DE69925042T2 - Verfahren zur herstellung von katalysatoren und anordnung zur durchführung des verfahrens - Google Patents
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Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet der Automobilzubehörindustrie, insbesondere die Auspuffsysteme, nämlich die Katalysatorgehäuse, Katalysatoren mit akustischer Dämpfung bzw. Schalldämpfer, und hat ein Verfahren für die Herstellung von Katalysatorgehäusen zum Gegenstand.
- Weiter hat die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung des genannten Verfahrens zum Gegenstand.
- Katalysatoren bestehen im Allgemeinen aus einem wabenförmigen Monolithen, der von einer Isoliermatte umgeben und in einer zylindrischen Aufnahme mit entsprechender Abmessung angeordnet ist, wobei die genannte Aufnahme an ihren Enden gegebenenfalls mit dazwischen liegenden entsprechenden porösen Halteringen mit kegelstumpfförmigen, gegebenenfalls isolierenden Teilen zur Verbindung mit entsprechenden Anschlussrohren versehen ist.
- Allgemein wird der aktive wabenförmige Monolith, der in Form eines oder mehrerer zylindrischer Elemente vorliegt, mittels Klebebändern oder Metallklammern in der Isoliermatte befestigt und wird gegebenenfalls an seinen Enden mit entsprechenden porösen Halteringen versehen, anschließend wird die erhaltene Einheit mittels einer unabhängigen Stopfvorrichtung, die die genannte Einheit in das genannte Rohr einschiebt, in einem vorab zugeschnittenen Rohr montiert. Diese neue Untereinheit wird mit einer Gravur versehen, die die verschiedenen Eigenschaften des Katalysators angibt, anschließend werden die Enden des vorab zugeschnittenen Rohrs gegebenenfalls innen jeweils mit konzentrischen kegelstumpfförmigen Wänden versehen, an denen die genannten Enden nach vorherigem induktivem Erhitzen derselben durch Drückwalzen oder durch Heißkalibrieren in Kegelstümpfe verformt werden, um gegebenenfalls isolierende oder nicht isolierende periphere Kammern zu bilden, die die Endteile für entsprechende Rohre bilden.
- Die porösen Halteringe, die an den Enden des aktiven Monolithen montiert werden können, werden im Allgemeinen aus einem Metallgeflecht hergestellt. Die kegelstumpfförmigen konzentrischen Wände, die beiderseits des gegebenenfalls mit Ringen aus Metallgeflecht versehenen aktiven Monolithen im Inneren des vorab zugeschnittenen Rohres montiert werden können, werden vorher durch Drückwalzen oder Tiefziehen hergestellt, und sind in dem genannten, jeweils vor den Arbeitsgängen des Drückwalzens oder Kalibrieren der beiden Enden zugeschnittenen Rohr angeordnet.
- Die Arbeitsgänge der Verformung durch Drückwalzen oder Kalibrieren der genannten Enden werden derzeit sukzessive und unabhängig entweder auf ein und derselben Maschine mit Wenden und Neumontage am Ende des ersten Arbeitsganges oder auf zwei identischen, gegenüberliegend oder Seite an Seite montierten Maschinen ausgeführt, wobei dann das Rohr nach dem ersten Arbeitsgang von der ersten Maschine abgenommen und zur Ausführung des zweiten Arbeitsganges mit dem drückgewalzten Ende auf die zweite Maschine aufgesetzt wird.
- Die Maschine bzw. die Maschinen, die dafür benutzt werden, sind vorteilhafterweise Horizontaldrehbänke mit digitaler Steuerung. Im Falle der Verwendung von zwei gegenüberliegend montierten Maschinen genügt es, für das Werkstück ein geradliniges Transfermittel von der ersten zur zweiten Maschine vorzusehen. Im Falle der Verwendung von zwei nebeneinander angeordneten Maschinen ist die entsprechende Transfervorrichtung von dem Typ, der ein Wenden des Werkstücks während seiner Querbewegung von einer Maschine zur anderen ermöglicht.
- Die konzentrischen kegelstumpfförmigen Wände, die gegebenenfalls im Inneren des vorab zugeschnittenen Rohres montiert werden sollen, um so mittels Drückwalzen oder Kalibrieren der Enden des zuvor zugeschnittenen Rohrs umlaufende Isolierkammern herzustellen, die die Verbindung zu benachbarten Rohren bewirken, werden in den entsprechenden Enden bei Zwischenarbeitsgängen vorteilhafterweise kurz vor dem Drückwalzen oder Kalibrieren der entsprechenden Enden montiert.
- Diese bekannten Verfahren zur Herstellung von Katalysatoren ergeben zwar technisch einwandfreie Werkstücke. Die Herstellung ist jedoch relativ langwierig und komplex, wobei getrennte Arbeitsplätze eingesetzt werden und bei einigen dieser Arbeitplätze die Arbeitsgänge rein manuell ausgeführt werden, so dass die für die Herstellung der genannten Gehäuse erforderliche Zeit relativ lang ist, was zu einer beträchtlichen Erhöhung ihres Gestehungspreises führt.
- Außerdem ist die Arbeitszeit auch deshalb länger, weil das Erhitzen der Enden des vorab zugeschnittenen Rohres vor den Vorgängen des Drückwalzens oder Kalibrierens vollständig unabhängig von den genannten Arbeitsgängen ausgeführt werden muss, d.h. also durch vorheriges Anbringen von Induktionsheizmitteln um die genannten Enden herum, wobei die genannten Mittel entfernt werden müssen, um das Anlegen der Verformungsrollen zu ermöglichen.
