Verfahren und ein Werkzeug zum Herstellen von abqasführenden

Vorrichtungen

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von abgasführenden Vorrichtungen, insbesondere abgasreinigenden Vorrichtungen wie Partikelfilter und Katalysatoren, aber auch Schalldämpfer. Diese Vorrichtungen sind mit einem Gehäuse mit Mantel, vorzugsweise einem zylindrischen Blechmantel, versehen und einem im Gehäuse geklemmten Einleger, üblicherweise ein sogenannter Monolith samt einer ihn umgebenden Lagermatte. Der Einleger wird im Mantel radial geklemmt und damit gehalten.

Im Stand der Technik gibt es verschiedene Verfahren, wie diese Klemmung erreicht wird. Eines der häufigsten Verfahren ist das sog. Wickeln, bei dem ein Blech um den Einleger gewickelt wird. In der gewünschten Endstellung wird der Blechrand im überlappungsbereich der Blechränder verschweißt. Das Wickeln selbst erfolgt maschinell mit Hilfe eines kettenartigen Gebildes, das am Mantel angreift und diesen anfangs entfernt von den Rändern und dann zunehmend zu den Rändern hin einwärts drückt und damit um den Einleger wickelt.

Ein weiteres Verfahren zum Wickeln besteht darin, einen sehr stark vorgeformten Mantel um den Einleger herum zu plazieren und die Einheit dann in eine der späteren Form der Vorrichtung angepaßte Aufnahme zu legen. Im Bereich der noch nicht miteinander verbundenen Ränder werden dann Druckbacken aufeinander zugefahren, die die Ränder übereinander in die Endposition schieben, in der die überlappenden Rändern dann miteinander verschweißt werden.

Ein anderes Verfahren zum Herstellen der Vorrichtung ist das sog. Kalibrieren oder Shrinken. Hierbei wird der Einleger in ein übergroßes, umfangsmäßig bereits geschlossenes Rohr gesteckt, und die entstandene Einheit wird anschließend in ein Werkzeug gelegt, das mit zahlreichen radial einwärts beweglichen Druckbacken versehen ist. Die Druckbacken sind entweder selbst auf ihrer Innenseite mit einer zylindersegmentförmigen Innenfläche versehen, die am Mantel angreift, oder es werden an den Druckbacken noch entsprechend ausgebildete Formteile befestigt. Wenn die Druckbacken radial einwärts verfahren werden, deformieren sie den Mantel plastisch so weit, daß der Einleger im Mantel ge-

klemmt ist. Bei dieser Ausführungsform ist das Werkzeug mehrere Meter lang, denn die relativ hohe radiale Kraft wird über eine Keilwirkung zueinander beweglicher Teile erzielt. Ein linear verfahrbarer Schlitten bewegt mehrere keilförmig zulaufende Teile, die sich zu einem Trichter ergänzen, in Längsrichtung und ver- schiebt dabei langsam, aber sehr genau dosierbar, die Druckbacken radial einwärts.

Ein drittes, häufig verwendetes Verfahren ist das Klemmen über sogenannte Mantelschalen. Der Mantel ist in vorzugsweise zwei Halbschalen unterteilt, wobei in der unteren Schale der Einleger positioniert wird und die obere Schale dann gegen die Unterschale verfahren wird. Wenn die Schalenhälften dann aufeinan- derliegen, werden sie an ihren sich berührenden Rändern miteinander verschweißt. Da die Schalen ein Untermaß in bezug auf den Einleger haben, erfolgt beim Zusammenfahren der Schalen ein Klemmen des Einlegers. Das entsprechende Werkzeug ist im vorliegenden Fall nur eine im wesentlichen vertikal ver- fahrbare Presse mit einer unteren Aufnahme für die untere Schale und einem oberen Formteil zur Aufnahme der oberen Schale.

Welche der zuvor beschriebenen Verfahren angewendet werden, hängt vor allem von der Konstruktion der herzustellenden Vorrichtung ab.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren, das einen deutlich geringeren Aufwand für die Herstellung der Vorrichtung vorsieht, und ein extrem kostengünstig herstellbares Werkzeug, mit dem eine abgasführende Vorrichtung hergestellt werden kann.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist, wie bereits erläutert, zur Herstellung von abgasführenden Vorrichtungen ausgerichtet, die ein Gehäuse mit einem Mantel und einen im Gehäuse geklemmten Einleger aufweisen, und arbeitet mit einem einwärts und auswärts bewegbare Druckbacken aufweisenden Werkzeug.

Die Erfindung sieht dabei vor: a) wenigstens zwei unterschiedliche Sätze von Formteilen werden vorgesehen, mit denen unterschiedliche Verfahrensschritte durchgeführt werden, wobei die Innenseiten der Formteile wenigstens eines der Sätze gemeinsam die Geometrie des Mantels definieren, wobei jedem Satz von Formteilen ein anderer der folgenden Schritte zugeordnet ist, der mit dem jeweiligen Satz durchgeführt wird,

- Wickeln des Mantels;

- Kalibrieren des Mantels;

- Zusammenschieben von Mantelschalen,

- Druckmessung bei Einwärtsbewegung der Druckbacken gegen den Einle- ger; b) die Formteile eines ausgewählten Satzes werden an zumindest einigen der Druckbacken befestigt, c) in Abhängigkeit vom durchzuführenden Schritt unter a) können ein oder mehrere Druckbacken deaktiviert und/oder einzeln oder in Gruppen unterschied- lieh angesteuert werden, d) der Einleger und, zumindest beim Wickeln, Kalibrieren und Zusammenschieben die Einheit aus Einleger und Mantel, wird/werden in das Werkzeug eingelegt und e) wenigstens ein Druckbacken mit seinem Formteil wird einwärts gegen den Einleger und, zumindest beim Wickeln, Kalibrieren und Zusammenschieben, gegen den Mantel bewegt, wobei ein anderer Druckbacken mit seinem Formteil eine Gegenkraft aufbringt.

