DE60305764T2

DE60305764T2 - Verfahren und Apparat zur Herstellung eines Gehäuses für einen säulenartigen Gegenstand

Info

Publication number: DE60305764T2
Application number: DE60305764T
Authority: DE
Inventors: Tohru Miyoshi-cho Nishikamo-gun Irie; Masashi Miyoshi-cho Nishikamo-gun Ota
Original assignee: Sango Co Ltd
Current assignee: Sango Co Ltd
Priority date: 2002-03-05
Filing date: 2003-03-04
Publication date: 2007-06-14
Anticipated expiration: 2023-03-05
Also published as: CN1448621A; EP1344911A1; CN100334334C; EP1344911B1; US20030167854A1; US6769281B2; DE60305764D1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen eines Behälters zum Halten eines säulenartigen Elements in einem zylindrischen Gehäuse, wobei ein Stoßabsorptionselement um das säulenartige Element gewickelt ist, und insbesondere auf ein Verfahren zum Herstellen eines katalytischen Wandlers zum Halten eines Katalysatorsubstrats, wobei eine Stoßabsorptionsmatte um diesen herum in einem zylindrischen Gehäuse gewickelt ist, und sie bezieht sich auf ein Gerät zum Herstellen desselben.
2. Beschreibung des zugehörigen Stands der Technik
Ein Behälter zum Halten eines säulenartigen Elements, das eine Wabenstruktur aufweist und als ein Fluidfilter in einem metallischen zylindrischen Gehäuse dient, und zwar über ein Stoßabsorptionselement, wurde für eine Fluidbehandlungsvorrichtung verwendet, und er wird zum Reinigen von verschiedenen Fluiden vorgesehen. Bei einem Abgassystem eines Fahrzeugs wurde zum Beispiel ein katalytischer Wandler, ein Dieselpartikelfilter (als DPF abgekürzt) und dergleichen verwendet, und es ist mit einem brüchigen keramischen säulenartigen Element mit einer Wabenstruktur für ein Katalysatorsubstrat, einen Filter oder dergleichen ausgestattet (nachfolgend als ein Katalysatorsubstrat bezeichnet). Das wabenförmige säulenartige Element wird in dem metallischen zylindrischen Gehäuse über das Stoßabsorptionselement wie zum Beispiel eine Keramikmatte oder dergleichen gehalten, so dass die Fluidbehandlungsvorrichtung gebildet ist, von der ein Beispiel der katalytische Wandler ist. Um den Behälter zum Halten des säulenartigen Elements wie zum Beispiel den katalytischen Wandler herzustellen, wird im allgemeinen ein derartiges Verfahren zum Wickeln des Stoßabsorptionselements um das Katalysatorsubstrat verwendet, und diese werden in das zylindrische Gehäuse gestopft, wobei das Stoßabsorptionselement komprimiert wird.
Zum Beispiel schlägt die japanische Patentoffenlegungsschrift JP-2001-355438 ein Verfahren zum Herstellen eines katalytischen Wandlers vor, bei dem der Außendurchmesser eines Katalysatorsubstrats gemessen wird, wenn das Katalysatorsubstrat mit einem Haltematerial, das um dessen Umfang herum angebracht ist, in einen Haltezylinder gestopft (gedrückt) wird, und dann wird das Katalysatorsubstrat mit dem daran angebrachten Haltematerial in den Haltezylinder gestopft, wobei dessen Innendurchmesser an den gemessenen Außendurchmesser angepasst ist. Außerdem wird vorgeschlagen, den Außendurchmesser des an dem Katalysatorsubstrat angebrachten Haltematerials zu messen, und das Katalysatorsubstrat mit dem daran angebrachten Haltematerial in den Haltezylinder zu stopfen, wobei dessen Innendurchmesser an den gemessenen Außendurchmessern angepasst ist. Darüber hinaus wird vorgeschlagen, den Außendurchmesser des Haltematerials in einem derartigen Zustand zu messen, dass ein bestimmter Druck auf das Haltematerial aufgebracht wird. Es wird ebenfalls vorgeschlagen, einen Haltezylinder mit einem geeigneten Innendurchmesser auszuwählen, und zwar aus einer Vielzahl Haltezylinder mit unterschiedlichen Innendurchmessern, die sich voneinander unterscheiden, wie im voraus vorgesehen wurden.
Im Gegensatz dazu wurde ein derartiges Verfahren vorgeschlagen, das als "Dimensionieren" oder "Kalibrieren" bekannt ist, bei dem der Durchmesser eines zylindrischen Elements reduziert wird, nachdem das Katalysatorsubstrat und eine daran angebrachte Stoßabsorptionsmatte in das zylindrische Element eingefügt wurden, bis die Stoßabsorptionsmatte auf den besten Komprimierungsbetrag komprimiert wird, wie dies in den japanischen Patentoffenlegungsschriften JP-64-60711, JP-8-42333, JP-9-170424, JP-9-234377, der US-5 329 698, der US-5 755 025, der US-6 389 693 und der EP-0 982 480 A2 und dergleichen offenbart ist. Von diesen wurde bei der japanischen Patentoffenlegungsschrift JP-9-234377 vorgeschlagen, ein Gehäuse entlang dessen gesamter axialer Länge zu reduzieren, um ein Problem aus dem Stand der Technik zu lösen, wie dies in der japanischen Patentoffenlegungsschrift JP-2-268834 offenbart ist. Bei der erstgenannten Offenlegungsschrift wurde über der letztgenannten Offenlegungsschrift behauptet, dass dort ein katalytischer Wandler mit einem mittleren Abschnitt eines rohrförmigen Körpers offenbart ist, dessen Durchmesser reduziert ist, um so einen Komprimierungsabschnitt zu bilden, und dass eine Stützmatte zum Stützen eines keramischen Wabenkörpers in dem Gehäuse komprimiert wird. Außerdem wurde bei der erstgenannten Offenlegungsschrift behauptet, dass das vorstehend genannte Problem verursacht wird, wenn ein Zwischenraum zwischen dem Außenumfang des Wabenkörpers und dem Innenumfang des Gehäuses in einer Richtung von einem Ende des Komprimierungsabschnitts zu Konusabschnitten groß ist, die keinen reduzierten Durchmesser aufweisen.
Bei der US-5 755 025 wird ein Prozess zum Herstellen von katalytischen Wandlern vorgeschlagen, wie dies in ihrer Zusammenfassung beschrieben ist, in dem Monolithe und ein umgebender Stützmantel in vorgefertigte Rohre gedrückt werden, deren Querschnitt im wesentlichen dem Profil des Monolithen mit einem Zusatz für den Stützmantel entspricht. In der Zusammenfassung wird beschrieben, dass die Maße des Rohres (Gehäuses) an einem konstanten Spalt (Spalte) von dem Monolith angepasst sind, in dem die vorgefertigten Rohre dimensioniert (kalibriert) werden, die anfänglich einen kleineren Querschnitt aufweisen. Somit wurde im wesentlichen derselbe Prozess wie das Stopfen des Substrats und der Matte in das Gehäuse verwendet, wie dies vorstehend beschrieben ist. Darüber hinaus wird bei der US-6 389 693 ein Verfahren zum Herstellen eines katalytischen Wandlers vorgeschlagen, bei dem ein Behälter im wesentlichen über den gesamten Abschnitt seiner Länge größenmäßig angepasst wird, die durch das gewickelte Substrat eingenommen wird, und zwar auf einen vorbestimmten Metallfach/Behälter-Außendurchmesser (OD). Der vorbestimmte Außendurchmesser ist durch die Gleichung OD = D + 2T1 + 2T2 gekennzeichnet, wobei "D" ein Durchmessermaß des Substrats ist, "T1" die Stützmattensolldicke ist und "T2" ein Behälterwanddickenmaß ist. In ähnlicher Weise beschreibt die EP-0 982 480 A2 in ihrer Zusammenfassung, dass nach dem Laden einer Matte und eines Substrats in eine Dose das Maß des Substrats dazu verwendet wird, den Grad zu bestimmen, mit dem die Dose hinsichtlich ihres Außenmaßes reduziert wird, so dass ein ausgewählter Ring zwischen dem Substrat und der Dose erzeugt wird, wobei der Ring von der Matte vereinnahmt wird.
Hinsichtlich der japanischen Patentoffenlegungsschrift JP-2000-45762, die in der japanischen Patentoffenlegungsschrift JP-2001-355438 zitiert wird, ist ein Verfahren zum Reduzieren eines zylindrischen Elements durch einen Drehprozess beschrieben. Darüber hinaus ist in der japanischen Patentoffenlegungsschrift JP-2001-107725 ein Verfahren zum Herstellen eines katalytischen Wandlers offenbart, bei dem ein Durchmesser eines zylindrischen Elements reduziert wird, wobei ein Stoßabsorptionselement darin gehalten wird, um einen Substratkatalysator zu halten, und zwar gemäß einem Drehprozess unter Verwendung einer Vielzahl Drehwalzen, die um das zylindrische Element herum laufen. Hinsichtlich eines Einschnürungsprozesses, der auf einem Endabschnitt des zylindrischen Elements angewendet wird, ist in dem japanischen Patent JP-2957153 ein Versatzdrehprozess offenbart, und ein Schrägdrehprozess ist in dem japanischen Patent JP-2957154 offenbart. Außerdem ist ein Drehgerät in der japanischen Patentoffenlegungsschrift JP-2001-137962 offenbart.
In der vorstehend beschriebenen japanischen Patentoffenlegungsschrift JP-2001-355438 wird beschrieben, dass es vorzuziehen ist, den Außendurchmesser des Haltematerials zum Beispiel in einem derartigen Zustand zu messen, bei dem das Haltematerial 3 dem selben Prozess (Halteprozess) ausgesetzt wird, als würde der Druck wirken, der auf das Haltematerial 3 aufgebracht wird, wenn das Katalysatorsubstrat 2 in den Haltezylinder 1 gestopft (gedrückt) wird. Gemäß dem vorstehend beschriebenen Verfahren ist es jedoch unmöglich, den Druck zu schätzen, der auf das Haltematerial bei dem späteren Prozess aufgebracht wird, und darüber wurde nichts beschrieben. Daher ist die vorstehend genannte Beschreibung lediglich ein Wunsch oder eine Hoffnung, dass das Haltematerial 3 mit demselben Druck wie jener Druck beaufschlagt wird, der auf das Haltematerial 3 dann aufgebracht wird, wenn das Katalysatorsubstrat 2 in den Haltezylinder 1 gedrückt wird, und es wird nichts offenbart, das eine mögliche Verwirklichung zeigt. Zusätzlich wird beschrieben, dass ein Basiselement des Haltezylinders 1 verwendet wird, der den Innendurchmesser aufweist, der es ermöglicht, dass das gestopfte Haltematerial 3 den geeigneten Druck auf das Katalysatorsubstrat 2 aufbringt. Außerdem wird behauptet, dass die Auswahl eines Haltezylinders erzielt werden kann, der den geeigneten Innendurchmesser aufweist, und zwar aus einer Vielzahl Basiselemente mit unterschiedlichen Innendurchmessern, die im voraus vorbereitet wurden. Daher ist es offensichtlich, dass der Haltezylinder 1 nicht derjenige ist, der einen Innendurchmesser aufweist, der gemäß dem Ergebnis der Messung des Außendurchmessers des Haltematerials 3 in jenem Zustand einzustellen ist, bei dem das Haltematerial 3 mit dem selben Druck wie jener Druck beaufschlagt wird, der auf das Haltematerial 3 dann aufgebracht wird, wenn es in den Haltezylinder 1 gestopft wird, wobei die Messung tatsächlich nicht durchgeführt werden kann, wie dies vorstehend beschrieben ist. Nach alledem ist es aus der japanischen Patentoffenlegungsschrift JP-2001-355438 nicht klar, wie der Außendurchmesser des Haltematerials 3 gemessen wird, in welchem Zustand der Druck darauf aufgebracht wird, und auch nicht wie oder durch welche Art das gemessene Ergebnis verwendet wird.
Im Gegensatz dazu wird gemäß dem herkömmlichen Verfahren durch den Stopfprozess auf der Grundlage einer Dichte einer Stoßabsorptionsmatte, die als das Stoßabsorptionselement dient, das als GBD bezeichnet wird (eine Abkürzung von Gap Bulk Density), ein ringartiger Zwischenraum zwischen dem Außendurchmesser des Katalysatorsubstrats und dem Innendurchmesser des zylindrischen Gehäuses im allgemeinen bestimmt. Die GBD ist der Wert, der aus (Gewicht pro Flächeninhalt/Volumenspalt) erhalten wird. Gemäß der Volumendichte der Stoßabsorptionsmatte wird ein Druck (Pa) erzeugt, um das Katalysatorsubstrat zu erhalten. Der Druck muss auf einen Wert eingestellt werden, der die Festigkeit des Katalysatorsubstrats nicht überschreitet, und auf einen Wert, der das Katalysatorsubstrat halten kann, auf das Schwingungen und ein Abgasdruck aufgebracht wird, so dass es sich in dem zylindrischen Gehäuse nicht bewegt. Daher muss das Stoßabsorptionselement (Stoßabsorptionsmatte) so gestopft werden, dass die GBD innerhalb eines vorbestimmten Auslegungsbereiches erzeugt wird, und die GBD muss für einen Lebenszyklus des Produktes aufrecht erhalten werden.
Gemäß dem herkömmlichen Verfahren durch den vorstehend beschriebenen Stopfprozess werden jedoch ein Fehler des Außendurchmessers des Katalysatorsubstrats, der bei dessen Herstellung zwangsläufig verursacht wird, ein Fehler des Innendurchmessers des zylindrischen Gehäuses und ein Fehler des Gewichtes pro Flächeninhalt der Stoßabsorptionsmatte, die dazwischen angeordnet ist, so hinzugefügt, dass ein Fehler der GBD erzeugt wird. Daher ist es keine praktische Lösung für eine Massenherstellung, eine Kombination des entsprechenden Elements zu finden, das dazu geeignet ist, den Fehler der GBD zu minimieren. Darüber hinaus ändert sich die GBD selbst in Abhängigkeit von der Eigenschaft oder der individuellen Unterschiede der Stoßabsorptionsmatte. Außerdem unterliegt die GBD dem Wert, der an einer Ebene gemessen wird, so dass er nicht den Wert angibt, der in jenem Fall gemessen wird, wenn die Stoßabsorptionsmatte eng um das Katalysatorsubstrat gewickelt wird. Dementsprechend wurde gewünscht, das Katalysatorsubstrat korrekt in das zylindrische Gehäuse zu stopfen, ohne dass dies der GBD unterliegt.
Im Gegensatz dazu wird gemäß dem herkömmlichen Dimensionierungsverfahren vorgeschlagen, den Außendurchmesser des Katalysatorsubstrats und den Innendurchmesser des zylindrischen Gehäuses im voraus zu messen, um einen geeigneten Komprimierungsbetrag für das Stoßabsorptionselement zu bestimmen, und dann den Durchmesser um den bestimmten Komprimierungsbetrag zu reduzieren. Jedoch ist es schwierig, zu bestimmen, ob der endgültige Komprimierungsbetrag geeignet ist oder nicht, da die Fehler der jeweiligen Katalysatorsubstrate und der jeweiligen Stoßabsorptionselemente hinzugefügt werden, und da sich die Dicke des jeweiligen Stoßabsorptionselements ändert, das um das jeweilige Katalysatorsubstrat gewickelt ist. Zusätzlich resultieren die Schwierigkeiten aus der Tatsache, dass es erforderlich ist, geringfügig kleiner als einen Solldurchmesser zu reduzieren (ein sogenanntes Überschwingen), wenn der Durchmesser des metallischen zylindrischen Elements reduziert wird, und zwar angesichts einer Rückfederung des zylindrischen Elements. Infolgedessen kann eine übermäßige Komprimierungskraft erzeugt werden. Außerdem resultiert die Schwierigkeit aus der Tatsache, dass eine unvermeidliche Änderung der Dicke des metallischen zylindrischen Elements verursacht wird, wenn der Durchmesser des metallischen zylindrischen Elements reduziert wird, d.h. die Wanddicke wird erhöht, wenn der Durchmesser reduziert wird. Folglich ist es ziemlich schwierig, einen wahren Innendurchmesser (Position der Innenwandfläche) zu bestimmen, d.h., einen genauen reduzierten Betrag, so dass die Massenproduktion nicht verwirklicht werden kann.
Um das Problem zu lösen, das durch das Überschwingen oder dergleichen gemäß der vorstehenden Beschreibung verursacht wird, wurde ein derartiges Verfahren zum Messen des Außendurchmessers des Katalysatorsubstrats im voraus und zum Reduzieren des Durchmessers des Gehäuses auf der Grundlage des Komprimierungsbetrages oder der Solldicke der Stoßabsorptionsmatte in der US-5 755 025, der US-6 389 693 und der EP-0 982 480 A2 vorgeschlagen, die bereits zitiert wurden. Jedoch wurden die verschiedenen Fehler nicht berücksichtigt, die hinsichtlich der Stoßabsorptionsmatte verursacht werden, einschließlich des Fehlers des Gewichts pro Flächeninhalt der Stoßabsorptionsmatte, wie dies vorstehend beschrieben ist. Daher kann das endgültige Problem des Fehlers des Druckes nicht vermieden werden, der auf das Katalysatorsubstrat aufgebracht wird, wie dies nachfolgend im einzelnen beschrieben wird. Bei der Ausgangssituation hinsichtlich einer Haltekraft zum Halten des Katalysatorsubstrats an einer vorbestimmten Position innerhalb des zylindrischen Gehäuses entspricht die Haltekraft in einer radialen Richtung des zylindrischen Gehäuses der Druckwiederherstellungskraft des Stoßabsorptionselements, die auf die Außenfläche des Katalysatorsubstrats und auf die Innenfläche des zylindrischen Gehäuses in einer Richtung wirkt, die senkrecht zu jenen Flächen ist. Andererseits werden hinsichtlich des zylindrischen Gehäuses, das zum Beispiel an das Abgassystem für das Fahrzeug befestigt ist, das Katalysatorsubstrat und das Stoßabsorptionselement mit Kräften in ihren axialen Richtungen auf Grund von Schwingungen oder des Abgasdruckes beaufschlagt. Entgegen der axialen Kraft ist für diese eine Haltekraft in der axialen Richtung (Längsrichtung) des zylindrischen Gehäuses erforderlich, wobei die Haltekraft durch eine erste Reibungskraft zwischen dem Stoßabsorptionselement und dem Katalysatorsubstrat und durch eine zweite Reibungskraft zwischen dem Stoßabsorptionselement und dem zylindrischen Gehäuse erzeugt wird.
