EP0791132A1 - Process and device producing a honeycomb body, especially a catalyst substrate, with a housing - Google Patents

Process and device producing a honeycomb body, especially a catalyst substrate, with a housing

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EP0791132A1
EP0791132A1 EP95936472A EP95936472A EP0791132A1 EP 0791132 A1 EP0791132 A1 EP 0791132A1 EP 95936472 A EP95936472 A EP 95936472A EP 95936472 A EP95936472 A EP 95936472A EP 0791132 A1 EP0791132 A1 EP 0791132A1
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EP
European Patent Office
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segments
honeycomb body
jacket tube
plate
base plate
Prior art date
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EP95936472A
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German (de)
French (fr)
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EP0791132B1 (en
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Gottfried W. Haesemann
Lutz Guthke
Ludwig Wieres
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Vitesco Technologies Lohmar Verwaltungs GmbH
Original Assignee
Emitec Gesellschaft fuer Emissionstechnologie mbH
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Publication of EP0791132B1 publication Critical patent/EP0791132B1/en
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/24Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
    • F01N3/28Construction of catalytic reactors
    • F01N3/2839Arrangements for mounting catalyst support in housing, e.g. with means for compensating thermal expansion or vibration
    • F01N3/2842Arrangements for mounting catalyst support in housing, e.g. with means for compensating thermal expansion or vibration specially adapted for monolithic supports, e.g. of honeycomb type
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/24Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
    • F01N3/28Construction of catalytic reactors
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    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2450/00Methods or apparatus for fitting, inserting or repairing different elements
    • F01N2450/02Fitting monolithic blocks into the housing

Definitions

  • Method and device for producing a honeycomb body in particular a catalyst carrier body, with a housing
  • the invention relates to a method and a device for producing a honeycomb body, in particular for cleaning exhaust gases from internal combustion engines, with a catalyst carrier body arranged in a jacket tube or housing and having a plurality of channels through which an exhaust gas can flow.
  • Devices for exhaust gas purification which have a metallic catalyst carrier body.
  • the metallic catalyst carrier body is produced by winding or devouring sheet metal layers, at least some of the sheet metal layers being structured.
  • Such catalyst carrier bodies are described, for example, in EP 0 245 738.
  • the catalyst carrier body are arranged in a jacket tube or housing.
  • the individual sheet layers are with each other and with the jacket tube z. B. connected by soldering, sintering or welding.
  • the device is integrated in an exhaust system. Since the two ends of the device each have to be connected to a pipe of the exhaust system, the device is connected to a diffuser on the exhaust gas inlet side and to a reducer on the exhaust gas outlet side.
  • the task of the diffuser is the flow cross-section for the exhaust gas from the cross section of the pipe to the cross section of the device and the reducer to reduce the flow cross section on the outlet side of the device to the cross section of the adjoining pipe.
  • the diffuser and the reducer are connected to the device by welding. For this it is necessary that the dimensions of the tube on the gas inlet and gas outlet side and the contour of the jacket tube are within certain tolerance limits.
  • the jacket tube usually protrudes about 5 to 10 mm on both ends of the catalyst carrier body.
  • the jacket tube is calibrated from the inside before and / or after the catalyst support body has been inserted.
  • the calibration has hitherto generally been carried out in such a way that a tool which has a plurality of segments is inserted into the casing tube and the individual segments are spread radially outwards. The segments are spread beyond the yield point of the jacket pipe material, so that the jacket pipe is stress-free in this area. Since the segments of the tool are spread radially outwards, a precisely predetermined contour cannot be achieved.
  • a device for producing a honeycomb body with a jacket tube is known from US Pat. No. 5,096,111, which comprises several radially displaceable segments, through which the jacket tube of the honeycomb body is deformable.
  • the individual segments are connected at one end to a carrier which is connected to a piston rod of a cylinder-piston unit.
  • the carrier with the segments is axially displaceable in and out of a cylindrical body.
  • the cylinder-piston unit is connected to the cylindrical body.
  • a conical formed section which tapers in the axial direction from the inlet side.
  • a plurality of segments encompass the jacket tube of the honeycomb body. Then the honeycomb body is drawn into the cylindrical body by means of the cylinder-piston unit. When the honeycomb body is pulled in, it is successively deformed in the conical section. After the deformation has taken place, the honeycomb body with the segments is brought out of the cylindrical body by the cylinder-piston unit. During the axial displacement of the segments, they slide along the inner surface of the cylindrical body.
  • the catalyst carrier body consists of a ceramic material.
  • Such catalyst carrier bodies are arranged in a two-part housing.
  • the G 87 01 980.9 UI describes such a housing for accommodating a monolithic ceramic body.
  • the half shells of the housing are made from sheet metal by deep drawing.
  • a casing for the ceramic body is provided between the outside of the carrier body and the housing.
  • the housing parts can be manufactured with high accuracy.
  • the ceramic catalyst carrier bodies cannot be produced precisely enough. It is therefore necessary to dimension the housing in such a way that ceramic catalyst carrier bodies with oversize or slight deformations can also be integrated into the housing.
  • an intermediate layer in particular a so-called swelling mat, is inserted.
  • Other intermediate layers with wire mesh and. ⁇ . are known. These layers can also be coated with a catalyst.
  • the aim of the present invention is to provide a device for producing a honeycomb body which is structurally simple and which rationally brings about a uniform and gentle deformation of the jacket tube.
  • Another object of the present invention is to provide a method for producing a honeycomb body, which simplifies the manufacture of a honeycomb body and allows higher cycle times in the manufacture of the honeycomb body.
  • the device according to the invention for producing a honeycomb body with a jacket tube is characterized in that the segments each have a sliding surface which is wedge-shaped in cross section.
  • the segments are surrounded by an axially displaceable, ring-shaped closing element which has at least one inclined surface.
  • the inclined surface of the closing element slides on the wedge-shaped sliding surface of each segment, as a result of which the axial displacement of the ring brings about a radial displacement of the segments relative to the tubular casing.
  • the simultaneous radial movement of the segments has the result that all segments exert a force synchronously on the jacket tube, by means of which the jacket tube is plastically deformed.
  • An actuating device is provided for the axial displacement of the closing element and is connected to the closing element. The force transmitted from the closing element to the segments can be adjusted accordingly by the angle of the inclined surfaces.
  • the inclination of the sliding surface of each segment and the inclined surface of the closing element acting on the sliding surface need not be the same for each segment.
  • the inclination surfaces can be designed differently, as a result of which different forces can act on the jacket tube when viewed in the circumferential direction.
  • a uniform load on the honeycomb body can be achieved. This is of particular interest in the case of honeycomb bodies made of ceramic materials or in the case of extruded metallic honeycomb bodies, since this enables a uniform pressure load to be set without tensile or gravitational forces occurring which would destroy the body.
  • the segments can immediately deform the jacket tube.
  • the segments also represent tool segments.
  • the inclined surface of the closing element is preferably only partially in contact with the sliding surface, so that the two surfaces form a free angle with one another. This angle is preferably 0.5 to 3 °. This ensures that the locking element does not become jammed with the segments.
  • the segments are advantageously arranged to be radially displaceable inward against a spring force. This has the advantage that after a plastic deformation of the casing tube and an axial displacement of the closing element into a position in which the sliding surface and the inclined surface are no longer in contact, the segments automatically move radially outward, as a result of which they release the honeycomb body.
  • At least one spring element is preferably provided, which is connected to each segment.
  • the spring element is advantageously a spring ring which is arranged in a groove formed on the surface of each sector opposite the sliding surface.
  • the spring element is then loaded under pressure. If the segments are to be tool parts that directly deform the casing tube, it is expedient to cover the grooves or to arrange the spring element on the outer surface of the segments, so that there are no discontinuities in the surface of the segment due to the axial extension of the segments System comes to the jacket pipe occur.
  • an actuating device which comprises at least two, preferably four, rods, a plate and a cylinder-piston unit.
  • the piston rod of the cylinder-piston unit is connected to the plate.
  • One end of each rod is connected to the plate and the other end of each rod is connected to the closing element.
  • the cylinder-piston unit transmits the axial movement via the plate and the rods to the closing element.
  • the plate is expediently guided in a sliding manner, thereby preventing the closing element from possibly being misaligned.
  • the segments are preferably arranged on a base plate.
  • a base plate is provided below the base plate.
  • Carriers are arranged between the base plate and the base plate, the base plate and the base plate and the carriers forming a frame of the device.
  • the cylinder-piston unit is arranged on the base plate.
  • the rods engaging the closing element extend through bores formed in the base plate. These through bores can simultaneously serve as guides for the rods.
