EP1283333B1 - Verfahren zur Herstellung eines Abgaskatalysators - Google Patents

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EP1283333B1
EP1283333B1 EP01119345A EP01119345A EP1283333B1 EP 1283333 B1 EP1283333 B1 EP 1283333B1 EP 01119345 A EP01119345 A EP 01119345A EP 01119345 A EP01119345 A EP 01119345A EP 1283333 B1 EP1283333 B1 EP 1283333B1
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EP
European Patent Office
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pipe
reshaping
anyone
section
during
Prior art date
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Bernhard Rolf
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Leifeld Metal Spinning GmbH
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Leifeld Metal Spinning GmbH
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    • B21D53/00—Making other particular articles
    • B21D53/88—Making other particular articles other parts for vehicles, e.g. cowlings, mudguards
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D22/00—Shaping without cutting, by stamping, spinning, or deep-drawing
    • B21D22/14—Spinning
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    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
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    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
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    • F01N3/24—Exhaust 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
    • F01N3/28—Construction of catalytic reactors
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    • F01N3/28—Construction of catalytic reactors
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F01N2470/00—Structure or shape of gas passages, pipes or tubes
    • F01N2470/26—Tubes being formed by extrusion, drawing or rolling

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a Catalytic converter according to the preamble of claim 1.
  • Catalytic converters of the type mentioned are under used in other vehicles in the purification of exhaust gases.
  • the catalytic converter is usually made of a metal housing formed in which a catalyst insert arranged is.
  • the catalyst used is usually a ceramic body, a so-called monolith used by a Varied flow channels and on its surface coated with a catalytically active substance is. Often, the catalyst insert has a padding wadding on, with the ceramic body wrapped in the housing is used.
  • From DE 197 34 198 A1 is a process for the preparation a catalytic converter known in which from a sheet first deep-drawn the housing of the catalytic converter is, at the same time the first port of the catalytic converter is formed on the housing. Subsequently the catalyst insert is inserted into the housing and the second connection piece is retracted by rolling.
  • JP 2000179334 describes a method and a device for producing a catalytic converter with a Housing with two connecting pieces, as well as one in the housing arranged catalyst insert.
  • the catalyst insert is inserted into a housing forming tube, and the Ends of the pipe are used to make the connecting pieces shaped by chipless forming.
  • the tube is in his Length dimensioned so that a double workpiece are manufactured can, and an intermediate section between the two Ends is formed. Finally, the pipe is in range the reformed intermediate section separated and formed two individual workpieces, which after insertion of the Catalyst insert are molded at its insertion end.
  • DE 197 23 939 A1 discloses a method for the production an exhaust gas catalyst in which as starting material a pipe is used, one of which is an open end first is retracted by non-cutting forming. Subsequently, will in the still open insertion end of the tube of the catalyst insert introduced. After assembly of the catalyst insert becomes the still open introductory to forming the second Connecting piece of the catalytic converter by non-cutting forming moved in.
  • the method known from DE 197 23 939 A1 records already characterized by high productivity.
  • the housing the catalytic converter is made of comparatively thin sheets is made, usually sheet thicknesses of about 1.5 mm.
  • sheet thicknesses usually sheet thicknesses of about 1.5 mm.
  • the housing of catalytic converters often made of hard-to-mold materials, especially made of stainless steels, which also tend to wrinkle.
  • connection piece When forming the second connection piece on the housing there is also the problem that the connection piece usually not formed against an internal mandrel can. Consequently, one is compared with the molding the first connecting piece still larger number of forming steps required, with even lower forming speeds must be carried out to the formation to avoid wrinkles.
  • the tube is in his Length so that from the tube a double workpiece can be made.
  • a first process step becomes an intermediate portion of the pipe between the two Retracted ends, whereby the double workpiece formed becomes.
  • two connecting pieces are formed, whereby the manufacturing time compared with the known methods significantly reduced.
  • the formation of wrinkles avoided when drawing in the intermediate section of the tube, because the pipe material on both sides of the intermediate section the pipe material in the forming area of the intermediate section supports. This will cause the kink stability of the pipe material in the forming area compared to those during forming acting tangential compressive stresses so far increases that wrinkling in the intermediate section during Forming is prevented.
  • the tube can be compared with a the known method much higher forming speed be confiscated in the intermediate section.
  • feeding can the contour of the connecting piece in a single Shaping be shaped, resulting in an additional Shortening of the production time results.
  • the pipe is pulled in the area of the Intermediate section separated, with the two individual workpieces be formed from the double workpiece.
  • the Inserting the catalyst inserts may be before or after Separating the intermediate section will be made every single piece of work at its introductory part to form the second connecting piece retracted.
  • Method is the intermediate section of the tube symmetrical formed between its ends, so that the after separation formed individual workpieces at least show approximately identical dimensions. In this way It is possible to use two tubes simultaneously to produce identical individual workpieces.
  • the pipe immediately after drawing the intermediate section to separate since the insertion of the Catalyst inserts in the individual workpieces is simplified and feeding the importers of the individual workpieces separate processing stations simultaneously can. Furthermore, it is in this process variant of Advantage, when the retraction of the intermediate section and the Separating the double workpiece into the two individual workpieces in a single clamping, so that the pipe not stretched after drawing in the intermediate section and in a subsequent processing device for Disconnect must be re-clamped. This results a particularly high manufacturing accuracy, since the various Processing steps on one and the same machine can be performed.
  • the forming of the tube takes place in a particularly preferred Process variant with the help of at least two forming rollers.
  • the forming rollers results on the one hand, the advantage that with appropriate adjustment the forming rollers a correspondingly large design freedom in the molding in particular of the pipe transitions is given in the connection piece. on the other hand is a particularly gentle by the use of forming rollers Pulling in of the connecting pieces on the pipe is achieved.
  • This variant of the method is in particular the use of three forming rollers advantageous, evenly over the circumference of the pipe are distributed, as through this Arrange the forming forces that lead to a bending of the Pipe could lead during forming of the forming rollers taken each other and thus balanced become.
  • Manufacturing process is used to retract the insertion end at least one forming roll used against an at least partially conical Thorn is formed.
  • the forming roller is the workpiece to be reshaped each between a section of the conical Dorns and the forming roll out.
  • the conical mandrel is synchronized with the feed movement of the forming roller moved axially, so that the edge of the workpiece area to be reshaped supported and temporarily between the mandrel and the forming roller is guided. As a result, wrinkles can be avoided or incurred Wrinkles are rolled smoothly.
  • catalytic converters it may be necessary for catalytic converters be that the connecting pieces offset from the longitudinal axis of the Housing run.
  • the connecting pieces of the housing then become concentric about the axis of rotation formed of the pipe, so that the connecting pieces after retraction of the tube offset to the longitudinal axis of the tube are formed on this.