- Das Dokument WO-A-9825714 beschreibt bereits ein Verfahren zur Herstellung von Katalysatoren, das darin besteht, ein Rohr bereitzustellen, in das anschließend ein Monolith eingesetzt wird, und darin, das genannte Rohr beiderseits des genannten Monolithen zu schließen. Diese Arbeitsgänge werden mittels Wenden der Werkstücke ausgeführt.
- Die in dem genannten Dokument beschriebene Ausführungsart ist relativ komplex und erfordert eine große Anzahl von getrennten Montagevorgängen.
- Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu beseitigen, indem ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Katalysatoren vorgeschlagen werden, die es ermöglichen, die genannten Gehäuse in einer ununterbrochenen Abfolge unter Begrenzung des menschlichen Eingriffs auf ein Minimum von Arbeitsgängen herzustellen.
- Zur Lösung der Aufgabe ist das Verfahren zur Herstellung von Katalysatoren dadurch gekennzeichnet, dass es bei Verwendung einer einzigen halbautomatischen Fertigungslinie im wesentlichen darin besteht, mindestens einen am Ende gegebenenfalls mit Ringen aus Metallgeflecht versehenen Monolithen vorzubereiten, den genannten Monolithen mit einer Isoliermatte zu umwickeln und die genannte Isoliermatte auf den genannten Monolithen aufzukleben, anschließend die erhaltene Untereinheit automatisch in ein vorab zugeschnittenes Rohr einzuschieben und zu positionieren, das genannte Rohr mit einer Gravur seiner technischen Eigenschaften zu versehen, anschließend an eine dafür vorgesehene Halte-, Klemm- und Rotationsantriebsvorrichtung zu übergeben, gegebenenfalls in jedes Ende des vorab zugeschnittenen Rohres einen Isolierkonus einzuführen, daraufhin gleichzeitig die Enden des genannten vorab zugeschnittenen Rohres zu erhitzen, die genannten Enden nach Erreichen einer vorbestimmten Temperatur mittels einer Rollenverformungsvorrichtung unter Aufrechterhaltung einer Verformungstemperatur zu verformen, das nach dem Drückwalz- oder Kalibriervorgang erhaltene Katalysatorgehäuse abzunehmen und einer kontinuierlichen Kühlvorrichtung zuzuführen, wobei das Katalysatorgehäuse vor der Einlagerung, der Verpackung oder der weiteren Montage am Ausgang der Kühlvorrichtung in einer Sammeleinrichtung aufgenommen wird.
- Die Erfindung hat weiter zum Gegenstand eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, die dadurch gekennzeichnet ist, dass sie im wesentlichen besteht aus einem Arbeitsplatz zur Vorbereitung mindestens eines Monolithen, aus einer Montage- und Positioniereinheit des genannten Monolithen in dem vorab zugeschnittenen Rohr, aus einem Arbeitsplatz zum Gravieren des vorab zugeschnittenen Rohres, aus einer spezifischen Halte-, Klemm- und Rotationsantriebsvorrichtung, aus Arbeitsplätzen für die Verteilung und die eventuelle Anbringung von Isolierkonen, aus einer Aufheiz- und Temperaturhaltevorrichtung für die zu verformenden Enden, aus einer Rollenverformungsvorrichtung, aus einem Mittel zur Abnahme und zum Herausnehmen des nach den Arbeitsgängen des Drückwalzens und Kalibrierens erhaltenen Katalysators, aus einer kontinuierlichen Kühlvorrichtung und aus einer Sammeleinrichtung vor der Einlagerung, der Verpackung und der weiteren Montage, wobei die Gesamtheit dieser Elemente untereinander durch Transfervorrichtungen in einer kontinuierlichen Fertigungslinie verbunden sind.