Die Erfindung basiert auf der Idee, daß mittels desselben Werkzeugs unterschiedliche sogenannte Canning-Verfahren, d.h. Verfahren zum Einbetten des Einlegers in den Mantel, durchgeführt werden können. Die Erfindung sieht in seiner bevorzugten Ausführungsform aber nicht nur ein universelles Canning- Verfahren vor, sondern läßt es auch zu, daß mit diesem Werkzeug eine Druckmessung des Einlegers erfolgen kann, indem der Einleger komprimiert wird. Dies dient dazu, für jeden Einleger die individuelle Nachgiebigkeit zu bestimmen. Die- se Nachgiebigkeit ergibt sich insbesondere aus der Lagermatte, die, nachdem sie zusammengedrückt wird, einem gewissen Setzungs- und Alterungsvorgang unterworfen ist (Relaxieren), so daß über Jahre hinweg der an das innenliegende Substrat abgegebene Druck abnimmt. Da der Verformungswiderstand von Lagermatte zu Lagermatte unterschiedlich ist, ebenso wie deren Abmessungen und die Abmessungen des innenliegenden Einlegers, wurde vorgeschlagen, jeden Einleger zuerst individuell plastisch zu deformieren, um seine Eigenschaften kennenzulernen und eine bestimmte Sollverformung zu errechnen, die dann druck- und/oder weggesteuert mittels des Werkzeugs erreicht wird. Die Druck-

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messung kann jeweils vor dem Canning im selben Werkzeug, ohne nachfolgende Umrüstung, erfolgen.

Die vorliegende Erfindung sieht in ihrer Grundform laut Anspruch 1 vor, daß zumindest zwei der Verfahren Wickeln, Kalibrieren, Zusammenschieben und Druckmessung mit einem Werkzeug erfolgen, bevorzugt sind es jedoch mehr als zwei dieser Einzelverfahren. Die Erfindung sieht unterschiedliche Sätze von Formteilen vor, die dann an zugeordneten Druckbacken befestigt werden. Indem die Druckbacken individuell oder in Gruppen deaktivierbar sind und/oder individuell oder in Gruppen unterschiedlich angesteuert werden können, lassen sich bislang in völlig unterschiedlichen Werkzeugen stattfindende Verfahren jetzt in einem Verfahren und in einem Werkzeug durchführen.

Dabei werden z.B. folgende Extrema abgedeckt: Beim Canning nach dem Schalenprinzip wird vorzugsweise nur eine der zahlreichen Druckbacken aktiviert. Auf einer unteren, deaktivierten Druckbacke wird ein übergroßes, die untere Halbschale aufnehmendes Formteil befestigt. Die gegenüberliegende Druckbak- ke ist die einzig aktivierte, d.h. verfahrbare Druckbacke. An ihr wird ein entsprechend die Oberschale aufnehmendes Formteil angebracht. Die übrigen, seitlichen Druckbacken sind dabei vorzugsweise ebenfalls deaktiviert. Sie tragen vorzugsweise keine Formteile. Durch diese individuelle Deaktivierbarkeit wird ausgeschlossen, daß die ansonsten radial einwärts verfahrenen Druckbacken gegen die beiden einzigen Formteile oder den Mantel stoßen.

Beim Kalibrieren hingegen werden üblicherweise alle Druckbacken mit Formteilen versehen, und alle Druckbacken werden auch verfahren, so daß ein sehr gleichmäßiger Druck von allen Seiten auf das geschlossene Rohr ausgeübt wer- den kann. Entsprechendes gilt auch für die Druckmessung.

Für das Wickeln müssen normalerweise nicht so viele Druckbacken verfahren werden wie beim Kalibrieren, so daß ebenfalls einige Druckbacken ohne Formteil ausgestattet sein können.

Es wäre in diesem Zusammenhang auch möglich, die unterschiedliche An- Steuerung dazu zu verwenden, daß die Druckbackenbewegungen unterschiedliche Zeit-Weg-Verläufe während der Aktivierung haben. So könnten die Druckbacken im Bereich der beiden Ränder den größten Weg zurücklegen, wo-

gegen einige andere Druckbacken nur positionsfest bleiben oder kaum bewegt werden. Auch eine zeitlich versetzte Bewegung der Druckbacken zueinander ist möglich.

Wie gerade erläutert, ist es bevorzugt, daß beim Zusammenschieben von Mantelschalen und/oder beim Wickeln des Mantels wenigstens ein Druckbacken deaktiviert ist und daß beim Zusammenschieben von Mantelschalen sogar nur ein Druckbacken aktiviert wird.

