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Title:
METHOD AND TOOL FOR PRODUCING EXHAUST-GAS PURIFYING DEVICES
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2008/046596
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for producing waste-gas purifying devices, in particular diesel particulate filters or catalytic converters, comprising a housing and an insert through which gas can flow and which is clamped in the housing. Said method uses a tool having pressure shoes (64) that can be displaced inwards and outwards. Said insert or one unit of the insert and cover (14) is introduced into the working chamber (72) from a front side (100) and removed from said working chamber (72) in the same direction, such that the inserts pass through the tool in accordance with the flow through principle.

Inventors:
KRONER PETER (DE)
STIGLMAIR MANFRED (DE)
Application Number:
PCT/EP2007/008990
Publication Date:
April 24, 2008
Filing Date:
October 17, 2007
Export Citation:
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Assignee:
EMCON TECH GERMANY A GMBH (DE)
KRONER PETER (DE)
STIGLMAIR MANFRED (DE)
International Classes:
B23P11/00; F01N3/28
Domestic Patent References:
WO2002024374A12002-03-28
Foreign References:
US5960529A1999-10-05
EP1344911A12003-09-17
EP0017660A11980-10-29
EP1482140A12004-12-01
US20050005446A12005-01-13
Attorney, Agent or Firm:
KITZHOFER, Thomas (Rundfunkplatz 2, München, DE)
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Claims:

Patentansprüche

1. Verfahren zum Herstellen von abgasreinigenden Vorrichtungen, insbesondere Dieselpartikelfiltern oder Katalysatoren, die ein Gehäuse mit einem Mantel (14) und einem im Gehäuse geklemmten, gasdurchströmten Einleger aufweisen, mittels eines einwärts und auswärts bewegbare Druckbacken (46; 46'; 46"; 46"') aufweisenden Werkzeugs, gekennzeichnet durch folgende Schritte: a) der Einleger wird von einer Vorderseite (100) aus in einen zwischen den Druckbacken (46; 46'; 46"; 46'") gebildeten Arbeitsraum (72) bewegt, b) die Druckbacken (46; 46'; 46"; 46"') werden zusammengefahren und üben einen radial einwärts gerichteten Druck auf den Einleger aus, c) die Druckbacken (46; 46'; 46"; 46'") werden wieder auseinandergefahren, d) der Einleger wird auf der der Vorderseite (100) gegenüberliegenden Rückseite (104) dem Arbeitsraum (72) entnommen und e) ein weiterer Einleger wird über die Vorderseite (100) in den Arbeitsraum

(72) gefördert, so daß die Einleger im Durchflußprinzip durch das Werkzeug gefördert werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Einleger im Werkzeug komprimiert werden und eine Druckmessung des Einlegers durchgeführt wird, wobei die erhaltenen, für den Einleger spezifischen Daten in einem Speicher abgelegt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder zu verbauende Einleger die Druckmessung durchläuft, die spezifischen Daten beim Verbauen des Einlegers in den Mantel aus einem Datenspeicher abgefragt werden und spezifische Klemmkräfte des Mantels ermittelt und erzeugt werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß der Einleger samt Mantel (14) durch das Werkzeug transportiert und darin komprimiert wird, um den Einleger im Mantel (14) zu klemmen.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß im Werkzeug beim Schritt b) der Mantel (14) gewickelt oder kalibriert wird oder Mantelschalen zusammengeschoben werden.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Transport des Einlegers oder der Einheit aus Einleger und Mantel durch das Werkzeug vollautomatisch erfolgt.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn- zeichnet, daß während des Herausnehmens des Einlegers oder der Einheit aus

Einleger und Mantel aus dem Arbeitsraum heraus bereits der nachfolgende Einleger bzw. die nachfolgende Einheit aus Einleger und Mantel in Richtung des Arbeitsraums bewegt wird.

8. Werkzeug zur Herstellung von abgasreinigenden Vorrichtungen, insbe- sondere Dieselpartikelfiltern und insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit ein- und auswärts verfahrbaren Druckbacken (46; 46'; 46"; 46'"), die einen Arbeitsraum (72) begrenzen, einem ringförmigen Träger (22), an dem die Druckbacken gelagert sind und einer offenen Werkzeugvorder- und einer offenen Werkzeugrückseite, im

Bereich des Arbeitsraums (72).

9. Werkzeug nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (22) für die Druckbacken (46; 46'; 46"; 46'") den Arbeitsraum (72) umgibt.

10. Werkzeug nach Anspruch 8 oder 9, gekennzeichnet durch ein gemein- sames, ringförmiges Antriebsteil (28) für die Druckbacken (46; 46"; 46"; 46'"), das durch seine Drehung die Druckbacken (46; 46'; 46"; 46'") einwärts bewegt.

