichtung 50 in eine Drehbewe
gung versetzt. Soll während des Wickelvorgangs zwischen die
Wickellagen ein Umlenkmittel eingebracht werden, so wird dieses
Umlenkmittel durch die entsprechende Bohrung 53 in den Bereich
zwischen die beiden Wickelscheiben 52 eingeführt und das
Trägerband darüber hinweggewickelt. Dies ist in der Fig. 7
nochmals dargestellt.
Die Fig. 7 zeigt einen Teilschnitt der Wickelvorrichtung 50 der
Fig. 6, nämlich den Bereich der Verbindung der Achse 51 mit
einer Wickelscheibe 52. Diese Verbindung ist beispielhaft
mittels einer Schraube 58 dargestellt, wobei für die Drehfe
stigkeit Stifte 73 vorhanden sein können. Wie eingangs schon
erwähnt wurde, besteht das Trägerband 16 aus einem gewellten
und einem glatten Band, die in der Fig. 7 mit den Bezugsziffern
57 und 56 gekennzeichnet sind. Der Abstand zwischen den beiden
Bändern 56 und 57 entsteht dabei durch die Profilierung des
gewellten Bands 57. Weiter ist ein Umlenkstift 55 dargestellt,
der in den Bereich zwischen die beiden Wickelräder 52, den
Wickelbereich 66 hineinreicht und auf dem daher das glatte Band
56 des Trägerbandes 16 aufliegt. Der Stift 55 wird von der
Bohrung 53 geführt und weist im Wickelbereich 66 eine Kante 67
auf, durch die das Trägerband 16 geknickt wird, also die in der
Fig. 3 dargestellte winklige Gestalt der Umlenkung 20 erhält.
Jeder Stift 55 verläuft parallel zur Drehachse 19 der Wickel
anordnung 50 und ist zur Bildung einer Umlenkung 20 durch zwei
zusammengehörige Bohrungen 53 der beiden Wickelscheiben 52 ge
steckt. Besonders vorteilhaft ist es, zur Bildung einer Umlenk
stelle 20 zwei Stifte zu verwenden, die in zwei zusammengehö
rende gegenüberliegende Bohrungen 53 der beiden Wickelscheiben
52 gesteckt sind und damit koaxial verlaufen und die nur wenig
in den Wickelbereich 66 hineinreichen. Durch die Stabilität des
Trägerbands 16, insbesondere aufgrund dessen Profilierung, ist
es für die Bildung von Umlenkungen ausreichend, das Trägerband
16 nur an dessen Rand über entsprechende Stifte 55 hinwegzufüh
ren. Auch ist es möglich, das Trägerband 16 auf nur eine Wickel
scheibe 52 aufzuwickeln und nur durch diese Stifte 59 zur
Bildung der Umlenkstellen 20 hindurchzustecken.
Die Fig. 8 zeigt ebenfalls einen Teilschnitt einer Wickelanord
nung 50 gemäß der Fig. 6, bei der jedoch die einzelnen Umlenk
mittel automatisch in den Wickelbereich eingefahren werden. Zu
diesem Zweck befinden sich in den Bohrungen 53 des Wickelrads
52 der Fig. 8 Stifte 59, die mit Hilfe von Federn 62 aus dem
Wickelbereich 66 herausgedrückt werden. Die Federn 62 befinden
sich dabei in Ausnehmungen 63 zwischen dem Wickelrad 52 und den
Stiften 59. Ein Schieber 60, der mit Hilfe eines Halters 61 mit
dem Wickelrad 52 verbunden ist, ist an der Außenseite des
Wickelrads 52 so angebracht, daß er über die Stifte 59 hinweg
geschoben werden kann. Erreicht dabei der Schieber 60 mit
seiner schrägen Stirnfläche 65 einen Stift 59, so wird die Vor
wärtsbewegung des Schiebers 60 über die schräge Oberfläche 64
des Stifts 59 in eine Bewegung des Stifts 59 umgelenkt. Dadurch
reicht die Spitze des Stifts 59 in den Wickelbereich 66 hinein,
was durch das Darüberwickeln des Trägerbands 16 eine Umlenkung
20 desselben zur Folge hat. Beim Eindrücken des Stifts 59 wird
auch die Feder 62 zusammengedrückt, so daß beim Zurückziehen
des Schiebers 60 und damit Freigeben des Stiftes 59 dieser
automatisch wieder aus dem Wickelbereich 66 herausgezogen wird.