Für einige Anwendungen kann es, Beispiele hierfür wurden zuvor bereits gegeben, günstig sein, wenigstens einen der nicht aktivierten Druckbacken mit ei- nem Formteil zu versehen, das als Halterung oder als Gegenlager wirkt.

Das Verfahren nach der Erfindung sieht gemäß einer bevorzugten Ausführungsform vor, daß die aktivierten Druckbacken druck- und/oder positionsgesteuert verfahren werden.

Auch oder zusätzlich ist eine Inkrementalsteuerung der Druckbacken vorteil- haft, d.h. die Steuerung kennt die Position der Druckbacken.

Gemäß der bevorzugten Ausführungsform sind sämtliche Druckbacken mittels eines gemeinsamen Antriebs verfahrbar, wobei alternativ aber auch jedem Druckbacken oder zumindest Gruppen von Druckbacken einzelne Antriebe zugeordnet werden könnten. Die Erfindung betrifft neben dem zuvor geschilderten Verfahren auch ein

Werkzeug zum Herstellen von abgasführenden Vorrichtungen, das insbesondere zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen ist. Die herzustellenden Vorrichtungen haben einen Mantel und einen im Gehäuse geklemmten Einleger (vorzugsweise Substrat mit Lagermatte). Das Werkzeug umfaßt einen Arbeitsraum zur Aufnahme des Einlegers und des den Einleger umgebenden Mantels, mehrere ein- und auswärts bewegliche Druckbacken zum Verformen des Einlegers und/oder des Mantels und Klemmen des Einlegers im Mantel und an inneren Enden der Druckbacken angebrachte, auswechselbare Formteile, die am Einleger oder am Mantel zur Anlage kommen und bei Anlage an den Mantel dessen gewünschte Form bestimmten. Das Werkzeug ist dadurch gekennzeichnet, daß Druckbacken einzeln oder in Gruppen deaktivierbar und/oder steuerbar sind.

Dadurch, daß die Druckbacken einzeln deaktivierbar und/oder individuell steuerbar sind oder in Gruppen deaktivierbar und/oder individuell steuerbar sind, lassen sich unterschiedliche Verfahren durchführen, nämlich wenigstens zwei der vier Verfahren Wickeln des Mantels, Kalibrieren des Mantels, Zusammenschie- ben von Mantelschalen und Druckmessung bei Einwärtsbewegung der Druckbacken gegen den Einleger.

Das Werkzeug hat eine mechanische oder elektrische, alternativ eine hydraulische oder pneumatische Steuerung für die Bewegung der Druckbacken, die diese individuell abschaltbar oder steuerbar macht. Die Steuerung kann bei- spielsweise auch eine individuelle Steuerkurve in einem Kraftübertragungsweg sein, über den Druckbacken kraftbeaufschlagt werden.

Die Erfindung sieht in der bevorzugten Ausführungsform eine Art Baukastensystem vor, indem mehrere unterschiedliche Sätze von Formteilen vorgesehen sind, die jeweils für unterschiedliche Bewegungen der Werkzeugteile eingesetzt werden, d.h. mit denen sich unterschiedliche Verfahren durchführen lassen. Diese Sätze von Formteilen sind unterschiedlichen Bewegungsabläufen des Werkzeugs zugeordnet. Das heißt, der Baukasten sieht für unterschiedliche, vorbestimmte Abläufe zugeordnete Sätze von Formteilen und zugeordnete aktivierte oder deaktivierte, mit oder ohne Formteile versehene Druckbacken oder unterschiedlich angesteuerte Druckbacken vor.

Sollten übergroße Formteile eingesetzt werden, wäre es natürlich denkbar, gerade benachbarte Druckbacken leicht entfernbar auszuführen, so daß sie für ein bestimmtes Verfahren temporär entfernt werden.

Die Druckbacken sind insbesondere radial verschiebbar ausgerichtet. Die Ausrichtung der Druckbacken bezüglich ihres Winkels und damit die Lage zum Einleger oder zum Mantel läßt sich individuell anpassen, wenn die Druckbacken winkelmäßig verstellbar ausgeführt sind. Die Druckbacken und ihre Bewegungsrichtungen sind im Bereich von der Lotrechten bis zur Tangente an das Werkstück verstellbar. Eine kompakte Ausführung des erfindungsgemäßen Werkzeugs läßt sich erzielen, wenn der Arbeitsraum, in den der Einleger samt Mantel eingelegt wird,

von einem Gehäuse umgeben ist. Dieses Gehäuse dient der Lagerung und Kraftaufnahme.

