EP1933996A1 - Verfahren zum herstellen eines kalibrierten bauteils, insbesondere für ein abgasanlage eines kraftfahrzeugs, sowie bauteil für eine abgasanlage - Google Patents

Verfahren zum herstellen eines kalibrierten bauteils, insbesondere für ein abgasanlage eines kraftfahrzeugs, sowie bauteil für eine abgasanlage

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EP1933996A1
EP1933996A1 EP06792263A EP06792263A EP1933996A1 EP 1933996 A1 EP1933996 A1 EP 1933996A1 EP 06792263 A EP06792263 A EP 06792263A EP 06792263 A EP06792263 A EP 06792263A EP 1933996 A1 EP1933996 A1 EP 1933996A1
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EP
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weld
tube
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exhaust
motor vehicle
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EP06792263A
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Peter Kroner
Erich Forster
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Faurecia Emissions Control Technologies Germany GmbH
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Emcon Technologies Germany Augsburg GmbH
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    • Y02A50/20—Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a calibrated component, in particular for a motor vehicle exhaust system.
  • the invention also relates to a component for a motor vehicle exhaust system, in particular a housing for a substrate.
  • “Calibration” is understood to mean a process in which a generally elongate, generally tubular component made of a plastically deformable material is compressed in the radial direction and plastically deformed in order to achieve a specific inner diameter
  • the housing is provided as a tube with an inner diameter that is slightly larger than the outer diameter of the substrate, plus the wall thickness of a bearing mat surrounding the substrate the bearing mat is inserted together into the housing, and the housing is calibrated or reduced, whereby the inner diameter of the housing is reduced so far that the substrate and the bearing mat are held by friction in the housing.
  • the housing usually used consist of a metal strip, of which two longitudinal edges are connected to each other by means of a weld, so that a tube is formed.
  • the weld extends parallel to the longitudinal axis of the housing. It has been found that the weld during calibration can lead to problems and a relatively high reject rate. For some components, the housing collapses during calibration in the region of the weld seam. This results in that the weld is pushed into the interior of the housing, whereby the substrate received in the housing is destroyed.
  • the object of the invention is to improve the calibration process to the extent that the reject rate decreases. - -
  • a method for producing a calibrated component is provided according to the invention, in particular for a motor vehicle exhaust system, with the following steps: A tube is provided which has a weld seam along its longitudinal axis. Then it is detected at which point of the circumference of the tube, the weld is. Subsequently, the tube is aligned in the circumferential direction so that the weld is at a certain point. Then the tube is calibrated, the weld being covered by a pressure jaw.
  • the invention is based on the recognition that the weld during calibration can lead to problems in particular if it is free between two pressure jaws, by means of which the tube is calibrated. In contrast, if the tube is aligned in the circumferential direction so that the weld is in the region of a pressure jaw, a very low reject rate can be achieved.
  • the detection of the weld can be done by any suitable sensor, such as optical, inductive or mechanical. It is also possible to color-mark the weld to facilitate optical detection.
  • the method can be carried out so that the weld is always aligned to a single specific point, so based on a specific jaw.
  • the tube is only aligned in each case so far that the weld with each closest
  • a component for a motor vehicle exhaust system in particular a housing for a substrate, with a jacket which has a weld along its longitudinal axis, and on its
  • Outside surface having a plurality of pairs of pressure points of the pressure jaws, wherein the weld is within the two pressure points of a pressure jaw.
  • FIG. 1 shows schematically a first step of the invention
  • FIG. 2 shows schematically a second step of the method according to the invention
  • FIG. 3 shows schematically a third step of the method according to the invention.
  • FIG. 4 shows schematically a fourth step of the method according to the invention.
  • a tube 10 which consists of metal. It is made by bending and welding a sheet metal strip. Two of the longitudinal edges of the metal strip are connected by a weld 12.
  • the tube 10 can be brought by a schematically indicated cutting tool 14 to the desired length.
  • cutting tool is also understood to mean a laser cutting device This step can be omitted if the sheet metal strip already has the desired length before being bent.
  • a plurality of sensors 16 are shown schematically, which scan the tube 10 to the position of the weld 12 out.
  • the sensors 16 may scan the tube 10 inductively, optically, mechanically or in any other suitable manner.
  • a single sensor may be used and the tube is rotated until the sensor detects the weld.
  • Figure 3 is shown schematically that the position of the weld 12 is aligned in the circumferential direction in the desired manner.
  • the tube 10 is mounted on two rollers, one of which acts as a support roller 18 and the other as a drive roller 20. This is driven by a motor 22, so that the tube 10 will rotate about its longitudinal axis, that the weld 12 on a certain position in the circumferential direction is considered.
  • the amount and direction of rotation that the tube 10 must perform for this purpose depend on the previously detected position of the weld on the circumference of the tube.
  • FIG 4 is shown schematically how the tube 10 is calibrated by means of pressure jaws 24.
  • the pressure jaws 24 are around the circumference of the tube 10 around - A -
  • a schematically illustrated substrate 26 with bearing mat 28 is fixedly mounted in the tube. Due to the orientation of the weld 12 is ensured that it is "below” a pressure jaw 24, preferably centrally.