Die erste und die zweite Reibungskraft werden durch das Produkt einer Multiplikation der Druckwiederherstellungskraft des Stoßabsorptionselements und dem statischen Reibungskoeffizienten zwischen dem Stoßabsorptionselement und der Außenfläche des Katalysatorsubstrats angegeben, bzw. durch das Produkt einer Multiplikation der Druckwiederherstellungskraft des Stoßabsorptionselements und dem statischen Reibungskoeffizienten zwischen dem Stoßabsorptionselement und der Innenfläche des zylindrischen Gehäuses. Diesbezüglich ist hinsichtlich der Haltekraft in der axialen Richtung (Längsrichtung) des zylindrischen Gehäuses die Reibungskraft zwischen dem Stoßabsorptionselement und dem verbleibenden Element mit dem kleineren Reibungskoeffizienten dominant. Hinsichtlich des Katalysatorsubstrats und des zylindrischen Gehäuses mit bekannten statischen Reibungskoeffizienten sind daher die Reibungskräfte eindeutig. Um die erforderlichen Reibungskräfte zu gewährleisten, ist es erforderlich, den auf das Stoßabsorptionselement aufgebrachten Druck zu erhöhen. Falls das Katalysatorsubstrat brüchig ist, dann ist es erforderlich, die axiale Haltekraft innerhalb der Druckgrenze des Stoßabsorptionselements zu halten, um eine übermäßige radiale Last zu vermeiden, die auf das Katalysatorsubstrat aufgebracht wird.
Dementsprechend ist es vorzuziehen, den auf das Stoßabsorptionselement aufgebrachten Druck auf der Grundlage des kleineren statischen Reibungskoeffizienten zu bestimmen, und zwar von dem statischen Reibungskoeffizienten der Außenfläche des Katalysatorsubstrats und dem statischen Reibungskoeffizienten der Innenfläche des zylindrischen Gehäuses, und den Durchmesser des zylindrischen Gehäuses zu reduzieren. Anders gesagt ist der geeigneteste Parameter der Druck (Pa), der auf das Katalysatorsubstrat (oder den Filter) durch das Stoßabsorptionselement (Stoßabsorptionsmatte) aufgebracht wird, wenn das Katalysatorsubstrat in dem zylindrischen Gehäuse gehalten wird, wobei das Stoßabsorptionselement dazwischen angeordnet ist. Falls es möglich ist, den Druck direkt zu messen, oder einen Wert zu messen, der dem Druck direkt oder indirekt entspricht, und den Durchmesser des zylindrischen Gehäuses auf der Grundlage des gemessenen Ergebnisses zu reduzieren, dann ist es auch möglich, den Durchmesser des zylindrischen Gehäuses durch einen Dimensionierungsprozess mit ausreichender Genauigkeit zu reduzieren. Der Dimensionierungsprozess meint eine Reduzierung des Durchmessers des zylindrischen Gehäuses, wobei der reduzierte Betrag gesteuert wird, und er wird lediglich aus einem Schrumpfprozess zum einfachen Reduzieren des Rohrdurchmessers bestimmt, der innerhalb der gleichen Kategorie wie der Dimensionierungsprozess hinsichtlich des Prozesses zum Reduzieren des Durchmessers des zylindrischen Gehäuses fallen kann.
Bei den Verfahren gemäß dem Stand der Technik wird im Gegensatz dazu im allgemeinen eine Steuerung auf der Grundlage der GBD des Stoßabsorptionselements (Matte) verwendet, wie dies vorstehend beschrieben ist, so dass eine Steuerung durch eine Schätzung auf der Grundlage eines substituierten Wertes verwendet wurde. Daher werden jene geschätzten Faktoren miteinander addiert, so dass ein unvermeidlicher Fehler verursacht wird. Außerdem sind die Haltekraft, die durch die Reibungskraft zwischen dem Stoßabsorptionselement und dem Katalysatorsubstrat erzeugt wird, und die Haltekraft, die durch die Reibungskraft zwischen dem Stoßabsorptionselement und das zylindrische Gehäuse erzeugt wird, eventuell miteinander verknüpft, um die Maße der jeweiligen Bauteile zu bestimmen. Bei der Messung, die in der japanischen Patentoffenlegungsschrift JP-2001-355438 beschrieben ist, welche bereits genannt wurde, dann werden die geschätzten Faktoren für die folgenden Prozesse in notwendiger Weise miteinander addiert, so dass der Fehler verursacht wird, gegen den Gegenmaßnahmen erforderlich sind.
Insbesondere ist es auf dem Gebiet der katalytischen Wandler wünschenswert, dass der Druck der Stoßabsorptionsmatte der so stark wie möglich ist, und dass er einheitlich in der Umfangsrichtung und in der axialen Richtung aufgebracht wird, und zwar angesichts einer Änderung oder einer Alterung des Druckes, die aus dem Fehler des Außendurchmessers des katalytischen Substrats resultieren, oder angesichts des Druckes (dessen minimaler Druck durch α angegeben ist) zum Verhindern der Bewegung des katalytischen Substrats in der axialen Richtung des katalytischen Substrats auf Grund von verschiedenen Beschleunigungen beim Gebrauch. Falls die Kompressionskraft so vorgesehen ist, dass sie zum Erfüllen der vorstehend beschriebenen Wunschvorstellung übermäßig ist, dann kann das Katalysatorsubstrat gebrochen werden, so dass der Druck nicht größer als ein vorbestimmter Druck werden kann. Der Druck, der dann aufgebracht wird, wenn das Katalysatorsubstrat bricht, wird als eine isostatische Festigkeit β bezeichnet. Als Reaktion auf neuere Anforderungen einer weiteren Verbesserung der Abgasreinigungsfunktion wurde darüber hinaus eine weitere Reduzierung der Wanddicke gefordert, so dass das Katalysatorsubstrat noch brüchiger als die Katalysatorsubstrate gemäß dem Stand der Technik sind, d.h. dass β stark reduziert wird, und dass ein Bereich weiter verkleinert wird, der die Festlegung der Haltekraft ermöglicht, die durch eine Bruchgrenze hinsichtlich des Druckes (β – α) angegeben werden kann.
Darüber hinaus erhöht sich die Temperatur des Abgases (Temperatur des Gases, das dem katalytischen Wandler zugeführt wird) ungefähr 900°C, so dass es erforderlich ist, die Stoßabsorptionsmatte mit einer Aluminiumdioxidmatte zu kombinieren, die eine bessere Wärmebeständigkeit aufweist. Da jedoch die Aluminiumdioxidmatte keine Wärmeausdehnungseigenschaft aufweist, ist es schwierig, die Aluminiumdioxidmatte an eine Änderung der Form des metallischen Behälters mit der Wärmeausdehnungseigenschaft anzupassen. Angesichts dessen muss der minimale Druck α so festgelegt werden, dass er größer ist als jener Druck, der bei dem herkömmlichen Prozess festgelegt ist, und die Volumendichte der Stoßabsorptionsmatte muss relativ groß festgelegt werden. Unlängst ist es daher wahrscheinlich, dass die Reduzierung von β und eine Erhöhung von α zu einer starken Reduzierung des zulässigen Druckbereiches (β – α) führt, was später unter Bezugnahme auf die 28 im einzelnen beschrieben wird. Andererseits ist für jedes Produkt eine genaue Bestimmung des Druckes erforderlich, was zu einer Schwierigkeit bei einer Massenproduktion des katalytischen Wandlers führt. Zusätzlich bewirken neuere Fortschritte beim Verkleinern der Wanddicke des Katalysatorsubstrats zum Gebrauch bei dem katalytischen Wandler, dass der zulässige Druckbereich (β – α) ungefähr die Hälfte des Bereiches gemäß dem Stand der Technik ist, und es wird geschätzt, dass eine weitere Verkleinerung der Wanddicke diesen auf ungefähr den halben gegenwärtigen Bereich einstellt. Wie dies aus jenen verkleinerten Bereichen ersichtlich ist, ist es offensichtlich sehr schwierig, dass derartige Katalysatorsubstrate mit dünnen Wänden in das zylindrische Gehäuse mittels eines Stopfprozesses gemäß dem Stand der Technik oder dergleichen eingepasst wird, wobei der angemessene Druck weiterhin aufgebracht wird.
Des weiteren beschreibt die nachveröffentlichte WO 02/095198 A1 ein Verfahren zum Herstellen eines katalytischen Wandlers, bei dem der katalytische Wandler (2) ein äußeres Rohrelement mit einem Monolithsubstrat (6) aufweist, das im Inneren komprimiert ist, wobei ein umwickeltes Mattenmaterial (8) das Monolithsubstrat (6) umgibt. Die Montage des katalytischen Wandlers (2) beinhaltet ein Messen der Kompressionsfolge des Mattenmaterials (8) an das Monolithsubstrat (6), um die möglichen Kraftcharakteristika zu bestimmen, die während dessen Montage auftreten können. Das Mattenmaterial (8) wird daher innerhalb des äußeren Rohres (4) mittels Kompressionsklammern, mittels Kompressionswalzen und/oder durch Drehen komprimiert. Das Komprimieren des Mattenmaterials (8) kann in einem einzigen oder in mehreren Schritten geschehen. Schließlich beschreibt die nachveröffentlichte WO 02/24297 A2 ebenfalls ein Gerät und ein Verfahren zum Herstellen eines Abgasprozessors (12), mit: einer Klammervorrichtung (10, 10A) zum Aufbringen eines vorbestimmten Klammerdrucks zum Klammern eines Gehäuses (22) um ein Substrat (28), um zwischen dem Gehäuse (10, 10A) und dem Substrat (28) einen Spalt zu definieren; einer Messvorrichtung (212, 212A) zum Messen einer Größe des Spalts während deren Aufbringung des vorbestimmten Klammerdrucks, wobei die Messvorrichtung (212, 212A) ein Klammerdrucksteuersystem (214, 214A) aufweist, um den vorbestimmten Klammerdruck der Klammervorrichtung (10, 10A) als Reaktion auf die Spaltmessung so einzustellen, dass die Spaltgröße innerhalb eines vorbestimmten Bereiches ist; und einer Schweißvorrichtung (90, 90A) zum Schweißen eines Abschnitts des Gehäuses (22) an einen anderen Abschnitt des Gehäuses (22), wenn die Spaltgröße innerhalb des vorbestimmten Bereichs ist. Die Messvorrichtung (212, 212A) misst die Größe des Spalts unter Berücksichtigung von Spaltmessungen an einer Vielzahl vorbestimmter Orte über dem Substrat (28) mit einer Kamera, und sie bildet von diesen Messungen einen Durchschnitt.
KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
Es ist dementsprechend die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und ein Gerät zum Herstellen eines Behälters zum Halten eines säulenartigen Elements in einem zylindrischen Gehäuse vorzusehen, wobei ein Stoßabsorptionselement um das säulenartige Element gewickelt ist, um einen geeigneten Dimensionierungsprozess des zylindrischen Gehäuses auf der Grundlage des Drucks zu erreichen, der auf das säulenartige Element durch eine Kompressionswiederherstellkraft auf das komprimierte Stoßabsorptionselement aufgebracht wird, wodurch das säulenartige Element mit dem um ihn herum gewickelten Stoßabsorptionselement geeignet ist in dem zylindrischen Gehäuse gehalten wird.
Es gehört auch zur Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und ein Gerät vorzusehen, die einen Behälter zum Halten eines säulenartigen Elements in einem zylindrischen Gehäuse herstellen können, das hinsichtlich einer Änderung einer Wanddicke und einer Rückfederung des zylindrischen Gehäuses korrekt eingestellt ist, was aus einem reduzierten Durchmesser des zylindrischen Gehäuses resultiert, wenn dieser dimensioniert wird.
Um die vorstehend genannte Aufgabe zu lösen, hat das Verfahren die Schritte zum (1) Komprimieren zumindest eines Teils des um das säulenartige Element herum gewickelten Stoßabsorptionselements durch ein Druckelement in einer radialen Richtung zu einer Längsachse des säulenartigen Elements, zum (2) Messen eines auf das Stoßabsorptionselement durch das Druckelement aufgebrachten Drucks, zum (3) Messen eines Abstands zwischen der Achse des säulenartigen Elements und einem Ende des Druckelements, das mit dem Stoßabsorptionselement in Kontakt ist, wenn der gemessene Druck im wesentlichen gleich einem vorbestimmten Solldruck ist, um einen Sollradius vorzusehen, zum (4) lockeren Einfügen des säulenartigen Elements in das zylindrische Gehäuse, wobei das Stoßabsorptionselement um das säulenartige Element herum gewickelt ist, und (5) Reduzieren eines Durchmessers zumindest einem Teils des zylindrischen Gehäuses, wobei das Stoßabsorptionselement darin entlang der Längsachse des zylindrischen Gehäuses gehalten wird, wobei das Stoßabsorptionselement komprimiert wird, und zwar auf ein derartiges Maß, dass der Innenradius des Teils des zylindrischen Gehäuses im wesentlichen gleich dem Sollradius ist, um das säulenartige Element in dem zylindrischen Gehäuse zu halten, wobei das Stoßabsorptionselement um das säulenartige Element herum gewickelt ist und bei dem Solldruck komprimiert wird.
Bei dem vorstehend beschriebenen Verfahren wird der Solldruck vorzugsweise auf der Grundlage eines statischen Reibungskoeffizienten der äußeren Fläche des säulenartigen Elements und auf der Grundlage eines statischen Reibungskoeffizienten der inneren Fläche des zylindrischen Gehäuses und auf der Grundlage einer Druckkraft des Druckelements bestimmt, die auf das Stoßabsorptionselement aufgebracht wird.
Bei dem vorstehend beschriebenen Verfahren kann eine Vielzahl Druckelemente um den Umfang des säulenartigen Elements parallel zu dessen Längsachse angeordnet werden, und zumindest ein Teil der Druckelemente kann das Stoßabsorptionselement komprimieren, das um das säulenartige Element herumgewickelt ist, und zwar in der radialen Richtung zu der Längsachse des säulenartigen Elements, um den auf das Stoßabsorptionselement aufgebrachten Druck zu messen.
Vorzugsweise hat die Vielzahl Druckelemente eine Vielzahl länglicher Elemente, die jeweils eine Länge aufweisen, die dem Teil des zylindrischen Gehäuses entspricht, wobei das Stoßabsorptionselement darin gehalten ist, und wobei die Vielzahl länglicher Elemente parallel zueinander um den Umfang des Stoßabsorptionselements angeordnet sind, das um das säulenartige Element herum gewickelt ist.
Bei dem vorstehend beschriebenen Verfahren wird vorzugsweise ein vorbestimmter Korrekturbetrag auf der Grundlage zumindest einer Änderung des Durchmessers und einer Änderung der Dicke des zylindrischen Gehäuses vorgesehen, wenn der Durchmesser des zylindrischen Gehäuses reduziert wird, und der reduzierte Betrag des zylindrischen Gehäuses wird gemäß dem Korrekturbetrag eingestellt, wenn der Durchmesser des zylindrischen Gehäuses reduziert wird, wobei das Stoßabsorptionselement darin gehalten wird.
Außerdem kann der Korrekturbetrag durch Messen eines Grenzradius des zylindrischen Gehäuses vorgesehen werden, wenn das Stoßabsorptionselement durch das Druckelement auf ein derartiges Maß komprimiert wird, dass der Innenradius zumindest eines Teils des zylindrischen Gehäuses auf weniger als den Sollradius reduziert wird, und unmittelbar bevor das säulenartige Element gebrochen wird, und durch Festlegen eines vorbestimmten Abstands, der kleiner ist als eine Differenz zwischen dem Grenzradius und dem Sollradius, und zwar als der Korrekturbetrag.
Hinsichtlich des Geräts zum Herstellen eines Behälters zum Halten eines säulenartigen Elements in einem zylindrischen Gehäuse, wobei ein Stoßabsorptionselement um das säulenartige Element herumgewickelt ist, hat es eine Kompressionsvorrichtung mit einer Vielzahl längliche Druckelemente, die jeweils eine Länge aufweisen, die zumindest einem Teil des zylindrischen Gehäuses entspricht, wobei das Stoßabsorptionselement darin gehalten ist, und die parallel zueinander um den Umfang des Stoßabsorptionselements angeordnet sind, das um das säulenartige Element herumgewickelt ist, und die zumindest den Teil des Stoßabsorptionselements komprimieren, das um das säulenartige Element herumgewickelt ist, und zwar durch die Druckelemente in einer radialen Richtung zu einer Längsachse des säulenartigen Elements. Das Gerät hat des weiteren eine Messvorrichtung zum Messen eines Drucks, der auf das Stoßabsorptionselement durch die Druckelemente aufgebracht wird, und zum Messen eines Abstands zwischen der Achse des säulenartigen Elements und einem Ende von zumindest einem der Druckelemente, die mit dem Stoßabsorptionselement in Kontakt sind, wenn der gemessene Druck im wesentlichen gleich einem vorbestimmten Solldruck ist, um einen Sollradius vorzusehen, und eine Steuervorrichtung zum Einfügen des säulenartigen Elements, wobei das Stoßabsorptionselement um das säulenartige Element herumgewickelt ist, und zwar locker in das zylindrische Gehäuse, und zum Antreiben der Kompressionsvorrichtung zum Reduzieren eines Durchmessers von zumindest einem Teil des zylindrischen Gehäuses, wobei das Stoßabsorptionselement darin gehalten ist, und zwar entlang der Längsachse des zylindrischen Gehäuses durch die Druckelemente auf ein derartiges Maß, dass der Innenradius des Teils des zylindrischen Gehäuses im wesentlichen gleich dem Sollradius ist, um das säulenartige Element zu halten, wobei das Stoßabsorptionselement um das säulenartige Element herumgewickelt ist und bei dem Solldruck in dem zylindrischen Gehäuse komprimiert wird.