  • the tube with its longitudinal axis at a predetermined angle inclined to the axis of rotation let go, so that when feeding of the pipe connecting pipe at an angle inclined to the longitudinal axis of the tube extending at this formed are.
  • Methods are used to reshape the pipe at the same time used several forming rollers, wherein the forming rollers radially and optionally simultaneously also axially be delivered.
  • the forming rollers can in their outer contour It should be designed so that by forming formed outer profile of the tube in its shape of the final shape of the catalytic converter corresponds. At the same time by the use of forming rollers extremely gentle and economical manufacturing of catalytic converters possible.
  • an electronically controllable actuator controlled by an electronic control unit is, which is a Zustellweg for the forming roller the rotation angle of the pipe, given geometric data of Pipe and of the exhaust gas catalyst to be formed (nominal data) and a correction factor determined.
  • Fig. 1 is a sectional side view of an exhaust gas catalyst 10, for example, in motor vehicles used for cleaning exhaust gases.
  • the catalytic converter 10 has a housing 12 which is made of a stainless Steel is made.
  • the catalyst insert 14 is formed of a ceramic monolyte 16, in which a Variety of flow channels are formed, through which the Exhaust gas flows, and its surface with a catalytic active substance is coated.
  • a padding mat 18 is laid, which is the ceramic monolith 16 completely encloses and this in the housing 12 in a defined position.
  • the housing portion 20, in the catalyst insert 14 is received goes to everyone its ends to form a transition contour 22 respectively in a connecting piece 24 via.
  • the connecting pieces 24 serve as an inlet or outlet for the catalytic converter 10, wherein the individual exhaust pipes, not shown the exhaust system to the connecting piece 24 in known Be releasably secured manner.
  • Fig. 2 is a first variant of the invention
  • Process for producing the catalytic converter shown in Fig. 1 10 is shown.
  • the tube 30 is dimensioned in its length, that made of the pipe a total of two catalytic converters 10 can be, as will be explained later.
  • the tube 30 is first with its two ends 32 and 34th in the spindles (not shown) of a flow-forming machine used. Subsequently, an intermediate portion 36, the formed symmetrically between the two ends 32 and 34 is retracted by means of a first forming roller 38.
  • the Forming roller 38 is continuously fed radially, while at the same time the tube 30 about an axis of rotation R in Rotation is offset.
  • the outer contour 40 of the forming roller 38 is designed so that through the outer contour 40th the forming roller 38, the transition contours 22 and the connecting pieces 24 two housing 12 are made, the with their connecting pieces 24 merge into each other.
  • a double workpiece 44 is formed, at the same time the ends 32 of two housing 12th each formed in its final shape.
  • wrinkling will occur prevented in the intermediate section 36, since the pipe material in Forming region of the intermediate portion 36 of the pipe material supported on both sides of the intermediate section 36, whereby the kinking stability in the forming area comparatively is high.
  • the double workpiece 44 by means of a cutting roller (not shown) divided into two individual workpieces 46, the following be fed to a separate processing.
  • the inner mandrels 48 may have a larger diameter paragraph 49, where the pipe ends 32, 34 come to rest.
  • the inner mandrels 48 may have a larger diameter paragraph 49, where the pipe ends 32, 34 come to rest.
  • Fig. 4 is a modified process step in Section shown in which when retracting the second end 34 of the tube 30 additionally an internal mandrel 56 is used, which is inserted into the open end 34 of the tube 30 during retraction becomes.
  • the inner mandrel 56 has a cylindrical Support surface 58 and a radially projecting from this Bund 60 on. With the help of the cylindrical support surface 58 the inner contour of the connecting piece 24 is defined formed while the collar 60 an axial flow of the Pipe material limited.
  • Fig. 5 is an alternative embodiment of the Process step for pulling in the second end 34 of the Tube 30 shown in section.
  • this process variant becomes the second end 34 by means of a third forming roller 62 reshaped, in the opposite of the two previously described Variants on the outer peripheral surface of the Pressure roller 62 only a radially encircling forming edge 64th is trained.
  • a conical mandrel 66 is used, which is a cone-shaped Support surface 68 and a subsequent to this cylindrical support surface 70 has.
  • the cylindrical Support surface 70 is on the front side of the conical Dorns 66 provided and goes into the widening cone-shaped Support surface 68 via.
  • the conical Dorn 66 with its cylindrical support surface 70 in the open second end 34 of the tube 30 is inserted.
  • the third forming roller 62 is delivered radially and simultaneously moved axially.
  • the conical mandrel 66 synchronized with the feed motion the Umformrolle 62 axially moved, wherein the fold avoidance the workpiece area to be reshaped at least temporarily between the forming edge 64 of the third forming roller 62 and a surface portion of the tapered support surface 68 of the conical mandrel 66 is guided, as shown in FIG. 5 shows.
  • Tube 30a and 30b with non-rotationally symmetrical cross sections can be used, as shown in Fig. 6 to 8 are.
  • the tube 30a shown in Figs. 6 and 7 has a cross-sectionally O-shaped shape. That in Fig. 8
  • the tube 30b shown has an oval shape, such as it is customary in particular in catalytic converters 10.
  • FIGS. 9 and 10 show a process variant of the invention Shown method.
  • this process variant is the tube 30 with its longitudinal axis L to the amount X offset to the rotation axis R in the flow-forming machine (not shown) used.
  • the intermediate portion 36 on the pipe 30 by a total formed three forming rollers 38, while the tube 30th rotates about the rotation axis R.
  • the forming rollers 38 are thereby delivered radially with different amount, such as Fig. 10 shows, whereby the retracted intermediate portion 36 off-axis with respect to the longitudinal axis L of the tube 30 at this is formed, as Fig. 9 shows.
  • FIGS. 11 and 12 show an exhaust gas catalytic converter 10b. the one with the method described above from a cross-section oval tube 30b has been made. In this Catalytic converter 10b became the single workpiece 46 for molding the second port 24 but offset in parallel used in the flow-forming machine, so the two finished connecting piece 24 offset from each other and offset from the longitudinal axis of the tube 30b formed on this are.
  • FIG. 13 shows a third variant of the method in which the Tube 30 with its longitudinal axis L under a predetermined Angle ⁇ inclined to the rotation axis R in the spindle 72nd the flow-forming machine used and the intermediate section 36 has been formed. Subsequently, the thus formed Double workpiece 44 separated in the manner described above, into the resulting individual workpieces 46 catalyst inserts 14 used and the still open ends 34 of Individual workpieces 46 retracted. Again, this will be the case to be formed individual workpiece 46 with its longitudinal axis L below a predetermined angle ⁇ inclined to the axis of rotation R of the spindle 72 inserted into this.
