DE4439685A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines Wabenkörpers, insbesondere Katalysator-Trägerkörpers, mit Gehäuse - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines Wabenkörpers, insbesondere Katalysator-Trägerkörpers, mit GehäuseInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur
Herstellung eines Wabenkörpers, insbesondere zur Reinigung von Ab
gasen von Brennkraftmaschinen, mit einem in einem Mantelrohr oder
Gehäuse angeordneten Katalysator-Trägerkörper, der eine Vielzahl von
einem Abgas durchströmbare Kanäle aufweist.
Es sind Vorrichtungen zur Abgasreinigung bekannt, die einen metalli
schen Katalysator-Trägerkörper aufweisen. Der metallische Katalysator-Trägerkörper
wird durch Wickeln oder Verschlingen von Blechlagen
hergestellt, wobei wenigstens ein Teil der Blechlagen strukturiert ist.
Solche Katalysator-Trägerkörper sind beispielsweise in der EP 0 245 738
beschrieben.
Die Katalysator-Trägerkörper werden in einem Mantelrohr oder Gehäuse
angeordnet. Die einzelnen Blechlagen werden untereinander und mit dem
Mantelrohr z. B. durch Löten, Sintern oder Schweißen verbunden.
Die Vorrichtung wird in einem Abgassystem integriert. Da die beiden
Enden der Vorrichtung mit jeweils einem Rohr des Abgassystems ver
bunden werden müssen, wird die Vorrichtung auf der Abgaseintrittsseite
mit einem Diffusor und auf der Abgasaustrittsseite mit einem Reduzier
stück verbunden. Der Diffusor hat die Aufgabe, den Strömungsquerschnitt
für das Abgas von dem Querschnitt des Rohres auf den Querschnitt der
Vorrichtung zu erweitern und das Reduzierstück den Strömungsquerschnitt
auf der Austrittsseite der Vorrichtung auf den Querschnitt des sich
anschließenden Rohres zu reduzieren. Die Verbindung des Diffusors und
des Reduzierstückes mit der Vorrichtung erfolgt durch Schweißen. Hierzu
ist es notwendig, daß die Abmessungen des Rohres auf der Gaseintritts-
und der Gasaustrittsseite sowie die Kontur des Mantelrohres innerhalb
bestimmter Toleranzgrenzen liegen. Das Mantelrohr steht meist ca. 5 bis
10 mm an beiden Stirnseiten des Katalysator-Trägerkörpers über. Um die
zum Anschluß an den Diffursor bzw. das Reduzierstück vorgegebene
Geometrie und Abmessungen des Mantelrohres zu erreichen, wird das
Mantelrohr vor und/oder nach dem Einsetzen des Katalysator-Trägerkör
pers von innen kalibriert. Die Kalibrierung erfolgt bisher im allgemeinen
in der Art und Weise, daß ein Werkzeug, welches mehrere Segmente
aufweist, in das Mantelrohr eingeführt und die einzelnen Segmente radial
nach außen gespreizt werden. Die Spreizung der Segmente erfolgt über
die Fließgrenze des Mantelrohrwerkstoffes hinaus, so daß in diesem
Bereich das Mantelrohr spannungsfrei ist. Da die Segmente des Werkzeu
ges radial nach außen gespreizt werden, kann eine exakt vorgegebene
Kontur nicht erreicht werden.
Durch die US 5,096,111 ist eine Vorrichtung zur Herstellung eines
Wabenkörpers mit einem Mantelrohr bekannt, die mehrere radial ver
schiebliche Segmente umfaßt, durch die das Mantelrohr des Wabenkör
pers verformbar ist. Die einzelnen Segmente sind mit ihrem einen Ende
mit einem Träger verbunden, der mit einer Kolbenstange einer Zylinder-
Kolben-Einheit verbunden ist. Der Träger mit den Segmenten ist axial in
einem zylindrischen Körper und aus diesem heraus verschiebbar. Hierzu
ist die Zylinder-Kolben-Einheit mit dem zylinderförmigen Körper ver
bunden. Im Eintrittsbereich des zylinderförmigen Körpers ist ein koni
scher Abschnitt ausgebildet, der sich von der Eintrittsseite her in axialer
Richtung verjüngt.