Die Kompaktheit des Werkzeugs wird auch durch ein den Arbeitsraum umgebendes, zur Bewegung der Druckbacken drehbares Antriebsteil erreicht. Dieses übergroße, für zahlreiche oder sogar alle Druckbackenbewegungen verantwortliche Antriebsteil ermöglicht es, sehr exakt und bei geringem Platzbedarf gleichmäßig eine Kraft auf die aktivierten Druckbacken auszuüben und sie gleichmäßig zu bewegen. Insbesondere in der Axialrichtung baut das erfindungsgemäße Werkzeug extrem kurz. Bevorzugt ist in diesem Zusammenhang das Antriebsteil mit einem übersetzungsabschnitt versehen, an den die Druckbacken ankoppelbar sind und über den die Drehbewegung in eine Einwärtsbewegung der Druckbacken umgewandelt wird. Dieser übersetzungsabschnitt hat beispielsweise eine Art Steuerkurve, über die die Kraft in Richtung Druckbacken geleitet wird und die einen sich än- dernden Abstand vom Arbeitsraum hat. Es läßt sich hier eine Art Kulissenführung oder, gemäß der bevorzugten Ausführungsform, eine Art Keilprinzip verwirklichen. Auf dem relativ großen Umfang des Antriebsteils läßt sich für jeden Druckbacken eine relativ große Steuerkurvenlänge verwirklichen, ohne daß dies zu Lasten der axialen Länge des Werkzeugs geht oder den Bauraum übermäßig vergrößert. Darüber hinaus wäre es natürlich auch denkbar, eine Art Gestänge oder Getriebe als übersetzungsabschnitt vorzusehen.

Bei der Lösung mit der Steuerkurve wandern die Druckbacken, die vorzugsweise linear verfahrbar gelagert sind, entlang der Steuerkurve einwärts, wenn das Werkstück komprimiert werden soll. Die lange Steuerkurve läßt eine sehr feine Steuerung des Verfahrweges zu.

Der übersetzungsabschnitt kann bevorzugt als auswechselbares und/oder verstellbares Teil ausgeführt sein. Es läßt sich für jeden Druckbacken ein einzelnes, auswechselbares und individuelles Teil als übersetzungsabschnitt anfertigen oder ein auswechselbares Teil für mehrere Druckbacken oder verstellbare Teile. Bei der Umrüstung des Werkzeugs für ein anderes Verfahren oder für ein anders dimensioniertes Werkstück müssen nur noch die einzelnen übersetzungsabschnitte sowie die Formteile hergestellt werden, so daß der Umrüstvorgang selbst kostenmäßig extrem günstig ist.

Das drehbare, den Arbeitsraum umgebende Antriebsteil ist auch sehr wichtig für die leichte Zugänglichkeit bei der Umrüstung des Werkzeugs zur Durchführung eines anderen Verfahrens. Stirnseitig sind bei dieser Ausführung nämlich alle Druckbacken samt der Formteile und das Antriebsteil samt übersetzungsab- schnitten unmittelbar zugänglich.

Gemäß der bevorzugten Ausführungsform sieht das baukastenartige erfindungsgemäße Werkzeug vor, daß unterschiedliche Sätze von Formteilen vorgesehen sind und zugeordnete, auswechselbare und/oder verstellbare übersetzungsabschnitte, wobei letztere auch mechanisch z.B. an einem Ende fest am Antriebsteil angebracht sein können.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und aus den nachfolgenden Zeichnungen, auf die Bezug genommen wird. In den Zeichnungen zeigen:

- Figur 1 eine Längsschnittansicht durch eine erfindungsgemäß hergestellte Vorrichtung in Form eines Abgaskatalysators oder Dieselpartikelfilters,

- Figur 2 eine Frontansicht, teilweise im Schnitt, durch ein erfindungsgemäßes Werkzeug zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,

- Figur 3 eine Schnittansicht durch das Werkzeug nach Figur 2 längs der Linie IH-III ₁ - Figur 4 eine schematische Frontansicht durch das Werkzeug beim Wickeln samt der darin befindlichen Vorrichtung,

- Figur 5 eine schematische Frontansicht auf das Werkzeug nach der Erfindung beim Verbinden von Mantelschalen und

- Figur 6 eine schematische Ansicht des erfindungsgemäßen Werkzeugs beim Druckmessen des Einlegers.

In Figur 1 ist eine in einem Kraftfahrzeug untergebrachte abgasführende Vorrichtung in Form einer Fahrzeugabgasreinigungsvorrichtung dargestellt, die entweder ein Abgaskatalysator oder ein Dieselpartikelfilter oder eine Kombination aus beiden ist.

. Kernstück der Vorrichtung ist ein langgestrecktes, zylindrisches Substrat 10, das beispielsweise aus einem keramischen Substrat oder einer Art gewickelter Wellpappe oder einem anderem katalytischen Träger- oder Filtermaterial mit oder ohne Beschichtung besteht. Das Substrat 10 kann einen kreiszylindrischen Querschnitt oder einen unrunden Querschnitt aufweisen. Nur zur Vereinfachung ist in den Figuren ein kreiszylindrischer Querschnitt dargestellt. Das Substrat 10 ist von einer Lagermatte 12 umgeben, die als elastisches Ausgleichselement zwischen dem Substrat und einem Außengehäuse, im folgenden Mantel 14 genannt, wirkt. Der Mantel 14 ist sehr dünnwandig ausgeführt und insbesondere aus Blech. Stromauf- und stromabwärts sind mit dem Mantel 14 ein Einströmtrichter 16 bzw. ein Ausströmtrichter 18 verbunden.

Das Substrat 10 bildet zusammen mit der Lagermatte 12 eine vorgefertigte Einheit, die im folgenden als Einleger bezeichnet wird. -

Im Betrieb strömt Abgas über den Einströmtrichter 16 stirnseitig in das Sub- strat 10 hinein und verläßt mit weniger Schadstoffen versehen schließlich das Substrat 10 an der gegenüberliegenden Stirnseite, um über den Ausströmtrichter 18 die Reinigungsvorrichtung zu verlassen.