  • the second end 34 is then reshaped with the aid of a forming roller 74, that the resulting when retracting the second end 34 Connecting piece 24 inclined at the angle ⁇ to the longitudinal axis L of the tube 30 and the individual workpiece 46th is formed at this running.

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Abgaskatalysators nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Abgaskatalysatoren der eingangs genannten Art werden unter anderem in Kraftfahrzeugen zur Reinigung von Abgasen eingesetzt. Der Abgaskatalysator ist üblicherweise aus einem Metallgehäuse gebildet, in dem ein Katalysatoreinsatz angeordnet ist. Als Katalysatoreinsatz wird meist ein Keramikkörper, ein sogenannter Monolith verwendet, der von einer Vielzahl Strömungskanälen durchzogen und an seiner Oberfläche mit einer katalytisch wirksamen Substanz beschichtet ist. Häufig weist der Katalysatoreinsatz eine Polsterwatte auf, mit der der Keramikkörper umwickelt in das Gehäuse eingesetzt ist.
Aus der DE 197 34 198 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung eines Abgaskatalysators bekannt, bei dem aus einem Blech zunächst das Gehäuse des Abgaskatalysators tiefgezogen wird, wobei gleichzeitig der erste Anschlussstutzen des Abgaskatalysators am Gehäuse ausgeformt wird. Anschließend wird der Katalysatoreinsatz in das Gehäuse eingesetzt und der zweite Anschlussstutzen durch Rollieren eingezogen.
Die JP 2000179334 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung eines Abgaskatalysators mit einem Gehäuse mit zwei Anschlussstutzen, sowie einen im Gehäuse angeordneten Katalysatoreinsatz. Der Katalysatoreinsatz wird in ein das Gehäuse bildendes Rohr eingeführt, und die Enden des Rohres werden zum Bilden der Anschlussstutzen durch spanloses Umformen geformt. Das Rohr wird in seiner Länge so bemessen, dass ein Doppelwerkstück gefertigt werden kann, und ein Zwischenabschnitt zwischen dessen beiden Enden ausgebildet wird. Schließlich wird das Rohr im Bereich des umgeformten Zwischenabschnitts abgetrennt und zwei Einzelwerkstücke gebildet, die nach dem Einführen des Katalysatoreinsatzes an ihrem Einführende eingeformt werden.
Die DE 197 23 939 A1 offenbart ein Verfahren zur Herstellung eines Abgaskatalysators, bei dem als Ausgangsmaterial ein Rohr verwendet wird, dessen eines offenes Ende zunächst durch spanloses Umformen eingezogen wird. Anschließend wird in das noch offene Einführende des Rohrs der Katalysatoreinsatz eingeführt. Nach der Montage des Katalysatoreinsatzes wird das noch offene Einführende zum Bilden des zweiten Anschlussstutzens des Abgaskatalysators durch spanloses Umformen eingezogen.
Das aus der DE 197 23 939 A1 bekannte Verfahren zeichnet sich bereits durch eine hohe Produktivität aus. Das Gehäuse des Abgaskatalysators wird aus vergleichsweise dünnen Blechen gefertigt wird, üblich sind Blechstärken von ca. 1,5 mm. Dabei besteht beim Ausformen des Anschlussstutzens am Gehäuse die Gefahr der Faltenbildung durch zu hohe tangentiale Druckspannungen. Ferner werden die Gehäuse von Abgaskatalysatoren häufig aus schwer verformbaren Werkstoffen, insbesondere nichtrostenden Stählen gefertigt, die gleichfalls zur Faltenbildung neigen.
Um dies zu vermeiden, wird bei diesem bekannten Verfahren das Rohr von innen her mit Hilfe eines Innendorns beim Einziehen des Anschlussstutzen abgestützt. Trotz dieser Maßnahme kann das spanlose Umformen bei diesem bekannten Verfahren häufig jedoch nur stufenweise durchgeführt werden, um die Faltenbildung zu vermeiden. Bei Verwendung eines Drückwalzverfahrens zum Einziehen der Anschlussstutzen ist also eine Vielzahl von Rollenüberläufen erforderlich, um die Anschlussstutzen auszuformen. Dadurch ergibt sich eine relativ lange Fertigungsdauer.
Bei der Ausformung des zweiten Anschlussstutzens am Gehäuse besteht darüber hinaus das Problem, dass der Anschlussstutzen üblicherweise nicht gegen einen Innendorn geformt werden kann. Folglich ist eine verglichen mit der Ausformung des ersten Anschlussstutzens noch größere Anzahl an Umformschritten erforderlich, die mit noch geringeren Umformgeschwindigkeiten ausgeführt werden müssen, um die Bildung von Falten zu vermeiden.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein besonders effizientes Verfahren zur Herstellung eines Abgaskatalysators anzugeben.
Die Erfindung löst die Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen nach Anspruch 1. Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, der Zeichnung sowie den abhängigen Ansprüchen.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist das Rohr in seiner Länge so bemessen, dass aus dem Rohr ein Doppelwerkstück gefertigt werden kann. In einem ersten Verfahrensschritt wird ein Zwischenabschnitt des Rohrs zwischen dessen beiden Enden eingezogen, wodurch das Doppelwerkstück ausgebildet wird. Auf diese Weise werden an zwei Werkstücken gleichzeitig zwei Anschlussstutzen ausgeformt, wodurch sich die Fertigungszeit verglichen mit den bekannten Verfahren deutlich reduziert. Gleichzeitig wird die Bildung von Falten beim Einziehen des Zwischenabschnittes des Rohrs vermieden, da der Rohrwerkstoff zu beiden Seiten des Zwischenabschnittes den Rohrwerkstoff im Umformbereich des Zwischenabschnittes stützt. Hierdurch wird die Knickstabilität des Rohrwerkstoffes im Umformbereich gegenüber den beim Umformen wirkenden tangentialen Druckspannungen so weit erhöht, dass eine Faltenbildung im Zwischenabschnitt beim Umformen verhindert ist. Durch die Tatsache, dass bei diesem Verfahrensschritt eine Faltenbildung am Rohr nahezu ausgeschlossen ist, kann das Rohr mit einer verglichen mit den bekannten Verfahren sehr viel höheren Umformgeschwindigkeit im Zwischenabschnitt eingezogen werden. Beim Einziehen kann die Kontur der Anschlussstutzen in einer einzigen Zustellung geformt werden, wodurch sich eine zusätzliche Verkürzung der Fertigungszeit ergibt.