  • the carriers optionally form guides for the plate, as a result of which the carriers have a dual function and additional guides for the plate can be dispensed with.
  • a bore is provided in the base plate coaxial with the receptacle for the honeycomb body forming the segments, through which a stamp of an ejection device can be inserted and removed into the space delimiting by the segments.
  • the ejection device is preferably a pneumatically or hydraulically operated cylinder-piston unit.
  • the ejection device can also be a lever which can be pivoted about an axis, the first arm of which is coupled to a rod or the plate and the second arm is connected to the stamp.
  • the device with a frame in which an annular chamber is formed.
  • a piston is arranged in the annular chamber and is connected to rods which engage the closure element.
  • the chamber is filled with a fluid that is supplied via lines a pressure accumulator is supplied, acted upon, whereby the relative position of the piston can be changed.
  • the advantage of this training can be seen in the fact that the power flow is particularly favorable.
  • the segments are arranged on the frame, so that the frame is loaded by the axial component of the force acting on pressure.
  • Another advantage is the integration of the actuating device in the frame, whereby a very compact design is achieved.
  • a stop is preferably provided for fixing the axial position of a honeycomb body.
  • the stop is preferably designed in the form of lugs which are provided on at least two segments.
  • the device is advantageously designed such that a passage opening is provided below the segments, through which a honeycomb body can be removed from the deformation region after plastic deformation has taken place.
  • the honeycomb body is plastically deformed only at one end region of the jacket tube, it is necessary for the plastic deformation of the second end region to provide a second device for carrying out the method or to rotate the jacket tube about its transverse axis by 180 °. Both solutions do not always provide a satisfactory result. It is therefore proposed to carry out the plastic deformation by means of segments which act on both end regions of the casing tube.
  • the entire casing tube can be plastically deformed by the segments.
  • the jacket tube initially has a geometry which, after plastic deformation, leads to the desired geometry of the device. It is not imperative here that the catalyst carrier body is already firmly connected to the jacket tube before the deformation.
  • ceramic bodies which are round, elliptical or oval in cross-section (race-track shape) can also be fastened in a casing tube as a housing.
  • the honeycomb body can be clamped uniformly on all sides, thereby preventing the ceramic walls from breaking even with high clamping forces.
  • the segments can be designed with corresponding elevations or recesses for clamping the casing tube on the catalyst carrier body. If recesses are provided on the segments, these lead to external beads and thus to a higher rigidity of the casing tube, which is particularly advantageous since no or only very small forces act on the body which result from torsion (torsion) of the casing tube .
  • the jacket tube can also be compressed in the device in order to produce special shapes.
  • the method according to the invention for producing a honeycomb body with a jacket tube is characterized in that the honeycomb body passes through at least one calibration station in which the jacket tube of the honeycomb body is deformed while maintaining its transport direction.
  • This configuration of the method gives the possibility of considerably reducing the cycle time. It is no longer necessary, as is known from the prior art, to first introduce the honeycomb body into a calibration station and, after calibration, to convey it back out of the calibration station.
  • the continuous processing of the honeycomb body also reduces the apparatus structure required for the production of the honeycomb body, since handling devices are no longer necessary which introduce a honeycomb body into a calibration station and bring it out again.
  • a method is preferred in which the honeycomb body passes through several calibration stations in succession.
  • only a predetermined axial section of the jacket tube is deformed in the individual calibration stations.
  • the passage of the honeycomb body through individual calibration stations, in which only predetermined axial sections of the jacket tube are deformed, have the advantage that the tools with which the deformation is carried out can be designed more simply.
  • the deformation of the casing tube can be relatively large.
  • the degree of deformation ie the difference between the shape of the jacket tube before and after the deformation in relation to the initial shape of the jacket tube, is the same in the individual calibration stations.
  • the individual calibration stations are preferably passed through one after the other by the honeycomb bodies.
  • a method is proposed in which the honeycomb body is subjected to at least one further production step at least after a calibration station.
  • a manufacturing step is not only to be understood as steps through which the manufacturing progress is continued, but also as steps that begin the manufacturing process as such. increase. It can be exemplary and expedient to provide the outside of the jacket tube between two calibration stations with a lubricant in order to reduce the friction between a closing segment and the jacket tube.
  • the honeycomb body is preferably deformed with a jacket tube in a calibration station in which the honeycomb body with the jacket tube is arranged in a space delimited by segments. Thereafter, at least one annular closing element having at least one inclined surface is axially displaced, the surface sliding on a sliding surface which is wedge-shaped in cross-section on each segment and the segments being displaced radially to the casing. The sheath is deformed by the radial displacement of the segments.
  • the closing element is displaced axially in the opposite direction, as a result of which the segments release the jacket tube.
  • the honeycomb body can then be transported away with the jacket tube.
  • the deformation of the casing tube by the closing process does not necessarily have to take place in a single closing process. It is proposed to close and open the segments several times, whereby the casing tube is successively given its predetermined shape.
  • the honeycomb body is to be rotationally symmetrical, it is proposed to twist the honeycomb body about its longitudinal axis in such a way that the twist angle is smaller than the arc angle of a segment.
  • the segments exert a force on the jacket tube several times. This also results in an even more uniform plastic deformation.
  • the honeycomb body passes through several calibration stations, it is advantageous if the honeycomb body opens before at least one a calibration station following calibration station is rotated about its longitudinal axis, the angle of rotation being smaller than the arc angle of a segment.
  • the jacket tube of a honeycomb body produced with the device according to the invention maintains its strength properties since the fiber course in the material is not destroyed.
  • FIG. 1 shows a first embodiment of a device in cross section
  • Fig. 5 shows schematically a section of a transfer line
  • Fig. 6 is a diagram.
  • the device comprises a base plate 17 and a base plate 18.
  • the base and base plates 17 and 18 are arranged at a distance from one another. Between the base plate 17 and the base plate 18 carriers 19 are arranged. The respective end of a carrier 19 is connected to the base plate 17 or the base plate 18.
  • the segments 5 are arranged on the base plate 18.
  • the segments 5 are essentially radially displaceable.
  • a sliding plate 20 is arranged between the segments 5 and the base plate 18, on which the segments 5 slide.
  • the slide plate 20 may e.g. B. by a releasable connection, in particular by a screw connection, with the base plate 18.
  • the segments 5 can be guided in the slide plate 20 and / or the base plate 18.
  • the segments 5 can have corresponding projections which engage in guide grooves. In any case, a relatively large sliding surface between base plate 18 and segments 5 prevents the segments from tilting.
  • Each segment 5 has a sliding surface 9 which is wedge-shaped in cross section.
  • the segments 5 are surrounded by an annular closing element 7, which has a conical surface 8.
  • the sliding surface 9 and the surface 8 slide on each other when the ring is axially displaced in accordance with the arrows V.
  • the annular closing element 7 has a circumferential collar 21 which is provided with through bores 22.
  • stiffening ribs 23 distributed around the circumference of the annular closing element.
  • Screws 24 extend through the through bores 22, each of which is connected to a rod 11, which extends through the base plate 18 essentially parallel to the longitudinal axis 25.
  • the opposite end of each rod 11 is connected to a plate 12.
  • the connection can be made by screw connections 24, as shown.
  • the plate 12 can be guided on the carriers 19.
  • the plate 12 has a centrally formed threaded bore 26 into which a threaded pin 27 is screwed.
  • the threaded pin 27 forms one end of a piston rod 28 of a cylinder-piston unit 13.
  • the cylinder-piston unit 13 is fixedly arranged on the base plate 17.
  • FIG. 2 shows a second exemplary embodiment of a device for producing a honeycomb body.
  • the same parts of the device have the same reference numerals as in FIG. 1.
  • the device has a frame 30.
  • an annular chamber 31 is formed, which forms the cylinder of a cylinder-piston unit 14.
  • the chamber 31 is closed by means of a closure plate 32.
  • the closure plate 32 is screwed to the frame 30 by means of screws 33.
  • a sealing ring - O-ring - is arranged between the frame 30 and the closure plate 32.
  • a piston 35 is arranged in the chamber 31 and has an annular cross section.
  • a radial shaft sealing ring 36, 37 is arranged between the piston 35 and the wall of the chamber 31.
  • Rods 11 are connected to the piston 35 and engage one end of the ring 7.
  • Each rod 11 is connected to the piston 35 by means of a screw 38.
  • Each rod 11 is slidably guided in a sliding bush 39.
  • Each slide bush is arranged in a corresponding recess 40 in the frame 30.
  • the device has eight segments 5.
  • the segments 5 have recesses lying in one plane, in which a spring ring 41 or 42 is arranged.
  • a through opening 43 is formed below the segments 5.