Als ein Ausführungsbeispiel des Behälters des säulenartigen Elements wird ein katalytischer Wandler zum Gebrauch bei einem Fahrzeug hergestellt. Es kann auch ein Dieselpartikelfilter (DPF) hergestellt werden. Hinsichtlich des katalytischen Wandlers entspricht das säulenartige Element einem Katalysatorsubstrat, wie zum Beispiel das Substrat mit einer Wabenstruktur, und das Stoßabsorptionselement entspricht einer Stoßabsorptionsmatte zum Halten des Substrats. Hinsichtlich des DPF entspricht das säulenartige Element einem Filter, und das Stoßabsorptionselement entspricht einer Stoßabsorptionsmatte zum Halten des Filters. Im allgemeinen ist das Substrat oder der Filter entsprechend dem säulenartige Element als eine Säule mit einem runden Querschnitt oder einem Zylinder ausgebildet. Gemäß der vorliegenden Erfindung beinhaltet das säulenartige Element jedoch ein Element mit einem Querschnitt, der nicht rund ist, wie zum Beispiel ein elliptischer Querschnitt, ein ovaler Querschnitt oder dergleichen. In diesem Fall kann eine Hälfte des Mittelwertes von seiner Hauptachse und seiner Nebenachse als der Radius des zylindrischen Gehäuses gemäß der vorliegenden Erfindung dienen.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorstehend genannte Aufgabe und die folgende Beschreibung werden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen ersichtlich, wobei die gleichen Bezugszeichen ähnliche Bauelemente bezeichnen, und wobei:
1 zeigt eine Blockdarstellung eines Gesamtaufbaus für ein Verfahren zum Herstellen eines Behälters eines säulenartigen Elements gemäß der vorliegenden Erfindung;
2 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Katalysatorsubstrats und einer Stoßabsorptionsmatte, die darum bei einem katalytischen Wandler gewickelt ist, das ein durch das Verfahren gemäß den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung herzustellendes Objekt ist;
3 zeigt eine Vorderansicht eines Messprozesses bei dem Verfahren gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
4 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Messprozesses bei dem Verfahren gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
5 zeigt eine Draufsicht eines Ausführungsbeispiels einer Mehrpunktmessvorrichtung zum Gebrauch bei dem Verfahren gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
6 zeigt eine Vorderansicht eines Ausführungsbeispiels einer Mehrpunktmessvorrichtung zum Gebrauch bei dem Verfahren gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
7 zeigt ein Diagramm zum Beschreiben eines Messprozesses und eines Dimensionierungsprozesses bei dem Verfahren gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
8 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Dimensionierungsprozesses bei dem Verfahren gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
9 zeigt ein Flussdiagramm eines Beispiels des Messprozesses und des Dimensionierungsprozesses bei dem Verfahren gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
10 zeigt eine perspektivische Ansicht eines ersten Ausführungsbeispiels einer Schrumpfvorrichtung zum Gebrauch bei einem Verfahren zum Herstellen einer Abgasreinigungsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
11 zeigt eine perspektivische Ansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels einer Schrumpfvorrichtung zum Gebrauch bei einem Verfahren zum Herstellen einer Abgasreinigungsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
12 zeigt eine Schnittansicht eines Teils einer Schrumpfvorrichtung zum Gebrauch bei dem Verfahren gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
13 zeigt eine Schnittansicht eines Messzustands mittels einer Schrumpfvorrichtung zum Gebrauch bei dem Verfahren gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
14 zeigt eine Schnittansicht eines Zustands beim Start eines Schrumpfprozesses mittels einer Schrumpfvorrichtung zum Gebrauch bei dem Verfahren gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
15 zeigt eine Schnittansicht eines Zustands zum Beenden eines Schrumpfprozesses mittels einer Schrumpfvorrichtung zum Gebrauch bei dem Verfahren gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
16 zeigt eine Schnittansicht eines Drehprozesses bei einem Endabschnitt bei dem Verfahren gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
17 zeigt eine Schnittansicht eines Drehprozesses bei einem Endabschnitt bei dem Verfahren gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
18 zeigt eine Schnittansicht eines Drehprozesses bei einem Endabschnitt mit einer geneigten Achse bei dem Verfahren gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
19 zeigt eine Schnittansicht eines Hauptwerkstücks mit einem vergrößerten Abschnitt, der an einem Ende eines zylindrischen Gehäuses ausgebildet ist, und zwar bei dem Verfahren zum Herstellen eines katalytischen Wandlers gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
20 zeigt eine Schnittansicht eines Zustands zum Einfügen eines integrierten Produktes mit einem Katalysatorsubstrat und einer Stoßabsorptionsmatte, die dort herumgewickelt ist, und zwar in einem Hauptwerkstück bei dem Verfahren zum Herstellen eines katalytischen Wandlers gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
21 zeigt eine Schnittansicht eines Zustands zum Schrumpfen eines Hauptwerkstücks bei einem Dimensionierungsprozess gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
22 zeigt eine Schnittansicht eines Zustands zum Aufbringen eines Einschnürungsprozesses durch Drehwalzen an einem Endabschnitt eines sekundären Werkstücks gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
23 zeigt eine vergrößerte Schnittansicht eines Abschnitts in der Nähe des oberen linken Endes eines Körperabschnitts, der in der 22 gezeigt ist;
24 zeigt eine Schnittansicht eines Zustands bei der Anwendung eines Einschnürungsprozesses durch Drehwalzen an einem Endabschnitt eines dritten Werkstücks, wobei ein Endabschnitt als ein eingeschnürter Abschnitt ausgebildet ist, und zwar gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
25 zeigt eine vergrößerte Schnittansicht eines Abschnitts in der Nähe des unteren linken Endes eines Körperabschnitts, der in der 24 gezeigt ist;
26 zeigt eine Seitenansicht eines Beispiels eines fertig gestellten katalytischen Wandlers, der gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung hergestellt wird;
27 zeigt eine Seitenansicht eines anderen Beispiels eines fertig gestellten katalytischen Wandlers, der gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung hergestellt wird;
28 zeigt eine Darstellung eines zulässigen Druckbereichs für ein Beispiel eines Stoßabsorptionselements bei einem herkömmlichen katalytischen Wandler; und
29 zeigt eine Darstellung eines Beispiels eines experimentellen Ergebnisses zum Erhalten einer Änderung des Durchmessers eines zylindrischen Gehäuses, die durch eine Rückfederung verursacht wird, und zwar aus einer Beziehung zwischen dem Sollradius und dem Istradius des zylindrischen Gehäuses, wenn dessen Durchmesser reduziert wird, und zwar bei dem Verfahren gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Unter Bezugnahme auf die 1 ist schematisch ein Gesamtaufbau für ein Verfahren zum Herstellen eines Behälters zum Halten eines säulenartigen Elements in einem zylindrischen Gehäuse gezeigt, wobei ein Stoßabsorptionselement um das säulenartige Element gewickelt ist, gemäß der vorliegenden Erfindung. Als ein Ausführungsbeispiel des Verfahrens und eines Geräts zum Herstellen desselben werden ein Verfahren und ein Gerät zum Herstellen eines katalytischen Wandlers zum Gebrauch bei einem Abgasreinigungssystem unter Bezugnahme auf die 2 bis 18 später beschrieben. In der 1 wird am Beginn gemäß einem Vereinheitlichungsprozess (U) ein Stoßabsorptionselement (A) um ein säulenartiges Element (C) gewickelt, wie dies durch (R) in der 1 gezeigt ist, was im allgemeinen separat erreicht wird. Hinsichtlich eines einheitlichen Produktes (in der 2 durch 1 angegeben), wobei das Stoßabsorptionselement (A) um das säulenartige Element (C) gewickelt ist, wird ein Messprozess (M) folgendermaßen erreicht.
Gemäß dem Messprozess (M) wird zumindest ein Teil des Stoßabsorptionselements (A), das um das säulenartige Element (C) gewickelt ist, durch ein Druckelement (PM) gedrückt, wie dies durch eine gestrichelte Linie in der 1 angegeben ist, und zwar in einer radialen Richtung zu einer Längsachse des säulenartigen Elements (C) bei dem Kompressionsprozess (M1). Dann wird der Druck (Ps), der durch das Druckelement (PM) auf das Stoßabsorptionselement (A) aufgebracht wird, bei einem Druckmessprozess (M2) gemessen. Gemäß einem Abstandsmessprozess (M3) wird darüber hinaus ein Abstand zwischen der Achse des säulenartigen Elements (C) und einem Ende des Druckelements (PM) gemessen, das mit dem Stoßabsorptionselement (A) in Kontakt ist, wenn der gemessene Druck im wesentlichen gleich einem vorbestimmten Solldruck (Pt) ist, um so einen Sollradius (Rt) vorzusehen. Auch wenn jene Prozesse (M1 bis M3) zur Vereinfachung nacheinander gezeigt sind, können sie annähernd gleichzeitig erreicht werden, wie dies später unter Bezugnahme auf die 3 beschrieben wird.
Als nächstes schreitet der Prozess zu einem Dimensionierungsprozess (V), bei dem gemäß einem Einfügungsprozess (V1) das säulenartige Element (A) in das zylindrische Gehäuse (T) locker eingefügt wird, wobei das Stoßabsorptionselement (A) um das säulenartige Element (C) gewickelt ist. Dann wird gemäß einem Reduzierungsprozess (V2) ein Durchmesser von zumindest einem Teil des zylindrischen Gehäuses (T) reduziert, wobei das Stoßabsorptionselement (A) darin entlang der Längsachse des zylindrischen Gehäuses (T) gehalten wird, wobei das Stoßabsorptionselement (A) auf ein derartiges Maß komprimiert wird, dass der Innenradius des Teils des zylindrischen Gehäuses (T) im wesentlichen dem Sollradius (Rt) wird, um das einheitliche Produkt des säulenartigen Elements mit dem Stoßabsorptionselement (A) in dem zylindrischen Gehäuse (T) zu halten, wobei das Stoßabsorptionselement (A) um das säulenartige Element (C) gewickelt ist und bei dem Solldruck (Pt) komprimiert wird. Jene Prozesse (V1 bis V3) wurden zur Vereinfachung aufgeteilt. Daher ist es nicht notwendiger Weise erforderlich, dass sie separat durchgeführt werden, und sie können als ein fortlaufend gesteuerter Dimensionierungsprozess durchgeführt werden.
Darüber hinaus können sie so eingerichtet sein, dass gemäß einem Korrekturfestlegungsprozess (V3) ein vorbestimmter Korrekturbetrag (ds, dt) auf der Grundlage zumindest einer Änderung des Durchmessers oder einer Änderung der Wanddicke des zylindrischen Gehäuses (T) vorgesehen wird, wenn der Durchmesser des zylindrischen Gehäuses (T) reduziert wird, und dass der Reduktionsbetrag des zylindrischen Gehäuses (T) gemäß dem Korrekturbetrag eingestellt wird, wenn der Durchmesser des zylindrischen Gehäuses (T) reduziert wird, wobei das Stoßabsorptionselement (A) darin gehalten ist. Falls die Rückfederung des zylindrischen Gehäuses (T) nach der Reduzierung des Durchmessers des zylindrischen Gehäuses (T) bewirkt wird, und falls die Wanddicke des zylindrischen Gehäuses (T) vergrößert wird, wenn der Durchmesser des zylindrischen Gehäuses (T) reduziert wird, dann wird der Radius des zylindrischen Gehäuses (T) folglich so gesteuert, dass er kleiner als ein Grenzradius ist, um im wesentlichen den gleichen Radius als den Sollradius (RT) vorzusehen.
Falls der Korrekturbetrag (ds) auf der Grundlage des Durchmessers des zylindrischen Gehäuses (T) gemäß dem vorstehend beschriebenen Messprozess (M) vorgesehen wird, dann kann ein Grenzradius des zylindrischen Gehäuses (T) im voraus gemessen werden, wenn das Stoßabsorptionselement (A) durch das Druckelement (PM) auf ein derartiges Maß komprimiert wird, dass der Innenradius von zumindest dem Teil des zylindrischen Gehäuses (T) so reduziert wird, dass er kleiner ist als der Sollradius (Rt), und unmittelbar bevor das säulenartige Element (C) gebrochen wird. Gemäß dem Korrekturfestlegungsprozess (V2) kann außerdem ein vorbestimmter Abstand, der kleiner ist als eine Differenz zwischen dem Grenzradius und dem Sollradius, als der Korrekturbetrag (ds) festgelegt werden. Insbesondere in jenem Fall, bei dem die Rückfederung des zylindrischen Gehäuses (T) nach der Reduzierung des Durchmessers des zylindrischen Gehäuses (T) verursacht wird, wird der Radius des zylindrischen Gehäuses (T) folglich so gesteuert, dass er im wesentlichen den selben Radius wie den Sollradius (Rt) bereit stellt.
Falls es erforderlich ist, dann kann der Prozess zu einem Einschnürungsprozess (N) fortschreiten, bei dem offene Endabschnitte des zylindrischen Gehäuses (T) dem Einschnürungsprozess ausgesetzt werden, um ein fertig gestelltes Produkt (P) auszubilden, wie zum Beispiel den katalytischen Wandler, der in der 26 gezeigt ist. Falls das Druckelement, das bei dem Kompressionsprozess (M1) verwendet wird, und das Druckelement, das bei dem Reduzierungsprozess (V2) verwendet wird, durch das selbe Element gebildet sind, und falls sie durch eine gemeinsame Kompressionsvorrichtung komprimiert werden können, dann können der Messprozess (M) und der Dimensionierungsprozess (V) durch eine einzige Vorrichtung fortlaufend durchgeführt werden, wie dies später im einzelnen beschrieben wird. Der Messprozess (M) und der Dimensionierungsprozess (V) werden nicht notwendigerweise fortlaufend durchgeführt, und sie können bei unterschiedlichen Zeiten und Orten durchgeführt werden. Zum Beispiel können sie so eingerichtet sein, dass das einheitliche Produkt 1 an einer ersten Arbeitsstelle gemessen wird, und dass es in das zylindrischen Gehäuse (T) bei einer zweiten Arbeitsstelle eingefügt wird. Ein zusätzlicher Prozess wie zum Beispiel der andere Prozess zum Bearbeiten des zylindrischen Gehäuses (T) kann zum Beispiel außerdem zwischen dem Messprozess (M) und dem Dimensionierungsprozess (V) eingeführt werden. In jedem Fall kann das gemessene Ergebnis bei dem Messprozess (M) bei dem Dimensionierungsprozess (V) verwendet werden, wie dies später im einzelnen beschrieben wird.
Als nächstes wird als ein Ausführungsbeispiel des Verfahrens zum Herstellen des Behälters des säulenartigen Elements ein Verfahren (und ein Gerät) zum Herstellen des katalytischen Wandlers beschrieben. Beim Beginn wird gemäß dem selben Prozess wie bei dem Vereinheitlichungsprozess (U) eine Stoßabsorptionsmatte 3, die als das Stoßabsorptionselement der vorliegenden Erfindung dient, um ein Katalysatorsubstrat 2 gewickelt, wie dies in der 2 gezeigt ist, und sie wird durch ein nicht brennbares Band befestigt, falls dies erforderlich ist. Diesbezüglich ist es vorzuziehen, eine herkömmliche Art und Weise zum Wickeln zu verwenden, indem im voraus eine Erweiterung und eine Aussparung an den entgegengesetzten Enden der Stoßabsorptionsmatte 3 entsprechend ausgebildet werden, und dass die Stoßabsorptionsmatte 3 um das Katalysatorsubstrat 2 gewickelt wird, wobei die Erweiterung und die Aussparung miteinander in Eingriff gelangen, wie dies in der 2 gezeigt ist. Wie dies durch gestrichelte Linien in der 2 angegeben ist, können ein Druckerfassungselement (SS) und ein IC-Etikett (TG) zum Gebrauch bei einem anderen Ausführungsbeispiel angebracht werden, wie dies später beschrieben wird.
Gemäß dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel ist das Katalysatorsubstrat 2 ein keramisches säulenartiges Element mit einer Wabenstruktur, während es aus Metall bestehen kann, d.h., sein Material und sein Verfahren zum Herstellen sind nicht darauf beschränkt. Die Stoßabsorptionsmatte 3 wird durch eine Aluminiumdioxidmatte gebildet, die durch Wärme kaum ausgedehnt wird, bei diesem Ausführungsbeispiel kann jedoch eine Vermiculit-Matte mit einer thermischen Ausdehnungseigenschaft verwendet werden, oder eine Kombination von derartigen Matten. Außerdem kann eine anorganische Fasermatte verwendet werden, die kein imprägniertes Bindemittel aufweist. Wenn der Druck in Abhängigkeit von der Stoßabsorptionsmatte mit oder ohne dem imprägnierten Bindemittel und ihrer imprägnierten Menge geändert wird, dann ist es erforderlich, dies zu berücksichtigen, wenn der Druck bestimmt wird. Hinsichtlich der Stoßabsorptionsmatte kann eine Drahtvermaschung mit dünnen vermaschten Stahldrähten oder dergleichen verwendet werden, und sie kann mit einer keramischen Matte kombiniert werden. Zusätzlich können jene in Kombination mit einem ringartigen metallischen Halter, einem Dichtring aus einer Drahtvermaschung oder dergleichen verwendet werden. Darüber hinaus kann eine Stoßabsorptionsmatte verwendet werden, die mit einer zylindrischen Form ausgebildet ist, so dass durch einfaches Einfügen des Katalysatorsubstrats 2 in die zylindrische Matte die Stoßabsorptionsmatte in ihren Anbringungszustand um das Katalysatorsubstrat 2 versetzt werden kann.
Unter Bezugnahme auf die 3 wird das einheitliche Produkt 1 gemäß der vorstehenden Beschreibung als nächstes zwischen einer Kopplung von Klammervorrichtungen (CH) eingeklemmt, und das Katalysatorsubstrat 2 wird durch das Druckelement (PM) der Messvorrichtung (DT) durch die Stoßabsorptionsmatte 3 in einer radialen Richtung zu der Längsachse des Katalysatorsubstrats 2 komprimiert. Dann wird der auf das Katalysatorsubstrat 2 aufgebrachte Druck gemessen, und ein Abstand zwischen der Achse (Z) des Katalysatorsubstrats 2 und einem Ende des Druckelements (PM) wird gemessen, wenn der gemessene Druck (Ps) im wesentlichen gleich einem vorbestimmten Solldruck (Pt) ist, um so einen Sollradius (Rt) bereit zu stellen. Nach dessen Messung wird das Druckelement (PM) zu seiner anfänglichen Position zurückgesetzt, und dann wird der Klemmzustand durch die Klammervorrichtung (CH) gelöst. Die Klammervorrichtung (CH) und die Messvorrichtung (DT) zum Gebrauch bei dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel werden nachfolgend beschrieben.
In der 3 hat die Klammervorrichtung (CH) ein Futter mit geteilter Matrize (Finger), das das obere und das untere Ende des Katalysatorsubstrats 2 so einklemmt, dass dessen Längsachse (Z) an einer vorbestimmten Messposition angeordnet ist. Die Messvorrichtung (DT) des gegenwärtigen Ausführungsbeispiels hat einen Aktuator (AC) mit einem Kugelgewinde, das durch einen Motor (MT) angetrieben wird, wobei das Druckelement (PM) an seinem vorderen Ende mit einer Lastzelle (LC) angebracht ist, die zum Erfassen des Druckes angeordnet ist, und hat einen Drehencoder (RE), der an dem hinteren Ende des Actuators (AC) zum Erfassen der Position angeordnet ist. Die durch die Lastzelle (LC) und den Drehencoder (RE) erfassten Signale werden in eine elektronische Steuervorrichtung (nachfolgend als Steuervorrichtung CT bezeichnet) eingegeben und zu verschiedenen Daten umgewandelt, wie dies später beschrieben wird, um sie in einem Speicher (nicht gezeigt) zu speichern. Der Motor (MT) wird durch die Steuervorrichtung (CT) gesteuert.