Anschließend wird das Rohr im Bereich des eingezogenen Zwischenabschnittes abgetrennt, wobei die beiden Einzelwerkstücke aus dem Doppelwerkstück gebildet werden. Nach dem Einführen der Katalysatoreinsätze in die Werkstücke, das Einführen der Katalysatoreinsätze kann vor oder nach dem Trennen des Zwischenabschnittes vorgenommen werden, wird jedes Einzelwerkstück an seinem Einführende zur Bildung des zweiten Anschlussstutzens eingezogen.
Bei einer bevorzugten Verfahrensvariante des erfindungsgemäßen Verfahrens ist der Zwischenabschnitt des Rohrs symmetrisch zwischen dessen Enden ausgeformt, so dass die nach dem Trennen gebildeten Einzelwerkstücke zumindest annähernd identische Abmessungen zeigen. Auf diese Weise ist es möglich, aus einem Rohr gleichzeitig jeweils zwei identische Einzelwerkstücke zu fertigen.
Um den Fertigungsprozess insgesamt zu beschleunigen, ist es ferner von Vorteil, das Rohr unmittelbar nach dem Einziehen des Zwischenabschnittes abzutrennen, da das Einführen der Katalysatoreinsätze in die Einzelwerkstücke vereinfacht ist und das Einziehen der Einführenden der Einzelwerkstücke an getrennten Bearbeitungsstationen gleichzeitig erfolgen kann. Des Weiteren ist es bei dieser Verfahrensvariante von Vorteil, wenn das Einziehen des Zwischenabschnittes und das Trennen des Doppelwerkstücks in die zwei Einzelwerkstücke in einer einzigen Aufspannung erfolgt, so dass das Rohr nach dem Einziehen des Zwischenabschnittes nicht ausgespannt und in eine nachfolgende Bearbeitungseinrichtung zum Trennen erneut eingespannt werden muss. Hierdurch ergibt sich eine besonders hohe Fertigungsgenauigkeit, da die verschiedenen Bearbeitungsschritte auf ein und derselben Maschine durchgeführt werden können.
Das Umformen des Rohrs erfolgt bei einer besonders bevorzugten Verfahrensvariante mit Hilfe mindestens zweier Umformrollen. Durch die Verwendung der Umformrollen ergibt sich einerseits der Vorteil, dass bei entsprechender Verstellung der Umformrollen eine entsprechend große Gestaltungsfreiheit bei der Ausformung insbesondere der Rohrübergänge in die Anschlussstutzen gegeben ist. Andererseits wird durch den Einsatz der Umformrollen ein besonders schonendes Einziehen der Anschlussstutzen am Rohr erreicht. Bei dieser Verfahrensvariante ist insbesondere der Einsatz von drei Umformrollen von Vorteil, die gleichmäßig über den Umfang des Rohres verteilt angeordnet sind, da durch diese Anordnung die Umformkräfte, die zu einem Verbiegen des Rohrs während des Umformens führen könnten, von den Umformrollen gegenseitig aufgenommen und damit ausgeglichen werden.
Insbesondere bei Verwendung von Rohren mit geringer Wandstärke wird ferner vorgeschlagen, beim Einziehen des Zwischenabschnittes das Rohr von der Innenseite des Rohrs her abzustützen, um dem Zwischenabschnitt mit noch höheren Umformgeschwindigkeiten auszuformen, da ein Ausknicken des Rohres durch die Innenabstützung nahezu ausgeschlossen ist. Zum Abstützen des Zwischenabschnitts wird vorzugsweise die Verwendung eines Innendorns vorgeschlagen, der in das Rohr eingeführt wird. Bei einer besonders bevorzugten Verfahrensvariante werden in beide Enden des Rohrs zwei Innendorne eingeführt, die im Bereich des Zwischenabschnittes aneinander zur Anlage kommen. Die Verwendung eines Innendorns hat ferner den Vorteil, dass bei entsprechender Gestaltung der Außenkontur des Innendorns die Innenkontur des aus dem Rohr zu fertigenden Gehäuses des Abgaskatalysators definiert ausgeformt werden kann.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, auch das Einführende des Rohrs beim Einziehen des Anschlussstutzens von der Innenseite her abzustützen, um auch bei diesem Verfahrensschritt eine unerwünschte Faltenbildung zu vermeiden. Auch bei dieser Verfahrensvariante kann zum Abstützen des Rohrs vorzugsweise ein Innendorn verwendet, der in das Einführende des Rohrs beim Einziehen der zweiten Anschlussstutzen eingeführt wird.
Bei einer bevorzugten Verfahrensvariante des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens wird zum Einziehen des Einführendes mindestens eine Umformrolle verwendet, die gegen einen zumindest abschnittsweise konisch ausgebildeten Dorn geformt wird. Durch eine axiale und radiale Zustellbewegung der Umformrolle wird dabei der umzuformende Werkstückbereich jeweils zwischen einem Abschnitt des konischen Dorns und der Umformrolle geführt.
Bei einer besonders vorteilhaften Weiterbildung dieser Verfahrensvariante wird der konische Dorn synchronisiert mit der Zustellbewegung der Umformrolle axial verfahren, so dass der Rand des umzuformenden Werkstückbereiches abgestützt und zeitweise zwischen dem Dorn und der Umformrolle geführt ist. Hierdurch können Falten vermieden oder entstandene Falten glatt gewalzt werden.
Des Weiteren wird bei Verwendung eines Dorns vorgeschlagen, einen Dorn mit einem zylindrischen Abschnitt einzusetzen, der beim Einziehen des Rohrs zur Bildung eines zylindrischen Rohrabschnittes, beispielsweise zur Bildung des Anschlussstutzens, führt.
Bei einer besonders bevorzugten Variante des Verfahrens wird ferner vorgeschlagen, beim Einziehen des Rohrs die eingezogenen Rohrabschnitte zu den fertigen Anschlussstutzen auszuformen. Hierdurch kann auf nachträgliche Bearbeitungsschritte zur Endbearbeitung der Anschlussstutzen verzichtet werden.
Da Abgaskatalysatoren über vielfältigste Querschnittsformen verfügen, wird ferner vorgeschlagen, nicht nur im Querschnitt kreisrunde Rohre als Ausgangsmaterial zu verwenden, sondern entsprechend dem Endquerschnitt des zu fertigenden Gehäuses des Abgaskatalysators Rohre einzusetzen, die im Querschnitt nicht rotationssymmetrisch sind. So werden insbesondere im Querschnitt ovale oder ellipsenförmige Rohre als Ausgangsmaterial verwendet.
Des Weiteren kann es bei Abgaskatalysatoren erforderlich sein, dass die Anschlussstutzen versetzt zur Längsachse des Gehäuses verlaufen. Um auch derartige Abgaskatalysatoren mit dem erfindungsgemäßen Verfahren fertigen zu können, wird bei einer besonders bevorzugten Verfahrensvariante vorgeschlagen, das Rohr beim Umformen um eine Rotationsachse zu rotieren, wobei das Rohr mit seiner Längsachse parallel versetzt zur Rotationsachse verläuft. Die Anschlussstutzen des Gehäuses werden dann konzentrisch um die Rotationsachse des Rohrs ausgeformt, so dass die Anschlussstutzen nach dem Einziehen des Rohres versetzt zur Längsachse des Rohrs an diesem ausgeformt sind.
