EP1283333A1 - Verfahren zur Herstellung eines Abgaskatalysators - Google Patents
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- F01N2470/26—Tubes being formed by extrusion, drawing or rolling
Definitions
- Catalytic converters of the type mentioned are under other used in motor vehicles for cleaning exhaust gases.
- the catalytic converter is usually made of a metal housing formed in which a catalyst insert is arranged is.
- a ceramic body is usually used as the catalyst insert, a so-called monolith used by one Numerous flow channels run through and on its surface coated with a catalytically active substance is.
- the catalyst insert has a cotton padding with which the ceramic body is wrapped in the housing is used.
- the intermediate section of the tube is symmetrical molded between its ends so that the individual workpieces formed after the separation at least show approximately identical dimensions. In this way it is possible to have two from one tube at a time to produce identical individual workpieces.
- the tube is formed with a particularly preferred one Process variant with the help of at least two forming rollers.
- the forming rolls results on the one hand the advantage that with appropriate adjustment the forming rollers have a correspondingly large degree of design freedom in the shaping, in particular of the pipe transitions is given in the connecting piece. on the other hand becomes particularly gentle through the use of the forming rollers
- the connecting pieces on the pipe are pulled in.
- this method variant is in particular the use of three forming rollers are advantageous, evenly over the circumference of the pipe are distributed, because of this Arrangement of the forming forces that lead to bending of the Tube during forming, from the forming rollers mutually absorbed and thus balanced become.
- Manufacturing process is to pull in the introducer used at least one forming roller that against an at least partially conical Thorn is formed. Through an axial and radial feed movement the forming roll becomes the workpiece area to be formed each between a section of the conical Dorns and the forming roller performed.
- the conical mandrel is synchronized with move the feed movement of the forming roll axially, so that the edge of the workpiece area to be formed is supported and temporarily between the mandrel and the forming roll is led. In this way, wrinkles can be avoided or arisen Wrinkles are rolled smooth.
- exhaust gas catalysts have a wide variety of cross-sectional shapes are also proposed, not only in cross section to use circular tubes as the starting material, but according to the final cross section of the one to be manufactured Housing the exhaust gas catalytic converter to use pipes in the Cross section are not rotationally symmetrical. So in particular cross-sectionally oval or elliptical tubes used as starting material.
- catalytic converters it may also be necessary for catalytic converters be that the connecting piece is offset to the longitudinal axis of the Housing run.
- the connecting pieces the housing will then be concentric about the axis of rotation of the tube so that the connection piece after pulling in the pipe offset to the longitudinal axis of the tube are formed on this.
- the tube with its longitudinal axis inclined at a predetermined angle to the axis of rotation to run so that when pulling in of the pipe connecting piece created at an angle formed inclined to the longitudinal axis of the tube extending on this are.
- connection piece it is also proposed to train those who are moving in Shape the connection piece so that it fits with your Axes of symmetry are offset from one another.
- Procedures are used to reshape the tube at the same time several forming rolls are used, the forming rolls radially and optionally also axially be delivered.
- the forming rollers can in their outer contour be designed in such a way that by forming formed outer profile of the tube in its shape final shape of the catalytic converter corresponds.
- Through the use of forming rolls extremely gentle and economical production of the catalytic converters possible.
- the radial adjustment of the forming roller during a single revolution from the angle of rotation of the Tube depends.
- This method is used to feed the forming roll used in particular an electronically controllable actuator, controlled by an electronic control unit which is a delivery path for the forming roll the angle of rotation of the tube, given geometry data of the Pipe and the exhaust gas catalytic converter to be formed (target data) and a correction factor.
- Fig. 1 is a sectional side view of an exhaust gas catalytic converter 10 shown, for example in motor vehicles is used for cleaning exhaust gases.
- the catalytic converter 10 has a housing 12 made of a stainless Steel is made.
- a catalyst insert 14 added in the housing 12 is a catalyst insert 14 added.
- the catalyst insert 14 is formed from a ceramic monolyte 16 in which a Many flow channels are formed through which Exhaust gas flows, and its surface with a catalytic active substance is coated.