Besonders vorteilhaft ist es, die Stifte 59 mit einem dreieck
förmigen Querschnitt zu versehen, wobei die Spitze des Dreiecks
von der Achse 51 wegzeigt und damit eine Kante für das Träger
band 16 bildet. Weiter ist es vorteilhaft, den Schieber 60 mit
der die gesamte Wickelanordnung 50 antreibenden Einrichtung zu
verbinden, so daß die einzelnen Stifte 59 automatisch zum rich
tigen Zeitpunkt in den Wickelbereich 66 eingeführt werden.
In ähnlicher Weise ist es möglich, die einzelnen Stifte 59 ver
schieden lang auszugestalten, so daß sie im Ausgangszustand
verschieden weit aus der Scheibe 52 abstehen. Eine Platte, die
parallel zur Wickelscheibe 52 auf diese zubewegt wird, drückt
dann die einzelnen Stifte 59 nacheinander in den Wickelbereich
66 hinein. Der Zeitpunkt des Eindrückens ist abhängig von der
Länge des jeweiligen Stiftes 59.
Es ist auch möglich, statt der in der Fig. 8 dargestellten
Wickelanordnung andere Vorrichtungen zu verwenden, die z.B.
hydraulisch, pneumatisch oder mittels elektrisch oder elektro
nisch gesteuerter Magnetventile die einzelnen Stifte 59 betäti
gen. Insbesondere bei der Verwendung elektronischer Einrichtun
gen, beispielsweise eines entsprechend programmierten Rechen
geräts, kann in besonders vorteilhafter Weise zusätzlich zur
Steuerung der Drehzahl der Wickelanordnung und der Zeitpunkte
des Einschiebens der einzelnen Stifte zur Bildung der Umlenk
stellen auch noch das Trägerband vor dem Aufwickeln an den
entsprechenden Umlenkstellen mit einem Knick oder einer Perfo
ration oder ähnlichem versehen werden.
Ist die Trägermatrix gewickelt und sind eventuell vorhandene
Wickelkerne und Umlenkstifte entfernt, so wird die Trägermatrix
mit Hilfe der in der Fig. 9 gezeigten Einrichtung in den Mantel
und damit in ihre endgültige Form überführt. Bei diesem Vorgang
kann, wie schon erwähnt wurde, der Querschnitt der Trägermatrix
verändert werden, ohne daß dabei die Trägermatrix, insbesondere
die Profilierung des Trägerbands plastisch verformt wird. Dies
ist dadurch möglich, daß aufgrund der Umlenkstellen der Träger
matrix die Umfänge der einzelnen Wickellagen der Trägermatrix
auf die gewünschte Form abgestimmt sind.
In der Fig. 9 mündet ein Trichter 70 in eine Haltevorrichtung
72, in der der Mantel 10 eingelegt ist. Der Austrittsquer
schnitt des Trichters 70 und der Haltevorrichtung 72 entspricht
dabei dem Querschnitt des Mantels 10. Die Trägermatrix 15 wird
in die Richtung 71 vorwärtsbewegt, so daß sich ihr Querschnitt
aufgrund der konusförmigen Flächen des Trichters 70 automatisch
zum Querschnitt des Mantels 10 umformt.
Es ist auch möglich, mit Hilfe anderer Vorrichtungen die
Trägermatrix 15 in den Mantel 10 einzuführen. So können bei
spielsweise flächige Backen, die zumindest teilweise die Form
des gewünschten Querschnitts der Trägermatrix aufweisen, die
Trägermatrix an ihrer Außenfläche festhalten und ggf. ver
formen, um sie dann mit Hilfe eines Stempels in den Mantel
einzuführen. Dabei ist es möglich, daß der Mantel aus mehreren
Teilen besteht und die flächigen Backen bildet. In diesem Fall
müssen die einzelnen Teile des Mantels nach dem Einführen der
Trägermatrix beispielsweise miteinander verschweißt werden.
Claims (23)
1. Trägermatrix, insbesondere für einen katalytischen Re
aktor zur Abgasreinigung bei Brennkraftmaschinen, mit wenig
stens einem im wesentlichen in seiner Querrichtung profilier
ten, metallischen Trägerband, aus dem die Trägermatrix
gewickelt ist, die von einem Mantel umhüllt ist, dadurch
gekennzeichnet, daß die Trägermatrix (15) mit Umlenkungen (20)
des Trägerbands (16) gewickelt ist, die im wesentlichen in
wenigstens einer Ebene (21) liegen.