Alternativ ist es auch möglich, das Rohr mit seiner Längsachse unter einem vorgegebenen Winkel geneigt zur Rotationsachse verlaufen zu lassen, so dass die beim Einziehen des Rohrs entstehenden Anschlussstutzen unter einem Winkel geneigt zur Längsachse des Rohrs verlaufend an diesem ausgeformt sind.
Ferner wird vorgeschlagen, die beim Einziehen auszubildenden Anschlussstutzen so auszuformen, dass sie mit ihren Symmetrieachsen versetzt zueinander verlaufen.
Bei einer besonders bevorzugten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens werden zum Umformen des Rohrs gleichzeitig mehrere Umformrollen eingesetzt, wobei die Umformrollen radial und gegebenenfalls gleichzeitig auch axial zugestellt werden. Die Umformrollen können in ihrer Außenkontur dabei so gestaltet sein, dass das durch das Umformen gebildete Außenprofil des Rohrs in seiner Gestalt der endgültigen Gestalt des Abgaskatalysators entspricht. Gleichzeitig wird durch die Verwendung von Umformrollen ein äußerst schonendes und wirtschaftliches Fertigen der Abgaskatalysatoren möglich.
Damit bei Verwendung mindestens einer Umformrolle zum Umformen des Rohrs auch Rohre mit nicht rotationssymmetrischen Querschnittsformen ausgeformt werden können, wird ferner vorgeschlagen, die Umformrolle beim Einziehen des Rohres zwischen einer maximalen und einer minimalen Zustellposition radial zu verstellen. Dieses Verfahrens zur spanlosen Fertigung nicht rotationssymetrischer Teile ist grundsätzlich bekannt.
Nach dem Verfahren ist vorgesehen, zum Ausbilden einer definierten Abweichung von der Rotationssymmetrie die Umformrolle während einer einzelnen Umdrehung des Rohres zwischen der maximalen und der minimalen Zustellposition radial zu verstellen, wobei das radiale Verstellen der Umformrolle während einer einzelnen Umdrehung von dem Drehwinkel des Rohres abhängt.
Zum Zustellen der Umformrolle wird bei diesem Verfahren insbesondere ein elektronisch ansteuerbares Stellorgan verwendet, das von einer elektronischen Steuereinheit gesteuert wird, welche einen Zustellweg für die Umformrolle aus dem Drehwinkel des Rohrs, vorgegebenen Geometriedaten des Rohrs sowie des zu formenden Abgaskatalysators (Solldaten) und einem Korrekturfaktor ermittelt.
Sollen mit dem erfindungsgemäßen Verfahren auch Rohre aus höherfesten Werkstoffen umgeformt werden, wird ferner vorgeschlagen, vor und gegebenenfalls auch während des Umformens des Rohrs das Rohr auf eine Temperatur oberhalb der Rekristallisationstemperatur des Rohrwerkstoffes zu erwärmen, wodurch der Rohrwerkstoff dem Umformen geringere Widerstandskräfte entgegensetzt.
Nachfolgend wird das erfindungsgemäße Verfahren anhand dreier Ausführungsvarianten unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:
Fig. 1
eine geschnittene Seitenansicht eines Abgaskatalysators;
Fig. 2
eine geschnittene Seitenansicht eines Rohrs beim Ausformen eines Doppelwerkstücks zur Fertigung zweier Gehäuse zweier Abgaskatalysatoren;
Fig. 3
eine geschnittene Seitenansicht, in der die Fertigung eines zweiten Anschlussstutzens eines der Gehäuse gezeigt ist;
Fig. 4
eine geschnittene Seitenansicht, in der die Fertigung des zweiten Anschlussstutzens eines der Gehäuse unter Verwendung eines zylindrischen Innendorns gezeigt ist;
Fig. 5
eine geschnittene Seitenansicht, in der die Fertigung des zweiten Anschlussstutzens eines der Gehäuse unter Verwendung eines konischen Innendorns gezeigt ist;
Fig. 6
eine geschnittene Seitenansicht eines nicht rotationssymmetrischen Rohrs nach dem Ausformen zu einem Doppelwerkstück;
Fig. 7
eine geschnittene Vorderansicht des Rohrs nach Fig. 6;
Fig. 8
eine geschnittene Vorderansicht eines im Querschnitt ovalen Rohrs nach dem Ausformen der Anschlussstutzen;
Fig. 9
eine Seitenansicht, in der das Ausformen des Doppelwerkstücks nach einer zweiten Verfahrensvariante gezeigt ist, bei der die Anschlussstutzen versetzt zur Längsachse des Rohrs an diesem ausgeformt werden;
Fig. 10
eine Vorderansicht, in der die verschiedenen Verfahrensschritte beim Ausformen des Doppelwerkstücks gezeigt sind;
Fig. 11
eine geschnittene Seitenansicht eines Abgaskatalysators mit ovalem Querschnitt, der nach dem Verfahren nach Fig. 9 gefertigt worden ist;
Fig. 12
eine Vorderansicht des Abgaskatalysators nach Fig. 11; und
Fig. 13
eine geschnittene Seitenansicht, in der eine dritte Verfahrensvariante zum Fertigen eines Abgaskatalysators gezeigt ist.
In Fig. 1 ist in geschnittener Seitenansicht ein Abgaskatalysator 10 gezeigt, der beispielsweise in Kraftfahrzeugen zum Reinigen von Abgasen eingesetzt wird. Der Abgaskatalysator 10 weist ein Gehäuse 12 auf, das aus einem nichtrostenden Stahl gefertigt ist. In dem Gehäuse 12 ist ein Katalysatoreinsatz 14 aufgenommen. Der Katalysatoreinsatz 14 ist aus einem Keramikmonolyten 16 gebildet, in dem eine Vielzahl Strömungskanäle ausgebildet sind, durch die das Abgas strömt, und dessen Oberfläche mit einer katalytisch wirksamen Substanz beschichtet ist. Um den Keramikmonolyten 16 ist eine Polstermatte 18 gelegt, die den Keramikmonolyten 16 vollständig umschließt und diesen im Gehäuse 12 in einer definierten Lage hält. Der Gehäuseabschnitt 20, in dem der Katalysatoreinsatz 14 aufgenommen ist, geht an jeder seiner Enden unter Bildung einer Übergangskontur 22 jeweils in einen Anschlussstutzen 24 über. Die Anschlussstutzen 24 dienen als Einlass bzw. Auslass für den Abgaskatalysator 10, wobei die einzelnen nicht dargestellten Abgasrohre der Abgasanlage an den Anschlussstutzen 24 in bekannter Weise lösbar befestigt werden.
