DE4129824A1

DE4129824A1 - Verfahren und vorrichtung zum herstellen eines traegerkoerpers fuer einen abgaskatalysator

Info

Publication number: DE4129824A1
Application number: DE19914129824
Authority: DE
Inventors: Andreas Dipl Ing Gruener
Original assignee: Behr GmbH and Co KG
Current assignee: Vitesco Technologies Lohmar Verwaltungs GmbH
Priority date: 1991-09-07
Filing date: 1991-09-07
Publication date: 1993-03-11

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen eines Trägerkörpers für einen Abgaskatalysator, bei dem kreis zylindrische Trägerkörper aus geschichteten Lagen von korro sionsbeständigen Metallblechen hergestellt wird und anschlie ßend zum Erzielen einer von der Kreisform abweichenden Umfangs kontur in einer entsprechend ausgeformten Gegenform umgeformt wird, und eine Vorrichtung zur Durchführung eines derartigen Verfahrens.

In der Automobiltechnik werden heute häufig Spezialformen für Bauteile der Abgasanlage verlangt, um insbesondere gute Strö mungsverhältnisse am Fahrzeugunterboden zu erzielen. Dies führt dazu, daß haufig keine kreiszylinderförmigen Einbauräume für den Abgaskatalysator bzw. dessen Trägerkörper zur Verfügung stehen.

Aus der DE-PS 28 56 030 ist ein Verfahren der eingangs genann ten Art bekannt, mit dem ein von der Kreisform abweichender Trägerkörper herstellbar ist. Bei dem bekannten Verfahren wird zunächst durch spiralförmiges Wickeln ein kreiszylindrischer Trägerkörper aus korrosionsbeständigen Metallblechen herge stellt. Damit der Trägerkörper nach dem Umformvorgang den ge samten Querschnitt einer Gegenform ausfüllt, weist der Träger körper vor dem Umformvorgang einen im Zentrum des Trägerkörpers angeordneten kreiszylindrischen Hohlraum auf. Anschließend wird ein derartiger hohlzylinderförmiger Trägerkörper für die kata lytische Beschichtung in ein mit Gegenformen ausgebildetes Preßwerkzeug eingelegt. Die Gegenformen sind miteinander gegen überliegenden Aufnahmen für den Trägerkörper ausgebildet und zur Durchführung der Umformung zueinander verstellbar. Nach dem Umformen bzw. nach dem Aneinanderfügen der Gegenformen wird ein Trägerkörper erhalten, der eine von der Kreisform abweichende Querschnittsfläche aufweist. Demgemäß sind mit dem bekannten Verfahren Trägerkörper herstellbar, die einen ovalen oder elliptischen Querschnitt aufweisen.

Aus der DE-PS 40 16 276 ist ein aus Metallblechen hergestellter Trägerkörper bekannt, der in der sogenannten Stern- oder Kreuz wickeltechnik hergestellt ist. Hierbei werden mehrere im Schnitt rechteckförmige Stapel aus Metallblechen an einem Ende kreuzförmig zueinander ausgerichtet. Anschließend werden die Blechstapel um einen Symmetriepunkt gleichsinnig verschlungen. Der nach diesem Verfahren hergestellte Trägerkörper weist den Vorteil auf, daß eine sehr gleichmäßige Verteilung der Berüh rungslinien der Blechlagen nach dem Einfügen eines derartigen Trägerkörpers in ein Mantelgehäuse erhalten wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung vorzuschlagen, mit denen ein in Stern- oder Kreuzwickeltechnik hergestellter Trägerkörper mit von der Kreisform abweichender Umfangskontur in einfacher Weise her stellbar ist.

Hinsichtlich des Verfahrens wird zur Lösung dieser Aufgabe bei einem Verfahren gemäß Patentanspruch 1 vorgeschlagen, daß der Trägerkörper aus in Stern- oder Kreuzwickeltechnik angeordneten Lagen von Metallblechen hergestellt wird und anschließend in der Gegenform derart verformt wird, daß die Umfangskontur nach dem Umformen in einer Richtung nicht mehr als etwa 20% von der ursprünglichen Kreisform abweicht.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren ist in einfacher Weise ein in Stern- oder Kreuzwickeltechnik hergestellter Trägerkörper in verschiedenen von der Kreisform abweichenden Querschnittsformen herstellbar. Hierbei kann die Anpassung der Querschnittsform an die jeweils am Fahrzeugunterboden vorliegenden Einbauverhält nisse erfolgen. Es hat sich gezeigt, daß der in Stern- oder Kreuzwickeltechnik hergestellte zylinderförmige Trägerkörper ohne Beschädigung gegenüber der Kreisform in einer Richtung bis zu etwa 20% verformbar ist. Gegenüber dem bekannten Verfahren ist vor der Umformung kein hohlzylinderförmiger Trägerkörper erforderlich, um nach dem Umformen einen die gesamte Quer schnittsfläche der Gegenform ausfüllenden Trägerkörper zu erhalten.