- Weitere erfindungswesentliche Merkmale gehen aus der nachfolgenden Beschreibung hervor, in der mit Bezug auf die Zeichnungen Ausführungsbeispiele erläutert werden. In den Zeichnungen zeigen:
-
1 eine Draufsicht auf eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens; -
2 eine Frontansicht in vergrößertem Maßstab der spezifischen Halte-, Klemm- und Rotationsantriebsvorrichtung des vorab zum Zwecke des Drückwalzens oder Kalibrierens zugeschnittenen Rohres; -
3 eine vergrößerte Ansicht der2 als seitliche Aufriss- und Schnittzeichnung der Klemm- und Antriebsspindel für das vorab zugeschnittene Rohr; -
4 eine schematische Frontansicht der Mittel für das vorherige Erhitzen und das Aufrechterhalten der Temperatur während des Formens der Enden des vorab zugeschnittenen Rohres und -
5 eine schematische perspektivische Darstellung zur Erläuterung des beidseitigen und gleichzeitigen Arbeitsvorgangs des Drückwalzens oder des Kalibrierens. - Erfindungsgemäß und wie dies beispielhaft insbesondere die
1 des beigefügten Zeichnungssatzes zeigt, besteht das Verfahren zur Herstellung von Katalysatoren im wesentlich darin, bei Verwendung einer einzigen halbautomatischen Fertigungslinie an einem Arbeitsplatz1 mindestens einen am Ende gegebenenfalls mit Ringen aus Metallgeflecht versehenen Monolithen vorzubereiten, den genannten Monolithen mit einer Isoliermatte zu umwickeln und die genannte Isoliermatte auf den genannten Monolithen aufzukleben, anschließend die erhaltene Untereinheit automatisch in ein vorab zugeschnittenes Rohr in eine Montage- und Positioniereinheit2 einzuschieben und zu positionieren. Das genannte Rohr wird dann an einem Gravierarbeitsplatz3 mit einer Gravur seiner technischen Eigenschaften versehen, anschließend wird es an eine spezifische Halte-, Klemm- und Rotationsvorrichtung übergeben. Danach wird gegebenenfalls an Arbeitplätzen5 für die Verteilung und Anbringung von Isolierkonen in jedes Ende des vorher zugeschnittenen Rohres ein Isolierkonus eingeführt, im Anschluss daran werden gleichzeitig die Enden des genannten vorab zugeschnittenen Rohres mittels einer Aufheiz- und Temperaturhaltevorrichtung6 für die zu verformenden Enden erhitzt. - Nachdem eine vorherbestimmte Temperatur erreicht wurde, werden die Enden des vorab zugeschnittenen Rohres mittels einer Rollenverformungsvorrichtung
7 verformt, wobei die Verformungstemperatur über die Vorrichtung6 aufrechterhalten wird. Nach der Herstellung der Enden durch den genannten Drückwalz- oder Kalibriervorgang wird das Gehäuse herausgenommen und einer kontinuierlichen Kühlvorrichtung8 zugeführt, wobei das Gehäuse vor der Einlagerung, der Verpackung und der weiteren Montage am Ausgang der Kühlvorrichtung8 in eine Sammelvorrichtung9 aufgenommen wird. - Nach einem Erfindungsmerkmal erfolgt die Vorbereitung des Monolithen am Arbeitsplatz
1 dadurch, dass der genannte aus einem oder mehreren Elementen bestehende, eventuell mit Endringen aus Metallgeflecht versehene Monolith in eine Wickelvorrichtung10 eingelegt wird, wobei der Monolith durch Einführen der genannten Matte in die Wickelvorrichtung10 mit seiner Isoliermatte versehen wird, wobei die genannte Matte vorher während des Einschiebens in die Wickelvorrichtung10 mit einer Verleimung versehen wird, die deren endgültige Fixierung an dem Monolithen in der genannten Wickelvorrichtung10 durch Drehen der letzteren ermöglicht. So ist es möglich, in besonders schneller und zuverlässiger Weise die Untereinheit aktiver Monolith – gegebenenfalls Endringe – Isoliermatte herzustellen, wobei die manuellen Arbeitsgänge einerseits einfach darin bestehen, das oder die den Monolithen bildende(n) Elemente) in die Wickelvorrichtung einzulegen und eventuell die Endringe an dafür vorgesehenen Profillehren anzuordnen und andererseits nach Vorbereitung des zylindrischen Monolithen die Isoliermatte in die Wickelvorrichtung10 einzuführen, die automatisch mit einem Klebstoff bedeckt und anschließend endgültig an der Außenwand des Monolithen befestigt wird. - Der genannte Arbeitsplatz
1 besteht abgesehen von der Wickelvorrichtung10 aus einem Magazin10' für Monolithen in Form von zylindrischen Elementen, aus einem Magazin10'' für Isoliermatten und aus einem Magazin10''' für Metallgeflechtringe. So kann eine Bedienperson, die vor der Wickelmaschine steht, diese in perfekt ergonomischer Weise bedienen, indem sie mühelos auf sämtliche für die Vorbereitung der Untereinheit Monolith erforderlichen Elemente Zugriff nimmt. - Die Einheit
2 zum Montieren und Positionieren des Monolithen in dem vorab zugeschnittenen Rohr besteht vorteilhafterweise aus einem Magazin11 für die vorab zugeschnittenen Rohre, aus einer Vorrichtung12 zum Bewegen und Einschieben des Monolithen in das vorab zugeschnittene Rohr und aus einer Vorrichtung12' zum passgenauen Festhalten des genannten vorab zugeschnittenen Rohres und zum Transport des letzteren nach Einschieben des Monolithen zu dem stromab gelegenen Gravierplatz3 , wobei die Positionierung der den Monolithen enthaltenden Untereinheit im vorab zugeschnittenen Rohr durch Kontrolle des Hubes der Vorrichtung12 für das Bewegen und das Einschieben überprüft wird. Vorzugsweise wird die Vorrichtung12 für das Bewegen und Einschieben des Monolithen als hydraulischer, pneumatischer oder elektrischer Zylinder ausgebildet, dessen Hub durch Hubendkontakte oder analoge Mittel gesteuert wird, während die Vorrichtung12' zum Festhalten des Rohres am Anschlag aus einem einfachen Stützanschlag für das genannte Rohr besteht. Die Anbringung des vorab zugeschnittenen Rohres in der Einheit2 im Anschlag gegen die Vorrichtung12' zum Festhalten am Anschlag erfolgt manuell durch die Bedienperson, vorzugsweise überlappend, d.h. also während der Vorbereitung des Monolithen, der in dem genannten Rohr montiert werden soll. - In an sich bekannter Weise besteht der Gravierplatz