In Fig. 2 ist eine erste Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung des in Fig. 1 gezeigten Abgaskatalysators 10 dargestellt. Zur Fertigung des Abgaskatalysators 10 wird ein Rohr 30 aus einem nichtrostenden Stahl verwendet, aus dem das Gehäuse 12 des Abgaskatalysators 10 durch das erfindungsgemäße Verfahren ausgeformt wird. Das Rohr 30 ist dabei in seiner Länge so bemessen, dass aus dem Rohr insgesamt zwei Abgaskatalysatoren 10 gefertigt werden können, wie später noch erläutert wird.
Das Rohr 30 wird zunächst mit seinen beiden Enden 32 und 34 in die Spindeln (nicht dargestellt) einer Drückwalzmaschine eingesetzt. Anschließend wird ein Zwischenabschnitt 36, der symmetrisch zwischen den beiden Enden 32 und 34 ausgebildet ist, mit Hilfe einer ersten Umformrolle 38 eingezogen. Die Umformrolle 38 wird kontinuierlich radial zugestellt, während gleichzeitig das Rohr 30 um eine Rotationsachse R in Drehung versetzt wird. Die Außenkontur 40 der Umformrolle 38 ist dabei so gestaltet, dass durch die Außenkontur 40 der Umformrolle 38 die Übergangskonturen 22 und die Anschlussstutzen 24 zweier Gehäuse 12 gefertigt werden, die mit ihren Anschlussstutzen 24 ineinander übergehen. Dabei wird die hohlzylindrische Gestalt der Anschlussstutzen 24 durch eine zylindrische Umfangsfläche 42 ausgeformt, die symmetrisch zwischen den Stirnseiten der Umformrolle 38 an der Außenkontur 40 abgebildet ist.
Durch dieses Verfahren wird ein Doppelwerkstück 44 ausgeformt, bei dem gleichzeitig die Enden 32 zweier Gehäuse 12 jeweils in deren endgültige Gestalt ausgeformt werden. Dabei wird durch die Gestalt des Rohrs 30 eine Faltenbildung im Zwischenabschnitt 36 verhindert, da der Rohrwerkstoff im Umformbereich des Zwischenabschnitts 36 vom Rohrwerkstoff zu beiden Seiten des Zwischenabschnitts 36 gestützt wird, wodurch die Knickstabilität im Umformbereich vergleichsweise hoch ist.
Nach dem Ausformen des Zwischenabschnitts 36 wird das Doppelwerkstück 44 mit Hilfe einer Schneidrolle (nicht dargestellt) in zwei Einzelwerkstücke 46 geteilt, die nachfolgend einer getrennten Bearbeitung zugeführt werden.
Bei einer Weiterbildung der zuvor beschriebenen Verfahrensvariante wird das Rohr 30 beim Ausformen des Zwischenabschnitts 36 zusätzlich von innen her abgestützt. Zu diesem Zweck werden in die beiden offenen Enden 32 und 34 des Rohrs 30 Innendorne 48 eingeführt, die im Bereich des Zwischenabschnitts 36 mit ihren Stirnseiten aneinander zur Anlage kommen. Die Innendorne 48 sind dabei so gestaltet, dass deren Außenkontur 47 der späteren Innenkontur des Rohrs 30 entspricht. Nach dem Positionieren der Innendorne 48 wird die Umformrolle 38 radial zugestellt und das Rohr 30 mit dem zuvor beschriebenen Verfahrensschritt eingezogen. Nach dem Einziehen werden die Innendorne 48 wieder aus dem Rohr 30 herausgezogen und das gebildete Doppelwerkstück 44 mit Hilfe einer Schneidrolle in die zwei Einzelwerkstücke 46 getrennt.
Die Innendorne 48 können durchmessergrößere Absätz 49 aufweisen, an denen die Rohrenden 32, 34 zur Anlage kommen. Beim Zusammenfahren der Innendorne 48 kann eine Stauchung zur Materialanhäufung im Zwischenabschnitt 36 erfolgen. Umgekehrt ist auch eine Verdünnung durch entsprechende Zustellung der Umformrolle 38 möglich.
Nach dem Trennen des Rohrs 30 wird in jedes Einzelwerkstück 46 zunächst der mit der Matte 18 umwickelte Keramikmonolyt 16 durch das noch unverformte Ende 34 des Rohrs 30 in das Rohr 30 eingeführt. Anschließend wird das Rohr 30 mit seinem verformten Ende in die Spindel (nicht dargestellt) einer weiteren Drückwalzmaschine eingesetzt.
Wie Fig. 3 zeigt, wird nach dem Spannen des Rohrs 30 in der Spindel das noch unverformte Ende 34, durch das der Katalysatoreinsatz 14 eingeführt wurde, mit Hilfe einer zweiten Umformrolle 50 zu der Übergangskontur 22 und dem zweiten Anschlussstutzen 24 ausgeformt. Auch hier ist die Außenkontur 52 der Formrolle 50 mit einer zylindrischen Umfangsfläche 54 versehen, so dass der Anschlussstutzen 24 fertig ausgeformt wird, ohne das eine nachfolgende weitere Bearbeitung des Anschlussstutzen 24 erforderlich ist.
In Fig. 4 ist ein abgewandelter Verfahrensschritt im Schnitt gezeigt, bei dem beim Einziehen des zweiten Endes 34 des Rohrs 30 zusätzlich ein Innendorn 56 verwendet wird, der in das offene Ende 34 des Rohrs 30 beim Einziehen eingeführt wird. Der Innendorn 56 weist eine zylindrische Stützfläche 58 sowie einen radial von dieser abstehenden Bund 60 auf. Mit Hilfe der zylindrischen Stützfläche 58 wird die Innenkontur des Anschlussstutzens 24 definiert ausgebildet, während der Bund 60 ein axiales Fließen des Rohrwerkstoffs begrenzt.
In Fig. 5 ist eine alternative Ausführungsvariante des Verfahrensschrittes zum Einziehen des zweiten Endes 34 des Rohrs 30 im Schnitt gezeigt. Bei dieser Verfahrensvariante wird das zweite Ende 34 mit Hilfe einer dritten Umformrolle 62 umgeformt, bei der entgegen den beiden zuvor beschriebenen Ausführungsvarianten an der Außenumfangsfläche der Drückrolle 62 nur eine radial umlaufende Umformkante 64 ausgebildet ist. Des weiteren wird bei dieser Ausführungsvariante ein konischer Dorn 66 verwendet, der eine kegelförmige Stützfläche 68 und eine sich an diese anschließende zylindrische Stützfläche 70 aufweist. Die zylindrische Stützfläche 70 ist dabei an der Stirnseite des konischen Dorns 66 vorgesehen und geht in die sich erweiternde kegelförmige Stützfläche 68 über.