  • the through opening 43 has a cross section which essentially corresponds to the cross section of the inner contour formed by the segments. After a honeycomb body has been plastically deformed by the segments and the segments release the honeycomb body again, the honeycomb body can leave the device through the opening 43.
  • the closing element 7 has a conical surface. This surface 8 slides on the sliding surface 9 of the segment 5. The two surfaces 8 and 9 have different angles of inclination with respect to the longitudinal axis 25.
  • the inclination angles are chosen so that an open angle ⁇ is formed between the two surfaces 8 and 9, which lies in a range between 0.5 and 3 °.
  • the pressure area within which the force from the closing element is applied to the segments 5 is shown in dashed lines in FIG.
  • a section of a transfer line 48 is shown schematically in FIG.
  • the transfer line 48 comprises the calibration stations 43, 44, 46 and 47.
  • a processing station 45 is arranged between the calibration stations 44 and 46.
  • the transport direction of the honeycomb body is identified by T.
  • the honeycomb bodies pass through the individual stations, calibration stations and processing stations one after the other.
  • a calibration station comprises at least one device such as. B. is shown in Figure 2.
  • the individual honeycomb bodies pass through the calibration stations 43, 44, 46 and 47 successively, each honeycomb body passing through the individual calibration stations being deformed while maintaining its transport direction T.
  • the honeycomb body can be subjected to further processing, processing being understood in the broadest sense. This can also be a quality control of the honeycomb body.
  • FIG. 6 schematically shows a diagram which shows the diameter of a rotationally symmetrical honeycomb body according to individual calibration stations K j to K 4 .
  • a significantly greater reduction in the diameter of the casing tube from D j to D 2 takes place in the calibration station K 2 compared to the other calibration stations K j , K 3 or K 4 .
  • the representation of Figure 6 is schematic in nature. How large the reduction of the jacket tube should take place within the individual calibration stations also depends on which honeycomb body it is and for what purpose it is to be used. Reference symbol list:

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Abstract

The invention relates to a device for producing a honeycomb body (3) with a jacket tube (2) comprising a plurality of radially movable segments (5) by means of which the jacket tube can be deformed. The segments have a sliding surface (9) with a wedge-shaped cross-section. There is at least one annular, axially movable closure (7) surrounding the segments having at least one oblique surface (8) which slides on the sliding surface of each segment. To operate the closure (7) there is an actuating device (10) connected to the closure. The honeycomb body with a jacket tube is fitted in a space bounded by the segments. The closure is then moved axially so that its surface slides on a sliding surface with a wedge-shaped cross-section on each segment, shifting the segments radially in relation to the jacket tube and thus deforming said tube.

Description

B E S C H R E I B U N G DESCRIPTION
Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines Wabenkörpers, insbesondere Katalysator-Trägerkörpers, mit GehäuseMethod and device for producing a honeycomb body, in particular a catalyst carrier body, with a housing
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.The invention relates to a method and a device for producing a honeycomb body, in particular for cleaning exhaust gases from internal combustion engines, with a catalyst carrier body arranged in a jacket tube or housing and having a plurality of channels through which an exhaust gas can flow.
Es sind Vorrichtungen zur Abgasreinigung bekannt, die einen metalli¬ schen Katalysator-Trägerköφer aufweisen. Der metallische Katalysator- Trägerköφer wird durch Wickeln oder Verschlingen von Blechlagen hergestellt, wobei wenigstens ein Teil der Blechlagen strukturiert ist. Solche Katalysator-Trägerköφer sind beispielsweise in der EP 0 245 738 beschrieben.Devices for exhaust gas purification are known which have a metallic catalyst carrier body. The metallic catalyst carrier body is produced by winding or devouring sheet metal layers, at least some of the sheet metal layers being structured. Such catalyst carrier bodies are described, for example, in EP 0 245 738.
Die Katalysator-Trägerköφer werden in einem Mantelrohr oder Gehäuse angeordnet. Die einzelnen Blechlagen werden untereinander und mit dem Mantelrohr z. B. durch Löten, Sintern oder Schweißen verbunden.The catalyst carrier body are arranged in a jacket tube or housing. The individual sheet layers are with each other and with the jacket tube z. B. connected by soldering, sintering or welding.
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-Trägerköφers 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.The device is integrated in an exhaust system. Since the two ends of the device each have to be connected to a pipe of the exhaust system, the device is connected to a diffuser on the exhaust gas inlet side and to a reducer on the exhaust gas outlet side. The task of the diffuser is the flow cross-section for the exhaust gas from the cross section of the pipe to the cross section of the device and the reducer to reduce the flow cross section on the outlet side of the device to the cross section of the adjoining pipe. The diffuser and the reducer are connected to the device by welding. For this it is necessary that the dimensions of the tube on the gas inlet and gas outlet side and the contour of the jacket tube are within certain tolerance limits. The jacket tube usually protrudes about 5 to 10 mm on both ends of the catalyst carrier body. In order to achieve the geometry and dimensions of the jacket tube specified for connection to the diffuser or the reducer, the jacket tube is calibrated from the inside before and / or after the catalyst support body has been inserted. The calibration has hitherto generally been carried out in such a way that a tool which has a plurality of segments is inserted into the casing tube and the individual segments are spread radially outwards. The segments are spread beyond the yield point of the jacket pipe material, so that the jacket pipe is stress-free in this area. Since the segments of the tool are spread radially outwards, a precisely predetermined contour cannot be achieved.
Durch die US 5,096,111 ist eine Vorrichtung zur Herstellung eines Wabenköφers 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 Köφer und aus diesem heraus verschiebbar. Hierzu ist die Zylinder-Kolben-Einheit mit dem zylinderförmigen Köφer ver- bunden. Im Eintrittsbereich des zylinderförmigen Köφers ist ein koni- scher Abschnitt ausgebildet, der sich von der Eintrittsseite her in axialer Richtung verjüngt.A device for producing a honeycomb body with a jacket tube is known from US Pat. No. 5,096,111, which comprises several radially displaceable segments, through which the jacket tube of the honeycomb body is deformable. The individual segments are connected at one end to a carrier which is connected to a piston rod of a cylinder-piston unit. The carrier with the segments is axially displaceable in and out of a cylindrical body. For this purpose, the cylinder-piston unit is connected to the cylindrical body. In the entry area of the cylindrical body, a conical formed section which tapers in the axial direction from the inlet side.
Zur Verformung des Mantelrohres umgreift eine Vielzahl von Segmenten das Mantelrohr des Wabenköφers. Anschließend wird der Wabenköφer mittels der Zylinder-Kolben-Einheit in den zylinderförmigen Köφer hineingezogen. Beim Hereinziehen des Wabenköφers wird dieser in dem konischen Abschnitt sukzessive verformt. Nach der erfolgten Verformung wird der Wabenköφer mit den Segmenten durch die Zylinder-Kolben- Einheit aus dem zylinderförmigen Köφer heraus gebracht. Während der axialen Verschiebung der Segmente gleiten diese an der Innenmantel¬ fläche des zylinderförmigen Köφers entlang.To deform the jacket tube, a plurality of segments encompass the jacket tube of the honeycomb body. Then the honeycomb body is drawn into the cylindrical body by means of the cylinder-piston unit. When the honeycomb body is pulled in, it is successively deformed in the conical section. After the deformation has taken place, the honeycomb body with the segments is brought out of the cylindrical body by the cylinder-piston unit. During the axial displacement of the segments, they slide along the inner surface of the cylindrical body.
Durch die GB 2 020 190 A ist es bekannt, zur Verformung des Mantel- rohres eines Wabenköφers eine Vorrichtung zu verwenden, die mehrere radial bewegliche Segmente aufweist.From GB 2 020 190 A it is known to use a device for deforming the casing tube of a honeycomb body which has a plurality of radially movable segments.
Es sind ferner Vorrichtungen zur Abgasreinigung bekannt, bei denen der Katalysator-Trägerköφer aus einem keramischen Werkstoff besteht. Solche Katalysator-Trägerköφer werden in einem zweiteiligen Gehäuse angeord¬ net. Das G 87 01 980.9 UI beschreibt ein solches Gehäuse zur Auf¬ nahme eines monolithischen KeramikkÖφers.Devices for exhaust gas purification are also known, in which the catalyst carrier body consists of a ceramic material. Such catalyst carrier bodies are arranged in a two-part housing. The G 87 01 980.9 UI describes such a housing for accommodating a monolithic ceramic body.
Die Halbschalen des Gehäuses werden aus einem Blech durch Tiefziehen hergestellt. Zur Lagerung des keramischen Katalysator-Trägerköφers wird zwischen der Außenseite des Trägerköφers und dem Gehäuse eine Ummantelung für den Keramikköφer vorgesehen.The half shells of the housing are made from sheet metal by deep drawing. For the storage of the ceramic catalyst carrier body, a casing for the ceramic body is provided between the outside of the carrier body and the housing.