Das Druckelement (PM) ist so angeordnet, dass es sich in einer Richtung zurück und vor bewegt, die senkrecht zu der Achse (Z) des Katalysatorsubstrats 2 ist (gemäß der 3 nach links und nach rechts), und dass es mit der Stoßabsorptionsmatte 3 in Kontakt gelangt, um diese zu komprimieren. Da die Kontaktfläche des Druckelements (PM) bekannt ist, wird die Reaktionskraft, die dann verursacht wird, wenn das Katalysatorsubstrat 2 und die zu messende Stoßabsorptionsmatte 3 durch das Druckelement (PM) gedrückt werden, durch die Lastzelle (LC) erfasst, um so den Druck bereit zu stellen, der auf das Katalysatorsubstrat 2 aufgebracht wird, der in die Steuervorrichtung (CT) eingegeben wird. In der Steuervorrichtung (CT) wird das durch die Lastzelle (LC) erfasste Signal zu dem Druck umgewandelt, der in den Speicher zu speichern ist, und er wird mit dem vorbestimmten Solldruck (Pt) verglichen, der in die Steuervorrichtung (CT) im voraus getrennt eingegeben wurde. Darüber hinaus werden der Bewegungsbetrag und eine Stoppposition des Druckelements (PM) durch den Drehencoder (RE) als Faktoren erfasst, die die Drehung des Kugelgewindes (nicht gezeigt) angeben, und die in die Steuervorrichtung (CT) einzugeben sind. In der Steuervorrichtung (CT) wird das durch den Drehencoder (RE) erfasste Signal zu dem Bewegungsbetrag und der Stoppposition des Druckelements (PM) umgewandelt, die in den Speicher in Echtzeit zu speichern sind. Jene Erfassungsvorrichtung und die Steuervorrichtung (CT) können elektrisch oder optisch verbunden sein.
Die Beziehung zwischen einem Abstand von der Achse Z des Katalysatorsubstrats 2 zu dem Druckelement (PM) und der auf das Katalysatorsubstrat 2 aufgebrachte Druck können mit jener Messvorrichtung (DT) identifiziert werden, die folgendermaßen betätigt wird. Wenn nämlich das Druckelement (PM) aus seiner anfänglichen Position vorgerückt wird (wenn es von dem Punkt "SO" nach links gemäß der 3 bewegt wird), um einen Teil der Stoßabsorptionsmatte 3 mit Druck zu beaufschlagen, und wenn die Reaktionskraft des mit Druck beaufschlagten Abschnitts der Stoßabsorptionsmatte 3 einen vorbestimmten Wert erreicht hat, dann wird eine bestimmte Position (ein Punkt "S1" in der 3) identifiziert. Diese Position (der Punkt "51" in 3) entspricht der Position der Innenfläche des zylindrischen Gehäuses 4, die dann eingerichtet ist, wenn der Druck der Stoßabsorptionsmatte 3 des fertig gestellten Produktes zu dem Solldruck (Pt) wurde (d.h. nach dem Schrumpfprozess). Daher wird die Beziehung zwischen der Druckkraft, die auf das Katalysatorsubstrat 2 aufgebracht wird, und der Reaktionskraft (Reaktionsdruck), die dadurch verursacht wird, im voraus in dem Speicher der Steuervorrichtung (CT) gespeichert. Auf der Grundlage der Beziehung wird das durch die Lastzelle (LC) erfasste Signal zu dem Druck umgewandelt, und mit dem Druck, der mit einem vorbestimmten Wert verglichen wird, wird das Druckelement PM zu der Position (den Punkt "S1" in der 3) vorgerückt, um dadurch den Bewegungsabstand (Ds) des Druckelements PM zu erfassen.
Dementsprechend kann durch Subtrahieren des Bewegungsabstandes (Ds) des Druckelements (PM), der durch den Drehencoder (RE) erfasst wird, von einem vorbestimmten Abstand zwischen der Endposition (der Punkt "SO" in der 3) des Druckelements (PM) und der Achse (Z) des Katalysatorsubstrats 2 die anfängliche Position des Druckelements (PM) bestimmt werden, d.h. die Position des Sollradius (Rt), die von der Achse (Z) entfernt ist. Diese Position entspricht der Position der Innenfläche des zylindrischen Gehäuses 4, die dann eingerichtet ist, wenn der Druck der Stoßabsorptionsmatte 3 des fertig gestellten Produktes auf einen vorbestimmten Druck aufrecht erhalten wird (d.h. nach dem Schrumpfprozess). Gemäß dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel kann daher die Position (der Punkt "S1" in der 3) bestimmt werden, die bei dem vorbestimmten Druck eingerichtet wird, ohne dass die Maße oder Eigenschaften des Katalysatorsubstrats 2 und der Stoßabsorptionsmatte 3 individuell gemessen werden, und ohne dass der vorstehend erwähnte GBD-Wert verwendet wird. Der Abstand zwischen der Endposition des Druckelements (PM) und der Achse (Z) des Katalysatorsubstrats 2 führt nämlich zu jenem Wert, der nicht nur den Fehler des Außendurchmessers des Katalysatorsubstrats 2 berücksichtigt, sondern auch den Fehler des Gewichts pro Flächeninhalt. Daher müssen jene Fehler überhaupt nicht getrennt gemessen oder ausgewertet werden.
Der Abstand (Ds) und der Sollradius (Rt) werden in dem Speicher der Steuervorrichtung (CT) für den nächsten Prozess gespeichert, und sie können je nach Bedarf angegeben werden. Eine Vielzahl Messvorrichtungen (DT) kann radial um die Achse (Z) des Katalysatorsubstrats 2 angeordnet sein, um die Mehrpunktmessung durchzuführen, oder die Klammervorrichtung (CH) und das einheitliche Produkt 1 können um die Achse (Z) gedreht (indiziert) werden, um die Mehrpunktmessung durchzuführen, und um dann den Mittelwert der gemessenen Werte zu erhalten. Insbesondere in jenem Fall, wenn das Katalysatorsubstrat 2 nicht mit einem runden Querschnitt ausgebildet ist, ist es erforderlich, die Mehrpunktmessung unabhängig von der Form des Katalysatorsubstrats 2 durchzuführen, so dass es wünschenswert ist, eine Vielzahl Messvorrichtungen (DT) anzuordnen. Das Druckelement (PM) muss nicht notwendiger Weise an der vorbestimmten Position (an dem Punkt "S1" in der 3) gestoppt werden, sondern es kann zurückgezogen werden, nachdem die Position bestimmt wurde, und des weiteren kann der Klammerzustand durch die Klammervorrichtung (CH) synchron mit der Bewegung zum Zurückziehen des Druckelements (PM) gelöst werden.
Hinsichtlich des vorstehend erwähnten Messprozesses, wie er in der 4 gezeigt ist, kann eine Vielzahl Druckelemente (PMx) radial um die Achse (Z) des Katalysatorsubstrats 2 positioniert werden (Prozess M1a), und die Stoßabsorptionsmatte 3 kann durch eine Vielzahl Messvorrichtungen (DTn) komprimiert werden, die jene Druckelemente (PMx) aufweisen, um die Mehrpunktmessung durchzuführen (Prozess M1b), oder die Klammervorrichtung (CH) und das einheitliche Produkt 1 können um die Achse (Z) gedreht (indiziert) werden, um die Mehrpunktmessung durchzuführen, und um dann den Mittelwert der gemessenen Werte zu erhalten. Das gleiche trifft für den Messprozess (M) zu, wie er in 1 gezeigt ist. Insbesondere in jenem Fall, wenn das Katalysatorsubstrat 2 nicht mit einem runden Querschnitt ausgebildet ist, dann ist es erforderlich, die Mehrpunktmessung in Abhängigkeit von der Form des Katalysatorsubstrats 2 durchzuführen, so dass es wünschenswert ist, eine Vielzahl Messvorrichtungen (DTn) anzuordnen. Wie dies in der 4 gezeigt ist, hat die Vielzahl Druckelemente (PMx) längliche Elemente, die jeweils länger sind als zumindest die axiale Länge der Stoßabsorptionsmatte 3, und die parallel zueinander entlang des gesamten Umfangs der Stoßabsorptionsmatte 3 angeordnet sind, wobei nahezu kein Zwischenraum zwischen ihnen vorhanden ist. Die Mehrpunktmessung kann durch eines von diesen durchgeführt werden, wie dies nachfolgend bei einem Ausführungsbeispiel beschrieben wird, das die Mehrpunktmessung durchführen kann, und zwar gemäß den 5 und 6.
Die 5 und 6 zeigen ein Ausführungsbeispiel der Mehrpunktmessvorrichtung, bei der ein sogenanntes Schneckenfutter 50 und eine Betätigungsvorrichtung 60 zum Betätigen desselben an einer horizontalen Basis (BS) angeordnet sind. Das Schneckenfutter 50 hat drei Futter 51, die an drei Positionen gleichmäßig um die Mitte herum beabstandet angeordnet sind, und die gleichzeitig radial bewegbar sind. Die Futter 51 sind dazu geeignet, dass sie sich radial zu oder von der Mitte von ihnen jeweils um den selben Betrag als Reaktion auf die Drehung einer Welle 62 bewegen, die durch einen Motor 61 der Betätigungsvorrichtung 60 gedreht wird. Anders gesagt werden die drei Futter 51 nahe zueinander oder voneinander weg bewegt, oder sie werden durch die Betätigungsvorrichtung 60 fixiert. An jedem Futter 51 ist ein L-förmiger Halter 70 angebracht, der als die entsprechende Messvorrichtung (DTn) dient, die eine Lastzelle (LCn) aufweist, die an dem entsprechenden L-förmigen Halter 70 angebracht ist, und ein längliches Druckelement (PMn), das an der Lastzelle (LCn) befestigt ist. Um eine Schwingung des entsprechenden Futters 51 auf Grund eines Zahnspiels des Schneckenfutters 50 zu verhindern, ist jeder Halter 70 zur Mitte oder in der radialen Richtung mittels eines pneumatischen Zylinders 71 vorgespannt, der an der Basis (BS) angebracht ist.
Im Falle einer Messung werden die drei Futter 51 und die daran befestigten Halter 70 zur Mitte jeweils um denselben Betrag durch die Betätigungsvorrichtung 60 so bewegt, dass die jeweiligen Druckelemente (PMn) mit der Stoßabsorptionsmatte 3 gleichzeitig in Kontakt gelangen, die um das Katalysatorsubstrat 2 gewickelt ist. Wenn sich die jeweiligen Druckelemente (PMn) weiter zu dem Katalysatorsubstrat 2 bewegen, dann wird die Stoßabsorptionsmatte 3 in der radialen Richtung komprimiert (senkrecht zu der Achse des Katalysatorsubstrats 2). Die Reaktionskraft bei der Kompression der Stoßabsorptionsmatte 3, die auf den entsprechenden Druckabschnitt davon ausgeübt wird, wird durch die entsprechende Lastzelle (LCn) erfasst, und es wird eine Position bestimmt, bei der das erfasste Ergebnis einen vorbestimmten Wert erreicht hat, und diese Position entspricht der Position (S1), die von der Mitte (Z) um den Abstand (Rt) beabstandet ist, wie dies in der 3 gezeigt ist. Dann wird der Abstand zwischen dem entsprechenden Druckelement (PMn), das jene Position erreicht hat, und der Achse des Katalysatorsubstrats 2 gemessen, um so den Mittelwert zu erhalten. Diesbezüglich kann zum Beispiel der Abstand zwischen dem entsprechenden Druckelement (PMn) und der Achse des Katalysatorsubstrats 2 erhalten werden, da das Ende des entsprechenden Druckelements (PMn) auf der Grundlage der Drehzahl des Motors 61 identifiziert werden kann. Wie dies in der 5 gezeigt ist, kann auch mittels einer Positionsmessvorrichtung 72 unter Verwendung eines digitalen Längenmesssystems wie zum Beispiel "Magnescale" der Sony Precision Technology Inc. der Bewegungsbetrag des Halters 70 oder dergleichen direkt gemessen werden. Gemäß dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel wird daher die Bewegungsdistanz des entsprechenden Druckelements (PMn) durch die Positionsmessvorrichtung 72 direkt gemessen.
Darüber hinaus sind drei Bohrvorrichtungen 40 an dem Schneckenfutter 50 angebracht, wobei sie zwischen den entsprechenden Druckelementen (PMn) gleichmäßig beabstandet sind. Die Bohrvorrichtungen 40 sind mit pneumatischen Zylindern 41 versehen, die die Halteelemente 42 in der radialen Richtung zu oder von der Mitte vorspannen, um das einheitliche Produkt 1 des Katalysatorsubstrats 2 und der Stoßabsorptionsmatte 3 zu positionieren (zu zentrieren), und um das Halten von diesen während des Messprozesses zu unterstützen. Dementsprechend werden die entsprechenden Bohrvorrichtungen 40 vor dem Messprozess zur Mitte bewegt, um das einheitliche Produkt 1 zu positionieren und um es zu halten, und zwar mit einer kleinen Kraft, die zur Mitte hin aufgebracht wird. In diesem Haltezustand wird ein fortlaufender Messprozess durch die Messvorrichtung (DTn) durchgeführt. Nachdem die Messung abgeschlossen wurde, wird das Halteelement 42 durch den pneumatischen Zylinder 41 in der radialen Richtung weg von der Stoßabsorptionsmatte 3 betätigt, damit es zu seiner anfänglichen Position zurückkehrt.
Nachdem die Messung bei dem Messprozess (M) durchgeführt wurde, wird der Dimensionierungsprozess auf der Grundlage des gemessenen Ergebnisses bei dem Dimensionierungsprozess (V) durchgeführt. Die Beziehung zwischen diesen Prozessen wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die 7 beschrieben. Der Messprozess (M) von diesem Ausführungsbeispiel ist grundsätzlich gleich dem Messprozess, der in der 3 gezeigt ist, wie dies an der linken Seite gemäß der 7 gezeigt ist, die einen Teil der Mehrpunktmessvorrichtung mit einer Vielzahl Druckelemente (PMx) zeigt, die um die Achse (Z) des Katalysatorsubstrats 2 angeordnet sind, wie dies in der 4 gezeigt ist. Gemäß diesem Verfahren wird das Druckelement (PMx) aus seiner anfänglichen Position (von dem Punkt "SO" nach rechts gemäß der 7) vorgerückt, um die Stoßabsorptionsmatte 3 mit Druck zu beaufschlagen, wobei die Druckkraft (Fp) auf ihr entlang der gesamten axialen Länge der Stoßabsorptionsmatte 3 aufgebracht wird. Dann kann durch Erfassen einer bestimmten Position (der Punkt "S1" in der 7) die Position bestimmt werden, bei der der Sollradius (Rt) von der Achse (Z) des Katalysatorsubstrats 2 beabstandet ist, wenn der Druck an dem mit Druck beaufschlagten Abschnitt (die Reaktionskraft der Stoßabsorptionsmatte 3), der auf der Grundlage des erfassten Wertes der Lastzelle (LCx) erhalten wird, den Solldruck (Pt) erreicht hat.
Bei dem Dimensionierungsprozess (V) wird daher das Katalysatorsubstrat 2 in dem zylindrischen Gehäuse 4 so gehalten, dass es bei dem Solldruck (Pt) komprimiert wird, falls der Durchmesser des zylindrischen Gehäuses 4 auf ein derartiges Maß reduziert wird, dass der Innenradius des Teils des zylindrischen Gehäuses 4 zum Umschließen der Stoßabsorptionsmatte 3 im wesentlichen gleich dem Sollradius (Rt) ist, wobei die Stoßabsorptionsmatte 3 komprimiert ist. In diesem Fall wird der Durchmesser des zylindrischen Gehäuses 4 reduziert, wobei die Stoßabsorptionsmatte 3 komprimiert wird, und zwar mittels einer Vielzahl Kompressionselemente (DVx), anstelle denen die Druckelemente (PMx) für den Messprozess auch für den Dimensionierungsprozess folgendermaßen verwendet werden können. Auf der Grundlage der Bewegungsdistanz (Ds) aus der anfänglichen Position (der Punkt "SO") der Druckelemente (PMx) bei dem Messprozess wird der Innenradius des Teils des zylindrischen Gehäuses 4 im wesentlichen gleich dem Sollradius (Rt), falls die Kompressionselemente (DVx) um die Distanz (Ds – t) bewegt werden, die das Ergebnis einer Subtraktion der Dicke (t) des zylindrischen Gehäuses 4 von der Bewegungsdistanz (Ds) ist.
Gemäß dem Schrumpfprozess bei dem Dimensionierungsprozess (V) gemäß der vorstehenden Beschreibung müssen die Änderung des Durchmessers (Rückfederung) und die Änderung der Wanddicke des zylindrischen Gehäuses 4, die bei dem Korrekturfestlegungsprozess (V3) gemäß der 1 ausgewertet werden, nicht berücksichtigt werden. Angesichts des Korrekturbetrages (ds, dt) kann der Sollabstand (Dt) durch die Gleichung Dt = Ds + ds – (t + dt) berechnet werden, wenn die Kompressionselemente (DVx) bewegt werden. Falls die Kompressionselemente (DVx) aus ihrer anfänglichen Position (der Punkt "SO") um den Sollabstand (Dt) bewegt werden, um den Durchmesser des zylindrischen Gehäuses 4 zusammen mit der Stoßabsorptionsmatte 3 zu reduzieren, dann wird das Katalysatorsubstrat 2 daher in dem zylindrischen Gehäuse 4 gehalten, wobei der auf das Katalysatorsubstrat 2 aufgebrachte Druck auf den Solldruck (Pt) eingestellt wird. Nachfolgend wird der Solldruck (Pt) beschrieben, während er so gestaltet sein kann, dass die Position, die um den Sollradius (Rt) von der Achse (Z) entfernt ist, identifiziert wird, und dass die Bewegung der Kompressionselemente (DVx) durch den Korrekturbetrag (ds, dt) eingestellt wird.