Zum Umformen des zweiten Endes 34 des Rohrs 30 wird der konische Dorn 66 mit seiner zylindrischen Stützfläche 70 in das offene zweite Ende 34 des Rohrs 30 eingeführt. Anschließend wird die dritte Umformrolle 62 radial zugestellt und gleichzeitig axial verfahren. In gleicher Weise wird der konische Dorn 66 synchronisiert mit der Zustellbewegung der Umformrolle 62 axial verfahren, wobei zur Faltenvermeidung der umzuformende Werkstückbereich zumindest zeitweise zwischen der Umformkante 64 der dritten Umformrolle 62 und einem Oberflächenabschnitt der kegelförmigen Stützfläche 68 des konischen Dorns 66 geführt wird, wie Fig. 5 zeigt. Die Zustellbewegungen zwischen der Umformrolle 62 und dem konischen Dorn 66 werden dabei solange fortgeführt, bis die Umformrolle 62 in den Bereich der zylindrischen Stützfläche 70 gelangt. Ab diesem Zeitpunkt wird die Umformrolle 62 nurmehr axial bezüglich des konischen Dorns 66 verstellt, wodurch der hohe zylindrische Anschlussstutzen 24 ausgeformt wird, wie die gestrichelte Linienführung in Fig. 5 zeigt.
Die zuvor unter Bezugnahme auf die Fig. 2 bis 5 beschriebenen Verfahrensvarianten können auch zum Umformen von Rohren 30a und 30b mit nicht rotationssymmetrischen Querschnitten eingesetzt werden, wie sie in Fig. 6 bis 8 dargestellt sind. So weist das in den Fig. 6 und 7 gezeigte Rohr 30a eine im Querschnitt O-förmige Gestalt auf. Das in Fig. 8 dargestellte Rohr 30b zeigt dagegen eine ovale Gestalt, wie sie insbesondere bei Abgaskatalysatoren 10 üblich ist.
Zum Einziehen der Anschlussstutzen 24 wird bei diesen Rohren 30a und 30b mit nicht rotationssymmetrischen Querschnitten ein Verfahren zum spanlosen Umformen nicht rotationssymmetrischer Teile eingesetzt. Bei diesem Verfahren wird die Umformrolle 38, 50 bzw. 62 gesteuert zugestellt, so dass aus dem zunächst nicht rotationssymmetrischen Rohrquerschnitt der hohlzylindrische Anschlussstutzen 24 ausgeformt wird, während gleichzeitig die Übergangskontur 22 entsteht.
In den Fig. 9 und 10 ist eine Verfahrensvariante des erfindungsgemäßen Verfahrens gezeigt. Bei dieser Verfahrensvariante wird das Rohr 30 mit seiner Längsachse L um den Betrag X versetzt zur Rotationsachse R in die Drückwalzmaschine (nicht dargestellt) eingesetzt. Anschließend wird der Zwischenabschnitt 36 am Rohr 30 durch insgesamt drei Umformrollen 38 ausgeformt, während sich das Rohr 30 um die Rotationsachse R dreht. Die Umformrollen 38 werden dabei mit unterschiedlichem Betrag radial zugestellt, wie Fig. 10 zeigt, wodurch der eingezogene Zwischenabschnitt 36 achsversetzt bezüglich der Längsachse L des Rohrs 30 an diesem ausgeformt wird, wie Fig. 9 zeigt. Anschließend wird das so entstandene Doppelwerkstück 44 in der zuvor beschriebenen Weise in zwei Einzelwerkstücke 46 geteilt, in jedes Einzelwerkstück 46 der Katalysatoreinsatz 14 eingesetzt und das noch unverformte Ende 34 jedes Einzelwerkstücks 46 in entsprechender Weise zu dem Abgaskatalysator 10a umgeformt.
In den Fig. 11 und 12 ist ein Abgaskatalysator 10b gezeigt, der mit dem oben beschriebenen Verfahren aus einem im Querschnitt ovalen Rohr 30b gefertigt worden ist. Bei diesem Abgaskatalysator 10b wurde das Einzelwerkstück 46 zum Ausformen des zweiten Anschlussstutzen 24 jedoch parallel versetzt in die Drückwalzmaschine eingesetzt, so dass die beiden fertigen Anschlussstutzen 24 versetzt zueinander und versetzt zur Längsachse des Rohrs 30b an diesem ausgeformt sind.
Fig. 13 zeigt eine dritte Verfahrensvariante, bei der das Rohr 30 mit seiner Längsachse L unter einem vorgegebenen Winkel α geneigt zur Rotationsachse R in die Spindel 72 der Drückwalzmaschine eingesetzt und der Zwischenabschnitt 36 ausgeformt worden ist. Anschließend wird das so gebildete Doppelwerkstück 44 in der zuvor beschriebenen Weise getrennt, in die entstehenden Einzelwerkstücke 46 Katalysatoreinsätze 14 eingesetzt und die noch offenen Enden 34 der Einzelwerkstücke 46 eingezogen. Auch hier wird das jeweils umzuformende Einzelwerkstück 46 mit seiner Längsachse L unter einem vorgegebenen Winkel α geneigt zur Rotationsachse R der Spindel 72 in diese eingesetzt. Das zweite Ende 34 wird anschließend mit Hilfe einer Umformrolle 74 so umgeformt, dass der beim Einziehen des zweiten Endes 34 entstehende Anschlussstutzen 24 unter dem Winkel α geneigt zur Längsachse L des Rohrs 30 bzw. des Einzelwerkstücks 46 verlaufend an diesem ausgeformt wird.