3 für das vorab zugeschnittene Rohr aus einer Markierungsvorrichtung mit Schneidwerkzeugen oder Werkzeugen zur Veränderung der Oberfläche vom Typ Fräsvorrichtung, Laservorrichtung oder Schlagvorrichtung oder analogen Vorrichtungen und wird hier nicht im Detail beschrieben. - Die spezifische Halte-, Klemm- und Rotationsantriebsvorrichtung
4 für das vorab zugeschnittene Rohr mit der den aktiven Monolithen enthaltenden Untereinheit, die insbesondere in2 des beigefügten Zeichnungssatzes dargestellt ist, besteht aus einer Lünette13 , die ein Stützgestell für eine Drehspindel14 mit beidseitigem Zugang bildet, die durch einen ebenfalls auf dem genannten Gestell montierten Motor15 in Rotation versetzt wird. Die Drehspindel14 ist vorteilhafterweise mit ferngesteuerten Schnellklemmbacken14' versehen und wird hier nicht im Detail beschrieben. - Die spezifische Halte-, Klemm- und Rotationsantriebsvorrichtung
4 für das vorab zugeschnittene Rohr wird außerdem durch automatische Positionieranschläge4' ergänzt, die symmetrisch beiderseits der ein Stützgestell einer Drehspindel14 mit beidseitigem Zugang bildenden und sich in der Achse der genannten Drehspindel14 erstreckenden Lünette13 angeordnet sind. Die genannten automatischen Positionieranschläge4' sind vorteilhafterweise als Zylinder ausgebildet, deren Kolbenstangen mit einer sich gegen die entsprechenden Enden des vorab zugeschnittenen Rohres, welches die den Monolithen enthaltende Untereinheit umschließt, abstützenden Platte oder Scheibe versehen und deren Hub vorab mittels Anschlägen oder analogen Vorrichtungen geregelt ist. Somit kann die korrekte Positionierung des vorab zugeschnittenen Rohres mit dem aktiven Monolithen nach seinem Einsetzen in die Drehspindel14 einfach durchgeführt werden, bevor das Schließen der Klemmen des letzteren durch gleichzeitige Betätigung der beiden automatischen Positionierungsanschläge4' erfolgt. In der Tat wurde der Hub der genannten Anschläge vorher eingestellt, und jeder von ihnen wird das vorher zugeschnittene Rohr nur innerhalb der vorher vorgegebenen Grenzen bewegen, so dass die Zentrierung mühelos gesichert ist. - Der Antrieb der Drehspindel
14 durch den Motor15 wird vorzugsweise über eine Kette realisiert, die einerseits in ein Zahnrad, das fest mit der Welle des Motors15 verbunden ist, und andererseits in einen mit einer Fläche der Drehspindel14 fest verbundenen Zahnkranz16 eingreift. -
3 des beigefügten Zeichnungssatzes stellt im Detail die Führung während der Drehung der Drehspindel14 auf dem Gestell dar, das durch die Lünette13 gebildet wird und aus einer Montageeinheit der genannten Drehspindel14 in einer Kugel- oder Rollenlagervorrichtung17 besteht, deren innerer Käfig18 beweglich und mit seitlichen Flanschen19 zur Befestigung des Zahnkranzes16 versehen ist. - Die Arbeitsplätze
5 zur Verteilung und eventuellen Anbringung von Isolierkonen in den entsprechenden Enden des vorab zugeschnittenen Rohres bestehen im wesentlichen aus zwei Vorrichtungen zur Heranführung der genannten Konen zu einer vertikalen Anordnung mit einem Arm20 für den Transfer und das Einschieben in die genannten Enden des vorab zugeschnittenen Rohres, wobei jede Zuführvorrichtung mit einer nicht dargestellten, durch Schwerkraft oder Druck wirkenden Versorgungsvorrichtung versehen ist, die die genannten Konen einzeln zuführt. Eine solche Zuführvorrichtung kann entweder ein durch Schwerkraft wirkender Verteiler, welcher mit einer Rückhalte- und Freigabevorrichtung für die einzelnen Konen versehen ist, oder ein mit einer Feder beaufschlagter Verteiler sein, womit die Konen vertikal bis zu einem Anschlag für das individuelle Festhalten und Freigeben verschoben werden. - Das Aufheizen und das Halten der Temperatur der zu verformenden Enden des vorab zugeschnittenen Rohres, welches in der Drehspindel
14 der spezifischen Halte-, Klemm- und Rotationsantriebsvorrichtung4 montiert ist, erfolgt mittels einer Vorrichtung6 , die einerseits mindestens zwei Gasbrenner21 (4 und5 ), die sich jeweils längs einer Mantellinie der Enden des vorab zugeschnittenen Rohres erstrecken, und andererseits mindestens einen Verformungsbrenner22 aufweist, der dazu bestimmt ist, vor der Rollenverformungsvorrichtung7 wirksam zu werden, um eine konstante Verformungstemperatur zu halten. Vorzugsweise sind die Gasbrenner21 und der Verformungsbrenner22 , die jedem Ende des vorab zugeschnittenen Rohres zugeordnet sind, mit einer unabhängigen spezifischen Verteilungsvorrichtung23 für die genannten Enden verbunden. - Entsprechend einem Erfindungsmerkmal und wie dies insbesondere