Die Änderung des Durchmessers des zylindrischen Gehäuses 4, die durch die Rückfederung verursacht wird, kann als der Korrekturbetrag (ds) im voraus auf der Grundlage des Ergebnisses bestimmt werden, das vor dem Schrumpfprozess gemessen wird. Wie dies in der 29 gezeigt ist, hat ein Ergebnis dazu geführt, dass die Beziehung zwischen dem Sollradius (Rt) und dem Istradius (Ra) des zylindrischen Gehäuses 4 angegeben wird, wenn dessen Durchmesser reduziert wird. In der 29 ist das Ergebnis ohne die Rückfederung durch eine Einpunkt-Strichlinie angegeben, und das Ergebnis mit der Rückfederung ist durch eine durchgezogene Linie angegeben. Gemäß einem Beispiel des zylindrischen Gehäuses 4, wie es in der 29 gezeigt ist, war die Änderung des Durchmessers des zylindrischen Gehäuses 4, die durch dessen Rückfederung verursacht wurde, im wesentlichen konstant, so dass eine Änderung von ungefähr 0,35 mm vorgesehen wurde, d.h. ds = 0,35. In ähnlicher Weise war die Änderung des Durchmessers des zylindrischen Gehäuses 4, die durch die Änderung von dessen Wanddicke verursacht wurde, im wesentlichen konstant, so dass sie ungefähr 1,05 betrug, d.h. eine Erhöhung von ungefähr 5%.
Die 8 zeigt ein praktisches Ausführungsbeispiel des Dimensionierungsprozesses (V) gemäß der 7, und außerdem des Dimensionierungsprozesses (V) gemäß der 1. Beim Beginn wird das einheitliche Produkt 1 locker in das zylindrischen Gehäuse 4 eingefügt, wobei die Stoßabsorptionsmatte 3 um das Katalysatorsubstrat 2 gewickelt ist (Prozess V1 in der 8). als nächstes werden das einheitliche Produkt 1 und das zylindrischen Gehäuse 4 in einen Zylinder eingefügt, der durch eine Vielzahl Kompressionselemente (DVx) ausgebildet ist, so dass sie an einer vorbestimmten Position angeordnet sind (Prozess V2a in der 8). Dann wird der Durchmesser des zylindrischen Gehäuses 4 zusammen mit der Stoßabsorptionsmatte 3 durch die Kompressionselemente (DVx) (Schrumpfen) auf ein derartiges Maß reduziert, dass der Innenradius des Teils des zylindrischen Gehäuses 4 im wesentlichen gleich dem Sollradius (Rt) ist (Prozess V2b in der 8). Wenn das einheitliche Produkt und das zylindrischen Gehäuse 4 von den Kompressionselementen (DVx) beseitigt werden (Prozess V4 in der 8), dann wird infolgedessen ein Zwischenprodukt hergestellt, das das einheitliche Produkt 1 so hält, dass es bei dem Solldruck (Pt) in dem zylindrischen Gehäuse 4 komprimiert wird, wobei die Stoßabsorptionsmatte 3 um das Katalysatorsubstrat 2 gewickelt ist. Zumindest ein Endabschnitt des Zwischenproduktes wird dann durch den Einschnürungsprozess (N) ausgebildet, wie dies in der 1 gezeigt ist, so dass er ein fertig gestelltes Produkt ist, wie dies später beschrieben wird.
Die 9 zeigt ein Flussdiagramm des Prozesses zum Herstellen des katalytischen Wandlers gemäß dem Messprozess (M), wie dies in der 4 gezeigt ist, und des Dimensionierungsprozesses (V), wie dies in der 8 gezeigt ist, auf der Grundlage der Beziehung zwischen jenen Prozessen gemäß der 7. Bei einem Schritt S101 werden Anfangswerte für den Solldruck (Pt), die Korrekturbeträge (ds, dt) und Grenzen (Pe, De) des Drucks und der Bewegungsdistanz festgelegt, wie dies später beschrieben wird. Die Korrekturbeträge (ds, dt) werden auf der Grundlage des Ergebnisses festgelegt, das im voraus hinsichtlich des zu dimensionierenden zylindrischen Gehäuses 4 gemessen wird, wohingegen die Grenzen (Pe, De) auf der Grundlage der Eigenschaft der Stoßabsorptionsmatte 3 im voraus festgelegt werden. Dann wird bei einem Schritt S102 das Druckelement (PMx) so bewegt, dass die Stoßabsorptionsmatte 3 komprimiert wird, und der auf das Katalysatorsubstrat 2 aufgebrachte Druck (Ps) wird gemäß dem Messprozess erfasst, wie dies bereits beschrieben ist. Das Druckelement (PMx) wird bewegt, bis der Druck (Ps) gleich dem Solldruck (Pt) ist. Falls der Druck (Ps) gleich oder größer als der Solldruck (Pt) ist, dann schreitet der Prozess infolgedessen zu einem Schritt S104, bei dem bestimmt wird, ob der Druck (Ps) kleiner ist als die Grenze (Pe). Falls er kleiner als die Grenze (Pe) ist, dann schreitet der Prozess zu einem Schritt S105 weiter, wohingegen der Prozess zu einem Schritt S112 springt, bei dem ein Warnsignal abgegeben wird, wenn der Druck gleich oder größer als die Grenze (Pe) ist.
Bei einem Schritt S105 wird die Bewegungsdistanz (Ds) des Druckelements (PMx) erfasst, um sie als den Sollradius (Rt) festzulegen. Dann wird bei Schritten S106 und S107 der Korrekturbetrag (ds) zu der Bewegungsdistanz (Ds) addiert, um die letztgenannte als Reaktion auf die Änderung des Durchmessers auf Grund der Rückfederung zu korrigieren, und der Korrekturbetrag (dt) wird zu der Wanddicke (T) addiert, um die letztgenannte als Reaktion auf die Änderung der Wanddicke auf Grund der Erhöhung der Wanddicke zu korrigieren. Das korrigierte Ergebnis [Ds + ds – (t + dt)] wird als der Sollabstand (Dt) bei einem Schritt S108 festgelegt. Auf der Grundlage dieses Sollabstands (Dt) wird der Dimensionierungsprozess bei dem Schritt S109 durchgeführt, wie dies unter Bezugnahme auf die 8 beschrieben ist, wobei die Kompressionselemente (DVx) bewegt werden, bis die Bewegungsdistanz (Dn) gleich oder größer als der Sollabstand (Dt) ist. Falls bei einem Schritt S110 bestimmt wird, dass die Bewegungsdistanz (Dn) gleich oder größer als der Sollabstand (Dt) ist, dann schreitet der Prozess infolgedessen zu einem Schritt S111 weiter, bei dem bestimmt wird, ob die Bewegungsdistanz (Dn) kleiner ist als die Grenze (De). Falls die Bewegungsdistanz (Dn) kleiner ist als die Grenze (De), dann endet der Prozess, wohingegen der Prozess zu einem Schritt S112 fortschreitet, bei dem das Warnsignal abgegeben wird, falls die Bewegungsdistanz gleich oder größer als die Grenze (De) ist.
Die 10 stellt ein Ausführungsbeispiel der Schrumpfvorrichtung (RD) zum Gebrauch bei dem Dimensionierungsprozess (V) dar, wie er in der 8 offenbart ist, und zwar unter Verwendung der Futter mit der geteilten Matrize (Fingerbauart). Wie dies in der 10 gezeigt ist, ist eine zylindrische Druckmatrize (DP) mit einer abgeschrägten Innenfläche fluiddicht und verschiebbar in einem zylindrischen Gehäuse (GD) untergebracht. Darüber hinaus ist eine Vielzahl geteilter Matrizen (DV) in der zylindrischen Druckmatrize (DP) untergebracht, die zumindest als die Kompressionselemente (DVx) gemäß der 8 zum Gebrauch bei dem Schrumpfprozess dienen. Wie dies in der 12 gezeigt ist, hat jede geteilte Matrize (DV) eine abgeschrägte Außenfläche, so dass sie verschiebbar in die Innenseite der Druckmatrize (DP) eingepasst ist. Darüber hinaus ist ein Aufnahmefundament (BD), an dem das einheitliche Produkt 1 anzuordnen ist, an der Mittelachse des Gehäuses (GD) angeordnet, wie dies in der 12 gezeigt ist. Die Druckmatrize (DP) und die geteilten Matrizen (DV) werden durch eine hydraulische Druckbetätigungsvorrichtung (nicht gezeigt) so betätigt, dass die Druckmatrize (DP) entlang der Achse (Längsrichtung) des Gehäuses (GD) durch den Hydraulikdruck bewegt wird (in der 12 durch "OP" angegeben), und die geteilten Matrizen (DV) werden als Reaktion auf eine Bewegung der Druckmatrize (DP) (gemäß der 12 nach oben) radial bewegt (zu der Mittelachse). Die hydraulische Druckbetätigungsvorrichtung (nicht gezeigt) wird durch eine Steuervorrichtung (nicht gezeigt) gesteuert, die später beschrieben wird.
Falls eine Schrumpfvorrichtung (RD2) gemäß der 11 anstelle der Schrumpfvorrichtung (RD) alternativ verwendet wird, dann kann der vorstehend beschriebene Schrumpfprozess noch besser durchgeführt werden. Die Schrumpfvorrichtung (RD2) hat die geteilten Matrizen (DV), die jeweils in zwei Segmente geteilt sind, nämlich ein Segment (DS) und ein hinteres Metall (DX). Das benachbarte Segment (DS) und das hintere Metall (DX) sind mittels eines T-Schlitzes (DC) jeweils so verbunden, dass das Segment (DS) abnehmbar ist. Infolgedessen kann das Segment (DS) gemäß dem Durchmesser des auszubildenden zylindrischen Gehäuses (GD) ausgewählt werden. An beiden Ecken des Segments (DS) sind Absätze DSa und DSb mit einer glatten runden Oberfläche ausgebildet, die vorzugsweise mit einem Radius von mehreren mm ausgebildet sind. Wenn der Durchmesser des Gehäuses auf sein Minimum bei dem Messprozess reduziert wird, um den Zwischenraum zwischen den benachbarten Segmenten (DS) zu minimieren, dann kann folglich verhindert werden, dass ein Teil der Stoßabsorptionsmatte 3 in den Zwischenraum eingefangen wird. An dem Segment (DS) oder zwischen dem Segment (DS) und dem hinteren Metall (DX) kann ein Drucksensor angeordnet werden (entsprechend dem Sensor, der durch "SS" in der 2 angegeben ist).
Als nächstes wird der Schrumpfprozess zum Reduzieren des Durchmessers des Körperabschnitts des zylindrischen Gehäuses 4 zusammen mit der Stoßabsorptionsmatte 3 beschrieben, und zwar durch die Schrumpfvorrichtung (RD), wie sie in der 10 gezeigt ist, die hierbei zur einfachen Beschreibung des Prozesses verwendet wird, während die Schrumpfvorrichtung (RD2) verwendet werden kann, wie sie in der 11 gezeigt ist. Bei jeder Schrumpfvorrichtung wurden 8 Matrizen vorgesehen, aber die Anzahl der Matrizen ist nicht darauf beschränkt, sie kann größer oder kleiner als 8 betragen, und sie kann eine ungrade oder eine grade Zahl sein. Es kann irgendein Verfahren zum Bewegen der Matrizen verwendet werden. Auch wenn es nicht wünschenswert ist, möglichst viele Matrizen individuell zu steuern, kann die Anzahl der Matrizen angesichts der geforderten Genauigkeit, der Durchführbarkeit, der Kosten oder dergleichen bestimmt werden. Es kann eine Bauart mit einer Zwinge verwendet werden. Gemäß der Schrumpfvorrichtung (RD), wie sie in der 10 gezeigt ist, wird daher das zylindrischen Gehäuse 4 an einem ringartigen Stufenabschnitt angeordnet, der an dem Boden des Fundamentes (BD) ausgebildet ist, wie dies in der 14 gezeigt ist, nachdem das einheitliche Produkt 1 auf dem Aufnahmefundament (BD) angeordnet wurde, wie dies in der 12 gezeigt ist, so dass die Achse des zylindrischen Gehäuses 4 im wesentlichen an der Achse (Z) des Katalysatorsubstrats 2 liegt. Infolge dessen ist das einheitliche Produkt 1 locker in dem zylindrischen Gehäuse 4 aufgenommen.
Das zylindrische Gehäuse 4 des gegenwärtigen Ausführungsbeispiels besteht zum Beispiel aus einem Edelstahlrohr, und es wird als ein äußeres Rohr, Gehäuse oder Einfassung für das fertig gestellte Produkt bezeichnet. Der Innendurchmesser des zylindrischen Gehäuses 4 ist größer als der Außendurchmesser der Stoßabsorptionsmatte 3, die um das Katalysatorsubstrat 2 gewickelt ist. Daher werden das Katalysatorsubstrat 2 und die Stoßabsorptionsmatte 3, die dort herumgewickelt ist, behutsam in dem zylindrischen Gehäuse 4 aufgenommen, so dass die Außenfläche der Stoßabsorptionsmatte 3 nicht an die Innenfläche des zylindrischen Gehäuses 4 gedrückt wird, d.h. dass die erstgenannte nicht in die letztgenannte gestopft (oder gedrückt) wird. Daher werden das Katalysatorsubstrat 2 und die Stoßabsorptionsmatte 3 behutsam so in dem zylindrischen Gehäuse 4 aufgenommen, dass sie nicht gebrochen werden. Hinsichtlich des zylindrischen Gehäuses 4 besteht keine Beschränkung auf das Edelstahlrohr, aber es kann ein Rohr sein, das aus einem anderen Metall besteht. Darüber hinaus kann ein Blechmetall als ein Rohr bei einem vorherigen Prozess ausgebildet werden, oder ein handelsübliches Rohr kann so geschnitten werden, dass das zylindrischen Gehäuse 4 vorgesehen wird. Auch wenn dessen Wanddicke nicht beschränkt ist, sind 1 bis 3 mm für den katalytischen Wandler vorzuziehen.
Unter Bezugnahme auf die 14, wenn die hydraulische Druckbetätigungsvorrichtung (nicht gezeigt) durch den hydraulischen Druck betätigt wird (durch "OP" in der 14 angegeben), so dass die Druckmatrize (DP) entlang der Achse des Gehäuses (GD) bewegt wird, d.h. dass sie sich gemäß der 14 nach oben bewegt, dann werden die geteilten Matrizen (DV) radial (zu der Mittelachse) bewegt, wie dies in der 15 gezeigt ist, wodurch der Körperabschnitt des zylindrischen Gehäuses 4 und die Stoßabsorptionsmatte 3 so komprimiert werden, dass die Durchmesser reduziert werden. Der Reduktionsbetrag in diesem wird durch die Steuervorrichtung (nicht gezeigt) genau gesteuert, um die hydraulische Druckbetätigungsvorrichtung so zu betätigen, dass das zylindrische Gehäuse 4 und die Stoßabsorptionsmatte 3 komprimiert und zentriert werden, bis der Abstand zwischen der Achse (Z) des Katalysatorsubstrats 2 und der Innenfläche des zylindrischen Gehäuses 4 zu dem Sollradius (Rt) wird, um so den reduzierten Durchmesserabschnitt 4a auszubilden, wie dies in der 15 gezeigt ist. Gemäß dem bei dem Schritt S109 durchgeführten Dimensionierungsprozess wird mit anderen Worten der korrigierte Sollabstand (Dt) verwendet, so dass der Abstand zwischen der Achse (Z) des Katalysatorsubstrats 2 und der Innenfläche des zylindrischen Gehäuses 4 zu dem Sollradius (Rt) wird.
Zum Beispiel ist es vorzuziehen, einen Grenzradius (Re) des zylindrischen Gehäuses 4 im voraus zu messen, der dann vorgesehen wird, wenn die Stoßabsorptionsmatte 3 durch das Druckelement (PMx) auf ein derartiges Maß komprimiert wird, dass der Innenradius zumindest des Teils des zylindrischen Gehäuses 4 zum Abdecken der Stoßabsorptionsmatte 3 auf weniger als den Sollradius (Rt) reduziert wird, und unmittelbar bevor das Katalysatorsubstrat 2 bricht. Durch Festlegen eines vorbestimmten Abstands, der kleiner ist als die Differenz zwischen dem Grenzradius (Re) und dem Sollradius (Rt) als der Korrekturbetrag (DS) und durch Korrigieren der Bewegungsdistanz (Ds) auf der Grundlage des Korrekturbetrages (ds) zum Festlegen der Sollbewegungsdistanz (Dt) und durch Verwenden der Sollbewegungsdistanz (Dt) für die NC-Steuerung der Schrumpfvorrichtung (RD) zum Schrumpfen des zylindrischen Gehäuses 4 zusammen mit der Stoßabsorptionsmatte 3 wird dann der wesentliche Radius des zylindrischen Gehäuses 4 gleich dem Sollradius (Rt), wenn die Rückfederung nach dem Schrumpfprozess stattgefunden hat. Daher wird der Abstand zwischen der Achse (Z) des Katalysatorsubstrats 2 und der Innenfläche des zylindrischen Gehäuses 4 gleich dem Sollradius (Rt), ohne dass dies durch die Rückfederung beeinträchtigt wird. Folglich kann das Katalysatorsubstrat 2 angemessen in dem zylindrischen Gehäuse 4 gehalten werden, ohne dass das Katalysatorsubstrat 2 bricht, auch wenn dies insbesondere brüchig ist.
Wie dies vorstehend beschrieben ist, wird die hydraulische Betätigungsvorrichtung (nicht gezeigt) zum Betätigen der Schrumpfvorrichtung (RD) durch die Steuervorrichtung (nicht gezeigt) gesteuert, und der Dimensionierungsprozess durch einen beliebigen Reduktionsbetrag kann gemäß der NC-Steuerung erreicht werden, um so eine genaue Steuerung zu ermöglichen. Darüber hinaus kann bei dem Schrumpfprozess ein Werkstück gelegentlich gedreht werden, um so die Indexsteuerung durchzuführen, wobei der Durchmesser des zylindrischen Gehäuses 4 um dessen gesamten Umfang noch einheitlicher reduziert werden kann. Das Steuermedium für die Schrumpfvorrichtung (RD) ist nicht auf den hydraulischen Druck beschränkt. Hinsichtlich des Betätigungs- und Steuersystems kann irgendein Betätigungssystem verwendet werden, einschließlich eines mechanischen Systems, eines elektrischen Systems, eines pneumatischen Systems oder dergleichen, und vorzugsweise kann ein CNC-Steuersystem verwendet werden.
Gemäß dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel kann daher der Körperabschnitt des zylindrischen Gehäuses 4 hinsichtlich des Durchmessers mit einer derart guten Genauigkeit reduziert werden, dass der auf das Katalysatorsubstrat 2 aufgebrachte Druck den Solldruck nicht überschreitet, ohne dass dies durch die Skalierung des Katalysatorsubstrats 2 oder des zylindrischen Gehäuses 4 und der Eigenschaft der Stoßabsorptionsmatte 3 beeinträchtigt wird, oder mit anderen Worten, ohne dass dies durch den Fehler des Außendurchmessers des Katalysatorsubstrats 2, durch einen Fehler des Innendurchmessers des zylindrischen Gehäuses 4, durch das Gewicht pro Flächeninhalt der Stoßabsorptionsmatte 3 usw. beeinträchtigt wird, und wobei eine Einstellung im voraus auf der Grundlage der Änderung des Durchmessers auf Grund der Rückfederung und der Änderung der Wanddicke durchgeführt wird. Insbesondere wird der variable gemessene Wert nur der Abstand zwischen der Achse (Z) des Katalysatorsubstrats 2 und dem Ende des Druckelements (PM) am Ende sein, da der Korrekturbetrag im voraus bestimmt werden kann, um so mit Gewissheit einen angemessenen Wert vorzusehen. Dementsprechend kann das Katalysatorsubstrat 2 in dem zylindrischen Gehäuse 4 (durch die Stoßabsorptionsmatte 3) immer bei einer stabilen Genauigkeit gehalten werden.