- To the ceramic monolyte 16 is a cushion mat 18 laid, the ceramic monolyte 16 completely encloses and this in the housing 12 in a defined location.
- the housing section 20, in which the catalyst insert 14 is received, goes to everyone its ends to form a transition contour 22 each in a connection piece 24.
- the connecting pieces 24 serve as an inlet or outlet for the exhaust gas catalytic converter 10, the individual exhaust pipes, not shown the exhaust system to the connecting piece 24 in a known manner Way releasably attached.
- FIG. 2 shows a first variant of the invention Process for producing the catalytic converter shown in FIG. 1 10 shown.
- a tube 30 made of a stainless Steel used to make the housing 12 of the catalytic converter 10 formed by the inventive method becomes.
- the tube 30 is dimensioned in its length so that made a total of two catalytic converters 10 from the tube can be, as will be explained later.
- the tube 30 is first with its two ends 32 and 34 into the spindles (not shown) of a pressure rolling machine used. Then an intermediate section 36, the formed symmetrically between the two ends 32 and 34 is drawn in with the aid 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 such that the outer contour 40 the forming roller 38, the transition contours 22 and the connecting piece 24 two housing 12 are made, the merge with their connecting pieces 24. there becomes the hollow cylindrical shape of the connecting piece 24 formed by a cylindrical peripheral surface 42 which symmetrically between the end faces of the forming roller 38 the outer contour 40 is shown.
- a double workpiece 44 is formed by this method, in which the ends 32 of two housings 12 are each formed in their final shape. there becomes wrinkled by the shape of the tube 30 in the intermediate section 36 prevented because the pipe material in Forming area of the intermediate section 36 from the tube material is supported on both sides of the intermediate section 36, whereby the buckling stability in the forming area is comparatively high is high.
- the double workpiece 44 using a cutting roller (not shown) divided into two individual workpieces 46 the following be processed separately.
- the inner arbors 48 can have a shoulder 49 of larger diameter, at which the pipe ends 32, 34 come to rest. A compression can occur when the inner mandrels 48 move together for material accumulation in intermediate section 36. Vice versa is also a dilution by appropriate delivery the forming roller 38 possible.
- FIG 3 shows, after tightening the tube 30 in the Spindle the still undeformed end 34 through which the catalyst insert 14 was introduced with the help of a second Forming roller 50 to the transition contour 22 and the second Connection piece 24 shaped.
- FIG. 4 shows a modified method step in Cut shown, when pulling in the second end 34 of the tube 30, an inner mandrel 56 is additionally used, which is inserted into the open end 34 of the tube 30 as it is drawn in becomes.
- the inner mandrel 56 has a cylindrical Support surface 58 and a radially protruding from this Waistband 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.
- the conical Mandrel 66 To deform the second end 34 of the tube 30, the conical Mandrel 66 with its cylindrical support surface 70 in the open second end 34 of the tube 30 inserted. Subsequently the third forming roller 62 is fed radially and move axially at the same time. In the same way the conical mandrel 66 synchronizes with the feed movement of the forming roller 62 move axially, whereby to avoid wrinkles 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 cylindrical support surface 68 of the conical mandrel 66 is guided, as FIG. 5 shows.
- These tubes are used to pull in the connecting piece 24 30a and 30b with non-rotationally symmetrical cross sections a process for non-cutting shaping not rotationally symmetrical Parts used.
- the forming roll 38, 50 or 62 is fed in a controlled manner, so that from the initially not rotationally symmetrical pipe cross-section the hollow cylindrical connecting piece 24 is formed is, while at the same time the transition contour 22nd arises.
- 9 and 10 is a method variant of the invention Procedure shown.
- the pipe 30 with its longitudinal axis S around the amount X is offset to the axis of rotation R in the spinning roll machine (not shown) used.
- the forming rollers 38 are delivered radially with different amounts, such as 10 shows what caused the retracted intermediate section 36 axially offset with respect to the longitudinal axis L of the tube 30 this is shaped, as shown in FIG. 9.