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Abstract

Ein Verfahren zur Herstellung eines kalibrierten Bauteils, insbesondere für eine Kraftfahrzeug-Abgasanlage, enthält die folgenden Schritten: Zunächst wird ein Rohr (10) bereitgestellt, das entlang seiner Längsachse eine Schweißnaht (12) aufweist. Dann wird erfaßt, an welcher Stelle des Umfangs des Rohres (10) sich die Schweißnaht (12) befindet. Anschließend wird das Rohr (10) in Umfangsrichtung so ausgerichtet, daß sich die Schweißnaht (12) an einer bestimmten Stelle befindet. Schließlich wird das Rohr (10) kalibriert, wobei die Schweißnaht (12) von einer Druckbacke (24) überdeckt wird. Es wird ein Bauteil für eine Kraftfahrzeug-Abgasanlage geschaffen, insbesondere ein Gehäuse (10) für ein Substrat, mit einem Mantel, der entlang seiner Längsachse eine Schweißnaht (12) aufweist, und auf seiner Außenfläche mehrere Paare von Druckstellen von Druckbacken (24) aufweist, wobei die Schweißnaht (12) innerhalb der beiden Druckstellen einer Druckbacke (24) liegt.

Description

Verfahren zum Herstellen eines kalibrierten Bauteils, insbesondere für eine Abgasanlage eines Kraftfahrzeugs, sowie Bauteil für eine Abgasanlage
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines kalibrierten Bauteils, insbesondere für eine Kraftfahrzeug-Abgasanlage. Die Erfindung betrifft auch ein Bauteil für eine Kraftfahrzeug-Abgasanlage, insbesondere ein Gehäuse für ein Substrat.
Unter „Kalibrieren" wird ein Verfahren verstanden, bei dem ein allgemein längliches, meist rohrförmiges Bauteil aus einem plastisch verformbaren Material in radialer Richtung gestaucht und dabei plastisch verformt wird, um einen bestimmten Innendurchmesser zu erzielen. Dieses Verfahren wird beispielsweise dafür eingesetzt, ein keramisches Substrat, beispielsweise einen Dieselpartikelfilter oder einen Katalysator für eine Abgasanlage, in einem Gehäuse aufzunehmen. Das Gehäuse wird als Rohr mit einem Innendurchmesser bereitgestellt, der geringfügig größer ist als der Außendurchmesser des Substrates, zuzüglich der Wandstärke einer das Substrat üblicherweise umgebenden Lagermatte. Das Substrat wird mit der Lagermatte zusammen in das Gehäuse eingesetzt, und das Gehäuse wird kalibriert bzw. reduziert, wodurch sich der Innendurchmesser des Gehäuses soweit verringert, daß das Substrat und die Lagermatte durch Reibung fest im Gehäuse gehalten sind.
Die üblicherweise verwendeten Gehäuse bestehen aus einem Blechstreifen, von dem zwei Längsränder mittels einer Schweißnaht miteinander verbunden sind, so daß ein Rohr gebildet ist. Die Schweißnaht erstreckt sich dabei parallel zur Langsachse des Gehäuses. Es hat sich herausgestellt, daß die Schweißnaht beim Kalibrieren zu Problemen und zu einer verhältnismäßig hohen Ausschußrate führen kann. Bei einigen Bauteilen kollabiert nämlich das Gehäuse beim Kalibrieren im Bereich der Schweißnaht. Dies führt dazu, daß die Schweißnaht in das Innere des Gehäuses hineingeschoben wird, wodurch das im Gehäuse aufgenommene Substrat zerstört wird.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, das Kalibrier-Verfahren dahingehend zu verbessern, daß die Ausschußrate sinkt. - -
Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß ein Verfahren zur Herstellung eines kalibrierten Bauteils vorgesehen, insbesondere für eine Kraftfahrzeug-Abgasanlage, mit den folgenden Schritten: Es wird ein Rohr bereitgestellt, das entlang seiner Längsachse eine Schweißnaht aufweist. Dann wird erfaßt, an welcher Stelle des Umfangs des Rohres sich die Schweißnaht befindet. Anschließend wird das Rohr in Umfangsrichtung so ausgerichtet, daß sich die Schweißnaht an einer bestimmten Stelle befindet. Dann wird das Rohr kalibriert, wobei die Schweißnaht von einer Druckbacke überdeckt wird. Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß die Schweißnaht beim Kalibrieren insbesondere dann zu Problemen führen kann, wenn sie frei zwischen zwei Druckbacken liegt, mittels denen das Rohr kalibriert wird. Wenn dagegen das Rohr in Umfangsrichtung so ausgerichtet wird, daß sich die Schweißnaht im Bereich einer Druckbacke befindet, läßt sich eine sehr geringe Ausschußrate erzielen.