Zur Verformung des Mantelrohres umgreift eine Vielzahl von Segmenten
das Mantelrohr des Wabenkörpers. Anschließend wird der Wabenkörper
mittels der Zylinder-Kolben-Einheit in den zylinderförmigen Körper
hineingezogen. Beim Hereinziehen des Wabenkörpers wird dieser in dem
konischen Abschnitt sukzessive verformt. Nach der erfolgten Verformung
wird der Wabenkörper mit den Segmenten durch die Zylinder-Kolben-Einheit
aus dem zylinderförmigen Körper heraus gebracht. Während der
axialen Verschiebung der Segmente gleiten diese an der Innenmantel
fläche des zylinderförmigen Körpers entlang.
Durch die GB 2 020 190 A ist es bekannt, zur Verformung des Mantel
rohres eines Wabenkörpers eine Vorrichtung zu verwenden, die mehrere
radial bewegliche Segmente aufweist.
Es sind ferner Vorrichtungen zur Abgasreinigung bekannt, bei denen der
Katalysator-Trägerkörper aus einem keramischen Werkstoff besteht. Solche
Katalysator-Trägerkörper werden in einem zweiteiligen Gehäuse angeord
net. Das G 87 01 980.9 U1 beschreibt ein solches Gehäuse zur Auf
nahme eines monolithischen Keramikkörpers.
Die Halbschalen des Gehäuses werden aus einem Blech durch Tiefziehen
hergestellt. Zur Lagerung des keramischen Katalysator-Trägerkörpers wird
zwischen der Außenseite des Trägerkörpers und dem Gehäuse eine
Ummantelung für den Keramikkörper vorgesehen.
Die beiden Gehäuseschalen werden dann zusammengepreßt und an ihren
Berührungsflächen gasdicht verschweißt. Entsprechende Herstellungsver
fahren für eine Vorrichtung zur Abgasreinigung mit metallischen Kataly
sator-Trägerkörpern sind durch die DE 28 56 030 C2 und die EP 0117
602 B1 bekannt.
Die Gehäuseteile können mit hoher Genauigkeit gefertigt werden. Dem
gegenüber lassen sich die keramischen Katalysator-Trägerkörper nicht
exakt genug herstellen. Es ist daher notwendig, das Gehäuse so zu
dimensionieren, daß auch keramische Katalysator-Trägerkörper mit Über
maß oder leichten Verformungen in das Gehäuse integriert werden
können. Um zu verhindern, daß zwischen dem Katalysator-Trägerkörper
und dem Gehäuse ein Spalt entsteht, durch den das Abgas ungereinigt
hindurchtritt, wird eine Zwischenschicht, insbesondere eine sogenannte
Quellmatte eingelegt. Auch andere Zwischenschichten mit Drahtgeflechten
u. a. sind bekannt. Diese Schichten können auch mit einem Katalysator
beschichtet werden.
Die Herstellung einer Vorrichtung zur Abgasreinigung mit einem kerami
schen Katalysator-Trägerkörper ist daher relativ aufwendig.
Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur Herstellung
eines Wabenkörpers anzugeben, die konstruktiv einfach ausgebildet ist
und rationell eine gleichmäßige und schonende Verformung des Mantel
rohres bewirkt.
Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vor
teilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Die erfindungsgemaße Vorrichtung zur Herstellung eines Wabenkörpers
mit einem Mantelrohr, insbesondere eines Katalysator-Trägerkörpers für
Verbrennungskraftmaschinen, zeichnet sich dadurch aus, daß die Segmente
jeweils eine im Querschnitt keilförmige Gleitfläche aufweisen. Die Seg
mente sind umgeben von einem axial verschieblichen, ringförmigen
Schließelement, das wenigstens eine schräg ausgebildete Fläche aufweist.