- 11 and 12 show an exhaust gas catalytic converter 10b, that with the method described above from a cross section oval tube 30b has been manufactured.
- This Exhaust gas catalytic converter 10b became the single workpiece 46 for molding of the second connecting piece 24, however, offset in parallel inserted into the press rolling machine so that the two finished connecting piece 24 offset from each other and formed offset to the longitudinal axis of the tube 30b on this are.
- Fig. 13 shows a third method variant in which the Tube 30 with its longitudinal axis L below a predetermined Angle ⁇ inclined to the axis of rotation R in the spindle 72 the press rolling machine and the intermediate section 36 has been formed. Then the so formed Double workpiece 44 separated in the manner described above, 46 catalyst inserts into the resulting individual workpieces 14 used and the still open ends 34 of the Single workpieces 46 drawn. Again, this will be the case Individual workpiece 46 to be formed 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 shaped with the help of a forming roller 74, that arises when the second end 34 is drawn in Connection piece 24 inclined at the angle ⁇ to the longitudinal axis L of the tube 30 or the individual workpiece 46 is continuously formed on this.
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Abstract
Description
- 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.
Claims (17)
- Verfahren zur Herstellung eines Abgaskatalysators (10), welcher ein Gehäuse (12) mit zwei Anschlussstutzen (24) sowie einen im Gehäuse (12) angeordneten Katalysatoreinsatz (14) aufweist, wobei:der Katalysatoreinsatz (14) in ein das Gehäuse (12) bildendes Rohr (30) eingeführt wird unddie Enden (32, 34) des Rohrs (30) zum Bilden der Anschlussstutzen (24) durch spanloses Umformen eingezogen werden,dass das Rohr (30) in seiner Länge so bemessen wird, dass ein Doppelwerkstück (44) gefertigt werden kann,dass das Rohr (30) an einem Zwischenabschnitt (36) zwischen seinen beiden Enden (32,34) eingezogen wird,dass das Rohr (30) im Bereich des eingezogenen Zwischenabschnittes (36) abgetrennt wird, wobei zwei Einzelwerkstücke (46) gebildet werden, unddass jedes Einzelwerkstück (46) nach dem Einführen des Katalysatoreinsatzes (14) an seinem Einführende (34) eingezogen wird.
- Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenabschnitt (36) des Rohrs (30) symmetrisch zwischen dessen Enden (32, 34) ausgeformt wird. - 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 unddass das Einziehen des Zwischenabschnittes (36) und das Abtrennen insbesondere in einer Aufspannung erfolgt. - Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet, dass das Umformen des Rohrs (30) durch mindestens zwei Umformrollen (38, 50, 62) erfolgt. - 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 unddass zum Abstützen des Zwischenabschnittes (36) mindestens ein Innendorn (48) in das Rohr (30) eingeführt wird. - 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 unddass zum Abstützen ein Dorn (56, 66) verwendet wird, der in das Einführende (34) eingeführt wird. - 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. - 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. - 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. - Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass beim Einziehen des Rohrs (30) die eingezogenen Rohrabschnitte zu den fertigen Anschlussstutzen (24) ausgeformt werden. - Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass ein im Querschnitt nicht rotationssymmetrisches, insbesondere ovales Rohr (30) verwendet wird. - Verfahren nach einem der vorhergehenden Anprüche,
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 unddass die beim Einziehen des Rohrs (30) um die Rotationsachse (R) entstehenden Anschlussstutzen (24) versetzt zur Längsachse (L) des Rohrs (30) an diesem ausgeformt werden. - 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 unddass 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. - Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die eingezogenen Anschlussstutzen (24) mit ihren Symmetrieachsen (S) versetzt zueinander verlaufen. - Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,dass zum Umformen des Rohrs (30) gleichzeitig mehrere Umformrollen (38, 50, 62) eingesetzt werden unddass die Umformrollen (38, 50, 62) radial und gegebenenfalls gleichzeitig auch axial zugestellt werden. - 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 unddass das radiale Verstellen der Umformrolle (38, 50, 62) während einer einzelnen Umdrehung von dem Drehwinkel des Rohrs (30) abhängt. - 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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