Im Gegensatz zu dem zulässigen Druckbereich (β – α) bei dem Stand der Technik, der jener Bereich war, der durch "A" in der 28 angegeben ist (die anwendbare GBD in diesem Fall war der Bereich Ga1 – Ga2), ist infolge dessen der zulässige Druckbereich bei dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel gemäß der vorstehenden Beschreibung der Bereich, der durch "B" angegeben ist, der jenem Bereich entspricht, der so klein ist wie Gb1 – Gb2. Hinsichtlich des keramischen Katalysatorsubstrats 2 mit den dünnen Wänden, die insbesondere in der radialen Richtung schwach sind, wird anders gesagt bewirkt, dass der zulässige Druckbereich (β – α) klein wird und dass die anwendbare GBD in dem Bereich von Gb1 – Gb2 liegt. Gemäß dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel kann jedoch der Dimensionierungsprozess in angemessener Weise für das Katalysatorsubstrat 2 durchgeführt werden, ohne dass es gebrochen wird.
Falls die Stoßabsorptionsmatte 3 eine derartige Eigenschaft hat, dass eine vorbestimmte Zeit (zum Beispiel einige Minuten) dazu erforderlich ist, dass sie aus einem komprimierten (d.h. mit einem reduzierten Durchmesser) Zustand der Matte 3 zu ihren Zustand vor der Komprimierung wieder hergestellt wird, dann kann sie in einfacher Weise in das zylindrische Gehäuse 4 eingefügt werden, das Katalysatorsubstrat 2 wird durch die Stoßabsorptionsmatte 3 in einem derartigen Zustand umwickelt, dass die Stoßabsorptionsmatte 3 aus ihrem komprimierten Zustand (der Zustand, bei dem der Solldruck bereitgestellt wird) zu ihrem Zustand vor der Kompression wieder hergestellt wird, nachdem dies gemessen wurde, wie dies in der 3 gezeigt ist. Falls der Innendurchmesser des zylindrischen Gehäuses 4 auf der Grundlage jenes Zustands festgelegt wird, bei dem sie aus dem komprimierten Zustand der Matte 3 zu ihrem Zustand vor der Kompression wieder hergestellt wird, dann kann die Stoßabsorptionsmatte 3 daher behutsam in das zylindrischen Gehäuse 4 eingefügt werden, auch wenn der anfängliche Innendurchmesser des zylindrischen Gehäuses 4 so festgelegt ist, dass er kleiner ist als jener Durchmesser, der bei dem Prozess gemäß der vorstehenden Beschreibung festgelegt ist, wodurch der Reduktionsbetrag des zylindrischen Gehäuses 4 minimiert werden kann.
Als nächstes wird ein derartiges Ausführungsbeispiel beschrieben, bei dem die Vielzahl geteilter Matrizen (DV) so aufgebaut sind, dass sie als das Druckelement für die Messung (zum Beispiel das Druckelement (PMx) in der 4) dienen, und bei dem das Schrumpfen des zylindrischen Gehäuses 4 zusammen mit der Stoßabsorptionsmatte 3 zu der Achse (Z) des Katalysatorsubstrats 2 bewirkt wird, um die Prozesse nach dem Messprozess zu dem Schrumpfprozess als fortlaufende Prozesse durch eine einzige Vorrichtung unter Bezugnahme auf die 12 bis 15 zu bewirken. Die Schrumpfvorrichtung (RD) des gegenwärtigen Ausführungsbeispiels ist nämlich dazu geeignet, dass sie als die Messvorrichtung (DT) gemäß der vorstehenden Beschreibung dient, so dass der Messprozess und der Dimensionierungsprozess fortlaufend durch die einzige Vorrichtung gemäß dem Flussdiagramm durchgeführt werden können, wie es in der 9 als Beispiel gezeigt ist. In diesem Fall sind ein Drucksensor (nicht gezeigt) zum Erfassen des Drucks (OP) und ein Encoder (nicht gezeigt) zum Erfassen eines Hubes der Matrizen (DV) erforderlich, um deren Bewegungsdistanz zu messen. Der erstgenannte ist dazu geeignet, die Reaktionskraft der Stoßabsorptionsmatte 3 durch die Reaktionskraft des hydraulischen Drucks zu erfassen, und er kann durch den Drucksensor wie zum Beispiel die Lastzelle gebildet sein, die an der Druckfläche der geteilten Matrizen (DV) angebracht ist, die als das Druckelement (PMx) dienen. Der letztgenannte (der Encoder) kann dazu geeignet sein, den Hub der Druckmatrize (DP) zu erfassen, oder die Hydraulikmängel zu erfassen, die aus der Pumpe als der aufgebrachte Druck ausgelassen wird, um so den Hub zu erfassen. Darüber hinaus kann die Vorrichtung mit einer Vorspanneinrichtung versehen sein, um die Rückkehr der geteilten Matrizen (DV) zu deren Anfangsposition zu unterstützen.
Beim Beginn wird das einheitliche Produkt 1 an dem Aufnahmefundament (BD) angeordnet, wie dies in der 12 gezeigt ist. Als nächstes wird die hydraulische Druckbetätigungsvorrichtung (nicht gezeigt) so betätigt, dass die Druckmatrize (DP) entlang der Achse des Gehäuses (GD) (gemäß der 13 nach oben) durch den Hydraulikdruck (OP in der 13) bewegt wird, wobei die geteilten Matrizen (DV) radial (zu der Achse) bewegt werden, wie dies in der 13 gezeigt ist, um die Stoßabsorptionsmatte 3 zu komprimieren. In diesem Fall dienen die geteilten Matrizen (DV) als das Druckelement (PMx), wie dies in der 4 gezeigt ist. Somit werden die geteilten Matrizen (DV) aus ihren anfänglichen Positionen (der Punkt "SO" in der 12) zu der Achse (Z) bewegt, um die Stoßabsorptionsmatte 3 mit Druck zu beaufschlagen, und wenn die Reaktionskraft der Stoßabsorptionsmatte 3 einen vorbestimmten Wert erreicht hat, dann wird eine bestimmte Position erfasst (der Punkt "S1" in der 13). Die Position (der Punkt "S1" in der 13) entspricht der Position der Innenfläche des zylindrischen Gehäuses 4, an der es dann angeordnet ist, wenn der Druck der Stoßabsorptionsmatte 3 des fertig gestellten Produktes zu dem Solldruck (Pt) wird (d.h. nach dem Schrumpfprozess). Gemäß dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel wird daher das durch den Drucksensor (nicht gezeigt) erfasste Signal zu dem Druckwert umgewandelt, und mit dem Druck, der mit einem vorbestimmten Wert verglichen wird, werden die geteilten Matrizen (DV) zu jener Position bewegt, die vorstehend beschrieben wurde (der Punkt "S1" in der 13), wodurch die Bewegungsdistanz der geteilten Matrizen (DV) erfasst wird.
Dementsprechend kann durch eine Subtraktion der Bewegungsdistanz der geteilten Matrizen (DV), die durch den Encoder (nicht gezeigt) erfasst wird, von einer vorbestimmten Distanz zwischen der anfänglichen Position (der Punkt "SO" in der 12) der geteilten Matrizen (DV) und der Achse (Z) des Katalysatorsubstrats 2 die anfängliche Position der geteilten Matrizen (DV) bestimmt werden, d.h. die Position des Sollradius (Rt), der von der Achse (Z) beabstandet ist. Falls die vorstehend beschriebene Rückfederung und die Änderung der Wanddicke ignoriert werden, dann entspricht die Position jener Position der Innenfläche des zylindrischen Gehäuses 4 (nach dem Schrumpfprozess), in dem der Druck auf einen vorbestimmten Wert aufrecht erhalten wird, der auf die Stoßabsorptionsmatte 3 aufgebracht wird. Falls der Prozess unter Berücksichtigung des Korrekturbetrages (ds, dt) angesichts der Rückfederung und der Änderung der Wanddicke gemäß der 9 weiter angewendet wird, dann kann daher der Sollradius (Rt) nach dem Schrumpfprozess gewährleistet werden.
Nachdem die geteilten Matrizen (DV) zurückgezogen wurden, wird das zylindrischen Gehäuse 4 dann so positioniert, wie dies in der 14 gezeigt ist. Wenn die hydraulische Druckbetätigungsvorrichtung (nicht gezeigt) durch den hydraulischen Druck ("OP" in der 14) so betätigt wird, dass sie die Druckmatrize (DP) entlang der Achse des Gehäuses (GD) bewegt, d.h. gemäß der 14 nach oben, dann werden die geteilten Matrizen (DV) radial (zu der Mittelachse) bewegt, wie dies in der 15 gezeigt ist, wodurch der Körperabschnitt des zylindrischen Gehäuses 4 und die Stoßabsorptionsmatte 3 komprimiert werden, um so die Durchmesser zu reduzieren. Die geteilten Matrizen (DV) dienen als das Druckelement (DVx), und die Bewegungsbeträge werden durch die Steuervorrichtung (nicht gezeigt) genau gesteuert, so dass das zylindrische Gehäuse 4 und die Stoßabsorptionsmatte 3 geschrumpft werden, bis der Abstand zwischen der Achse (Z) des Katalysatorsubstrats 2 und der Innenfläche des zylindrischen Gehäuses 4 zu dem Sollradius (Rt) wird, um so den reduzierten Durchmesserabschnitt 4a auszubilden, wie dies in der 15 gezeigt ist.
Gemäß dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel wird der Einschnürungsprozess auf die entgegengesetzten Enden des zylindrischen Gehäuses 4 durch einen Drehprozess durchgeführt, wie dies später beschrieben wird, nachdem der Durchmesser des Körperabschnitts des zylindrischen Gehäuses 4 reduziert wurde, wobei das Katalysatorsubstrat 2 und die Stoßabsorptionsmatte 3 darin untergebracht sind. Beim Beginn wird der Körperabschnitt (der reduzierte Durchmesserabschnitt 4a) durch die Klammervorrichtung (CL) für ein Drehgerät (nicht gezeigt) geklammert, so dass er sich nicht dreht und sich nicht axial bewegt. Dann wird der Drehprozess bei einem Endabschnitt des zylindrischen Gehäuses 4 mittels einer Vielzahl Drehwalzen (SP) durchgeführt, die um die Achse des Endabschnitts des zylindrischen Gehäuses 4 entlang eines gemeinsamen Kreises verlaufen. Die Drehwalzen (SP), die um den Außenumfang des Endabschnitts des zylindrischen Gehäuses 4 positioniert werden, und zwar vorzugsweise mit einem gleichen Abstand zwischen den benachbarten Walzen, werden an die Außenfläche des Endabschnitts des zylindrischen Gehäuses 4 gedrückt und umlaufen dessen Achse, und sie werden entlang der Achse bewegt (gemäß der 16 nach rechts), wobei ein Umlaufort reduziert wird, um so den Drehprozess zu bewirken. Dementsprechend wird ein Endabschnitt des zylindrischen Gehäuses 4 hinsichtlich des Durchmessers durch die Drehwalzen (SP) reduziert, um so einen abgeschrägten Abschnitt 4b und einen Flaschenhalsabschnitt 4c ohne irgendeinen abgestuften Abschnitt vorzusehen, der dazwischen ausgebildet wäre, um so eine glatte Oberfläche zu erzeugen. Vor dem Einschnürungsprozess wurde ein abgestufter Abschnitt 4d ausgebildet, nachdem das zylindrische Gehäuse 4 geschrumpft wurde, wie dies an der linken Seite in der 16 gezeigt ist.
Als nächstes wird das zylindrische Gehäuse 4 um 180° gedreht und so positioniert, wie dies in der 17 gezeigt ist, so dass der Einschnürungsprozess mittels den Drehwalzen (SP) hinsichtlich des anderen Endabschnitts des zylindrischen Gehäuses 4 genau so durchgeführt wird. Der Drehbetrieb des zylindrischen Gehäuses 4 wird nach dem Prozess durchgeführt, wie er in der 16 gezeigt ist. Das zylindrische Gehäuse 4 wird nämlich aus der Klammervorrichtung (CL) gelöst und durch eine Roboterhand (nicht gezeigt) umgedreht, und dann wird es durch die Klammervorrichtung (CL) erneut geklammert. Der Roboter kann zum Zuführen von Werkstücken wie zum Beispiel das zylindrische Gehäuse 4 und zum Transportieren desselben verwendet werden, um eine noch effizientere Produktivität zu erhalten. Die Klammervorrichtung (CL) kann auch selbst umgedreht werden. Danach wird der Körperabschnitt des zylindrischen Gehäuses 4 durch die Klammervorrichtung (CL) erneut geklammert, und der andere Endabschnitt (der linke Abschnitt gemäß der 16) des zylindrischen Gehäuses 4 wird durch die Drehwalzen (SP) ausgebildet, um so den abgeschrägten Abschnitt 4b und den Flaschenhalsabschnitt 4c auszubilden, wie dies in der 17 gezeigt ist. Vorzugsweise kann die Klammervorrichtung (CL) eine Bauart sein, die für variable Durchmesser mit einer Ausrichtungsfunktion einstellbar ist, wie zum Beispiel Futter der geteilten Matrizen (Fingerbauart). Darüber hinaus ist die Klammervorrichtung mit der Indexfunktion in jenem Fall wirksam, wenn die entgegengesetzten Halsabschnitte nicht an der selben Fläche bei dem Versatz/Neigungs-Einschnürungsprozess ausgebildet werden, wie dies später beschrieben wird.
Wie dies in den 16 und 17 gezeigt ist, während der Einschnürungsprozess durch die Drehwalzen (SP) durchgeführt wird, wobei eine axial bewegbare Spindel (MN) in das offene Ende des zylindrischen Gehäuses 4 eingefügt ist, kann die Genauigkeit der Form des Flaschenhalsabschnitts 4c verbessert werden. Stattdessen wird der reduzierte Durchmesserabschnitt 4a so ausgebildet, wie dies in der 15 gezeigt ist, nachdem der Einschnürungsprozess bei einem Endabschnitt des zylindrischen Gehäuses 4 zunächst durchgeführt wurde, und schließlich kann der Einschnürungsprozess bei dem anderen Endabschnitt des zylindrischen Gehäuses 4 durchgeführt werden.
Die 18 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel des Einschnürungsprozesses bei der vorliegenden Erfindung, wobei die Spindel (MN) so positioniert ist, dass deren Achse hinsichtlich der Achse des zylindrischen Gehäuses 4 geneigt ist, auf das der Einschnürungsprozess durch die Drehwalzen (SP) durchgeführt wird, und zwar anstelle der Prozesse, wie sie in den 16 und 17 gezeigt sind. In diesem Fall muss sich die Klammervorrichtung (CL) nicht mit den Drehwalzen (SP) überlagern. Infolgedessen können der abgeschrägte Abschnitt 4e und der Flaschenhalsabschnitt 4f mit der Achse, die zu der Achse des reduzierten Durchmesserabschnitts 4a geneigt ist, an dem anderen Endabschnitt des zylindrischen Gehäuses 4 ausgebildet werden, wie dies in der 18 gezeigt ist. Es können auch der abgeschrägte Abschnitt 4e und der Flaschenhalsabschnitt 4f mit einer Achse ausgebildet werden, die von der Achse des reduzierten Durchmesserabschnitts 4a versetzt ist. Darüber hinaus kann der Einschnürungsprozess auf die entgegengesetzten Enden des zylindrischen Gehäuses 4 gemäß einer Kombination von Achsen durchgeführt werden, die hinsichtlich der Achse des reduzierten Durchmesserabschnitts 4a koaxial, geneigt und versetzt sind. Hinsichtlich des Drehgerätes zum Gebrauch bei dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel ist jenes geeignet, wie es in der japanischen Patentoffenlegungsschrift JP-2001-137962 offenbart ist.
Gemäß dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel wird daher das zylindrische Gehäuse während des Drehprozesses nicht gedreht, und ein Aufbau zum sicheren Halten des zylindrischen Gehäuses 4 kann in einfacher Weise gebildet werden. Das Katalysatorsubstrat 2 und die Stoßabsorptionsmatte 3, die in dem zylindrischen Gehäuse 4 untergebracht sind, drehen sich außerdem nicht um die Längsachse während des Drehprozesses, und der stabile Haltezustand kann aufrecht erhalten werden. Da der Einschnürungsprozess auf die entgegengesetzten Enden des zylindrischen Gehäuses 4 fortlaufend angewendet werden kann, wird die gesamte Arbeitszeit verglichen mit dem Verfahren gemäß dem Stand der Technik reduziert. Gemäß dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel wird der Flaschenhalsabschnitt 4c so ausgebildet, dass er stetig mit dem reduzierten Durchmesserabschnitt 4a integriert ist, wobei der Einschnürungsprozess durch die Vielzahl Drehwalzen (SP) durchgeführt wird. Insbesondere in jenem Fall, wenn der Stufenabschnitt 4d (in der 16 gezeigt) zwischen dem Körperabschnitt (der reduzierte Durchmesserabschnitt 4a) des zylindrischen Gehäuses 4 und den entgegengesetzten Enden davon ausgebildet wurde, als das zylindrische Gehäuse 4 geschrumpft wurde, kann der Stufenabschnitt 4d durch die Drehwalzen (SP) beseitigt werden, wodurch die kontinuierliche glatte Oberfläche von dem Bodenabschnitt zu dem Halsabschnitt ausgebildet werden kann.
Unter Bezugnahme auf die 19 bis 26 wird ein anderes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung nachfolgend beschrieben. Zunächst wird ein maximaler Innendurchmesser (R2) eines Endabschnitts bestimmt, der mit seiner endgültigen Sollform mit einem metallischen zylindrischen Gehäuse ausgebildet ist, wobei sein nicht geformter Abschnitt durch "10" in der 19 angegeben ist. Ein zylindrisches Gehäuse mit einem vergrößerten Abschnitt, der an einem seiner Enden ausgebildet ist, wird als ein Hauptwerkstück bezeichnet und durch "101" in der 19 angegeben. Der maximale Innendurchmesser (R2) wird nämlich durch einen Abstand zwischen der Mittelachse (C) des Körperabschnitts und der Innenfläche von einem Endabschnitt bestimmt, wobei dessen endgültige Sollform sich mit einer sich virtuell erstreckenden Oberfläche von der Außenumfangsfläche des Körperabschnitts (durch eine Zweipunktstrichlinie in der 19 angegeben) des zylindrischen Gehäuses 10 nach außen erstreckt. Dann wird ein Endabschnitt des zylindrischen Gehäuses hinsichtlich des Durchmessers bis zu dem maximalen Innendurchmesser (R2) von dessen endgültiger Sollform vergrößert, um so einen vergrößerten Durchmesserabschnitt 10a auszubilden.