Der durch das erfindungsgemäße Verfahren hergestellte Träger körper weist gegenüber einem mit kreisförmiger Querschnitts fläche ausgebildeten Trägerkörper eine erhöhte Querschnitts fläche auf. Dies führt bei der Beaufschlagung mit einem Abgas strom zu einem geringeren Druckabfall.

Weiterhin ist Gegenstand der Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Bei einer der artigen Vorrichtung sind zum Umformen eines zylinderförmigen Trägerkörpers mindestens zwei Gegenformen vorgesehen, die mit einander gegenüberliegenden Aufnahmen für den Trägerkörper versehen sind und deren Abstand zueinander zur Durchführung der Umformung verstellbar ist. Erfindungsgemäß weisen die Aufnahmen der Gegenformen eine Anlagefläche für den in Stern- oder Kreuz wickeltechnik hergestellten Trägerkörper auf, deren Kontur nicht mehr als etwa 20% von der Kreisform des zu verformenden Trägerkörpers abweicht.

Mit einer derartigen Vorrichtung ist ohne Beschädigung der Wabenstruktur des zu verformenden Trägerkörpers ein umgeformter Trägerkörper herstellbar, der eine von der Kreisform abweichende den jeweiligen Gegebenheiten angepaßte Außenkontur besitzt.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus einer in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform der Erfindung, die nachfolgend beschrieben wird. Es zeigen:

Fig. 1 einen schematischen Vertikalschnitt durch einen gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren verformten Trägerkörper in Stern- oder Kreuzwickeltechnik,

Fig. 2 eine schematische Ansicht der Blechstapelanordnung vor dem Wickelvorgang zur Herstellung eines kreiszylinder förmigen Trägerkörpers,

Fig. 3 ein in Stern- oder Kreuzwickeltechnik hergestellter kreiszylinderförmiger Trägerkörper,

Fig. 4 einen schematischen Vertikalschnitt durch eine er findungsgemäße Vorrichtung mit eingelegtem kreis zylinderförmigen Trägerkörper vor dem Umformvorgang und

Fig. 5 die Vorrichtung gemäß Fig. 4 nach dem Umformvorgang des Trägerkörpers.

Der in Fig. 1 dargestellte Trägerkörper (10) kommt in einer nicht dargestellten Abgasreinigungseinrichtung eines Verbren nungsmotors zum Einsatz. Der Trägerkörper (10) dient der Auf nahme einer katalytischen Beschichtung zur Konvertierung von Verbrennungsabgasen des Verbrennungsmotores. Der Trägerkörper (10) ist aus einer Vielzahl von übereinandergeschichteten Glattblechen (11) und Wellblechen (12) aufgebaut. Zur Herstel lung der Glatt- und Wellbleche (11, 12) wird jeweils ein korrosionsbeständiges Metallblech verwendet.

Wie aus Fig. 1 hervorgeht, weist der Trägerkörper (10) eine von der Kreisform abweichende Umfangskontur auf. Der näherungsweise ovale Trägerkörper (10) ist somit auch in nicht kreiszylinder förmigen Einbauräumen einbaubar, wie sie heutzutage häufig am Fahrzeugunterboden angetroffen werden. Hierbei kann die Form gebung der Außenkontur des Trägerkörpers (10) den jeweiligen vom Fahrzeugtyp abhängigen Verhältnissen am Fahrzeugunterboden angepaßt werden, um insbesondere verbesserte Strömungsverhält nisse zu schaffen.

Der Trägerkörper (10) ist aus einem kreiszylinderförmigen und in einen Mantel (30) eingeschobenen Trägerkörper (13) umgeformt worden, der im schematischen Vertikalschnitt in Fig. 3 gezeigt ist. Zur Herstellung des kreiszylinderförmigen Trägerkörpers (13) kommt die sogenannte Stern- oder Kreuzwickeltechnik zum Einsatz, wie sie in der DE-PS 40 16 276 beschrieben ist.