2. Trägermatrix nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Ebenen (21), in welchen die Umlenkungen (20) liegen,
sich schneiden.
3. Trägermatrix nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Trägerband (16) vor und nach den Umlenkungen
(20) geradlinig verläuft.
4. Trägermatrix nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die Trägermatrix (15) aus mehreren ge
wickelten Trägermatrixteilen (35, 36) zusammengesetzt ist.
5. Verfahren zur Herstellung der Trägermatrix nach einem
der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß während des
Wickelvorgangs zwischen die Wickellagen (22) des Trägerbandes
(16) Umlenkmittel (18) eingebracht werden, die die Umlenkungen
(20) des Trägerbandes (16) festlegen.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß
die Umlenkmittel (18) nacheinander jeweils über die äußere
Wickellage (22) eingebracht werden.
7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeich
net, daß nach dem Wickelvorgang die Umlenkmittel (18) aus der
Trägermatrix (15) entfernt werden.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch ge
kennzeichnet, daß nach dem Wickelvorgang die Trägermatrix (15)
unter Verformung in den Mantel (10) eingeführt wird, der die
Endform der Trägermatrix (15) besitzt.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß
die Trägermatrix (15) vor dem Einführen in den Mantel (10) in
die Form des Mantels (10) verformt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß
die Trägermatrix (15) bei dem Einführen in den Mantel (10) in
die Form des Mantels (10) verformt wird.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch
gekennzeichnet, daß der Abstand der Umlenkmittel (18), über die
das Trägerband (16) bei fortlaufender Wicklung nacheinander ge
wickelt wird, der Länge des Trägerbands (16) zwischen den
Umlenkungen (20) entspricht, nachdem die Trägermatrix (15)
unter Verformung in den Mantel (10) eingeführt worden ist.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 11, dadurch
gekennzeichnet, daß ein Trägermatrixteil (36) unter Belassung
von einem oder mehreren Hohlräumen (38) gewickelt wird, in die
vor dem mit einem Verformen verbundenen Einführen in den Mantel
(10) zur Bildung der Trägermatrix (15) ein oder mehrere geson
dert hergestellte andere Trägermatrixteile (35) eingesetzt
werden.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 12, dadurch
gekennzeichnet, daß das Trägerband (16) vor dem Wickeln mit den
Umlenkungen (20) zugeordneten Schwachstellen versehen wird.
14. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem
der Ansprüche 5 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß vorzugswei
se zwei drehfest miteinander verbundene, mit einem Drehantrieb
versehene Scheiben (52) vorgesehen sind, von denen wenigstens
eine im Abstand von der Drehachse (19) mit Aufnahmen für die
Umlenkmittel (18) versehen ist.
15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet,
daß die Aufnahmen parallel zur Drehachse (19) verlaufende
Bohrungen (53) sind.
16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet,
daß die Bohrungen (53) auf Linien insbesondere sternförmig
angeordnet sind.
17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch
gekennzeichnet, daß als Umlenkmittel (18) wenigstens aus einer
Scheibe (52) in den Wickelbereich (66) hinein ausfahrende
Stifte (55, 59) dienen.
18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet,
daß für die Stifte (59) ein Ausfahrantrieb (60) vorgesehen ist,
der entsprechend der fortschreitenden Wicklung schaltbar ist.
19. Vorrichtung nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekenn
zeichnet, daß je zwei parallel zur Achse (51) der Scheiben (52)
verlaufende, in den Scheiben (52) einander gegenüberliegend
angeordnete Stifte (59) vorgesehen sind.
20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch
gekennzeichnet, daß die Außenflächen der Stifte (55) Umlenkkan
ten (67) bilden.
21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 20, dadurch
gekennzeichnet, daß der Abstand der mit fortschreitender Wick
lung aufeinanderfolgenden Stifte (55, 59) entsprechend der
Länge des Trägerbands (16) festgelegt ist, die das Trägerband
(16) nach Verformen und Einführen in den Mantel (10) aufweist.
22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 21,
dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (70) zum Verformen
der Trägermatrix (15) und zum Anpassen seiner Form an die Form
des Mantels (10) vorgesehen ist.
23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 22, dadurch
gekennzeichnet, daß eine Einrichtung zum Versehen des Träger
bands (16) mit den Umlenkungen (20) zugeordneten Schwachstellen
vorgesehen ist.
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