Die Vorrichtung wird mittels eines Werkzeugs hergestellt, das in den Figuren 2 und 3 dargestellt ist. Das Werkzeug umfaßt einen Sockel 20 und einen platten- förmigen, vertikal stehenden Träger 22 mit einer mittigen öffnung 24 (siehe Figur 3). Das Werkzeug ist großteils symmetrisch zu einer Mittelachse M ausgerichtet, die auch die Mittelachse der öffnung 24 bildet. Ebenfalls konzentrisch zur Mittelachse M verläuft ein am Träger 22 starr befestigtes, ringförmiges Gehäuse 26. Die Innenseite des Gehäuses 26 dient als Gleitlagerfläche für ein um die Mit- telachse M drehbares Antriebsteil 28. Das Antriebsteil 28 ist mehrstückig ausgeführt und umfaßt einen Stellring 30, dessen Außenseite an der Innenseite des Gehäuses 26 gleitet, und auf der Innenseite des Stellrings 30 lösbar befestigte sog. übersetzungsabschnitte 32. Die übersetzungsabschnitte 32 sind Kreissegmente, deren Innenseiten jeweils eine kontinuierlich von einem zum anderen Umfangsende zunehmend näher zur Mittelachse M laufende Steuerkurve 34 aufweisen. Die übersetzungsabschnitte 32 werden beispielsweise über zahlreiche Schrauben 36 am Stellring 30 fixiert. Zur axialen Lagefixierung des Antriebs-

teils 28 dient einerseits der Träger 22 und andererseits eine am Gehäuse 26 befestigte Scheibe 38 (siehe Fig. 3).

Ein Lagerarm 40 für einen Antrieb 42 in Form eines Hydraulikzylinders ist mit dem Stellring 30 verbunden. über den als Drehantrieb fungierenden Antrieb 42 kann das Antriebsteil 28 im und gegen den Uhrzeigersinn im Gehäuse 26 verdreht werden. Alternativ wäre natürlich auch ein Direktantrieb am Stellring 30 vorteilhaft, insbesondere wenn die Position des Stellrings 30 bekannt ist und in- kremental verstellt wird. Auf der dargestellten Vorderseite des Trägers 22 sind mehrere gleichmäßig am Umfang verteilte, voneinander beabstandete Druckbak- keneinheiten 44 befestigt. Jede Druckbackeneinheit 44 umfaßt einen Druckbak- ken 46 mit einem linear verfahrbaren Stößel 48 und einer Druckrolle 50, die am außenseitigen Ende des Stößels 48 angebracht ist und auf der zugeordneten Steuerkurve 34 anliegt. Jeder Stößel 48 ist in einer Führungsbuchse 52 stabil gelagert. Von einer den Stößel 48 umgebenden Rückholfeder 54, die einerseits am Stößel 48 über eine Verstellmutter 56 und andererseits an der Führungsbuchse 52 angreift, wird jeder Stößel 48 radial nach außen kraftbeaufschlagt. Die Rückholfeder 54 sorgt damit dafür, daß die Druckrolle 50 in jeder Position an der Steuerkurve 34 anliegt. Jeder Druckbackeneinheit 44 ist ein Lagerbock 58 zugeordnet, der zur Mittelachse M hin über ein Schwenklager 60 mit dem Träger 22 und über in Langlöchern sitzende Schrauben 62 mit dem Träger 22 verbunden ist. Da die Schrauben 62 in bogenförmigen Langlöchern verlaufen, läßt sich jede Druckbackeneinheit 44 winkelmäßig zur Mittelachse M ausrichten.

Wie in Figur 2 zu sehen ist, wird jeder Druckbackeneinheit 44 ein eigener übersetzungsabschnitt 32 mit einer eigenen Steuerkurve 34 zugeordnet. Die übersetzungsabschnitte 32 sind in Umfangsrichtung aufeinanderfolgend angeordnet.

Denkbar wäre es jedoch auch, daß die Druckbackeneinheiten 44 oder nur deren Führungsbuchsen 52 teilweise axial zueinander versetzt sind, so daß sich zwei axial hintereinanderliegende Ebenen von übersetzungsabschnitten und Steuerkurven 32 bzw. 34 ergäben. Dies kann den Vorteil haben, daß die einzelnen Steuerkurven 34 wesentlich länger ausgeführt werden können als bei der dargestellten Ausführungsform, bei der aufgrund der acht Druckbackeneinheiten

44 jede Steuerkurve 34 nur einen Umfangsverfahrwinkel von 45° einnehmen kann.

Auf der radialen Innenseite ist an jedem Stößel 48 ein sogenanntes Formteil 64, auch Formbacke genannt, über eine Schraubverbindung leicht austauschbar befestigt (siehe Figur 3).

Zur Verbesserung der übersichtlichkeit sind in Figur 2 nicht alle Teile zu jeder Druckbackeneinheit 44 dargestellt, z.B. ist nur eine einzige Druckbackeneinheit (diejenige bei 3 Uhr) mit einem deutlich in seinen Umrissen erkennbaren Stößel 48 und einer Rückholfeder 54 dargestellt. In Figur 2 ist schließlich noch ein in Umfangsrichtung gegebenenfalls an unterschiedlichen Stellen befestigbarer Drehanschlag 66 gezeigt, der am Gehäuse 26 befestigt ist und mit einem Anschlag 68 am Lagerarm 40 zusammenwirkt.