Die beiden Gehäuseschalen werden dann zusammengepreßt und an ihren Berührungsflächen gasdicht verschweißt. Entsprechende Herstellungsver- fahren für eine Vorrichtung zur Abgasreinigung mit metallischen Kataly- sator-Trägerköφern sind durch die DE 28 56 030 C2 und die EP 0117 602 Bl bekannt.The two housing shells are then pressed together and welded gas-tight on their contact surfaces. Corresponding manufacturing Driving for a device for exhaust gas purification with metallic catalyst carrier bodies are known from DE 28 56 030 C2 and EP 0117 602 Bl.
Die Gehäuseteile können mit hoher Genauigkeit gefertigt werden. Dem¬ gegenüber lassen sich die keramischen Katalysator-Trägerköφer nicht exakt genug herstellen. Es ist daher notwendig, das Gehäuse so zu dimensionieren, daß auch keramische Katalysator-Trägerköφer mit Über¬ maß oder leichten Verformungen in das Gehäuse integriert werden können. Um zu verhindern, daß zwischen dem Katalysator-Trägerköφer 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. ä. sind bekannt. Diese Schichten können auch mit einem Katalysator beschichtet werden.The housing parts can be manufactured with high accuracy. In contrast, the ceramic catalyst carrier bodies cannot be produced precisely enough. It is therefore necessary to dimension the housing in such a way that ceramic catalyst carrier bodies with oversize or slight deformations can also be integrated into the housing. In order to prevent a gap from forming between the catalyst carrier body and the housing through which the exhaust gas passes uncleaned, an intermediate layer, in particular a so-called swelling mat, is inserted. Other intermediate layers with wire mesh and. Ä. are known. These layers can also be coated with a catalyst.
Die Herstellung einer Vorrichtung zur Abgasreinigung mit einem kerami¬ schen Katalysator-Trägerköφer ist daher relativ aufwendig.The production of a device for exhaust gas purification with a ceramic catalyst carrier body is therefore relatively complex.
Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur Herstellung eines Wabenköφers anzugeben, die konstruktiv einfach ausgebildet ist und rationell eine gleichmäßige und schonende Verformung des Mantel¬ rohres bewirkt. Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zum Herstellen eines Wabenköφers anzugeben, welches die Herstellung eines Wabenköφers vereinfacht und höhere Taktzeiten bei der Herstellung des Wabenköφers erlaubt.The aim of the present invention is to provide a device for producing a honeycomb body which is structurally simple and which rationally brings about a uniform and gentle deformation of the jacket tube. Another object of the present invention is to provide a method for producing a honeycomb body, which simplifies the manufacture of a honeycomb body and allows higher cycle times in the manufacture of the honeycomb body.
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit dem Merkmal des Anspruches 1 und durch ein Verfahren mit den Merkmalen des An- Spruches 20 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.This object is achieved by a device with the feature of claim 1 and by a method with the features of the application. Proverb 20 solved. Advantageous further developments are the subject of the subclaims.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Herstellung eines Wabenköφers mit einem Mantelrohr, insbesondere eines Katalysator-Trägerköφers 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.The device according to the invention for producing a honeycomb body with a jacket tube, in particular a catalyst carrier body for internal combustion engines, is characterized in that the segments each have a sliding surface which is wedge-shaped in cross section. The segments are surrounded by an axially displaceable, ring-shaped closing element which has at least one inclined surface. When the closing element is axially displaced, the inclined surface of the closing element slides on the wedge-shaped sliding surface of each segment, as a result of which the axial displacement of the ring brings about a radial displacement of the segments relative to the tubular casing. The simultaneous radial movement of the segments has the result that all segments exert a force synchronously on the jacket tube, by means of which the jacket tube is plastically deformed. An actuating device is provided for the axial displacement of the closing element and is connected to the closing element. The force transmitted from the closing element to the segments can be adjusted accordingly by the angle of the inclined surfaces.
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 Wabenköφers erzielt werden. Dies ist insbesondere bei Wabenköφern aus keramischen Werkstoffen oder bei extrudierten metallischen Wabenköφern von Inter¬ esse, da hierdurch eine gleichmäßige Druckbelastung eingestellt werden kann, ohne daß Zug- oder Schwerkräfte auftreten, die den Köφer zerstören würden.The inclination of the sliding surface of each segment and the inclined surface of the closing element acting on the sliding surface need not be the same for each segment. Depending on the area of use of the device and the deformation generated by the device, the inclination surfaces can be designed differently, as a result of which different forces can act on the jacket tube when viewed in the circumferential direction. As a result, a uniform load on the honeycomb body can be achieved. This is of particular interest in the case of honeycomb bodies made of ceramic materials or in the case of extruded metallic honeycomb bodies, since this enables a uniform pressure load to be set without tensile or gravitational forces occurring which would destroy the body.
Die Segmente können das Mantelrohr unmittelbar verformen. Hierbei stellen die Segmente zugleich Werkzeugsegmente dar.The segments can immediately deform the jacket tube. Here, the segments also represent tool segments.
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.According to a further advantageous idea, it is proposed to releasably connect inner tool segments to the segments, e.g. B. by hanging. A wide range of uses of the device is achieved through this development. By simply exchanging the inner tool segments, different cross sections of a jacket tube can be produced by plastic deformation. The number of tool segments does not necessarily have to correspond to the number of segments. However, it is advantageous if the number of tool segments is equal to the number of segments.
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.The inclined surface of the closing element is preferably only partially in contact with the sliding surface, so that the two surfaces form a free angle with one another. This angle is preferably 0.5 to 3 °. This ensures that the locking element does not become jammed with the segments.
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¬ benköφer freigeben.The segments are advantageously arranged to be radially displaceable inward against a spring force. This has the advantage that after a plastic deformation of the casing tube and an axial displacement of the closing element into a position in which the sliding surface and the inclined surface are no longer in contact, the segments automatically move radially outward, as a result of which they release the honeycomb body.
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 ist.At least one spring element is preferably provided, which is connected to each segment. The spring element is advantageously a spring ring which is arranged in a groove formed on the surface of each sector opposite the sliding surface.
Das Federelement wird dann auf Druck belastet. Sollen die Segmente gleichzeitig Werkzeugteile sein, die das Mantelrohr unmittelbar verformen, so ist es zweckmäßig, die Nuten abzudecken oder das Federelement an der Außenfläche der Segmente anzuordnen, wodurch über die axiale Erstreckung der Segmente keine Unstetigkeiten in der Fläche des Seg¬ mentes, welche zur Anlage an das Mantelrohr gelangt, auftreten.The spring element is then loaded under pressure. If the segments are to be tool parts that directly deform the casing tube, it is expedient to cover the grooves or to arrange the spring element on the outer surface of the segments, so that there are no discontinuities in the surface of the segment due to the axial extension of the segments System comes to the jacket pipe occur.
Zur Betätigung des Schließelementes ist eine Betätigungseinrichtung vorgesehen, die wenigstens zwei, vorzugsweise vier, Stangen, eine Platte und eine Zylinder-Kolben-Einheit umfaßt. Die Kolbenstange der Zylinder- Kolben-Einheit ist mit der Platte verbunden. Das eine Ende einer jeden Stange ist mit der Platte und das andere Ende einer jeden Stange mit dem Schließelement verbunden. Die Zylinder-Kolben-Einheit überträgt die axiale Bewegung über die Platte und die Stangen zu dem Schließelement. Diese Ausbildung hat den Vorteil, daß nur eine Zylinder-Kolben-Einheit zur Krafterzeugung eingesetzt werden muß.To actuate the closing element, an actuating device is provided which comprises at least two, preferably four, rods, a plate and a cylinder-piston unit. The piston rod of the cylinder-piston unit is connected to the plate. One end of each rod is connected to the plate and the other end of each rod is connected to the closing element. The cylinder-piston unit transmits the axial movement via the plate and the rods to the closing element. This training has the advantage that only one cylinder-piston unit has to be used to generate force.
Zweckmäßigerweise ist die Platte gleitend geführt, wodurch eine eventuel¬ le Schiefstellung des Schließelementes verhindert wird. Vorzugsweise sind die Segmente auf einer Grundplatte angeordnet. Unterhalb der Grundplatte ist eine Bodenplatte vorgesehen. Zwischen der 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.The plate is expediently guided in a sliding manner, thereby preventing the closing element from possibly being misaligned. The segments are preferably arranged on a base plate. A base plate is provided below the base plate. Carriers are arranged between the base plate and the base plate, the base plate and the base plate and the carriers forming a frame of the device. The cylinder-piston unit is arranged on the base plate. The rods engaging the closing element extend through bores formed in the base plate. These through bores can simultaneously serve as guides for the rods. The carriers optionally form guides for the plate, as a result of which the carriers have a dual function and additional guides for the plate can be dispensed with.