Danach wird das zylindrische Gehäuse mit dem vergrößerten Durchmesserabschnitt 10a als das Hauptwerkstück 101 identifiziert. Hinsichtlich eines Prozesses (oder hinsichtlich einer Einrichtung) zum Vergrößern des Durchmessers bei diesem Ausführungsbeispiel kann ein Druckprozess, und zwar im allgemeinen durch Stoßen eines Stempels in das Gehäuse, ein Drehprozess oder dergleichen verwendet werden. Der vergrößerte Betrag des Durchmessers (d2), der aus dem Prozess zum Vergrößern des Durchmessers resultiert, wie dies vorstehend beschrieben ist, entspricht einem Wert, der von dem maximalen Innendurchmesser (R2) der endgültigen Sollform durch den Innenradius (R0) des zylindrischen Gehäuses (dessen Abschnitt vor der Bearbeitung) subtrahiert wird. Der Durchmesser (R1), wie er in der 19 gezeigt ist, entspricht dem Sollradius (Rt), wie er in der 3 gezeigt ist, und (d1) gibt einen reduzierten Betrag des Durchmessers an. Anders gesagt wird der Durchmesser (R1) in der gleichen Art und Weise wie der Sollradius (Rt) erhalten, wie dies vorstehend beschrieben ist, und der Durchmesser (R1) wird von dem Innenradius (R0) des zylindrischen Gehäuses subtrahiert, um den reduzierten Betrag des Durchmessers (d1) zu erzeugen.
In der 19 entspricht die Position, die durch die Zweipunktstrichlinie angegeben ist, jener Position, die von der Mittelachse (C) um den Abstand (R1) beabstandet ist, der für den Innendurchmesser der endgültigen Sollform des Körperabschnitts 11 gemäß der 22 festgelegt wird, die den Einschnürungsprozess zeigt, der bei dem Endabschnitt des zylindrischen Gehäuses später durchgeführt wird. Daher ist die Differenz zwischen dem Innendurchmesser (R1) der endgültigen Sollform des Körperabschnitts 11 gemäß der 22 und dem maximalen Innendurchmesser (R2) des vergrößerten Durchmesserabschnitts 10a (d.h. d0 = R2 – R1) die maximale Breite, die sich von der Außenumfangsfläche des Körperabschnitts 11 virtuell nach außen erstreckt, was zu der Beziehung d0 = d1 + d2 führt. Obwohl der verformte Betrag durch Vergrößern von einem Ende des zylindrischen Abschnitts nur der vergrößerte Betrag des Durchmessers (d2) ist, wie dies in der 19 gezeigt ist, wird der verformte Betrag (d0) mit anderen Worten schließlich für die Außenumfangsfläche des Körperabschnitts 11 vorgesehen. Da die Differenz zwischen dem maximalen Innendurchmesser (R2) der endgültigen Sollform von einem Ende des zylindrischen Gehäuses (d.h. der vergrößerte Durchmesserabschnitt 10a in der 19) und dem Innendurchmesser (R1) der endgültigen Sollform des Körperabschnitts 11 gleich der maximalen Breite (d0) ist, die sich von der Außenumfangsfläche des Körperabschnitts 11 virtuell nach außen erstreckt, wobei der Schrumpfprozess dabei angewendet wird (d.h. auf den reduzierten Durchmesserabschnitt), kann nämlich der verformte Betrag durch den Prozess zum Vergrößern des Durchmessers und durch den Prozess zum Verringern des Durchmessers minimiert werden. Darüber hinaus kann der Messprozess gemäß der vorstehenden Beschreibung unter Verwendung eines Ergebnisses einer Messung eines Musters vereinfacht werden, ohne dass jedes Produkt gemessen wird, sofern das Katalysatorsubstrat 2 und die Stoßabsorptionsmatte 3 ihre Qualitäten mit zulässigen Fehlern entsprechend aufrecht erhalten können.
Wie dies in der 20 gezeigt ist, werden dann einige der einheitlichen Produkte 1 bestehend aus dem Katalysatorsubstrat 2 und der Stoßabsorptionsmatte 3, die dort herumgewickelt ist, in das Hauptwerkstück 101 eingefügt, wobei der vergrößerte Abschnitt an einem Ende des zylindrischen Gehäuses ausgebildet ist, wie dies in der 19 gezeigt ist, und sie werden parallel zueinander so angeordnet, dass sie an den vorbestimmten Positionen entsprechend gehalten werden. Bei diesem Prozess ist es vorzuziehen, sie so anzuordnen, dass die Außenfläche der entsprechenden Stoßabsorptionsmatte 3 durch die Innenfläche des zylindrischen Gehäuses nicht komprimiert wird, und dass sie mit dieser nicht in Kontakt ist, oder dass sie mit ihr in einem leichten Kontakt ist, so dass die entsprechende Stoßabsorptionsmatte 3 mit nahezu keiner Kompressionskraft beaufschlagt wird. Der Prozess zum Vergrößern des Durchmessers, wie er in der 19 gezeigt ist, und der Einfügungsprozess, wie er in der 20 gezeigt ist, können umgekehrt werden. Es kann auch der Messprozess vor dem Einfügungsprozess durchgeführt werden.
Als nächstes wird der Dimensionierungsprozess auf das Hauptwerkstück 101 durchgeführt, wobei das einheitliche Produkt darin untergebracht ist und an einer vorbestimmten Position angeordnet ist, wie dies in der 21 gezeigt ist, um den nicht bearbeiteten Abschnitt (d.h. den Körperabschnitt des zylindrischen Gehäuses) zu schrumpfen, bis die Stoßabsorptionsmatte 3 komprimiert ist, um so den besten Kompressionsbetrag bereit zu stellen. Von den verschiedenen Dimensionierungsprozessen wird die Schrumpfvorrichtung (RD), wie sie in der 10 gezeigt ist, bei dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel verwendet. Dementsprechend wird der Dimensionierungsprozess erreicht, um ein sekundäres Werkstück 102 gemäß der 21 in der gleichen Art und Weise zu erzeugen, wie sie vorstehend beschrieben ist, und daher wird hierbei eine weitere Beschreibung weggelassen.
Nach dem Dimensionierungsprozess wird der Einschnürungsprozess durch die Drehwalzen (SP) bei einem Endabschnitt des sekundären Werkstücks 102 durchgeführt, wie dies in der 22 gezeigt ist. Beim Beginn wird der Körperabschnitt des sekundären Werkstücks 102 durch die Klammervorrichtung (CL) für das Drehgerät (nicht gezeigt) so eingeklemmt, dass er sich nicht dreht und sich nicht axial bewegt. Eine Vielzahl Zielabschnitte (nicht gezeigt) sind außerdem vorgesehen, um einen Halsabschnitt 13 auszubilden, der einen endgültigen Zielabschnitt (abgeschrägten Abschnitt 13b und Halsabschnitt 13c, wie sie in der 22 gezeigt sind) aufweist, der eine Mittelachse hat, die eine Beziehung mit der Mittelachse ("C" in der 21) des Körperabschnitts 11 aufweist, die entweder schräg, versetzt oder verdreht ist, und einen Abschnitt, der sich von der Außenumfangsfläche des Körperabschnitts 11 virtuell nach außen erstreckt. Wie dies in der 23 gezeigt ist, die einen Bereich in der Nähe des oberen linken Endes der 22 vergrößert darstellt, ist in diesem Fall der Halsabschnitt 13 dazu geeignet, dass er so ausgebildet wird, dass er einen vorbestimmten Bereich 11y an dem linken Ende des Körperabschnitts 11 aufweist. Der Einschnürungsprozess wird nämlich durch die Drehwalzen (SP) auf den vorbestimmten Bereich 11y (jener Bereich, der in der 23 durch eine Einpunktstrichlinie angegeben ist) des Körperabschnitts 11 so durchgeführt, dass ein Bereich, der den Bereich 11y abdeckt, einen Teil des Halsabschnitts 13 bildet, um so einen sich überlappenden Bearbeitungsabschnitt 13a auszubilden, wie dies durch eine durchgezogene Linie in der 23 angegeben ist.
Dann wird eine Vielzahl Arbeitssollachsen (nicht gezeigt) auf der Grundlage der Vielzahl Sollarbeitsabschnitte vorgesehen. Außerdem wird das sekundäre Werkstück 102, wie es in der 21 gezeigt ist, so gehalten, dass die Mittelachse (nicht gezeigt) des vergrößerten Durchmesserabschnitts 10a im wesentlichen an derselben Achse als eine aus der Vielzahl Arbeitssollachsen angeordnet wird. Dann wird der Drehprozess auf dessen Endabschnitt mittels einer Vielzahl Drehwalzen (SP) durchgeführt, die um die Achse des Endabschnitts entlang eines gemeinsamen Kreises umlaufen. Die Drehwalzen (SP), die um den Außenumfang des Endabschnitts des sekundären Werkstücks 102 positioniert sind, und zwar vorzugsweise mit einem gleichen Abstand zwischen den benachbarten Walzen, werden nämlich an die Außenfläche des Endabschnitts des sekundären Werkstücks 102 gedrückt und laufen um dessen Achse, und sie werden entlang der Achse (gemäß der 22 nach links) bei sich reduzierender Umlaufbahn bewegt, um den Drehprozess zu bewirken. Wie dies in der 22 gezeigt ist, wird dementsprechend ein drittes Werkstück 103 ausgebildet, von dem ein Ende als der Halsabschnitt 13 ausgebildet ist, der die schräge Achse aufweist, um die endgültige Sollform vorzusehen.
Unter Bezugnahme auf die 24 wird als nächstes das dritte Werkstück 103 mit dem daran ausgebildeten Halsabschnitt 13 (wie es in der 22 gezeigt ist) um 180° gedreht, und es wird so positioniert, wie es in der 24 gezeigt ist, so dass der Einschnürungsprozess mittels der Drehwalzen (SP) hinsichtlich des anderen Endabschnitts genauso durchgeführt wird. Der Umkehrbetrieb des dritten Werkstücks 103 wird nach dem Einschnürungsprozess durchgeführt, um den Halsabschnitt 13 auszubilden. Das dritte Werkstück 103 wird nämlich aus der Klammervorrichtung (CL) gelöst und durch eine Roboterhand (nicht gezeigt) umgedreht, und dann wird es durch die Klammervorrichtung (CL) erneut geklammert. Dann wird der Körperabschnitt 11 des dritten Werkstücks 103 durch die Klammervorrichtung (CL) erneut geklammert, und der andere Endabschnitt wird durch die Drehwalzen (SP) ausgebildet, um einen Halsabschnitt 12 mit einem abgeschrägten Abschnitt 12b und einem Halsabschnitt 12c an der selben Achse wie die Mittelachse ("C" in der 21) des Körperabschnitts 11 auszubilden, wie dies in der 24 gezeigt ist. Wie dies in der 25 gezeigt ist, die einen Bereich in der Nähe des unteren linken Endes der 24 vergrößert darstellt, ist in diesem Fall der Halsabschnitt 12 dazu geeignet, dass er so ausgebildet ist, dass er einen vorbestimmten Bereich 11x an dem linken Ende des Körperabschnitts 11 aufweist. Der Einschnürungsprozess wird nämlich durch die Drehwalzen (SP) auf den vorbestimmten Bereich 11x (der Bereich, der in der 25 durch die Einpunktstrichlinie angegeben ist) des Körperabschnitts 11 durchgeführt, wobei ein Bereich, der den Bereich 11x abdeckt, einen Teil des Halsabschnitts 12 bildet, um so einen sich überlappenden Arbeitsabschnitt 12a auszubilden, wie dies durch eine durchgezogene Linie in der 25 angegeben ist.
Gemäß dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel wird das sekundäre Werkstück 102 (oder das dritte Werkstück 103) während des Drehprozesses nicht gedreht, wobei ein Aufbau zum Halten des sekundären Werkstücks 102 in einfacher Weise gebildet werden kann. Außerdem werden das Katalysatorsubstrat 2 und die Stoßabsorptionsmatte 3, die in dem sekundären Werkstück 102 untergebracht sind (oder in dem dritten Werkstück 103), nicht um die Längsachse während des Drehprozesses gedreht, wobei der stabile Haltezustand aufrecht erhalten werden kann. Außerdem kann der Einschnürungsprozess in einfacher Weise für jedes sekundäre Werkstück 102 und jedes dritte Werkstück 103 fortlaufend durchgeführt werden. Gemäß dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel bilden insbesondere bei dem Einschnürungsprozess, der durch die Drehwalzen (SP) bei den vorbestimmten Bereichen 11x und 11y des Körperabschnitts 11 durchgeführt wird, die Abschnitte entsprechend den Bereichen 11x und 11y einen Teil der Halsabschnitte 12 und 13, um die sich überlappenden Arbeitsabschnitte 12a und 13a vorzusehen. In diesem Fall wird der Halsabschnitt 13 durch den schrägen Drehprozess ausgebildet. Bei diesem Prozess ist es vorzuziehen, dass der sich überlappende Arbeitsabschnitt 13a breiter als der sich überlappende Arbeitsabschnitt 12a ist, der durch den koaxialen Drehprozess ausgebildet wird, da die Drehwalzen (SP) an der Oberfläche umlaufen, die zu der Achse des zylindrischen Gehäuses schräg ist. Das gleiche trifft für den Versatz-Drehprozess zu.
Hinsichtlich des Halsabschnitts 13 wird der Einschnürungsprozess so durchgeführt, wie es in der 23 gezeigt ist, und zwar ausgehend von einem gebogenen Abschnitt B2, der sich von einem gebogenen Abschnitt B1 unterscheidet, der bei dem Dimensionierungsprozess ausgebildet wird, um den sich überlappenden Arbeitsabschnitt 13a so vorzusehen, dass die gebogenen Abschnitte sich nicht überlappen. Darüber hinaus wird der gebogene Abschnitt B1, der bei dem Dimensionierungsprozess ausgebildet wird, zu seiner Form zurückgesetzt, die insgesamt eine gleichmäßige Dicke aufweist, wobei ein positiver plastischer Fluss des Materials durch den Drehprozess in einer Schraubenrichtung verursacht wird. In ähnlicher Weise wird hinsichtlich des Halsabschnitts 12 der Einschnürungsprozess durchgeführt, und zwar ausgehend von einem gebogenen Abschnitt B3, der bei dem Dimensionierungsprozess bei dem Körperabschnitt 11 ausgebildet wurde, damit er an einem gebogenen Abschnitt B4 gebogen wird, der sich von dem gebogenen Abschnitt B3 unterscheidet, so dass die gebogenen Abschnitte sich nicht überlappen. Außerdem wird der gebogene Abschnitt B4 zu seiner Form zurückgesetzt, die insgesamt eine gleichmäßige Dicke aufweist, wobei die positive plastische Strömung des Materials bei dem Drehprozess in der Schraubenrichtung ebenfalls verursacht wird.
Folglich wird ein katalytischer Wandler C1 ausgebildet, wie er in der 26 gezeigt ist, um eine Vielzahl parallele Bahnen 11e vorzusehen, die an der Außenfläche des Körperabschnitts 11 durch den Dimensionierungsprozess auf einen vorbestimmten Bereich (SA) ausgebildet sind, und um eine Vielzahl Streifen 12j und 13j vorzusehen, wie an der Außenfläche der Halsabschnitte 12 und 13 durch den Drehprozess auf einen vorbestimmten Bereich (SA) ausgebildet werden. Wie dies durch gestrichelte Linien in der 26 angegeben ist, verschwinden die entgegengesetzten Enden der Bahnen 11e, die bei dem Schrumpfprozess ausgebildet werden, wenn die Halsabschnitte 12 und 13 ausgebildet werden, und die verbleibenden Abschnitte der Bahnen 11e werden an ihren entgegengesetzten Enden mit den Streifen 12j und 13j senkrecht dazu verbunden. Die Bahnen 11e gemäß der vorstehenden Beschreibung resultieren aus einem derart spezifischen Prozess unter Verwendung der Schrumpfvorrichtung (RD), wie sie in der 10 gezeigt ist. Die Linien, die die Bahnen 11e angeben, wie sie in der 26 gezeigt sind, werden zum besseren Verständnis stärker dargestellt, während sie tatsächlich nicht so sehr sichtbar sind. Vorzugsweise sind sie mit dem Auge nicht zu erkennen. Das selbe trifft für die Streifen 12j und 13j zu, die bei dem Drehprozess ausgebildet werden.
Der Schrägdrehprozess, wie er in dem japanischen Patent JP-2957154 offenbart ist (entsprechend dem US-Patent US-6 067 833), wurde bei dem einen Ende des sekundären Werkstücks 102 durchgeführt. Alternativ kann der Versatz-Drehprozess, wie er in dem japanischen Patent JP-2957153 offenbart ist (entsprechend dem US-Patent US-6 018 972) bei dem einen Ende des sekundären Werkstücks 102 durchgeführt werden, um einen katalytischen Wandler C2 mit einem versetzten Halsabschnitt 14 auszubilden, wie dies in der 27 gezeigt ist. Hinsichtlich des Dimensionierungsprozesses können die Drehwalzen (SP) zum Dimensionieren des Körperabschnitts des zylindrischen Gehäuses verwendet werden, wie dies in der japanischen Patentoffenlegungsschrift JP-2001-107725 offenbart ist (entsprechend dem US-Patent US-6 381 843).