Die Formteile 64 haben eine radiale Innenseite 70, die zusammen einen Arbeitsraum 72 begrenzen und, wenn sie maximal radial nach innen gefahren sind, beim Canning die spätere Außengeometrie des Mantels 14 des Gehäuses definieren.

In Figur 2 ist das Werkzeug so konfiguriert, daß sämtliche Druckbackeneinheiten 44 aktiv sind, d.h., einerseits sind sämtliche Druckbackeneinheiten mit einem Formteil 64 versehen und andererseits ist die Kraftübertragung zwischen jedem Stößel 48 und dem Antrieb 42 vorhanden.

In der in Figur 2 gezeigten Stellung sind sämtliche Stößel 48 radial ganz nach außen gefahren. In dieser Stellung wird eine vorgefertigte Einheit aus einem Mantel 14 und einem darin eingeschobenen Einleger mit Substrat 10 und Lagermatte 12 von einem stirnseitigen Ende (Vorderseite 100) aus in den Arbeitsraum 72 vollautomatisch über ein Fördersystem 102 (z.B. Greifer) eingelegt (siehe Figur 3). Die Förderrichtung ist mit dem Pfeil F dargestellt.

Diese vorgefertigte Einheit (im Folgenden auch Werkstück genannt) wird zwischen den Formteilen 64 positioniert. Anschließend wird der Antrieb 42 betätigt, der zu einem Drehen des Stellrings 30 und der Steuerkurven 34 führt. über die übersetzungsabschnitte 32 wird die Drehbewegung in zahlreiche einzelne Linearbewegungen, nämlich die der Druckbacken 46 umgewandelt, wenn die Druck-

rollen 50 an den Steuerkurven 34 entlang rollen und aufgrund der nach innen weisenden Bahn die Stößel 48 nach innen fahren. Die Formteile 64 verformen den Mantel 14 sehr gleichmäßig am Umfang plastisch, d.h. sie kalibrieren den Mantel 14 und führen dazu, daß der Einleger ausreichend im Mantel 14 radial geklemmt ist.

Die Bewegung kann bis zum Kontakt der Anschläge 66, 68 erfolgen oder druck- und/oder positionsgesteuert, wobei eine Inkrementalsteuerung ebenfalls vorgesehen sein kann. Die aufwendigen Steuerungen erlauben eine exakte Klemmung des Einlegers in engen, vorbestimmten Grenzen. Die Druckbacken 46 werden durch Umsteuern des Antriebs 42 anschließend wieder nach außen gefahren, und die hergestellte Vorrichtung wird in Förderrichtung F, die sich folglich zwischen Zufuhr und Entnahme des Werkstücks nicht ändert, durch die öffnung 24 auf der der Vorderseite entgegengesetzten Rückseite 104 des Werkzeugs vollautomatisch mittels des Fördersystems 102 heraus- transportiert (siehe Werkstück mit unterbrochenen Linien in Figur 3). Das Werkzeug arbeitet folglich nach dem Durchflußprinzip. Gleichzeitig mit der Entnahme des hergestellten Werkstücks erfolgt bereits die Zufuhr des noch zu kalibrierenden Werkstücks in das Werkzeug, so daß sich niedrige Taktzeiten ergeben. Das in Figur 2 dargestellte Werkzeug ist ein Universalwerkzeug, das auch für andere Verfahren bei der Herstellung der abgasführenden Vorrichtung verwendet wird, beispielsweise beim Wickeln des Mantels 14 um den Einleger.

Bei der Ausführungsform nach Figur 4 ist das Werkzeug für das Wickeln eines Mantels 14 umgerüstet. Dazu ist ein individuell angepaßter Satz an Formtei- len 64' vorgesehen, der dem in Figur 2 dargestellten, ersten Satz an Formteilen 64 nicht entspricht. Darüber hinaus sind auch nicht alle Druckbacken 46' aktiviert. Die untere Druckbacke (bei 6 Uhr) ist mit einem übergroßen, halbschaligen Formteil 64' versehen, ihre zugeordnete Steuerkurve 34 ist entweder auf einem Kreisring gelegen, d.h. es tritt keine Keilwirkung und keine Verschiebung des Stößels 48 auf, oder der zugeordnete Stößel 48 ist auf andere Weise axial unverschieblich lagefixiert worden, so daß das Formteil 64" als Gegenlager wirken kann und Kräfte aufnimmt.

Die sich rechts und links unten (bei 4.30 Uhr und 7.30 Uhr) befindlichen Druckbackeneinheiten 44, die hier nur mit ihren Mittellinien 80 und 82 symbolisiert sind, sind deaktiviert. Entweder sind die Druckbackeneinheiten 44 komplett ausgebaut, um das übergroße Formteil 64 unterzubringen, oder lediglich ihre Formteile sind nicht angebracht, so daß nur die Stößel vorhanden sind. Eine weitere Möglichkeit zur Deaktivierung besteht, wie im Zusammenhang mit der sich bei 6 Uhr befindlichen, unteren Druckbackeneinheit beschrieben, in der entsprechendend Ausführung einer kreissegmentförmigen Steuerkurve 34. Schließlich wäre eine weitere Möglichkeit der Deaktivierung einer Druckbacke 46 auch das Weglassen des zugeordneten übersetzungsabschnitts 32, d.h. der Ausbau des vorher für andere Zwecke verwendeten übersetzungsabschnitts 32, der z.B. bei der Bestückung nach Figur 2 noch vorgesehen war.