Vorzugsweise ist in der Grundplatte koaxial zu der durch die Segmente bildenden Aufnahme für den Wabenköφer 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 Wabenköφer 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.Preferably, a bore is provided in the base plate coaxial with the receptacle for the honeycomb body forming the segments, through which a stamp of an ejection device can be inserted and removed into the space delimiting by the segments. This has the advantage that the honeycomb bodies can be removed from the device in a simple manner. The ejection device is preferably a pneumatically or hydraulically operated cylinder-piston unit.
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.The ejection device can also be a lever which can be pivoted about an axis, the first arm of which is coupled to a rod or the plate and the second arm is connected to the stamp.
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 kompakte Bauweise erzielt wird.According to a further inventive idea, it is proposed to design the device with a frame in which an annular chamber is formed. A piston is arranged in the annular chamber and is connected to rods which engage the closure element. The chamber is filled with a fluid that is supplied via lines a pressure accumulator is supplied, acted upon, whereby the relative position of the piston can be changed. The advantage of this training can be seen in the fact that the power flow is particularly favorable. The segments are arranged on the frame, so that the frame is loaded by the axial component of the force acting on pressure. Another advantage is the integration of the actuating device in the frame, whereby a very compact design is achieved.
Vorzugsweise ist zur Festlegung der axialen Position eines Wabenköφers ein Anschlag vorgesehen. Der Anschlag ist vorzugsweise in Form von Nasen ausgebildet, die an wenigstens zwei Segmenten vorgesehen sind.A stop is preferably provided for fixing the axial position of a honeycomb body. The stop is preferably designed in the form of lugs which are provided on at least two segments.
Vorteilhafterweise ist die Vorrichtung so ausgebildet, daß unterhalb der Segmente eine Durchtrittsöffnung vorgesehen ist, durch die ein Waben¬ köφer nach erfolgter plastischer Verformung aus dem Verformungsbe¬ reich entnehmbar ist.The device is advantageously designed such that a passage opening is provided below the segments, through which a honeycomb body can be removed from the deformation region after plastic deformation has taken place.
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 Wabenköφers 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-Trägerköφer 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.By means of the device according to the invention, it is now possible to plastically deform at least a partial area, preferably the end area, of the casing tube on all sides by radially displaceable segments from the outside in to an outer contour of predetermined dimensions. This procedure simplifies the manufacture of the honeycomb body, since the segments causing the plastic deformation do not attack the narrow remaining projection of the casing tube from the inside, but can act on a larger end region from the outside. The above-mentioned projection of the jacket tube in front of and / or behind the catalyst carrier body can be reduced to a minimum. The protrusion can then be dimensioned such that only those for a welded connection of the casing tube with a diffusion sor or a reducer necessary area is provided. All of the processes and devices described here apply equally to round, elliptical, oval and other cross-sectional shapes, although the main application is currently round cross-sectional shapes.
Wird der Wabenköφer 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.If the honeycomb body is plastically deformed only at one end region of the jacket tube, it is necessary for the plastic deformation of the second end region to provide a second device for carrying out the method or to rotate the jacket tube about its transverse axis by 180 °. Both solutions do not always provide a satisfactory result. It is therefore proposed to carry out the plastic deformation by means of segments which act on both end regions of the casing tube.
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- köφer 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 Keramikköφer hergestellt werden, ohne daß der Köφer zerstört wird, da der Köφer 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 Wabenköφers mit einem Mantelrohr sehr vereinfacht. Die Segmente können zur Klemmung des Mantelrohres an dem Katalysa¬ tor-Trägerköφer 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 Köφer 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.The entire casing tube can be plastically deformed by the segments. The jacket tube initially has a geometry which, after plastic deformation, leads to the desired geometry of the device. It is not imperative here that the catalyst carrier body is already firmly connected to the jacket tube before the deformation. On the basis of this idea according to the invention, ceramic bodies which are round, elliptical or oval in cross-section (race-track shape) can also be fastened in a casing tube as a housing. By plastic deformation of the casing tube, the segments having a corresponding contour, a one-piece housing for the ceramic body can be produced without the body being destroyed, since the body is loaded under pressure. Compared to a housing made of half-shells, the honeycomb body can be clamped uniformly on all sides, thereby preventing the ceramic walls from breaking even with high clamping forces. This makes the elaborate Production of a honeycomb body with a jacket tube is very simplified. The segments can be designed with corresponding elevations or recesses for clamping the casing tube on the catalyst carrier body. If recesses are provided on the segments, these lead to external beads and thus to a higher rigidity of the casing tube, which is particularly advantageous since no or only very small forces act on the body which result from torsion (torsion) of the casing tube . The jacket tube can also be compressed in the device in order to produce special shapes.
Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es nunmehr möglich, auch keramische Köφer in einem einstückigen Mantelrohr anzuordnen, ohne daß durch die plastische Verformung des Mantelrohres der keramische Wabenköφer zerstört wird.With the device according to the invention, it is now possible to also arrange ceramic bodies in a one-piece jacket tube without the ceramic honeycomb body being destroyed by the plastic deformation of the jacket tube.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen eines Wabenköφers mit einem Mantelrohr zeichnet sich dadurch aus, daß der Wabenköφer unter Beibehaltung seiner Transportrichtung wenigstens eine Kalibrierstation durchläuft, in der das Mantelrohr des Wabenköφers verformt wird. Durch diese Ausgestaltung des Verfahrens wird die Möglichkeit angege¬ ben die Taktzeit erheblich zu reduzieren. Es ist nunmehr nicht mehr notwendig, wie dies aus dem Stand der Technik bekannt ist, den Waben¬ köφer zunächst in eine Kalibrierstation einzubringen und nach erfolgter Kalibrierung rückwärts wieder aus der Kalibrierstation herauszubefördern. Durch die fortlaufende Bearbeitung des Wabenköφers reduziert sich auch der für die Herstellung des Wabenköφers notwendige apparative Aufbau, da keine Handhabungsgeräte mehr notwendig sind, die einen Wabenkör¬ per in eine Kalibrierstation einbringen und aus dieser wieder heraus- bringen. Bevorzugt wird ein Verfahren, bei dem der Wabenkörper nacheinander mehrere Kalibrierstationen durchläuft. Vorzugsweise wird in den einzelnen Kalibrierstationen nur ein vorbestimmter Axialabschnitt des Mantelrohres verformt. Der Durchlauf des Wabenköφers durch einzelne Kalibrier- Stationen, in denen nur vorbestimmte Axialabschnitte des Mantelrohres verformt werden haben den Vorteil, daß die Werkzeuge, mit denen die Verformung durchgeführt wird, einfacher gestaltet werden können. Die Verformung des Mantelrohres kann relativ groß sein. Um den Verschleiß der Werkzeuge zu minimieren sowie zur schonenden Bearbeitung des Mantelrohres wird vorgeschlagen das Mantelrohr in den aufeinanderfol¬ genden Kalibrierstationen sukzessive zu verformen. Der Verformungsgrad, d.h. der Untschied zwischen der Gestalt des Mantelrohres vor und nach der Verformung bezogen auf die Ausgangsgestalt des Mantelrohres ist in den einzelnen Kalibrierstationen gleich. Gemäß einem weiteren vorteilhaf- ten Gedanken wird jedoch vorgeschlagen bei der Herstellung des Waben¬ köφers in den einzelnen Kalibrierstationen das Mantelrohr unterschied¬ lich stark zu verformen. Eine unterschiedlich starke Verformung des Mantelrohres in den einzelnen Kalibrierstationen führt zu einer gün¬ stigeren Beanspruchung des Mantelrohres, da sich der Mantelrohrwerk- stoff zwischen den Kalibrierstationen erholen kann.The method according to the invention for producing a honeycomb body with a jacket tube is characterized in that the honeycomb body passes through at least one calibration station in which the jacket tube of the honeycomb body is deformed while maintaining its transport direction. This configuration of the method gives the possibility of considerably reducing the cycle time. It is no longer necessary, as is known from the prior art, to first introduce the honeycomb body into a calibration station and, after calibration, to convey it back out of the calibration station. The continuous processing of the honeycomb body also reduces the apparatus structure required for the production of the honeycomb body, since handling devices are no longer necessary which introduce a honeycomb body into a calibration station and bring it out again. A method is preferred in which the honeycomb body passes through several calibration stations in succession. Preferably, only a predetermined axial section of the jacket tube is deformed in the individual calibration stations. The passage of the honeycomb body through individual calibration stations, in which only predetermined axial sections of the jacket tube are deformed, have the advantage that the tools with which the deformation is carried out can be designed more simply. The deformation of the casing tube can be relatively large. In order to minimize the wear of the tools and for the gentle processing of the jacket tube, it is proposed to successively deform the jacket tube in the successive calibration stations. The degree of deformation, ie the difference between the shape of the jacket tube before and after the deformation in relation to the initial shape of the jacket tube, is the same in the individual calibration stations. According to a further advantageous idea, however, it is proposed to deform the jacket tube to different degrees in the manufacture of the honeycomb body in the individual calibration stations. A different degree of deformation of the jacket tube in the individual calibration stations leads to a more favorable stress on the jacket tube, since the jacket tube material can recover between the calibration stations.