5 des beigefügten Zeichnungssatzes zeigt, kann die Aufheiz- und Temperaturhaltevorrichtung6 für die zu verformenden Enden des vorher zugeschnittenen Rohres durch ein Mittel24 für die Kontrolle der Temperatur der genannten Enden ergänzt werden, das aus einem Infrarotsensor oder einem sonstigen Temperatursensor von an sich bekanntem Typ besteht. Ein solches Mittel24 für die Kontrolle ermöglicht es, die Versorgung der Gasbrenner21 automatisch zu stoppen, sobald die gewünschte Verformungstemperatur erreicht wurde, und die Aufrechterhaltung der gewünschten Temperatur zu überwachen, die während des Verformens durch den oder die Brenner22 realisiert wird. - Die Rollenverformungsvorrichtung
7 besteht vorteilhafterweise an jedem Ende des vorab zugeschnittenen Rohres aus zwei einander gegenüberliegenden, auf der Höhe der Längsachse des genannten Rohres auf Tragplatten26 montierten Rollen25 , wobei jeweils die Möglichkeit der Bewegung in zwei zueinander senkrechten Achsen besteht.1 des beigefügten Zeichnungssatzes stellt aus Gründen der Übersichtlichkeit der Zeichnung nur eine Rolle25 mit ihrer Tragplatte26 dar. Jede Rolle25 wird vorteilhafterweise an einem Hebel27 montiert, und jede Tragplatte26 besteht vorteilhafterweise aus einem Träger, der eine Führung für eine Gleitplatte28 bildet, die auf der genannten Führung durch einen Zylinder29 positioniert wird und den Hebel27 trägt, welcher mit seiner Rolle25 über einen weiteren Zylinder30 geschwenkt wird. - Um die Verformung eines Endes des vorab zugeschnittenen Rohres auszuführen, genügt es somit, die entsprechenden Rollen
25 an die Stelle des Rohres zu verschieben, von der ab verformt werden soll, und anschließend jede Rolle25 mit Hilfe des Zylinders29 für den Antrieb der den Hebel27 mit der genannten Rolle25 tragenden Gleitplatte28 in Richtung auf das freie Ende des Rohres zu bewegen, wobei diese Bewegung gleichzeitig mit einer Drehbewegung des Hebels27 unter der Einwirkung des entsprechenden Steuerzylinders30 ausgeführt werden muss, der dahin tendiert, die Rolle25 während der Längsbewegung an die Achse des vorab zugeschnittenen Rohres anzunähern, um dem Ende die gewünschte Konizität zu verleihen. - Am Ende des Drückwalzens oder Kalibrierens der Enden wird das fertige nicht dargestellte Gehäuse über ein Mittel zum Entnehmen und Abführen des genannten Gehäuses von der Drehspindel
14 abgenommen, die die Halte-, Klemm- und Rotationsantriebsvorrichtung4 bildet. Ein Entnahmemittel kann beispielsweise aus einer Muffe oder einer ausfahrbaren Spindel bestehen, die in klappbarer Form auf einem Galgen montiert ist und mittels des genannten Galgens mit einer Translationsbewegung seitlich zur Achse der Drehspindel14 beaufschlagt werden kann, um das Katalysatorgehäuse einer gegebenenfalls mit einer Richtungsänderungsvorrichtung32 versehenen Transfervorrichtung31 mit Rampen oder sonstigen Vorrichtungen zuführen zu können. Eine solche Richtungsänderungsvorrichtung32 ist insbesondere geeignet, zu einer Verkleinerung der gesamten Anlage zu führen, indem sie es möglich macht, die anschließenden Arbeitsplätze nicht in einer Reihe hintereinander, sondern im Winkel, vorzugsweise in Winkeln von 90°, anzuordnen, was den gesamten Platzbedarf zu verringern ermöglicht. - Die kontinuierliche Kühlvorrichtung
8 für die Katalysatorgehäuse stellt sich vorteilhafterweise in Form eines Tunnels33 dar, welcher an seinem unteren Teil mit einem Förderband34 und an seinem oberen Teil mit Wärmetauschern35 , vorzugsweise mit Lüftungsventilatoren, versehen ist. Entsprechend werden die die kontinuierliche Kühlvorrichtung8 durchquerenden Gehäuse während des gesamten Durchlaufs durch die genannte Vorrichtung einem Frischluftstrom ausgesetzt, was zur Folge hat, dass die Temperatur ihrer drückgewalzten oder kalibrierten Enden auf eine Temperatur gesenkt wird, die im wesentlichen der Temperatur des Raumes entspricht, in dem sich die Anlage befindet, so dass jede Gefahr der Verbrennung einer Bedienperson sowie jedwede Belästigung aufgrund übermäßiger Hitze vermieden wird. - Die Einrichtung
9 zum Sammeln der Katalysatorgehäuse vor der Einlagerung, der Verpackung oder der weiteren Montage ist direkt mit dem Ausgang der Kühlvorrichtung8 verbunden und besteht vorteilhafterweise aus einer ab dem genannten Ausgang nach unten geneigten Rampe, wobei die genannte Rampe vorzugsweise mit hinteren und seitlichen Erhöhungen versehen sein kann, was das Sammeln eines relativ bedeutenden Pufferbestandes ermöglicht. Entsprechend ist es einer Bedienperson möglich, eine Weiterleitung in ein Zwischenlager, ein Verpacken oder ein weiteres Montieren auszuführen und gegebenenfalls auch den Transfer einer Verpackung, ohne dass es dafür erforderlich wäre, die Anlage anzuhalten, weil die kontinuierlich aus der Kühlvorrichtung8 austretenden Katalysatorgehäuse sich für eine gewisse Zeit in der Sammeleinrichtung9 sammeln können. - Schließlich werden die verschiedenen Arbeitsplätze der erfindungsgemäßen Anlage untereinander durch Transfereinrichtungen in kontinuierlicher Linie verbunden, die nicht detailliert beschrieben werden und deren Ausbildung für den Fachmann problemlos ist.
- Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung wird die Gesamtheit der Vorrichtungen, die für die Montage der vorab zugeschnittenen Rohre, für die eventuelle Montage der Isolierkonen in den Enden der letzteren, für das Erhitzen der genannten Enden, für die Verformung der letzteren durch Drückwalzen oder durch Kalibrieren, für die Demontage und den Transfer der erhaltenen Katalysatorgehäuse sowie für ihre Kühlung vorgesehen sind, vorteilhafterweise mittels einer nicht dargestellten Computersteuerungsvorrichtung und mittels nicht dargestellter elektronischer Überwachungsschaltkreise gesteuert und überwacht.
-
3 des beigefügten Zeichnungssatzes zeigt beispielhaft ein Katalysatorgehäuse, das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren mittels der Anlage nach1 hergestellt wurde, wobei das genannte Gehäuse noch in der Drehspindel14 der Vorrichtung4 verklemmt ist, nachdem das Drückwalzen oder Kalibrieren der Enden erfolgte. - Wie sich aus der genannten
3 ergibt, besteht das genannte Gehäuse aus einem aktiven Monolithen36 , der an seinen Enden durch zwei Ringe aus Metallgeflecht37 begrenzt wird und in einer (nicht dargestellten) Isoliermatte eingeschlossen ist. An jedem Ende des Monolithen ist das Gehäuse innen mit einem Isolierkonus38 versehen, der mit den Enden eines vorab zugeschnittenen Rohres39 , das in seinem Mittelteil im wesentlichen den aktiven Monolithen36 und die Ringe37 aufnimmt, nach dem Drückwalzen oder Kalibrieren der genannten Enden konische Isolierkammern40 abgrenzt. - Dank der Erfindung ist es möglich, Katalysatoren in einer kontinuierlichen Abfolge von halbautomatischen Arbeitsgängen herzustellen, und zwar mit einer wesentlichen Steigerung der Leistung, was zu einer entsprechenden Ersparnis an Lohnkosten führt und gleichzeitig eine bessere Qualität des erhaltenen Produktes sicherstellt. Daraus resultiert, dass die Herstellkosten der Katalysatoren beträchtlich reduziert werden können.
- Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die beschriebene und in den beigefügten Zeichnungen dargestellte Ausführungsform begrenzt. Modifikationen bleiben möglich, insbesondere vom Standpunkt der Ausbildung der verschiedenen Elemente oder in Form von Ersatz durch technische Äquivalente, ohne dass damit der Schutzrahmen der Erfindung verlassen würde.
Claims (23)
- Verfahren zur Herstellung von Katalysatorgehäusen, das bei Verwendung einer einzigen halbautomatischen Fertigungslinie im wesentlichen darin besteht, an einem Arbeitsplatz (
1 ) mindestens einen am Ende gegebenenfalls mit Ringen aus Metallgeflecht versehenen Monolithen (36 ) vorzubereiten, den genannten Monolithen (36 ) mit einer Isoliermatte zu umgeben und die genannte Isoliermatte auf den genannten Monolithen (36 ) aufzukleben, anschließend die erhaltene Untereinheit automatisch in ein vorher zugeschnittenes Rohr (39 ) in einer Montage- und Positioniereinheit (2 ) einzuschieben und zu positionieren, das genannte Rohr an einem Gravierarbeitsplatz (3 ) mit einer Gravur seiner technischen Eigenschaften zu versehen und anschließend an eine dafür vorgesehene Halterungs-, Klemm- und Rotationsantriebsvorrichtung (4 ) zu übergeben, gegebenenfalls an Arbeitsplätzen (5 ) für die Verteilung und Anbringung von Isolierkonen in jedes Ende des vorher zugeschnittenen Rohrs (39 ) einen Isolierkonus (38 ) einzuführen, daraufhin gleichzeitig die Enden des genannten vorher zugeschnittenen Rohrs (39 ) mittels einer Aufheiz- und Temperaturhaltevorrichtung (6 ) für die zu verformenden Enden zu erhitzen, durch Drückwalzen oder durch Flachprägen der genannten Enden nach Erreichen einer vorbestimmten Temperatur mittels einer Rollenverformungsvorrichtung (7 ) unter Aufrechterhaltung einer Verformungstemperatur zu verformen, das nach Verformung erhaltene Katalysatorgehäuse herauszunehmen und einer kontinuierlichen Kühlvorrichtung (8 ) zuzuführen, wobei das Katalysatorgehäuse vor der Einlagerung, der Verpackung oder der weiteren Montage am Ausgang der Kühlvorrichtung (8 ) in einer Sammeleinrichtung (9 ) aufgenommen wird. - Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorbereitung des Monolithen (
36 ) am Arbeitsplatz (1 ) dadurch erfolgt, dass der genannte aus einem oder mehreren Elementen bestehende, eventuell mit Endringen aus Metallgeflecht versehene Monolith (36 ) in eine Wickelvorrichtung (10 ) eingelegt wird, wobei der Monolith (36 ) durch Einführen der genannten Matte in die Wickelvorrichtung (10 ) mit seiner Isoliermatte versehen wird, und wobei die genannte Matte vorher während des Einschiebens in die Wickelvorrichtung (10 ) mit einer Verleimung versehen wird, die deren endgültige Fixierung an dem Monolithen (36 ) in der genannten Wickelvorrichtung (10 ) durch Drehen der letzteren ermöglicht. - Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 und 2, im wesentlichen bestehend aus einem Arbeitsplatz (