Die schräg ausgebildete Fläche des Schließelementes gleitet bei einer
axialen Verschiebung des Schließelementes, auf der keilförmig ausgebilde
ten Gleitfläche eines jeden Segmentes, wodurch die axiale Verschiebung
des Ringes eine radiale Verschiebung der Segmente zum Mantelrohr
bewirkt. Die gleichzeitige radiale Bewegung der Segmente hat zur Folge,
daß alle Segmente synchron auf das Mantelrohr eine Kraft ausüben,
durch die das Mantelrohr plastisch verformt wird. Für die axiale Ver
schiebung des Schließelementes ist eine Betätigungseinrichtung vorgesehen,
die mit dem Schließelement verbunden ist. Die von dem Schließelement
auf die Segmente übertragene Kraft kann durch den Winkel der geneig
ten Flächen entsprechend eingestellt werden.
Die Neigung der Gleitfläche eines jeden Segmentes und die an der
Gleitfläche angreifende Schrägfläche des Schließelementes muß nicht für
jedes Segment gleich sein. Entsprechend dem Einsatzbereich der Vor
richtung und der durch die Vorrichtung erzeugte Deformation können die
Neigungsflächen unterschiedlich ausgebildet sein, wodurch auf das Mantel
rohr in Umfangsrichtung betrachtet unterschiedliche Kräfte einwirken
können.
Hierdurch kann eine gleichmäßige Beanspruchung des Wabenkörpers
erzielt werden. Dies ist insbesondere bei Wabenkörpern aus keramischen
Werkstoffen oder bei extrudierten metallischen Wabenkörpern von Inter
esse, da hierdurch eine gleichmäßige Druckbelastung eingestellt werden
kann, ohne daß Zug- oder Schwerkräfte auftreten, die den Körper
zerstören würden.
Die Segmente können das Mantelrohr unmittelbar verformen. Hierbei
stellen die Segmente zugleich Werkzeugsegmente dar.
Gemäß einem weiteren vorteilhaften Gedanken wird vorgeschlagen, innere
Werkzeugsegmente mit den Segmenten lösbar zu verbinden, z. B. durch
Einhängen. Durch diese Weiterbildung wird ein breiter Einsatzbereich der
Vorrichtung erreicht. Durch einen einfachen Austausch der inneren
Werkzeugsegmente können unterschiedliche Querschnitte eines Mantelroh
res durch plastische Deformation erzeugt werden. Die Anzahl der Werk
zeugsegmente muß nicht zwingend der Anzahl der Segmente entsprechen.
Von Vorteil ist es jedoch, wenn die Anzahl der Werkzeugsegmente
gleich der Anzahl der Segmente ist.
Vorzugsweise steht die schräge Fläche des Schließelementes nur teilweise
mit der Gleitfläche in Kontakt, so daß die beiden Flächen zueinander
einen freien Winkel bilden. Dieser Winkel beläuft sich vorzugsweise auf
0,5 bis 3°. Hierdurch wird sichergestellt, daß eine Klemmung des Schließ
elementes mit den Segmenten nicht eintritt.
Vorteilhafterweise sind die Segmente gegen eine Federkraft radial ein
wärts verschieblich angeordnet. Dies hat den Vorteil, daß nach einer
erfolgten plastischen Deformation des Mantelrohres und einer axialen
Verschiebung des Schließelementes in eine Position, in der die Gleit
fläche und die schräge Fläche nicht mehr in Kontakt stehen, die Seg
mente sich selbsttätig radial auswärts bewegen, wodurch diese den Wa
benkörper freigeben.
Vorzugsweise ist wenigstens ein Federelement vorgesehen, das mit jedem
Segment verbunden ist. Bei dem Federelement handelt es sich vorteilhaf
terweise um einen Federring, der in einer auf der der Gleitfläche gegen
überliegenden Fläche eines jeden Sektors ausgebildeten Nut angeordnet
Grund- und der Bodenplatte sind Träger angeordnet, wobei die Grund
platte und die Bodenplatte sowie die Träger ein Gestell der Vorrichtung
bilden. Auf der Bodenplatte ist die Zylinder-Kolben-Einheit angeordnet.