11. Werkzeug nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebsteil (28) mit einem übersetzungsabschnitt (32) versehen ist, mit dem die Druckbacken (46; 46'; 46"; 46"') koppelbar sind und über den die Drehbewegung in eine Einwärtsbewegung der Druckbacken (46; 46'; 46"; 46'") umgewandelt wird.

12. Werkzeug nach Anspruch 10 oder 11 , dadurch gekennzeichnet, daß die Druckbacken (46; 46'; 46"; 46'") entlang einer Steuerkurve (34) des Antriebsteils (28) verstellt werden. 13. Werkzeug nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß ein Fördersystem vorgesehen ist, welches den Einleger bzw. die Einheit aus

Einleger und Mantel (14) in den Arbeitsraum (72) und aus ihm heraus transportiert.

Description:

Verfahren und Werkzeug zum Herstellen von abgasreinigenden

Vorrichtungen

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein Werkzeug zum Herstellen von abgasreinigenden Vorrichtungen, insbesondere Dieselpartikelfiltern oder Katalysatoren.

In solchen Vorrichtungen sind gegen radialen Druck sehr empfindliche Einleger, überwiegend axial durchströmte Keramiksubstrate, die mit einem elastischen Ausgleichselement in Form einer Matte umwickelt sind, untergebracht. Diese Einleger werden durch eine radiale Klemmung im Außengehäuse, im folgenden Mantel genannt, gehalten.

Es gibt verschiedene Verfahren zum sogenannten Canning, d.h. zum Einbringen des Einlegers (Substrat mit Matte) in den Mantel, wovon einige im folgenden erläutert werden.

Eines der häufigsten Verfahren ist das sogenannte 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 sogenannte Kalibrieren oder Shrinken. Hierbei wird der Einleger in ein übergroßes, umfangs- mäßig 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 geklemmt 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 verschiebt 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 ver- schweißt. 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 verfahrbare 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.

Bei allen diesen Verfahren wird aufgrund der Komplexität des Werkzeugs, insbesondere aufgrund seines Bauraums, das Werkstück von derselben Seite in das Werkzeug hineintransportiert und auch wieder aus ihm entnommen. Die Erfindung schafft ein kostengünstigeres Verfahren und ein Werkzeug, welches hohe Ausstoßraten ermöglicht.

Das erfindungsgemäße Verfahren dient zum Herstellen von abgasreinigenden Vorrichtungen und verwendet ein Werkzeug mit einwärts und auswärts bewegbaren Druckbacken und ist durch folgende Schritte gekennzeichnet: a) der Einleger wird von einer Vorderseite aus in einen zwischen den Druckbacken gebildeten Arbeitsraum bewegt,

b) die Druckbacken werden zusammengefahren und üben einen radial einwärts gerichteten Druck auf den Einleger aus, c) die Druckbacken werden wieder auseinandergefahren, d) der Einleger wird auf der der Vorderseite gegenüberliegenden Rückseite dem Arbeitsraum entnommen, und e) ein weiterer Einleger wird über die Vorderseite in den Arbeitsraum gefördert, so daß die Einleger im Durchflußprinzip durch das Werkzeug gefördert werden.

Im Gegensatz zu den bisherigen Verfahren wird beim erfindungsgemäßen Verfahren das Werkstück nach dem Durchlaufprinzip durch das Werkzeug gefördert, d.h. das bearbeitete oder gemessene Werkstück wird an einer Vorderseite dem Werkzeug zugeführt und von einer entgegengesetzten Rückseite aus diesem wieder entnommen. Dadurch kann während der Entnahme bereits die Bestückung mit dem neuen Werkstück erfolgen, was zu höheren Taktraten führt. Das Verfahren ist einerseits für die sogenannte Druckmessung von Einlegern geeignet, bei der diese im Werkzeug komprimiert werden, um ihren Widerstand beim Komprimieren zu messen, damit später beim Canning die für den jeweiligen Einleger spezifischen Daten verwendet werden können und die erforderliche Klemmkraft exakt eingestellt werden kann. Hierzu ist vorgesehen, daß die erhaltenen, für den Einleger spezifischen Daten in einem Speicher abgelegt werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann aber auch beim Canning selbst eingesetzt werden. Hierzu wird die Einheit aus Einleger samt Mantel durch das Werkzeug transportiert und darin von außen komprimiert, um den Einleger im Mantel zu klemmen.

Im zuvor erwähnten Schritt b) wird der Mantel entweder gewickelt, kalibriert, oder Mantelschalen werden zusammengeschoben.