Claims (17)

  1. Verfahren zur Herstellung eines Abgaskatalysators (10), welcher ein Gehäuse (12) mit zwei Anschlussstutzen (24) sowie einen im Gehäuse (12) angeordneten Katalysatoreinsatz (14) aufweist, welcher
    in ein das Gehäuse (12) bildendes Rohr (30) eingeführt wird, deren Enden (32, 34) zum Bilden der Anschlussstutzen (24) durch spanloses Umformen eingezogen werden,
    bei dem:
    das Rohr (30) in seiner Länge so bemessen wird, dass ein Doppelwerkstück (44) gefertigt werden kann,
    das Rohr (30) an einem Zwischenabschnitt (36) zwischen seinen beiden Enden (32,34) eingezogen wird,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Einziehen des Rohres (30) durch radiale Zustellung mindestens einer Umformrolle (38) erfolgt, welche eine Außenkontur aufweist, die dem durch das Umformen gebildeten Außenprofil des Rohres (30) im Zwischenabschnitt gemäß der endgültigen Gestalt des Abgaskatalysators (10) entspricht,
    das Rohr (30) im Bereich des eingezogenen Zwischenabschnittes (36) abgetrennt wird, wobei zwei Einzelwerkstücke (46) gebildet werden, und
    jedes Einzelwerkstück (46) nach dem Einführen des Katalysatoreinsatzes (14) an seinem Einführende (34) eingezogen wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenabschnitt (36) des Rohrs (30) symmetrisch zwischen dessen Enden (32, 34) ausgeformt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Rohr (30) unmittelbar nach dem Einziehen des Zwischenabschnittes (36), insbesondere durch eine Schneidrolle, abgetrennt wird und
    dass das Einziehen des Zwischenabschnittes (36) und das Abtrennen insbesondere in einer Aufspannung erfolgt.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Umformen des Rohrs (30) durch mindestens zwei Umformrollen (38, 50, 62) erfolgt.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Zwischenabschnitt (36) beim Einziehen von der Innenseite des Rohrs (30) her abgestützt wird und
    dass zum Abstützen des Zwischenabschnittes (36) mindestens ein Innendorn (48) in das Rohr (30) eingeführt wird.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass zumindest der Rand des Einführendes (34) des Rohrs (30) beim Einziehen von der Innenseite des Rohrs (30) her abgestützt wird und
    dass zum Abstützen ein Dorn (56, 66) verwendet wird, der in das Einführende (34) eingeführt wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 6,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Einführende (34) beim Einziehen von mindestens einer Umformrolle (62) gegen den zumindest abschnittsweise konisch ausgebildeten Dorn (66) gedruckt wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 7,
    dadurch gekennzeichnet, dass der konische Dorn (66) synchronisiert mit der Zustellbewegung der Umformrolle (62) axial verfahren wird, so dass der umzuformende Werkstückbereich abgestützt und zumindest zeitweise zwischen dem konischen Dorn (66) und der Umformrolle (52) geführt ist.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 8,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Dorn (48, 56, 66) einen zylindrischen Abschnitt (42, 54, 70) aufweist, der beim Einziehen des Rohrs (30) zur Bildung eines zylindrischen Rohrabschnittes (24) führt.
  10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass beim Einziehen des Rohrs (30) die eingezogenen Rohrabschnitte zu den fertigen Anschlussstutzen (24) ausgeformt werden.
  11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass ein im Querschnitt nicht rotationssymmetrisches, insbesondere ovales Rohr (30) verwendet wird.
  12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Rohr (30) beim Umformen um eine Rotationsachse (R) rotiert,
    dass das Rohr (30) mit seiner Längsachse (L) parallel versetzt zur Rotationsachse (R) verläuft und
    dass die beim Einziehen des Rohrs (30) um die Rotationsachse (R) entstehenden Anschlussstutzen (24) versetzt zur Längsachse (L) des Rohrs (30) an diesem ausgeformt werden.
  13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Rohr (30) beim Umformen um eine Rotationsachse (R) rotiert,
    dass das Rohr (30) mit seiner Längsachse (L) unter einem vorgegebenen Winkel (α) geneigt zur Rotationsachse (R) verläuft und
    dass die beim Einziehen des Rohrs (30) um die Rotationsachse (R) entstehenden Anschlussstutzen (24) unter dem Winkel (α) geneigt zur Längsachse (L) des Rohrs (30) verlaufend an diesem ausgeformt werden.
  14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass die eingezogenen Anschlussstutzen (24) mit ihren Symmetrieachsen versetzt zueinander verlaufen.
  15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass zum Umformen des Rohrs (30) gleichzeitig mehrere Umformrollen (38, 50, 62) eingesetzt werden.
  16. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass zum Umformen des Rohrs (30) mindestens eine Umformrolle (38, 50, 62) eingesetzt wird,
    dass zum Ausbilden einer definierten Abweichung von der Rotationssymmetrie die Umformrolle (38, 50, 62) während einer einzelnen Umdrehung des Rohrs (30) zwischen einer maximalen und einer minimalen Zustellposition radial verstellt wird und
    dass das radiale Verstellen der Umformrolle (38, 50, 62) während einer einzelnen Umdrehung von dem Drehwinkel des Rohrs (30) abhängt.
  17. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Rohr (30) vor dem Umformen auf eine Temperatur oberhalb der Rekristallisationstemperatur des Rohrwerkstoffes erwärmt wird.
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006033568B4 (de) 2006-07-20 2010-08-05 Modine Manufacturing Co., Racine Herstellungsverfahren für Rohre und Walzenstraße zur Durchführung dieses Verfahrens
DE102006056351A1 (de) * 2006-11-29 2008-06-05 Arvinmeritor Emissions Technologies Gmbh Abgasführende Vorrichtung, Werkzeug zur Querschnittsverringerung sowie Verfahren zur Herstellung einer abgasführenden Vorrichtung
DE102009021269A1 (de) * 2009-05-14 2010-11-18 Volkswagen Ag Verfahren zum Herstellen einer Abgasreinigungsvorrichtung
ES2388122T5 (es) * 2009-10-21 2017-05-05 Repkon Machine and Tool Industry and Trade Inc. Dispositivo y procedimiento para conformar piezas de trabajo
EP2716377B1 (de) 2012-10-05 2016-03-02 Zaklad Produkcji Sprzetu Oswietleniowego "ROSA"-Stanislaw ROSA Verfahren zur Herstellung eines konischen Rohrelements

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2524138A1 (de) * 1975-05-30 1976-12-02 Rolf Ing Grad Boerner Zylindrischer, stirnseitig verschlossener behaelter und verfahren zu dessen herstellung
JPS5748339A (en) * 1980-09-09 1982-03-19 Toyota Motor Corp Cone for catalyst converter container and preparation thereof
JP3585064B2 (ja) * 1995-10-12 2004-11-04 トヨタ自動車株式会社 モノリス触媒コンバータ及びその製造方法
DE19723939C2 (de) 1997-06-06 2003-02-27 Leico Werkzeugmaschb Gmbh & Co Verfahren zur Herstellung eines Abgaskatalysators
DE19734198A1 (de) 1997-08-07 1999-02-11 Gillet Heinrich Gmbh Verfahren zum Herstellen von Abgaskatalysatoren
US6018972A (en) * 1997-11-11 2000-02-01 Sango Co., Ltd Method and apparatus for forming an end portion of a cylindrical member
JP3601577B2 (ja) * 1998-12-15 2004-12-15 トヨタ自動車株式会社 触媒コンバータ容器の製造方法およびその製造装置

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