Die übersetzungsabschnitte 32 können auch verstellbar am Stellring 30 befestigt sein, so daß für andere Werkstücke oder anzuwendende Verfahren die übersetzungsabschnitte 32 nur verstellt werden müssen, wie anhand des schwenkbaren übersetzungsabschnitts 32a angedeutet.

Die sich waagrecht links und rechts erstreckenden Druckbackeneinheiten 44 sind entweder so wie die untere Druckbackeneinheit deaktiviert und stellen lagefeste und damit als Gegenlager wirkende Druckbacken dar, oder sie sind radial einwärts verschieblich, d.h. aktiviert.

Die sich oben rechts und oben links befindlichen Druckbackeneinheiten 44 sind in Richtung Horizontalachse verschwenkt und zwar um den Winkel α. Dies ist angesichts der Schwenklager 60 sehr einfach möglich. Etwas vereinfacht symbolisiert sind ihre individuell auf sie abgestimmten übersetzungsabschnitte 32' dargestellt. Die Steuerkurven 34' samt der übersetzungsabschnitte 32' sind in ihrer Lage jeweils etwas nach unten verglichen mit der zugeordneten Lage in Figur 2 verschoben, um sie an die neue winkelmäßige Ausrichtung der geschwenkten, oberen Druckbackeneinheiten 44 anzupassen.

Die obere Druckbackeneinheit bei 84 kann entweder weggelassen, deaktiviert oder ebenfalls aktiviert sein, sie ist zur Vereinfachung weggelassen und zur Prinziperklärung nicht entscheidend.

Bei der Bestückung des Werkzeugs nach Figur 4, bei der gewickelt wird, ist einem individuellen Satz an Formteilen 64' ein individueller Satz an übersetzungsabschnitten 32' zugeordnet, und es gibt schließlich auch noch eine weitere Zuordnung, nämlich welche Druckbackeneinheiten deaktiviert, auf welche Weise deaktiviert und wann betätigt werden. über die Lage und Dicke der übersetzungsabschnitte kann man dabei ohne weiteres einstellen, ob einzelne Druckbacken früher oder später oder mehr als andere Druckbacken verstellt werden.

Das Wickelverfahren anhand des dargestellten Werkzeugs wird im folgenden erläutert. Zu betonen ist, daß bei bisherigen Wickelwerkzeugen nur kreiszylindrische, ovale oder sog. triovale (Dreiecke mit stark gerundeten Ecken und konvexen Seitenflächen) Werkstückkonturen durch Wickeln hergestellt werden. Das beschriebene Werkzeug hat aufgrund der Wickelverstellungen der Druckbacken jedoch keine solchen geometrischen Anwendungsgrenzen. Wie bei der vorhergehenden Ausführungsform wird die Einheit aus Mantel 14 und Einleger von der Vorderseite 100 in Förderrichtung F vollautomatisch in den Arbeitsraum 72 eingefahren. Der Mantel 14 ist schon etwas vorgeformt und an die Kreisform angepaßt, es geht im folgenden um das endgültige Schließen des Mantels 14 und um die Erzielung der Klemmkraft. Das Werkstück liegt im unteren Formteil 64", gegebenenfalls seitlich gehalten durch lagestabile, deaktivierte Formteile 64' bei 3 Uhr und 9 Uhr. Alternativ können diese Formteile 64' auch leicht radial nach innen angetrieben werden. Die beiden oberen Druckbacken 46' sind maximal nach außen gefahren.

Der Antrieb 42 wird bewegt. Optional könnten nun zuerst die bei 3 Uhr und 9 Uhr befindlichen Druckbacken radial einwärts gefahren werden, bevor die um den größeren Verstellweg zu verfahrenden oberen Druckbacken 46' nach innen fahren und die freien Ränder 86, 88 des Mantels 14 weiter übereinander schieben. Die Pfeile an den oberen Druckbacken 46' zeigen die lineare Bewegungsrichtung dieser Druckbacken 46'. In der Endstellung werden die Ränder 86, 88 punktverschweißt.

Das Werkzeug kann auch noch weiter umgerüstet werden, um gemäß Figur 5 Mantelschalen 114, 214, die zu einem Mantel verschweißt werden, aufeinander

zu zu bewegen, so daß auch der Einleger im entstehenden Mantel geklemmt wird. Hierzu sind nur noch ein unteres Formteil 64" und ein oberes Formteil 64" notwendig, sämtliche sechs seitlichen Druckbackeneinheiten 44 sind deaktiviert. Auch die untere Druckbacke 46" ist deaktiviert, in diesem Fall aber lagefest, so daß sie als Gegenlager dienen kann.