Die an dem Schließelement angreifenden Stangen erstrecken sich durch
in der Grundplatte ausgebildeten Bohrungen hindurch. Diese Durchgangs
bohrungen können gleichzeitig als Führungen für die Stangen dienen.
Gegebenenfalls bilden die Träger Führungen für die Platte, wodurch die
Träger eine Doppelfunktion haben und auf zusätzliche Führungen der
Platte verzichtet werden kann.
Vorzugsweise ist in der Grundplatte koaxial zu der durch die Segmente
bildenden Aufnahme für den Wabenkörper eine Bohrung vorgesehen,
durch welche ein Stempel einer Auswerfeinrichtung in den durch die
Segmente begrenzenden Raum einbringbar und entfernbar ist. Dies hat
den Vorteil, daß die Wabenkörper aus der Vorrichtung in einer ein
fachen Art und Weise entfernt werden können. Die Auswurfeinrichtung
ist vorzugsweise eine pneumatisch oder hydraulisch betätigbare Zylinder-
Kolben-Einheit.
Die Auswurfeinrichtung kann auch ein um eine Achse verschwenkbarer
Hebel sein, dessen erster Arm mit einer Stange oder der Platte gekop
pelt ist und der zweite Arm mit dem Stempel verbunden ist.
Gemäß einem weiteren erfinderischen Gedanken wird vorgeschlagen, die
Vorrichtung mit einem Gestell auszubilden, in dem eine ringförmige
Kammer ausgebildet ist. In der ringförmigen Kammer ist ein Kolben
angeordnet, der mit Stangen verbunden ist, die an dem Verschlußelement
angreifen. Die Kammer ist mit einem Fluid, das über Zuleitungen aus
einem Durckspeicher geliefert wird, beaufschlagbar, wodurch die relative
Lage des Kolbens veränderbar ist. Der Vorteil dieser Ausbildung kann
darin gesehen werden, daß der Kraftfluß besonders günstig ist. Die
Segmente sind dabei auf dem Gestell angeordnet, so daß das Gestell
durch die axiale Komponente der einwirkenden Kraft auf Druck belastet
wird. Ein weiterer Vorteil ist die Integration der Betätigungseinrichtung
in das Gestell, wodurch eine ausgesprochen komplette Bauweise erzielt
wird.
Vorzugsweise ist zur Festlegung der axialen Position eines Wabenkörpers
ein Anschlag vorgesehen. Der Anschlag ist vorzugsweise in Form von
Nasen ausgebildet, die an wenigstens zwei Segmenten vorgesehen sind.
Vorteilhafterweise ist die Vorrichtung so ausgebildet, daß unterhalb der
Segmente eine Durchtrittsöffnung vorgesehen ist, durch die ein Waben
körper nach erfolgter plastischer Verformung aus dem Verformungsbe
reich entnehmbar ist. Die Vorrichtung kann im Durchlauf betrieben
werden, wodurch die Taktzeiten erheblich reduziert werden können.
Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung ist es nun möglich, wenigstens
einen Teilbereich, vorzugsweise Endbereich des Mantelrohres durch radial
verschiebliche Segmente allseitig plastisch von außen nach innen zu einer
Außenkontur vorgegebener Abmessungen zu verformen. Durch diese Ver
fahrensweise wird die Herstellung des Wabenkörpers vereinfacht, da nun
mehr die die plastische Verformung bewirkenden Segmente nicht von
innen an dem schmalen verbleibenden Überstand des Mantelrohres
angreifen, sondern von außen auf einen größeren Endbereich einwirken
können. Der vorstehend genannte Überstand des Mantelrohres vor und/oder
hinter den Katalysator-Trägerkörper kann auf ein Minimum redu
ziert werden. Der Überstand kann dann so bemessen werden, daß nur
noch die für eine Schweißverbindung des Mantelrohres mit einem Diffu
sor bzw. einem Reduzierstück notwendige Fläche zur Verfügung gestellt
wird. Alle hier beschriebenen Vorgänge und Vorrichtungen gelten glei
chermaßen für runde, elliptische, ovale und andere Querschnittsformen,
obwohl der Hauptanwendungsfall derzeit bei runden Querschnittsformen
liegt.