Die einzelnen Kalibrierstationen werden vorzugsweise von den Wabenkör¬ pern unmittelbar nacheinander durchlaufen.The individual calibration stations are preferably passed through one after the other by the honeycomb bodies.
Gemäß einem weiteren vorteilhaften Gedanken wird ein Verfahren vorgeschlagen, bei dem der Wabenköφer wenigstens nach einer Kalibrier¬ station mindestens einem weiteren Herstellungsschritt unterzogen wird. Unter einem Herstellungsschritt sind nicht nur Schritte zu verstehen, durch die der Herstellungsfortschritt fortgesetzt wird, sondern auch solche Schritte zu verstehen, die den Herstellungsvorgang als solchen begün- stigen. So kann es beispielhaft und zweckmäßig sein, das Mantelrohr zwischen zwei Kalibrierstationen außen mit einem Gleitmittel zu ver¬ sehen, um die Reibung zwischen einem Schließsegment und dem Mantel¬ rohr zu reduzieren.According to a further advantageous idea, a method is proposed in which the honeycomb body is subjected to at least one further production step at least after a calibration station. A manufacturing step is not only to be understood as steps through which the manufacturing progress is continued, but also as steps that begin the manufacturing process as such. increase. It can be exemplary and expedient to provide the outside of the jacket tube between two calibration stations with a lubricant in order to reduce the friction between a closing segment and the jacket tube.
Vorzugsweise wird der Wabenköφer mit einem Mantelrohr in einer Kalibrierstation verformt, in der der Wabenköφer mit dem Mantelrohr in einem durch Segmente begrenzten Raum angeordnet wird. Danach wird wenigstens ein ringförmiges mindestens eine schräge Fläche auf- weisendes Schließelement axial verschoben, wobei die Fläche auf einer an jedem Segment im Querschnitt keilförmig ausgebildeten Gleitfläche gleitet und die Segmente radial zum Mantel verschoben werden. Durch die radiale Verschiebung der Segmente wird der Mantel verformt.The honeycomb body is preferably deformed with a jacket tube in a calibration station in which the honeycomb body with the jacket tube is arranged in a space delimited by segments. Thereafter, at least one annular closing element having at least one inclined surface is axially displaced, the surface sliding on a sliding surface which is wedge-shaped in cross-section on each segment and the segments being displaced radially to the casing. The sheath is deformed by the radial displacement of the segments.
Nach dem Verformen des Mantels wird das Schließelement axial in entgegengesetzter Richtung verschoben wodurch die Segmente das Man¬ telrohr freigeben. Anschließend kann der Wabenköφer mit dem Mantel¬ rohr wegtransportiert werden. Die Verformung des Mantelrohres durch den Schließvorgang muß nicht zwingend in einem einzigen Schließvorgang erfolgen. Es wird vorgeschlagen die Segmente mehrmals zu schließen und zu öffnen, wodurch dem Mantelrohr sukzessive seine vorgegebene Gestalt verliehen wird.After the jacket has been deformed, the closing element is displaced axially in the opposite direction, as a result of which the segments release the jacket tube. The honeycomb body can then be transported away with the jacket tube. The deformation of the casing tube by the closing process does not necessarily have to take place in a single closing process. It is proposed to close and open the segments several times, whereby the casing tube is successively given its predetermined shape.
Soll der Wabenköφer rotationssymmetrisch ausgebildet werden, so wird vorgeschlagen den Wabenköφer um seine Längsachse so zu verdrehen, daß der Verdrehwinkel kleiner ist als der Bogenwinkel eines Segmentes. Die Segmente üben mehrfach eine Kraft auf das Mantelrohr aus. Hier¬ durch wird auch eine noch gleichmäßigere plastische Verformung erreicht. Durchläuft der Wabenköφer mehrere Kalibrierstationen, so ist es von Vorteil, wenn der Wabenköφer vor dem Eintritt in mindestens eine auf eine Kalibrierstation folgende Kalibrierstation um seine Längsachse verdreht wird, wobei der Verdrehwinkel kleiner ist als der Bogenwinkel eines Segmentes.If the honeycomb body is to be rotationally symmetrical, it is proposed to twist the honeycomb body about its longitudinal axis in such a way that the twist angle is smaller than the arc angle of a segment. The segments exert a force on the jacket tube several times. This also results in an even more uniform plastic deformation. If the honeycomb body passes through several calibration stations, it is advantageous if the honeycomb body opens before at least one a calibration station following calibration station is rotated about its longitudinal axis, the angle of rotation being smaller than the arc angle of a segment.
Das Mantelrohr eines mit der erfinderischen Vorrichtung hergestellten Wabenköφers behält seine Festigkeitseigenschaften bei, da der Faserver¬ lauf im Werkstoff nicht zerstört wird.The jacket tube of a honeycomb body produced with the device according to the invention maintains its strength properties since the fiber course in the material is not destroyed.
Weitere Vorteile und Merkmale der Vorrichtung werden anhand zweier bevorzugter Ausführungsbeispiele erläutert, ohne daß hierdurch eine Beschränkung auf diese erfolgen soll. Es zeigt:Further advantages and features of the device are explained on the basis of two preferred exemplary embodiments, without this being intended to restrict them to them. It shows:
Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung im Quer¬ schnitt,1 shows a first embodiment of a device in cross section,
Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung im Quer¬ schnitt,2 shows a second exemplary embodiment of a device in cross section,
Fig. 3 eine Ansicht von unten entlang der Schnittlinie III-III,3 is a view from below along the section line III-III,
Fig. 4 vergrößert im Ausschnitt ein Segment und ein Schließele ment,4 enlarged a segment and a closing element,
Fig. 5 schematisch einen Ausschnitt aus einer Transferstraße undFig. 5 shows schematically a section of a transfer line and
Fig. 6 ein Diagramm.Fig. 6 is a diagram.
Die Vorrichtung umfaßt eine Bodenplatte 17 und eine Grundplatte 18.The device comprises a base plate 17 and a base plate 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.The base and base plates 17 and 18 are arranged at a distance from one another. Between the base plate 17 and the base plate 18 carriers 19 are arranged. The respective end of a carrier 19 is connected to the base plate 17 or the base plate 18.
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.Several segments 5 are arranged on the base plate 18. The segments 5 are essentially radially displaceable. A sliding plate 20 is arranged between the segments 5 and the base plate 18, on which the segments 5 slide. The slide plate 20 may e.g. B. by a releasable connection, in particular by a screw connection, with the base plate 18. The segments 5 can be guided in the slide plate 20 and / or the base plate 18. For this purpose, the segments 5 can have corresponding projections which engage in guide grooves. In any case, a relatively large sliding surface between base plate 18 and segments 5 prevents the segments from tilting.
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.Each segment 5 has a sliding surface 9 which is wedge-shaped in cross section. The segments 5 are surrounded by an annular closing element 7, which has a conical surface 8. The sliding surface 9 and the surface 8 slide on each other when the ring is axially displaced in accordance with the arrows V.
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 Wabenköφers 1 zur Abgasreinigung aus und deformieren diesen plastisch.With a downward movement of the annular closing element 7, i. H. towards the base plate 18, the segments 5 are displaced radially inwards. By this movement they exert a force on the casing tube 2 of a honeycomb body 1 for exhaust gas purification and deform it plastically.
Das ringförmige Schließelement 7 weist einen umlaufenden Kragen 21 auf, der mit Durchgangsbohrungen 22 versehen ist. Um eine hohe Festig¬ keit des ringförmigen Schließelementes 7 zu erreichen, sind Versteifungs- rippen 23 am Umfang des ringförmigen Schließelementes verteilt ausge¬ bildet.The annular closing element 7 has a circumferential collar 21 which is provided with through bores 22. In order to achieve a high strength of the annular closing element 7, stiffening ribs 23 distributed around the circumference of the annular closing element.