Die Erfassung der Schweißnaht kann durch jeden geeigneten Sensor erfolgen, beispielsweise optisch, induktiv oder mechanisch. Es ist auch möglich, die Schweißnaht farbig zu markieren, um die optische Erfassung zu erleichtern.
Das Verfahren kann so ausgeführt werden, daß die Schweißnaht immer auf eine einzige bestimmte Stelle ausgerichtet wird, also bezogen auf eine bestimmte Druckbacke. Alternativ kann vorgesehen sein, daß das Rohr nur jeweils soweit ausgerichtet wird, daß die Schweißnaht sich mit der jeweils nächst gelegenen
Druckbacke in Überdeckung befindet.
Erfindungsgemäß ist auch ein Bauteil für eine Kraftfahrzeug-Abgasanlage vorgesehen, insbesondere ein Gehäuse für ein Substrat, mit einem Mantel, der entlang seiner Längsachse eine Schweißnaht aufweist, und auf seiner
Außenfläche mehrere Paare von Druckstellen von Druckbacken aufweist, wobei die Schweißnaht innerhalb der beiden Druckstellen einer Druckbacke liegt.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer Ausführungsform beschrieben, die in den beigefügten Zeichnungen dargestellt ist. In diesen zeigen:
- Figur 1 schematisch einen ersten Schritt des erfindungsgemäßen
Verfahrens;
- Figur 2schematisch einen zweiten Schritt des erfindungemäßen Verfahrens; - Figur 3schematisch einen dritten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens; und
- Figur 4schematisch einen vierten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens.
In Figur 1 ist ein Rohr 10 gezeigt, welches aus Metall besteht. Es ist hergestellt durch Biegen und Schweißen eines Blechstreifens. Zwei der Längsränder des Blechstreifens sind durch eine Schweißnaht 12 miteinander verbunden. Das Rohr 10 kann durch ein schematisch angedeutetes Schneidwerkzeug 14 auf die gewünschte Länge gebracht werden. Unter „Schneidwerkzeug" wird hier natürlich auch eine Laserschneidvorrichtung verstanden. Dieser Schritt kann entfallen, wenn der Blechstreifen bereits vor dem Biegen die gewünschte Länge aufweist.
In Figur 2 sind schematisch mehrere Sensoren 16 gezeigt, die das Rohr 10 auf die Lage der Schweißnaht 12 hin abtasten. Die Sensoren 16 können das Rohr 10 induktiv, optisch, mechanisch oder auf eine sonstige geeignete Weise abtasten. Alternativ kann ein einziger Sensor verwendet werden, und das Rohr wird so lange gedreht, bis der Sensor die Schweißnaht erfaßt.
In Figur 3 ist schematisch gezeigt, daß die Lage der Schweißnaht 12 in Umfangsrichtung in der gewünschten Weise ausgerichtet wird. Hierzu wird das Rohr 10 auf zwei Rollen gelagert, von denen eine als Abstützrolle 18 wirkt und die andere als Antriebsrolle 20. Diese wird von einem Motor 22 angetrieben, so daß das Rohr 10 so um seine Längsachse drehen wird, daß die Schweißnaht 12 auf eine bestimmte Stellung in der Umfangsrichtung betrachtet ausgerichtet ist. Betrag und Richtung der Drehung, die das Rohr 10 zu diesem Zweck ausführen muß, hängen dabei von der vorher erfaßten Position der Schweißnaht am Umfang des Rohres ab.
Alternativ ist es möglich, das Rohr vor dem Ablängen korrekt auszurichten. Wenn anschließend sichergestellt wird, daß das Rohr im Umfangsrichtung nicht mehr unkontrolliert verdreht wird, kann auf eine spätere Erfassung der Lage der Schweißnaht verzichtet werden.
In Figur 4 ist schematisch gezeigt, wie das Rohr 10 mittels Druckbacken 24 kalibriert wird. Die Druckbacken 24 sind um den Umfang des Rohres 10 herum - A -
verteilt und üben einen Druck radial nach innen aus, der zur Stauchung des Rohres 10 führt. Auf diese Weise ist ein schematisch dargestelltes Substrat 26 mit Lagermatte 28 fest im Rohr montiert. Aufgrund der Ausrichtung der Schweißnaht 12 ist gewährleistet, daß diese „unter" einer Druckbacke 24 liegt, vorzugsweise mittig.
Bezugszeichenliste
Rohr
Schweißnaht
Schneidwerkzeug
Sensor
Abstützrolle
Antriebsrolle
Motor
Druckbacke
Substrat
Lagermatte