Die obere Druckbacke 46" mit ihrem halbschalenartigen Formteil 64" ist jedoch aktiv, ihr ist auch ein individueller übersetzungsabschnitt 32" zugeordnet. Zuerst wird die untere Mantelschale 114 samt dem Einleger in das untere Formteil 64" eingelegt. Die obere Mantelschale 214 ist, von der unteren Mantelschale 114 beabstandet, auf den Einleger gelegt oder am beweglichen Formteil 64 angebracht.

Die Druckbacke 46" wird ebenso wie bei den übrigen Ausführungsformen anschließend nach unten gefahren, bis die nach außen gebogenen Flansche 116 der Mantelschalen einander berühren. Die Mantelschalen 114, 214 werden nun miteinander verschweißt.

Wie bei den übrigen Ausführungsformen wird das fertige Werkstück über die öffnung 24 bei gleichbleibender Förderrichtung F aus dem Werkstück bewegt, und gleichzeitig wird ein neues Werkstück dem Werkzeug zugeführt.

Dieser Ablauf gilt im übrigen auch für das Wickeln und das nun beschriebene Verfahren, nämlich die Druckmessung des Einlegers.

Diese Druckmessung kann mit von der Anzahl her mehr oder weniger aktivierten Druckbacken 46 erfolgen. Die Druckmessung erfolgt bevorzugt für jeden Einleger vor dem Canning und weiter bevorzugt in der Werkzeugkonfiguration, in der anschließend das Canning durchgeführt wird. Bei dieser Verwendung des Werkzeugs dient es als Meßvorrichtung, über die der Druck aufgebracht wird, der den späteren Druck beim Canning simuliert oder über den auf diesen späteren Druck hochgerechnet wird.

Dieses Meßverfahren, das mit dem erfindungsgemäßen Werkzeug ausgeführt werden kann, wird nachfolgend anhand von Figur 6 erläutert. Auch für dieses Verfahren können natürlich individuelle Formteile 64 und übersetzungsabschnitte

32 vorgesehen werden, ebenso wie eine individuelle Zuordnung von aktivierten oder deaktivierten Druckbacken 46.

Bei diesem Meßverfahren dient das Werkzeug als Meßvorrichtung, bei dem die Nachgiebigkeit des zu verbauenden, vorzugsweise sogar jedes zu verbauendes Einlegers bestimmt wird.

Dazu wird der Einleger in Förderrichtung F in das Werkzeug eingelegt und durch mindestens einen Druckbacken 46'", vorzugsweise mehrere Druckbacken 46"', radial einwärts zunehmend belastet. Mit den Druckbacken 46'" sind Kraftmeßdosen 120 gekoppelt, die die aufgebrachte Kraft ständig abtasten und die wahlweise entweder permanent vorgesehen sein können oder für diesen Einzelverfahrensschritt zwischen kraftübertragenden Teilen eingebaut werden können. über die Kraft läßt sich auch der auf den Einleger seitlich am Umfang einwärts wirkende Druck bestimmten.

Die auf den Einleger aufgebrachte Kraft wird stetig gesteigert bis zum Erreichen eines vorbestimmten Drucks. Während des Verfahrens der Druckbacken 46'" wird punktuell oder stetig auch die Verfahrstrecke parallel zum Druck aufge- nommen. Dies ist optional.

Von der Kontaktierung der Lagermatte 12 bis zur Stellung der Druckbacken 46'" bei Erreichen des vorbestimmten Drucks wird beispielsweise ein Verfahrweg X ermittelt. Der vorbestimmte Druck kann dabei der der Sollverformung entsprechende Solldruck sein, mit dem dann später der Einleger im Außengehäuse 14 geklemmt sein sollte.

Vorzugsweise wird man jedoch deutlich unterhalb des Solldrucks das Meßverfahren beenden und dazu bis zu dem vorgegebenen, niedrigeren vorbestimmten Druck die Druckbacken 46"' zufahren, um über die bis dahin ermittelten Meßparameter auf den später notwendigen Verfahrweg zur Erreichung des SoII- drucks hochzurechnen. Hierzu ist das Werkzeug mit einer entsprechenden Steuerung 126 gekoppelt, in der auch die ermittelten Meßdaten abgelegt werden, so daß die Steuerung 126 auch als Speicher dient.

Schließlich werden die Druckbacken 46'" wieder auseinander gefahren.

Das dargestellte Werkzeug dient vier Einzelverfahrensschritten, davon drei Canning-Verfahren und einem Meßverfahren.

Bevorzugt sollte das Werkzeug in der Grund-Ausführung so ausgeführt sein, daß über die individuell aktivierbaren bzw. steuerbaren Druckbacken 46 verbunden mit den zugeordneten individuellen Formteilen 64 wenigstens zwei der Can- ning-Verfahren durchführbar sind. Anstelle des gemeinsamen Antriebes wäre es auch möglich, einzelne Druckbacken individuell anzusteuern oder Gruppen von Druckbacken individuell anzusteuern. Beispielsweise könnte jede Druckbacke 46 mit einem eigenen Antrieb versehen sein, z.B. einem eigenen Elektroantrieb oder hydraulischen/pneumatischen Antrieb 42', wie dies in Figur 2 exemplarisch für zwei Druckbacken angedeutet ist.

Grundsätzlich ist es auch möglich, durch entsprechende Steuerkurven den Druck zuerst zu erhöhen und dann wieder zu verringern.