Vorzugsweise wird der Mantel beim Wickeln und beim Zusammenschieben noch im Werkzeug geschweißt. Der Transport des Werkstücks erfolgt vorzugsweise voll automatisch.

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Wie bereits erläutert ist es vorteilhaft, wenn während des Transport des Werkstücks aus dem Werkzeug heraus bereits das nachfolgende Werkstück in das Werkzeug, genauer gesagt in Richtung des Arbeitsraums transportiert wird. Die Bewegungen können gleichzeitig und mit gleicher Geschwindigkeit erfolgen. Gegebenenfalls kann z.B. das nachfolgende Werkstück gegen das vorherige stoßen, um es aus dem Werkzeug herauszudrücken.

Das erfindungsgemäße Werkzeug, welches insbesondere zur Durchführung des zuvor erläuterten Verfahrens dient, hat ein- und auswärts verfahrbare Druckbacken, die einen Arbeitsraum begrenzen und einen ringförmigen Träger, an dem die Druckbacken gelagert sind. Offene Vorder- und Rückseiten des Werkzeugs im Bereich des Arbeitsraumes ermöglichen das zuvor erwähnte Durchflußprinzip. Alternativ können natürlich Vorder- und Rückseite während des Zusammenfahrens der Druckbacken aus Sicherheitsgründen temporär geschlossen werden. Das Werkzeug hat bevorzugt einen Träger für die an ihm befestigten Druckbacken, der den Arbeitsraum umgibt. Dieser Träger ist insbesondere plattenför- mig und verläuft senkrecht zur Förderrichtung, damit der axiale Aufbau des Werkzeugs sehr klein ist, so daß ein leichter Zu- und Abtransport der Werkstücke ermöglicht wird. Bei den bisherigen Canning-Werkzeugen, insbesondere den Kalibrierwerkzeugen, die zum Teil mehrere Meter lang bauen, ist ein solcher Zu- und Abtransport aufgrund des überlangen Arbeitsraumes nicht möglich.

Eine weitere Maßnahme, die die kompakte axiale Baugröße des Werkzeugs ermöglicht, ist ein gemeinsames, ringförmiges Antriebsteil für die Druckbacken, das durch eine Drehung die Druckbacken einwärts bewegt. Das Antriebsteil kann mit einem übersetzungsabschnitt versehen sein, mit dem die Druckbacken koppelbar sind und über den die Drehbewegung in eine Einwärtsbewegung der Druckbacken umgewandelt wird. Diese übersetzungsabschnitte sind z.B. Kurvenscheiben, separate Teile mit Steuerkurven, Kulissenführungen oder Gestänge. Bevorzugt werden jedoch Steuerkurven eingesetzt, die entlang der zugeordneten Druckbacken bei der Bewegung des Antriebsteils wandern und den jeweiligen Druckbacken verstellen.

Die Zu- und Abfuhr des Werkstücks erfolgt vorteilhaft über ein Fördersystem, welches das Werkstück in den Arbeitsraum hinein und aus diesem heraus transportiert.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfol- genden 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 erfindungsgemä- ßes Werkzeug zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,

- Figur 3 eine Schnittansicht durch das Werkzeug nach Figur 2 längs der Linie MI-III,

- 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 Vor- richtung 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

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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 stimseitig in das Substrat 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 Mittelachse 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 befestig- te sogenannte 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 Antriebsteils 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 inkremental 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.

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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 Ar- beitsraum 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 Druckrollen 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 Rück- seite 104 des Werkzeugs vollautomatisch mittels des Fördersystems 102 heraustransportiert (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 ei- nes Mantels 14 umgerüstet. Dazu ist ein individuell angepaßter Satz an Formteilen 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 entsprechendenden 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 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 Bewegungs- richtung 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 je- doch 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 Mantel-

schale 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 Kraft- meßdosen 120 gekoppelt, die die aufgebrachte Kraft ständig abtasten und die wahlweise entweder permanent vorgesehen sein können oder für diesen

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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 Errei- chen eines vorbestimmten Drucks. Während des Verfahrens der Druckbacken 46'" wird punktuell oder stetig auch die Verfahrstrecke parallel zum Druck aufgenommen. Dies ist optional.

Von der Kontaktierung der Lagermatte 12 bis zur Stellung der Druckbacken 46'" bei Erreichen des vorbestimmten Druck 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 vorbestimm- ten Druck die Druckbacken 46'" zufahren, um über die bis dahin ermittelten Meßparameter auf den später notwendigen Verfahrweg zur Erreichung des Solldrucks 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 verbun- den mit den zugeordneten individuellen Formteilen 64 wenigstens zwei der Canning-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 hydrauli-

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sehen/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.