Claims

- -Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung eines kalibrierten Bauteils, insbesondere für eine Kraftfahrzeug-Abgasanlage, mit den folgenden Schritten:
- es wird ein Rohr (10) bereitgestellt, das entlang seiner Längsachse eine Schweißnaht (12) aufweist;
- es wird erfaßt, an welcher Stelle des Umfangs des Rohres (10) sich die Schweißnaht (12) befindet;
- das Rohr (10) wird in Umfangsrichtung so ausgerichtet, daß sich die Schweißnaht (12) an einer bestimmten Stelle befindet; - das Rohr (10) wird kalibriert, wobei die Schweißnaht (12) von einer
Druckbacke (24) überdeckt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Erfassung der Schweißnaht (12) optisch erfolgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Erfassung der Schweißnaht (12) induktiv erfolgt.
4. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Erfassung der Schweißnaht (12) mechanisch erfolgt.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es nur eine vorbestimmte Stelle gibt.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es mehrere vorbestimmten Stellen gibt, wobei die Anzahl der vorbestimmten Stellen kleiner ist als die Anzahl der Druckbacken.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß es so viele vorbestimmte Stellen wie Druckbacken (24) gibt.
8. Bauteil für eine Kraftfahrzeug-Abgasanlage, insbesondere Gehäuse (10) für ein Substrat, mit einem Mantel, der entlang seiner Längsachse eine Schweißnaht (12) aufweist, und auf seiner Außenfläche mehrere Paare von Druckstellen von Druckbacken (24) aufweist, wobei die Schweißnaht (12) innerhalb der beiden Druckstellen einer Druckbacke (24) liegt.
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