Wird der Wabenkörper nur an einem Endbereich des Mantelrohres pla
stisch verformt, so ist es für die plastische Verformung des zweiten
Endbereichs notwendig, eine zweite Vorrichtung zur Durchführung des
Verfahrens vorzusehen oder das Mantelrohr um seine Querachse um 180°
zu drehen. Beide Lösungen liefern nicht immer ein befriedigendes Ergeb
nis. Es wird daher vorgeschlagen, die plastische Verformung durch Seg
mente vorzunehmen, die an beiden Endbereichen des Mantelrohres
angreifen.
Das gesamte Mantelrohr kann durch die Segmente plastisch verformt
werden. Das Mantelrohr weist dabei zunächst eine Geometrie auf, die
nach einer plastischen Verformung zu der gewünschten Geometrie der
Vorrichtung führt. Hierbei ist nicht zwingend, daß der Katalysator-Träger
körper vor dem Verformen bereits fest mit dem Mantelrohr verbunden
ist. Nach diesem erfindungsgemäßen Gedanken können auch Keramikkör
per, die in ihrem Querschnitt rund, elliptisch oder oval (Race-Track-Form)
sind, in einem Mantelrohr mit als Gehäuse befestigt werden.
Durch plastische Verformung des Mantelrohres, wobei die Segmente eine
entsprechende Kontur aufweisen, kann ein einteiliges Gehäuse für den
Keramikkörper hergestellt werden, ohne daß der Körper zerstört wird, da
der Körper auf Druck belastet wird. Gegenüber einem Gehäuse aus
Halbschalen kann eine allseitig gleichmäßige Einspannung des Wabenkör
pers erreicht werden, wodurch ein Bruch der Keramikwände selbst bei
großen Einspannkräften vermieden wird. Hierdurch wird die aufwendige
Herstellung eines Wabenkörpers mit einem Mantelrohr sehr vereinfacht.
Die Segmente können zur Klemmung des Mantelrohres an dem Katalysa
tor-Trägerkörper mit entsprechenden Erhebungen oder Ausnehmungen
ausgebildet sein. Sieht man an den Segmenten Ausnehmungen vor, so
führen diese zu Außensicken und dadurch zu einer höheren Steifigkeit
des Mantelrohres, was von besonderem Vorteil ist, da keine oder nur
sehr geringe Kräfte auf den Körper einwirken, die aus einer Torsion
(Verwindung) des Mantelrohres herrühren. Man kann auch das Mantel
rohr in der Vorrichtung noch stauchen, um besondere Formen zu erzeu
gen.
Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es nunmehr möglich, auch
keramische Körper in einem einstückigen Mantelrohr anzuordnen, ohne
daß durch die plastische Verformung des Mantelrohres der keramische
Wabenkörper zerstört wird.
Soll der Wabenkörper rotationssymmetrisch ausgebildet werden, so kann
der Wabenkörper um seine Längsachse so verdreht werden, daß der Ver
drehwinkel kleiner ist als der Bogenwinkel eines Segmentes. Die Segmen
te üben mehrfach eine Kraft auf das Mantelrohr aus. Hierdurch wird
auch eine noch gleichmäßigere plastische Verformung erreicht.
Das Mantelrohr eines mit der erfinderischen Vorrichtung hergestellten
Wabenkörpers behält seine Festigkeitseigenschaften bei, da der Faserver
lauf im Werkstoff nicht zerstört wird.