1 ) zur Vorbereitung mindestens eines Monolithen (36 ), aus einer Montage- und Positioniereinheit (2 ) des genannten Monolithen (36 ) in dem vorher zugeschnittenen Rohr (39 ), aus einem Arbeitsplatz (3 ) zum Gravieren des vorher zugeschnittenen Rohrs, aus einer spezifische Halterungs-, Klemm- und Rotationsantriebsvorrichtung (4 ), aus Arbeitsplätzen (5 ) für die Verteilung und die eventuelle Anbringung von Isolierkonen (38 ), durch eine Aufheiz- und Temperaturhaltevorrichtung (6 ) für die zu verformenden Enden des vorher zugeschnittenen Rohres (39 ), aus einer Rollenverformungsvorrichtung (7 ), aus einem Mittel zur Abnahme und zum Herausnehmen des nach Drückwalzen und Flachprägen erhaltenen Katalysatorgehäuses, aus einer kontinuierlichen Kühlvorrichtung (8 ) und aus einer Sammeleinrichtung (9 ) vor der Einlagerung, der Verpackung oder der weiteren Montage, wobei die Gesamtheit dieser Elemente untereinander durch Transfervorrichtungen in einer kontinuierlichen Fertigungslinie verbunden sind. - Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Arbeitsplatz (
1 ) für die Vorbereitung eines Monolithen (36 ) aus einer Wickelvorrichtung (10 ), aus einem Magazin (10' ) für Monolithen in Form von zylindrischen Elementen, aus einem Magazin (10'' ) für Isoliermatten und einem Magazin (10''' ) für Metallgeflechtringe besteht. - Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Einheit (
2 ) für die Montage und Positionierung des Monolithen (36 ) in einem vorher zugeschnittenen Rohr (39 ) aus einem Magazin (11 ) für die vorher zugeschnittenen Rohre, aus einer Vorrichtung (12 ) zum Bewegen und Einschieben des Monolithen (36 ) in das vorher zugeschnittene Rohr (39 ) und aus einer Vorrichtung (12' ) zum Festhalten am Anschlag des genannten vorher zugeschnittenen Rohres (39 ) und zur Übertragung des letzteren nach Einschieben des Monolithen zu dem stromab gelegenen Gravierplatz (3 ) besteht, wobei die Positionierung der den Monolithen (36 ) enthaltenden Untereinheit im vorher zugeschnittenen Rohr (39 ) durch Kontrolle des Hubs der Vorrichtung (12 ) für das Bewegen und das Einschieben überprüft wird. - Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (
12 ) zum Bewegen und Einschieben des Monolithen (36 ) in Form eines hydraulischen, pneumatischen oder elektrischen Presstopfes ausgebildet ist, dessen Hub durch Hubendkontakte oder analoge Mittel gesteuert wird, während die Einrichtung (12' ) zum Festhalten des Rohrs am Anschlag aus einem einfachen Stützanschlag des genannten Rohrs besteht. - Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Gravierplatz (
4 ) für das vorher zugeschnittene Rohr (3 ) aus einer Markierungsvorrichtung mit Schneidwerkzeugen oder Werkzeugen zur Veränderung der Oberfläche vom Typ Fräsvorrichtung, Laservorrichtung, Schlagvorrichtung oder analogen Vorrichtungen besteht. - Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die spezifische Halte-, Klemm- und Rotationsantriebsvorrichtung (
4 ) für das vorher zugeschnittene Rohr (39 ) mit der den aktiven Monolithen (36 ) enthaltenden Untereinheit aus einer Lünette (13 ) besteht, die ein Stützgestell für eine Muffe (14 ) mit beidseitigem Zugang bildet, die durch einen ebenfalls auf dem genannten Gestell montierten Motor (15 ) in Rotation gesetzt wird. - Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Muffe (
14 ) mit ferngesteuerten Klemmbacken (14' ) mit schneller Schließung versehen ist. - Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die spezifische Halte-, Klemm- und Rotationsantriebsvorrichtung (
4 ) des vorher zugeschnittenen Rohres (39 ) außerdem ergänzt ist durch automatische Positionieranschläge (4' ), die symmetrisch beiderseits der ein Stützgestell einer Muffe (14 ) mit beidseitigem Zugang bildenden und sich in der Achse der genannten Muffe (14 ) erstreckenden Lünette (13 ) angeordnet sind. - Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die automatischen Positionieranschläge (
4' ) in Form von Presstöpfen ausgebildet sind, deren Kolbenstange mit einer sich gegen die entsprechenden Enden des vorher zugeschnittenen Rohres (39 ), welches die den aktiven Monolithen (36 ) enthaltende Untereinheit umschließt, abstützenden Platte oder Scheibe versehen ist, und deren Hub vorher mittels Anschlägen oder analogen Vorrichtungen geregelt ist. - Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Arbeitsplätze (
5 ) zur Verteilung und eventuellen Anbringung von Isolierkonen (38 ) in den entsprechenden Enden des vorher zugeschnittenen Rohres (39 ) im wesentlichen aus zwei Vorrichtungen zur Heranführung der genannten Konen zu einer vertikalen Anordnung mit einem Arm (20 ) für den Transfer und das Einschieben in die genannten Enden des vorher zugeschnittenen Rohres (39 ) bestehen, wobei jede Zuführvorrichtung mit einer durch Schwerkraft oder Druck wirkenden Versorgungsvorrichtung versehen ist, die die genannten Konen einzeln zuführt. - Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführvorrichtung entweder ein durch Schwerkraft wirkender Verteiler ist, welcher mit einer Rückhalte- und Freigabevorrichtung für einzelne Konen versehen ist, oder ein mit einer Feder beaufschlagter Verteiler ist, womit die Konen vertikal bis zu einem Anschlag für das individuelle Festhalten und Freigeben verschoben werden.
- Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufheiz- und Temperaturhaltevorrichtung (
6 ) für die zu verformenden Enden des vorher zugeschnittenen Rohres (39 ), welches in der Muffe (14 ) der spezifischen Halte-, Klemm- und Rotationsantriebsvorrichtung (4 ) montiert ist, einerseits mindestens zwei Gas-Rampenbrenner (21 ), die sich jeweils längs einer Mantellinie der Enden des vorher zugeschnittenen Rohres erstrecken, und andererseits mindestens einen Verformungsbrenner (22 ) aufweist, der vor der Rollenverformungsvorrichtung (7 ) angeordnet ist, um eine konstante Verformungstemperatur zu halten. - Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Rampenbrenner (
21 ) und der Verformungsbrenner (22 ), die jedem Ende des vorher zugeschnittenen Rohres (39 ) zugeordnet sind, mit einer unabhängigen spezifischen Verteilungsvorrichtung (23 ) für. die genannten Enden verbunden sind. - Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufheiz- und Temperaturhaltevorrichtung (
6 ) für die zu verformenden Enden des vorher zugeschnittenen Rohres (39 ) ergänzt wird durch ein Mittel (24 ) für die Kontrolle der Temperatur der genannten Enden, das aus einer Infrarotlinse oder einem sonstigen Temperatursensor besteht. - Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Rollenverformungsvorrichtung (
7 ) an jedem Ende des vorher zugeschnittenen Rohres (39 ) aus zwei einander gegenüberliegenden, auf der Höhe der Längsachse des genannten Rohrs auf den Tragplatten (26 ) montierten Rollen (25 ) besteht, wobei jeweils die Möglichkeit der Bewegung nach zwei zueinander senkrechten Achsen besteht. - Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass jede Rolle (
25 ) an einem Hebel (27 ) montiert ist und jede Tragplatte (26 ) aus einem Träger besteht, der eine Führung für eine Gleitplatte (28 ) bildet, die auf der genannten Führung durch einen Presstopf (29 ) positioniert wird und den Hebel (27 ) trägt, welcher mit seiner Rolle (25 ) über einen weiteren Presstopf (30 ) geschwenkt wird. - Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Entnahmemittel aus einer Muffe oder einer ausfahrbaren Spindel besteht, die in klappbarer Form auf einem Galgen montiert ist, und mittels des genannten Galgens mit einer Translationsbewegung seitlich zur Achse der Muffe (
14 ) beaufschlagt werden kann, um das Katalysatorgehäuse einer gegebenenfalls mit einer Richtungsänderungsvorrichtung (32 ) versehenen Transfervorrichtung (31 ) mit Rampen oder sonstigen Vorrichtungen zuführen zu können. - Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die kontinuierliche Kühlvorrichtung (
8 ) für die Katalysatorgehäuse sich in Form eines Tunnels (33 ) darstellt, welcher an seinem unteren Teil mit einem Förderband (34 ) und an seinem oberen Teil mit Wärmetauschern (35 ), vorzugsweise mit Luftförderungsventilatoren, versehen ist. - Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Sammeleinrichtung (
9 ) der Katalysatorgehäuse vor der Einlagerung, der Verpackung oder der weiteren Montage direkt mit dem Ausgang der Kühlvorrichtung (8 ) verbunden ist und aus einer ab dem genannten Ausgang nach unten geneigten Rampe besteht, wobei die genannte Rampe mit hinteren und seitlichen Anhebungen versehen ist, welche das Ansammeln eines relativ bedeutenden Pufferbestandes ermöglicht. - Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die verschiedenen Arbeitsplätze untereinander durch Transfervorrichtungen in kontinuierlicher Linie verbunden sind.
- Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Gesamtheit der Vorrichtungen, die für die Montage der vorher zugeschnittenen Rohre, für die eventuelle Montage der Isolierkonen in den Enden der letzteren, für das Erhitzen der genannten Enden, für die Verformung der letzteren durch Drückwalzen oder durch Flachprägen, für die Demontage und den Transfer der erhaltenen Katalysatorgehäuse sowie für ihre Kühlung vorgesehen sind, mittels einer Computersteuerungsvorrichtung und mittels elektronischer Übertragungsschaltkreise gesteuert und überwacht werden.
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