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.Screws 24 extend through the through bores 22, each of which is connected to a rod 11, which extends through the base plate 18 essentially parallel to the longitudinal axis 25. The opposite end of each rod 11 is connected to a plate 12. The connection can be made by screw connections 24, as shown. The plate 12 can be guided on the carriers 19. The plate 12 has a centrally formed threaded bore 26 into which a threaded pin 27 is screwed. The threaded pin 27 forms one end of a piston rod 28 of a cylinder-piston unit 13. The cylinder-piston unit 13 is fixedly arranged on the base plate 17.
In der Fig. 2 ist ein zweites Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Herstellung eines Wabenköφers dargestellt. Gleiche Teile der Vorrich¬ tung weisen dieselben Bezugszeichen wie in der Fig. 1 auf.2 shows a second exemplary embodiment of a device for producing a honeycomb body. The same parts of the device have the same reference numerals as in FIG. 1.
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.The device has a frame 30. In the frame 30, an annular chamber 31 is formed, which forms the cylinder of a cylinder-piston unit 14.
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.The chamber 31 is closed by means of a closure plate 32. The closure plate 32 is screwed to the frame 30 by means of screws 33. Between the frame 30 and the closure plate 32, a sealing ring - O-ring - is arranged. A piston 35 is arranged in the chamber 31 and has an annular cross section. A radial shaft sealing ring 36, 37 is arranged between the piston 35 and the wall of the chamber 31. Rods 11 are connected to the piston 35 and engage one end of the ring 7. Each rod 11 is connected to the piston 35 by means of a screw 38. Each rod 11 is slidably guided in a sliding bush 39. Each slide bush is arranged in a corresponding recess 40 in the frame 30.
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.As can be seen from FIG. 2, the device has eight segments 5. The segments 5 have recesses lying in one plane, in which a spring ring 41 or 42 is arranged.
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 Wabenköφer durch die Segmente plastisch verformt wurde und die Segmente den Wabenköφer wieder freigeben, kann der Wabenköφer durch die Öffnung 43 die Vorrichtung verlassen.A through opening 43 is formed below the segments 5. The through opening 43 has a cross section which essentially corresponds to the cross section of the inner contour formed by the segments. After a honeycomb body has been plastically deformed by the segments and the segments release the honeycomb body again, the honeycomb body can leave the device through the opening 43.
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.The closing element 7 has a conical surface. This surface 8 slides on the sliding surface 9 of the segment 5. The two surfaces 8 and 9 have different angles of inclination with respect to the longitudinal axis 25.
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 Figur 2 gestrichelt dargestellt.The inclination angles are chosen so that an open angle α is formed between the two surfaces 8 and 9, which lies in a range between 0.5 and 3 °. The pressure area within which the force from the closing element is applied to the segments 5 is shown in dashed lines in FIG.
In der Figur 5 ist schematisch ein Ausschnitt einer Transferstraße 48 dargestellt. Die Transferstraße 48 umfaßt die Kalibrierstationen 43, 44, 46 und 47. Zwischen den Kalibrierstationen 44 und 46 ist eine Bearbeitungs¬ station 45 angeordnet. Mit T ist die Transportrichtung der Wabenköφer gekennzeichnet. Die einzelnen Stationen, Kalibrierstationen und Bearbei¬ tungsstationen, werden von den Wabenköφern nacheinander durchlaufen. Eine Kalibrierstation umfaßt wenigstens eine Vorrichtung wie sie z. B. in der Figur 2 dargestellt ist. Die einzelnen Wabenköφer durchlaufen sukzessive die Kalibrierstationen 43, 44, 46 und 47, wobei ein jeder die einzelnen Kalibrierstationen durchlaufender Wabenköφer unter Beibehal¬ tung seiner Transportrichtung T verformt wird. In der Bearbeitungsstation 45 kann der Wabenköφer einer weiteren Bearbeitung unterzogen werden, wobei Bearbeitung im weitesten Sinne zu verstehen ist. Hierbei kann es sich auch um eine Qualitätskontrolle des Wabenköφers handeln. In den einzelnen Kalibrierstationen 43, 44, 46 und 47 kann die radiale Reduk¬ tion des Mantelrohres betragsmäßig gleich oder unterschiedlich sein. In der Figur 6 ist schematisch ein Diagramm dargestellt, welches den Durchmesser eines rotationssymmetrischen Wabenköφers nach einzelnen Kalibrierstationen Kj bis K4 dargestellt. Wie aus dem Diagramm ersicht¬ lich ist, erfolgt in der Kalibrierstation K2 eine im Vergleich zu den anderen Kalibrierstationen Kj, K3 oder K4 eine wesentlich stärkere Reduktion des Durchmessers des Mantelrohres von Dj auf D2. Die Darstellung der Figur 6 ist schematischer Natur. Wie groß die Reduktion des Mantelrohres innerhalb der einzelnen Kalibrierstationen erfolgen soll ist auch davon abhängig um welchen Wabenköφer es sich handelt und für welchen Zweck dieser verwendet werden soll. Bezugszeichenliste:A section of a transfer line 48 is shown schematically in FIG. The transfer line 48 comprises the calibration stations 43, 44, 46 and 47. A processing station 45 is arranged between the calibration stations 44 and 46. The transport direction of the honeycomb body is identified by T. The honeycomb bodies pass through the individual stations, calibration stations and processing stations one after the other. A calibration station comprises at least one device such as. B. is shown in Figure 2. The individual honeycomb bodies pass through the calibration stations 43, 44, 46 and 47 successively, each honeycomb body passing through the individual calibration stations being deformed while maintaining its transport direction T. In the processing station 45, the honeycomb body can be subjected to further processing, processing being understood in the broadest sense. This can also be a quality control of the honeycomb body. In the individual calibration stations 43, 44, 46 and 47, the radial reduction of the jacket tube can be the same or different in terms of amount. FIG. 6 schematically shows a diagram which shows the diameter of a rotationally symmetrical honeycomb body according to individual calibration stations K j to K 4 . As can be seen from the diagram, a significantly greater reduction in the diameter of the casing tube from D j to D 2 takes place in the calibration station K 2 compared to the other calibration stations K j , K 3 or K 4 . The representation of Figure 6 is schematic in nature. How large the reduction of the jacket tube should take place within the individual calibration stations also depends on which honeycomb body it is and for what purpose it is to be used. Reference symbol list:
1 Wabenköφer1 honeycomb body
2 Mantelrohr2 jacket tube
3 Katalysator-Trägerköφer3 catalyst carrier body
4 Kanäle4 channels
5 Segmente5 segments
6 Außenkontur6 outer contour
7 Schließelement7 closing element
8 konische Fläche8 conical surface
9 keilförmige Fläche9 wedge-shaped surface
10 Betätigungsmittel10 actuators
11 Stange11 rod
12 Platte12 plate
13 Zylinder-Kolben-Einheit13 cylinder-piston unit
14 Zylinder-Kolben-Einheit14 cylinder-piston unit
15 Kolben15 pistons
16 Kolbenstnage16 piston rod
17 Bodenplatte17 base plate
18 Grundplatte18 base plate
19 Träger19 carriers
20 Gleitplatte20 sliding plate
21 Kragen21 collar
22 Bohrungen22 holes
23 Rippen23 ribs
24 Schrauben24 screws
25 Längsachse25 longitudinal axis
26 Gewindebohrung 27 Gewindezapfen26 threaded hole 27 threaded pin
28 Kolbenstange28 piston rod
30 Gestell30 frame
31 Kammer 32 Verschlußplatte31 chamber 32 closure plate
33 Schrauben33 screws
34 Dichtring34 sealing ring
35 Kolben35 pistons
36, 37 Radialwellendichtring 38 Schraube36, 37 radial shaft seal 38 screw
39 Gleitbuchse39 sliding bush
40 Ausnehmung40 recess
41 Federring41 spring washer
42 Federring 43 Kalibrierstation42 spring washer 43 calibration station
44 Kalibrierstation44 calibration station
45 Bearbeitungsstation45 processing station
46 Kalibrierstation46 calibration station
47 Kalibrierstation 48 Transferstraße47 Calibration station 48 Transfer line
T Transportrichtung T direction of transport

Claims

Patentansprüche: Claims:
1. Vorrichtung zur Herstellung eines Wabenköφers (3) mit einem Mantelrohr (2), die mehrere radial verschiebliche Segmente (5) umfaßt, durch die das Mantelrohr (2) verformbar ist,1. Device for producing a honeycomb body (3) with a jacket tube (2) which comprises a plurality of radially displaceable segments (5) through which the jacket tube (2) is deformable,
dadurch gekennzeichnet, daß die Segmente (5) jeweils eine im Querschnitt keilförmige Gleit¬ fläche (9) aufweisen, daß wenigstens 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.characterized in that the segments (5) each have a wedge-shaped sliding surface (9) in cross-section, that at least one annular, axially displaceable closing element (7) surrounding the segments (5) is provided, which has at least one inclined surface ( 8) has that the surface (8) slides on the sliding surface (9) and that an actuating device (10) connected to the closing element (7) is provided.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenig¬ stens vier, vorzugsweise sechs, insbesondere acht, Segmente (5) vor¬ gesehen sind.2. Device according to claim 1, characterized in that at least four, preferably six, in particular eight, segments (5) are seen.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vor¬ richtung (1) zwölf Segmente (5) aufweist.3. Apparatus according to claim 2, characterized in that the Vor¬ direction (1) has twelve segments (5).