Wie aus Fig. 2 hervorgeht, werden zur Herstellung des kreis zylinderförmigen Trägerkörpers (13) vier Stapel (14, 15, 16, 17), die jeweils aus gestapelten Glatt- und Wellblechen (11, 12) bestehen, an ihren Stirnseiten aneinandergelegt. In dieser Stellung vor dem Wickelvorgang bilden somit die Stirnseiten der Stapel (14, 15, 16, 17) ein Kreuz (18) mit einem Symmetriepunkt (19). Bei dem sich anschließenden Wickelvorgang werden die Sta pel (14, 15, 16, 17) jeweils in Uhrzeigerrichtung um den Symme triepunkt (19) verschlungen. Der nach dem Wickelvorgang vorlie gende Trägerkörper (13) zeichnet sich insbesondere dadurch aus, daß eine sehr gleichmäßige Verteilung der Berührungslinien der Blechlagen mit dem Mantelgehäuse (30) vorliegt; in das der Trägerkörper (13) eingefügt wird.

Nach der Herstellung des kreiszylinderförmigen Trägerkörpers (13) nach Fig. 3 erfolgt dessen Umformung zu dem in Fig. 1 dar gestellten Trägerkörper (10). Hierzu wird der Trägerkörper (13) mit seinem Mantel (30) in eine Vorrichtung (20) eingebracht, die in zwei verschiedenen Funktionsstellungen in den Fig. 4 und 5 gezeigt ist. Die Vorrichtung (20) besteht im wesentlichen aus zwei gegenüberliegend angeordneten Gegenformen (21, 22), die jeweils mit einer Aufnahme (23, 24) ausgebildet sind. Die Gegenformen (21, 22) sind derart zueinander angeordnet, daß sich die Aufnahmen (23, 24) gegenüberliegen.

In der in Fig. 4 dargestellten Funktionsstellung der Vorrich tung (20) sind die Gegenformen (21, 22) mit Abstand zueinander angeordnet. In dieser Funktionsstellung der Vorrichtung (20) wird der kreiszylinderförmige Trägerkörper (13) zumindestens teilweise in den Aufnahmen (23, 24) gehalten. Mit einer nicht dargestellten Preßvorrichtung sind die Gegenformen (21, 22) in die in Fig. 5 dargestellte Preßstellung überführbar. In dieser Stellung der Vorrichtung (20) liegen deren Stirnseiten (25, 26) aneinander. Das Zusammenführen der Gegenformen (21, 22) hat eine Verformung des Trägerkörpers (13) zur Folge. Der nach dem Umformvorgang vorliegende Trägerkörper (10) und dessen mit ver formter Mantel (30′) liegen mit ihrem gesamten Außenumfang an den Anlageflächen (27, 28) der Aufnahmen (23, 24) an.

Gegenüber dem Trägerkörper (13) weist der Trägerkörper (10) eine Außenkontur auf, die in einer Richtung nicht mehr als etwa 20% von der ursprünglichen Kreisform des Trägerkörpers (13) abweicht. Somit ist in einfacher Weise ein in Stern- oder Kreuzwickeltechnik hergestellter Trägerkörper (10) herstellbar, der eine von der Kreisform abweichende Außenkontur aufweist. Mit der Vorrichtung (20) sind somit Trägerkörper herstellbar, die den jeweiligen am Fahrzeugunterboden herrschenden Verhält nissen bzw. den dort vorliegenden Einbauräumen anpaßbar sind. Es hat sich erstaunlicherweise gezeigt, daß bei Beachtung der vorstehend geschilderten Verformungsparameter die Verformung des Trägerkörpers (13) ohne Beschädigung dessen Wabenstruktur durchführbar ist.

Claims

1. Verfahren zum Herstellen eines Trägerkörpers für einen Abgaskatalysator, bei dem ein kreiszylindrischer Trägerkörper aus geschichteten Lagen von korrosionsbeständigen Metallblechen hergestellt wird und anschließend zum Erzielen einer von der Kreisform abweichenden Umfangskontur in einer entsprechend aus geformten Gegenform umgeformt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Trägerkörper (10, 13) aus in Stern- oder Kreuzwickeltechnik angeordneten Lagen von Metallblechen (11, 12) hergestellt wird und anschließend in der Gegenform (22, 23) derart verformt wird, daß die Umfangskontur nach dem Umformen in einer Richtung nicht mehr als etwa 20% von der ursprünglichen Kreisform ab weicht.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, bei der zum Umformen eines zylinderförmigen Träger körpers mindestens zwei Gegenformen vorgesehen sind, die mit einander gegenüberliegenden Aufnahmen für den Trägerkörper versehen sind und deren Abstand zueinander zur Durchführung der Umformung verstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Auf nahmen (23, 24) der Gegenformen (21, 22) eine Anlagefläche (27, 28) für den in Stern- oder Kreuzwickeltechnik hergestellten Trägerkörper (10, 13) aufweisen, deren Kontur nicht mehr als etwa 20% von der Kreisform des zu verformenden Trägerkörpers (10) abweicht.