Weitere Vorteile und Merkmale der Vorrichtung werden anhand zweier
bevorzugter Ausführungsbeispiele erläutert, ohne daß hierdurch eine
Beschränkung auf diese erfolgen soll. Es zeigt:
Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung im Quer
schnitt,
Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung im Quer
schnitt,
Fig. 3 eine Ansicht von unten entlang der Schnittlinie III-III und
Fig. 4 vergrößert im Ausschnitt ein Segment und ein Schließele
ment.
Die Vorrichtung umfaßt eine Bodenplatte 17 und eine Grundplatte 18.
Die Boden- und die Grundplatte 17 bzw. 18 sind mit Abstand zuein
ander angeordnet. Zwischen der Bodenplatte 17 und der Grundplatte 18
sind Träger 19 angeordnet. Das jeweilige Ende eines Trägers 19 ist mit
der Bodenplatte 17 bzw. der Grundplatte 18 verbunden.
Auf der Grundplatte 18 sind mehrere Segmente 5 angeordnet. Die
Segmente 5 sind im wesentlichen radial verschieblich. Zwischen den
Segmenten 5 und der Grundplatte 18 ist eine Gleitplatte 20 angeordnet,
auf der die Segmente 5 gleiten. Die Gleitplatte 20 kann z. B. durch eine
lösbare Verbindung, insbesondere durch eine Schraubverbindung, mit der
Grundplatte 18 verbunden sein. Die Segmente 5 können in der Gleit
platte 20 und/oder der Grundplatte 18 geführt werden. Hierzu können
die Segmente 5 entsprechende Vorsprünge aufweisen, die in Führungs
nuten eingreifen. Jedenfalls verhindert eine relativ große Gleitfläche
zwischen Grundplatte 18 und Segmenten 5 ein Verkippen der Segmente.
Jedes Segment 5 weist eine im Querschnitt keilförmige Gleitfläche 9 auf.
Die Segmente 5 sind umgeben von einem ringförmigen Schließelement 7,
der eine konisch ausgebildete Fläche 8 aufweist. Die Gleitfläche 9 und
die Fläche 8 gleiten bei einer axialen Verschiebung des Ringes entspre
chend den Pfeilen V aufeinander.
Bei einer Abwärtsbewegung des ringförmigen Schließelementes 7, d. h.
zur Grundplatte 18 hin, werden die Segmente 5 radial einwärts ver
schoben. Durch diese Bewegung üben sie eine Kraft auf das Mantelrohr
2 eines Wabenkörpers 1 zur Abgasreinigung aus und deformieren diesen
plastisch.
Das ringförmige Schließelement 7 weist einen umlaufenden Kragen 21
auf, der mit Durchgangsbohrungen 22 versehen ist. Um eine hohe Festig
keit des ringformigen Schließelementes 7 zu erreichen, sind Versteifungs
rippen 23 am Umfang des ringförmigen Schließelementes verteilt ausge
bildet.
Durch die Durchgangsbohrungen 22 erstrecken sich Schrauben 24, die
jeweils mit einer Stange 11 verbunden sind, die sich durch die Grund
platte 18 im wesentlichen parallel zur Längsachse 25 erstrecken. Das
gegenüberliegende Ende einer jeden Stange 11 ist mit einer Platte 12
verbunden. Die Verbindung kann durch Verschraubungen 24, wie darge
stellt, erfolgen. Die Platte 12 kann an den Trägern 19 geführt sein. Die
Platte 12 weist eine zentral ausgebildete Gewindebohrung 26 auf, in die
ein Gewindezapfen 27 eingeschraubt ist. Der Gewindezapfen 27 bildet
ein Ende einer Kolbenstange 28 einer Zylinder-Kolben-Einheit 13. Die
Zylinder-Kolben-Einheit 13 ist an der Bodenplatte 17 fest angeordnet.
In der Fig. 2 ist ein zweites Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur
Herstellung eines Wabenkörpers dargestellt. Gleiche Teile der Vorrich
tung weisen dieselben Bezugszeichen wie in der Fig. 1 auf.