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Segmente (5) das Mantelrohr (2) unmittelbar verformen.4. Apparatus according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the segments (5) deform the casing tube (2) directly.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Segmente (5) mit Werkzeugsegmenten lösbar verbindbar sind. 5. Apparatus according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the segments (5) can be detachably connected to tool segments.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Werkzeugsegmente gleich der Anzahl der Segmente (5) ist.6. The device according to claim 5, characterized in that the number of tool segments is equal to the number of segments (5).
ss
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.7. Device according to one of claims 1 to 6, characterized gekenn¬ characterized in that the inclined surface (9) is partially in contact with the sliding surface (8), and that the two surfaces (8 and 9) to each other an angle of preferably 0 , 5 to 3 ° form.
0 8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Segmente (5) gegen eine Federkraft radial einwärts verschieblich angeordnet sind.0 8. Device according to one of claims 1 to 7, characterized gekenn¬ characterized in that the segments (5) are arranged radially inwardly against a spring force.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß wenig- 5 stens ein Federelement (41, 42) vorgesehen ist, das mit jedem9. The device according to claim 8, characterized in that a least 5 spring element (41, 42) is provided, which with each
Segment (5) verbunden ist.Segment (5) is connected.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Federelement (41, 42) ein Federring ist. 010. The device according to claim 9, characterized in that the spring element (41, 42) is a spring ring. 0
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.11. Device according to one of claims 1 to 10, characterized gekenn¬ characterized in that the actuating device (10) at least two, preferably four, rods (11), a plate (12) and a cylinder-piston unit (13) The piston rod (28) of the cylinder-piston unit (13) with the plate (12), one end of each rod (11) with the plate (12) and the other end of each rod (11 ) is connected to the closing element (7).
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte (12) gleitend geführt ist. 12. The apparatus according to claim 11, characterized in that the plate (12) is slidably guided.
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-13. The apparatus of claim 11 or 12, characterized in that the segments (5) on a base plate (18) are arranged in that a bottom plate (17) is provided below the base plate (18) that between the base and the bottom plate (18 or 17) supports (19) are arranged so that on the base plate (17) the cylinder
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.Piston unit (13) is arranged that the base plate (18) has through bores through which the rods (11) extend, and that the plate (12) is optionally guided on the carriers (19).
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.14. The apparatus according to claim 13, characterized in that underneath the segments (5) in the base plate (18) is formed a bore into which a punch of an ejection device engages.
15. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswurfeinrichtung eine Zylinder-Kolben-Einheit ist.15. The apparatus according to claim 13, characterized in that the ejection device is a cylinder-piston unit.
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.16. Device according to one of claims 1 to 10, characterized gekenn¬ characterized in that it has a frame (30) in which an annular chamber (31) is formed, that in the chamber (31) a piston ( 32) is arranged, which is connected to rods (11) which engage the closure element (7).
17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekenn- zeichnet, daß ein Anschlag vorgesehen ist, der die axiale Position des Wabenköφers zwischen den Segmenten festlegt.17. Device according to one of claims 1 to 16, characterized in that a stop is provided which defines the axial position of the honeycomb body between the segments.
18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag durch an wenigstens zwei Segmenten ausgebildete Nasen gebildet ist. 18. The apparatus according to claim 17, characterized in that the stop is formed by noses formed on at least two segments.
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.19. Device according to one of claims 1 to 18, characterized gekenn¬ characterized in that an outlet opening (43) is formed below the segments (5), the cross section of which corresponds essentially to the contour formed by the segments (5) in a radial plane.
20. Verfahren zum Herstellen eines Wabenköφers (1) mit einem Man¬ telrohr (2), bei dem der Wabenköφer (1) unter Beibehaltung seiner Transportrichtung (T) wenigstens eine Kalibrierstation (43, 44, 46, 47) durchläuft, in der das Mantelrohr (2) verformt wird.20. A method for producing a honeycomb body (1) with a jacket tube (2), in which the honeycomb body (1) passes through at least one calibration station (43, 44, 46, 47) while maintaining its transport direction (T), in which the Jacket tube (2) is deformed.
21. Verfahren nach Anspruch 20, bei dem der Wabenköφer (1) nach¬ einander mehrere Kalibrierstationen (43, 44, 46, 47) durchläuft.21. The method according to claim 20, wherein the honeycomb body (1) successively passes through a plurality of calibration stations (43, 44, 46, 47).
22. Verfahren nach Anspruch 21, bei dem in den Einzelnen Kalibrier- Stationen (43, 44, 46, 47) nur vorbestimmte Axialabschnitte des22. The method according to claim 21, in which in the individual calibration stations (43, 44, 46, 47) only predetermined axial sections of the
Mantelrohres (2) verformt werden.Jacket tube (2) are deformed.
23. Verfahren nach Anspruch 21, bei dem das Mantelrohr (2) in den aufeinanderfolgenden Kalibrierstationen (43, 44; 46, 47) sukzessive verformt wird.23. The method according to claim 21, in which the jacket tube (2) is successively deformed in the successive calibration stations (43, 44; 46, 47).
24. Verfahren nach Anspruch 22 oder 23, bei dem der Verformungsgrad des Mantelrohres (2) in den einzelnen Kalibrierstationen (43, 44, 46, 47) verschieden ist.24. The method according to claim 22 or 23, wherein the degree of deformation of the casing tube (2) in the individual calibration stations (43, 44, 46, 47) is different.
25. Verfahren nach einem oder mehreren Ansprüchen 21 bis 24, bei dem der Wabenköφer (1) die einzelnen Kalibrierstationen (43, 44, 46. 47) unmittelbar nacheinander durchläuft. 25. The method according to one or more claims 21 to 24, in which the honeycomb body (1) passes through the individual calibration stations (43, 44, 46, 47) immediately one after the other.
26. Verfahren nach einem oder mehreren Ansprüchen 21 bis 24, bei dem der Wabenköφer (1) wenigstens nach einer Kalibrierstation (43, 44, 46, 47) mindestens einem weiteren Herstellungsschritt unterzogen wird.26. The method according to one or more claims 21 to 24, in which the honeycomb body (1) is subjected to at least one further production step at least after a calibration station (43, 44, 46, 47).
27. Verfahren zur Herstellung eines Wabenköφers (1) mit einem Man¬ telrohr (2), insbesondere nach einem der Ansprüche 20 bis 27, wobei der Wabenköφer (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.27. A method for producing a honeycomb body (1) with a jacket tube (2), in particular according to one of claims 20 to 27, wherein the honeycomb body (1) with the jacket tube (2) is arranged in a space delimited by segments (5) is at least one annular, at least one inclined surface (8) having, closing element (7) is axially displaced, the surface (8) sliding on a sliding surface (9) of wedge-shaped cross-section on each segment (5), and the segments (5) are moved radially to the casing tube (2) and deform it.
28. Verfahren nach Anspruch 27, bei dem die Segmente (5) mehrmals geschlossen und geöffnet werden.28. The method according to claim 27, wherein the segments (5) are closed and opened several times.
29. Verfahren zum Herstellen eines rotationssymmetrischen Wabenköφers nach einem der Ansprüche 20 bis 28, bei dem der Wabenköφer (1) vor dem Eintritt in mindestens eine auf eine Kalibrierstation (43, 44, 46) folgende Kalibrierstation (44, 46, 47) und/oder zwischen zwei29. A method for producing a rotationally symmetrical honeycomb body according to one of claims 20 to 28, in which the honeycomb body (1) before entering at least one calibration station (44, 46, 47) following a calibration station (43, 44, 46) and / or between two
Schließvorgängen der Segmente (5) um seine Längsachse verdreht wird, wobei der Verdrehwinkel kleiner ist als der Bogenwinkel eines Segmentes (5). Closing of the segments (5) is rotated about its longitudinal axis, the angle of rotation being smaller than the arc angle of a segment (5).
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