Die Vorrichtung weist ein Gestell 30 auf. In dem Gestell 30 ist eine
ringförmige Kammer 31 ausgebildet, welche den Zylinder einer Zylinder-
Kolben-Einheit 14 bildet.
Die Kammer 31 ist mittels einer Verschlußplatte 32 verschlossen. Die
Verschlußplatte 32 ist mit dem Gestell 30 mittels Schrauben 33 ver
schraubt. Zwischen dem Gestell 30 und der Verschlußplatte 32 ist jeweils
ein Dichtring - O-Ring - angeordnet. In der Kammer 31 ist ein Kolben
35 angeordnet, der einen ringförmigen Querschnitt aufweist. Zwischen
dem Kolben 35 und der Wandung der Kammer 31 ist jeweils ein Radi
alwellendichtring 36, 37 angeordnet.
Mit dem Kolben 35 sind Stangen 11 verbunden, die mit ihren einem
Ende an dem Ring 7 angreifen. Jede Stange 11 ist mittels einer Schrau
be 38 mit dem Kolben 35 verbunden. Jede Stange 11 wird in einer
Gleitbuchse 39 gleitend geführt. Jede Gleitbuchse ist in einer entspre
chenden Ausnehmung 40 im Gestell 30 angeordnet.
Wie aus der Fig. 2 ersichtlich ist, weist die Vorrichtung acht Segmente
5 auf. Die Segmente 5 weisen in einer Ebene liegende Ausnehmungen
auf, in denen ein Federring 41 bzw. 42 angeordnet ist.
Unterhalb der Segmente 5 ist eine Durchgangsöffnung 43 ausgebildet.
Die Durchgangsöffnung 43 weist einen Querschnitt auf, der im wesentli
chen dem Querschnitt der durch die Segmente gebildeten Innenkontur
entspricht. Nachdem ein Wabenkörper durch die Segmente plastisch
verformt wurde und die Segmente den Wabenkörper wieder freigeben,
kann der Wabenkörper durch die Öffnung 43 die Vorrichtung verlassen.
Das Schließelement 7 weist eine konische Fläche auf. Diese Fläche 8
gleitet auf der Gleitfläche 9 des Segmentes 5. Die beiden Flächen 8 und
9 weisen bezüglich der Längsachse 25 unterschiedliche Neigungswinkel
auf.
Die Neigungswinkel sind so gewählt, daß zwischen den beiden Flächen
8 und 9 ein offener Winkel α entsteht, der in einem Bereich zwischen
0,5 und 3° liegt. Die Druckfläche, innerhalb der die Kraft von dem
Schließelement auf die Segmente 5 eingeleitet wird, ist in der Fig. 2
gestrichelt dargestellt.
Claims (20)
1. Vorrichtung zur Herstellung eines Wabenkörpers (3) mit einem
Mantelrohr (2), die mehrere radial verschiebliche Segmente (5)
umfaßt, durch die das Mantelrohr (2) verformbar ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Segmente (5) jeweils eine im Querschnitt keilförmige Gleit fläche (9) aufweisen,
daß wenigsten ein ringförmiges, die Segmente (5) umgebendes, axial verschiebliches Schließelement (7) vorgesehen ist, das wenigstens eine schräg ausgebildete Fläche (8) aufweist,
daß die Fläche (8) auf der Gleitfläche (9) gleitet, und
daß eine mit dem Schließelement (7) verbundene Betätigungsein richtung (10) vorgesehen ist.
daß die Segmente (5) jeweils eine im Querschnitt keilförmige Gleit fläche (9) aufweisen,
daß wenigsten ein ringförmiges, die Segmente (5) umgebendes, axial verschiebliches Schließelement (7) vorgesehen ist, das wenigstens eine schräg ausgebildete Fläche (8) aufweist,
daß die Fläche (8) auf der Gleitfläche (9) gleitet, und
daß eine mit dem Schließelement (7) verbundene Betätigungsein richtung (10) vorgesehen ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens
vier, vorzugsweise sechs, insbesondere acht, Segmente (5) vorgesehen
sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vor
richtung (1) zwölf Segmente (5) aufweist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß
die Segmente (5) das Mantelrohr (2) unmittelbar verformen.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß
die Segmente (5) mit Werkzeugsegmenten lösbar verbindbar sind.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die
Anzahl der Werkzeugsegmente gleich der Anzahl der Segmente (5)
ist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn
zeichnet, daß die schräge Fläche (9) teilweise mit der Gleitfläche (8)
in Kontakt steht, und daß die beiden Flächen (8 und 9) zueinander
einen Winkel von vorzugsweise 0,5 bis 3° bilden.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Segmente (5) gegen eine Federkraft radial einwärts
verschieblich angeordnet sind.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß wenig
stens ein Federelement (41, 42) vorgesehen ist, das mit jedem
Segment (5) verbunden ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das
Federelement (41, 42) ein Federring ist.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Betätigungseinrichtung (10) wenigstens zwei, vor
zugsweise vier, Stangen (11), eine Platte (12) und eine Zylinder-Kolben-Einheit
(13) umfaßt, wobei die Kolbenstange (28) der Zylin
der-Kolben-Einheit (13) mit der Platte (12), das eine Ende einer
jeden Stange (11) mit der Platte (12) und das andere Ende einer
jeden Stange (11) mit dem Schließelement (7) verbunden ist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die
Platte (12) gleitend geführt ist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß
die Segmente (5) auf eine Grundplatte (18) angeordnet sind, daß
unterhalb der Grundplatte (18) eine Bodenplatte (17) vorgesehen ist,
daß zwischen der Grund- und der Bodenplatte (18 bzw. 17) Träger
(19) angeordnet sind, daß auf der Bodenplatte (17) die Zylinder-Kolben-Einheit
(13) angeordnet ist, daß die Grundplatte (18) Durch
gangsbohrungen aufweist, durch die sich die Stangen (11) erstrecken,
und daß gegebenenfalls die Platte (12) auf den Trägern (19) geführt
ist.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß un
terhalb der Segmente (5) in der Grundplatte (18) eine Bohrung
ausgebildet ist, in die ein Stempel einer Auswurfeinrichtung eingreift.
15. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die
Auswurfeinrichtung eine Zylinder-Kolben-Einheit ist.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekenn
zeichnet, daß diese ein Gestell (30) aufweist, in dem eine ringförmi
ge Kammer (31) ausgebildet ist, daß in der Kammer (31) ein Kol
ben (32) angeordnet ist, der mit Stangen (11) verbunden ist, die an
dem Verschlußelement (7) angreifen.
17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekenn
zeichnet, daß ein Anschlag vorgesehen ist, der die axiale Position
des Wabenkörpers zwischen den Segmenten festlegt.
18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der
Anschlag durch an wenigstens zwei Segmenten ausgebildete Nasen
gebildet ist.
19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekenn
zeichnet, daß eine Austrittsöffnung (43) unterhalb der Segmente (5)
ausgebildet ist, deren Querschnitt im wesentlichen der durch die
Segmente (5) in einer radialen Ebene gebildeten Kontur entspricht.
20. Verfahren zur Herstellung eines Wabenkörpers (1) mit einem Man
telrohr (2), wobei
der Wabenkörper (1) mit dem Mantelrohr (2) in einem durch
Segmente (5) begrenzten Raum angeordnet wird,
wenigstens ein ringförmiges, wenigstens eine schräge Fläche (8)
aufweisendes, Schließelement (7) axial verschoben wird,
wobei
die Fläche (8) auf einer an jedem Segment (5) im Querschnitt
keilförmig ausgebildeten Gleitfläche (9) gleitet, und
die Segmente (5) radial zum Mantelrohr (2) verschoben werden und
dieses verformen.
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