Als nächstes wird ein weiteres Ausführungsbeispiel beschrieben, wobei ein Drucksensorelement (SS) zwischen dem Katalysatorsubstrat 2 und der Stoßabsorptionsmatte 3 angeordnet ist, wie dies durch gestrichelte Linien in der 2 angegeben ist, und der auf das Katalysatorsubstrat 2 aufgebrachte Druck wird direkt auf der Grundlage des Signals erfasst, das durch das Drucksensorelement (SS) erfasst wird. Hinsichtlich des Drucksensorelements (SS) ist handelsüblich ein Sensor zum Erfassen einer Druckverteilung unter Echtzeit durch ein längliches Sensorblatt erhältlich, an dem Elektroden angeordnet sind. Zum Beispiel wird das Sensorblatt (als "MATSCAN" bezeichnet) durch Tekscan Inc. in den USA vetrieben, und ein Druckverteilungsmesssystem (als "ISCAN" bezeichnet) wird durch Nitta Co., Ltd. in Japan vetrieben. Daher kann das längliche Sensorblatt, das den Bereich erfassen kann, der durch die länglichen Druckelemente (PMx) gemäß der vorstehenden Beschreibung komprimiert wird, an dem Katalysatorsubstrat 2 angeordnet werden, um so die Druckerfassungsvorrichtung zu bilden. Infolgedessen kann der Körperabschnitt des zylindrischen Gehäuses 4, in dem die Stoßabsorptionsmatte 3 untergebracht ist, zusammen mit der Stoßabsorptionsmatte 3 geschrumpft werden, wobei der Druck (Ps) innerhalb eines vorbestimmten Druckbereiches gesteuert wird, um so das Katalysatorsubstrat 2 zu halten, ohne dass der vorstehend erwähnte Abstand (Ds) durch die Messvorrichtung (DT) gemessen wird und ohne dass der Sollradius (Rt) bestimmt wird.
Gemäß dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel, wie es vorstehend beschrieben ist, wird daher das Druckerfassungselement (SS) für eine Erfassungsvorrichtung zum Erfassen des auf das Katalysatorsubstrat 2 als das säulenartige Element aufgebrachten Drucks verwendet, und eine Kompressionsvorrichtung wie zum Beispiel die Schrumpfvorrichtung (GD), wie sie in der 10 gezeigt ist, wird zum behutsamen Einfügen des Katalysatorsubstrats 2 (säulenartiges Element) in das zylindrische Gehäuse 4 vorgesehen, die Stoßabsorptionsmatte 3 (Stoßabsorptionselement) dort herum zusammen mit dem Druckerfassungselement (SS) gewickelt ist, und wobei ein Körperabschnitt des zylindrischen Gehäuses 4 komprimiert wird, der zumindest die Stoßabsorptionsmatte 3 abdeckt. Außerdem ist eine Steuervorrichtung (zum Beispiel eine Steuervorrichtung (CT) in der 3 vorgesehen, um die Kompressionsvorrichtung auf ein derartiges Maß zu betätigen, dass der auf das Katalysatorsubstrat 2 (säulenartiges Element) aufgebrachte Druck innerhalb eines vorbestimmten Druckbereichs durch die Druckwiederherstellungskraft der Stoßabsorptionsmatte 3 gesteuert wird, um so einen Durchmesser des Körperabschnitts des zylindrischen Gehäuses 4 zusammen mit der Stoßabsorptionsmatte 3 zu reduzieren. Mittels der Schrumpfvorrichtung (GD), wie sie in der 10 gezeigt ist, kann folglich das Katalysatorsubstrat 2 behutsam in das zylindrische Gehäuse 4 eingefügt werden, wobei die Stoßabsorptionsmatte 3 dort herumgewickelt ist, und ein Körperabschnitt des zylindrischen Gehäuses 4, der zumindest die Stoßabsorptionsmatte 3 abdeckt, kann so komprimiert werden, dass der auf das Katalysatorsubstrat 2 durch die Druckwiederherstellungskraft der Stoßabsorptionsmatte 3 ausgeübte Druck innerhalb des vorbestimmten Druckbereichs ist, um das Katalysatorsubstrat 2 zu halten. Daher können die Prozesse zu dem Dimensionierungsprozess fortlaufend durch die einzige Vorrichtung durchgeführt werden, um so die Herstellungszeit stark zu reduzieren. Falls das Druckerfassungselement (SS) preiswert ist und die Funktion des katalytischen Wandlers nicht beeinträchtigt, dann kann es in dem zylindrischen Gehäuse 4 so wie es ist gelassen werden, ohne dass es nach dem Dimensionierungsprozess daraus beseitigt wird.
Darüber hinaus kann eine Endfläche des Katalysatorsubstrats 2, die durch gestrichelte Linien in der 2 angegeben ist, an ein IC-Etikett (TG) angebracht werden, um so verschiedene Herstellungssysteme vorzusehen. Das IC-Etikett (TG) ist ein Etikettelement mit einem bekannten Identifikationsetikett, das aus einer beschreibbaren und lesbaren IC-Spitze und einer kleinen darin eingebetteten Übertragungsantenne besteht. Üblicherweise ist das IC-Etikett (TG) dazu geeignet, eine Welle von einer Schreibvorrichtung oder einer Lesevorrichtung aufzunehmen und diese zu einer elektrischen Leistung zum Betreiben einer CPU umzuwandeln und eine Welle zum Austauschen von Daten auszusenden. Es kann eine beliebige Bauart des IC-Etikettes verwendet werden, die auf dem Markt erhältlich sind, solange die Daten dadurch ohne irgendeine elektrische Leistung zum Halten ausgetauscht werden können, während es vorzugsweise eine quadratische Form und Dicke von einigen mm aufweist. Alternativ kann es eine andere Bauart wie zum Beispiel eine IC-Karte sein, solange sie als die Speicher- und Kommunikationseinrichtung dient. Eine fortschreitende Distanz einer Welle kann festgelegt sein, dass sie eine geschlossene Bauart, eine nahe Bauart, eine benachbarte Bauart, eine ferngesteuerte Bauart und dergleichen vorsieht, oder sie kann als eine Kontaktbauart verwendet werden, ohne dass Daten über eine Welle ausgetauscht werden. All diese werden hierbei als IC-Etikett bezeichnet.
Als ein erstes Herstellungssystem werden beim Beginn eine Produktnummer, Substratinformationen und eine Herstelleridentifikation des Katalysatorsubstrats 2 im voraus in einen nichtflüchtigen Speicher des IC-Etikettes (TG) geschrieben. Als nächstes wird die Stoßabsorptionsmatte 3 um das Katalysatorsubstrat 2 gewickelt, und die vorstehend beschriebene Messung wird durchgeführt. Die gemessenen Daten einschließlich des Sollradius (Rt) zum Erzeugen des geeignetsten Drucks oder dergleichen und die Identifizierung des Messorgans werden des weiteren in das IC-Etikett (TG) geschrieben. Dann wird bei dem Dimensionierungsprozess das Dimensionieren gemäß den Informationen der ID und den Arbeitsbedingungen durchgeführt, die in dem IC-Etikett (TG) geschrieben sind. Nachdem die erforderliche Bearbeitung erreicht ist, wird das IC-Etikett (TG) aus dem Katalysatorsubstrat 2 beseitigt, und das fertig gestellte Produkt (katalytischer Wandler) wird ausgeliefert. Auch wenn eine Firma zum Herstellen des Katalysatorsubstrats 2 und zum Befestigen des IC-Etikettes (TG) sich von einer Firma zum Wickeln der Stoßabsorptionsmatte 3 um das Katalysatorsubstrat 2 und zum Durchführen der Messung zum Schreiben von weiteren Informationen in das IC-Etikett (TG) und von einer Firma zum Durchführen des Dimensionierungsprozesses auf der Grundlage der in dem IC-Etikett (TG) gespeicherten Informationen voneinander unterscheiden, kann in diesem Fall das Produkt mit Sicherheit mit dem Sollradius (Rt) ausgebildet werden. Diese ausgetauschten Informationen können über Internet oder dergleichen zwischen jenen Firmen zu beliebiger Zeit je nach Bedarf ausgetauscht werden, wodurch eine Reihe von Prozessen zum Bestimmen des Fortschrittes, zum Vorbereiten des entsprechenden Prozesses und auch für eine Verwaltung einer physikalischen Verteilung korrekt durchgeführt wird.
Als ein zweites Herstellungssystem wird beim Beginn alternativ die Stoßabsorptionsmatte 3 um das Katalysatorsubstrat 2 gewickelt, und die vorstehend beschriebene Messung wird durchgeführt. Dabei werden die Produktzahl, die Substratinformationen, die Herstelleridentifikation des Katalysatorsubstrats 2, die gemessenen Daten einschließlich des Sollradius (Rt) zum Herstellen des am besten geeigneten Drucks oder dergleichen und die Identifikation des Messorgans auf das IC-Etikett (TG) geschrieben. Als nächstes wird bei dem Dimensionierungsprozess das Dimensionieren gemäß den Informationen durchgeführt, die auf dem IC-Etikett (TG) geschrieben sind. Nachdem die erforderliche Arbeit durchgeführt wurde, wird das IC-Etikett (TG) von dem Katalysatorsubstrat 2 beseitigt, und das fertig gestellte Produkt (katalytischer Wandler) wird ausgeliefert. Das Produkt wird durch zwei Firmen hergestellt, wobei eine Firma das Katalysatorsubstrat 2 herstellt, die Stoßabsorptionsmatte 3 dann um das Katalysatorsubstrat 2 wickelt und die Messung durchführt, und dann das IC-Etikett (TG) daran befestigt, und wobei die andere Firma den Dimensionierungsprozess auf der Grundlage der Informationen ausführt, die in dem IC-Etikett (TG) gespeichert sind. In diesem Fall kann das Produkt mit Sicherheit zu jenem Produkt ausgebildet werden, das ebenfalls den Sollradius (Rt) aufweist.
Falls alle Prozesse durch eine einzige Firma ausgeführt werden, falls das IC-Etikett (TG) gemäß der vorstehenden Beschreibung verwendet wird, dann ist es insbesondere in jenem Fall wirksam, bei dem jeder Prozess an entfernten Stellen oder zu anderen Zeiten durchgeführt werden muss. Darüber hinaus kann das fertig gestellte Produkt (katalytischer Wandler) in einem Zustand ausgeliefert werden, bei dem das IC-Etikett (TG) an dem Produkt befestigt ist, so dass das IC-Etikett (TG) abgebrannt wird, wenn der katalytische Wandler bei einem Fahrzeughersteller getestet wird. Unter Verwendung des IC-Etiketts (TG) kann somit nicht nur der Dimensionierungsprozess auf der Grundlage des gemessenen Ergebnisses angemessen erzielt werden, das bei dem vorherigen Prozess erhalten wird, sondern es können darüber hinaus viele andere Effekte erwartet werden, wie zum Beispiel das Verhindern einer fehlerhaften Montage, die Nachverfolgung der physikalischen Verteilung, Probleme bei der Forschung hinsichtlich der Prozesse und deren Verbesserungen.
Gemäß jedem Ausführungsbeispiel, wie sie vorstehend beschrieben wurden, hat das Katalysatorsubstrat 2 einen runden Querschnitt, der ein Beispiel von vielen Ausführungsbeispielen mit verschiedenen Querschnitten ist, einschließlich eines elliptischen Querschnitts, eines ovalen Querschnitts und eines Querschnitts mit verschiedenen kombinierten Krümmungsradien, sowie nicht runden Querschnitten wie zum Beispiel ein polygonaler Querschnitt. Die Querschnittsform von jeder Zelle ist nicht auf die Wabenstruktur (Hexagon) beschränkt, sondern es kann irgendeine Form wie zum Beispiel ein Quadrat verwendet werden. Auch wenn die Anzahl des Katalysatorsubstrats 2 gemäß den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen 1 oder 2 betrug, so können mehr als zwei Substrate ausgerichtet werden. Darüber hinaus kann der Schrumpfprozess auf jeden Abschnitt des Gehäuses angewendet werden, der das entsprechende Katalysatorsubstrat abdeckt, oder er kann auf das gesamte Gehäuse kontinuierlich angewendet werden. Außerdem können der Prozess und das Gerät, die vorstehend beschrieben sind, so angepasst sein, dass sie die fertig gestellten Produkte nicht nur von den Abgasbauteilen für Fahrzeuge herstellen, sondern auch für verschiedene Fluidbehandlungsvorrichtungen einschließlich eines Reformers zum Gebrauch bei einem Brennstoffzellensystem.
Die vorliegende Erfindung richtet sich auf ein Verfahren zum Herstellen eines Behälters zum Halten eines säulenartigen Elements in einem zylindrischen Gehäuse, wobei ein Stoßabsorptionselement um das säulenartige Element gewickelt ist. Das Verfahren hat die folgenden Schritte zum (1) Komprimieren von zumindest einem Teil des Stoßabsorptionselements, das um das säulenartige Element gewickelt ist, durch ein Druckelement in einer radialen Richtung zu der Längsachse, zum (2) Messen eines Drucks, der durch das Druckelement auf das Absorptionselement aufgebracht wird, zum (3) Messen eines Abstands zwischen der Achse des säulenartigen Elements und einem Ende des Druckelements, das mit dem Absorptionselement in Kontakt ist, wenn der gemessene Druck im wesentlichen gleich einem vorbestimmten Solldruck ist, um einen Sollradius vorzusehen, zum (4) lockeren Einfügen des säulenartigen Elements und des Absorptionselements in das Gehäuse und zum (5) Reduzieren eines Durchmessers des Gehäuses entlang dessen Längsachse, wobei das Absorptionselement auf ein derartiges Maß komprimiert wird, dass der Innenradius des Gehäuses im wesentlichen gleich dem Sollradius ist, um das säulenartige Element und das Absorptionselement zu halten, das bei dem Solldruck komprimiert wird.

Claims

Verfahren zum Herstellen eines Behälters zum Halten eines säulenartigen Elements in einem zylindrischen Gehäuse, wobei ein Stoßabsorptionselement um das säulenartige Element gewickelt ist, mit folgenden Schritten: Komprimieren zumindest eines Teils des Stoßabsorptionselements, das um das säulenartige Element gewickelt ist, durch ein Druckelement in einer radialen Richtung zu einer Längsachse des säulenartigen Elements; Messen eines Drucks, der durch das Druckelement auf das Stoßabsorptionselement aufgebracht wird; Messen eines Abstands zwischen der Achse des säulenartigen Elements und einem Ende des Druckelements, das mit dem Stoßabsorptionselement in Kontakt ist, wenn der gemessene Druck im wesentlichen gleich einem vorbestimmten Solldruck ist, um einen Sollradius vorzusehen; lockeres Einfügen des säulenartigen Elements in das zylindrische Gehäuse, wobei das Stoßabsorptionselement um das säulenartige Element gewickelt ist; und Reduzieren eines Durchmessers von zumindest einem Teil des zylindrischen Gehäuses, wobei das Stoßabsorptionselement darin entlang der Längsachse des zylindrischen Gehäuses gehalten wird, wobei das Stoßabsorptionselement auf ein derartiges Maß komprimiert wird, dass der Innenradius des Teils des zylindrischen Gehäuses im wesentlichen gleich dem Sollradius wird, um das säulenartige Element in dem zylindrischen Gehäuse zu halten, wobei das Stoßabsorptionselement um das säulenartige Element gewickelt ist und bei dem Solldruck komprimiert wird.
Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei der Solldruck auf der Grundlage eines statischen Reibungskoeffizienten der Außenfläche des säulenartigen Elements und eines statischen Reibungskoeffizienten der Innenfläche des zylindrischen Gehäuses und einer Druckkraft des Druckelements bestimmt wird, die auf das Stoßabsorptionselement aufgebracht wird.
Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei eine Vielzahl Druckelemente um den Umfang des säulenartigen Elements parallel zu dessen Längsachse angeordnet wird, und wobei zumindest eines der Druckelemente das Stoßabsorptionselement komprimiert, das um das säulenartige Element gewickelt ist, und zwar in der radialen Richtung zu der Längsachse des säulenartigen Elements, um den auf das Stoßabsorptionselement aufgebrachten Druck zu messen.
Verfahren gemäß Anspruch 3, wobei die Vielzahl Druckelemente eine Vielzahl längliche Elemente aufweist, die jeweils eine Länge entsprechend dem Teil des zylindrischen Gehäuses aufweisen, wobei das Stoßabsorptionselement darin gehalten wird, und wobei die Vielzahl längliche Elemente parallel zueinander um den Umfang des Stoßabsorptionselements angeordnet wird, das um das säulenartige Element gewickelt ist.
Verfahren gemäß Anspruch 4, wobei das säulenartige Element, das mit dem Stoßabsorptionselement in dessen Zwischenzustand zwischen dem komprimierten Zustand durch das Druckelement und dem ursprünglichen Zustand umwickelt ist, bei dem die durch das Druckelement aufgebrachte Druckkraft gelöst wird, in das zylindrische Gehäuse eingefügt wird.
Verfahren gemäß Anspruch 4, wobei die Vielzahl längliche Elemente, die parallel zueinander um den Umfang des Stoßabsorptionselements angeordnet sind, den Durchmesser des zylindrischen Gehäuses reduziert, wobei das Stoßabsorptionselement darin gehalten wird, wobei das Stoßabsorptionselement auf ein derartiges Maß komprimiert wird, dass der Innenradius von zumindest dem Teil des zylindrischen Gehäuses im wesentlichen gleich dem Sollradius wird.
Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei ein vorbestimmter Korrekturbetrag auf der Grundlage zumindest einer Änderung des Durchmessers oder einer Änderung der Dicke des zylindrischen Gehäuses vorgesehen wird, wenn der Durchmesser des zylindrischen Gehäuses reduziert wird, und wobei der Reduktionsbetrag des zylindrischen Gehäuses gemäß dem Korrekturbetrag eingestellt wird, wenn der Durchmesser des zylindrischen Gehäuses reduziert wird, wobei das Stoßabsorptionselement darin gehalten ist.
Verfahren gemäß Anspruch 7, wobei der Korrekturbetrag durch Messen eines Grenzradius des zylindrischen Gehäuses vorgesehen wird, wenn das Stoßabsorptionselement durch das Druckelement auf ein derartiges Maß komprimiert wird, dass der Innenradius von zumindest dem Teil des zylindrischen Gehäuses auf weniger als den Sollradius reduziert wird, und unmittelbar bevor das säulenartige Element bricht, und durch Festlegen eines vorbestimmten Abstands, der kleiner ist als eine Differenz zwischen dem Grenzradius und dem Sollradius, als den Korrekturbetrag.
Verfahren gemäß Anspruch 1, des weiteren mit folgenden Schritten: Bestimmen eines Innendurchmessers einer endgültigen Sollform, die für zumindest einem Endabschnitt des zylindrischen Gehäuses vorgesehen ist, auf der Grundlage des gemessenen Abstands zwischen der Achse des säulenartigen Elements und dem Ende des Druckelements, das mit dem Stoßabsorptionselement in Kontakt ist, wenn der gemessene Druck im wesentlichen gleich dem vorbestimmten Solldruck ist; Vergrößern des Innendurchmessers des Endabschnitts, um so einen Abschnitt mit vergrößertem Durchmesser mit einem vorbestimmten maximalen Innendurchmesser auszubilden; Bereitstellen einer Vielzahl Sollarbeitsabschnitte mit einer Mittelachse, die mit der Mittelachse eines Körperabschnitts des zylindrischen Gehäuses eine schräge, versetzte oder verdrehte Beziehung hat und sich zu einer Außenumfangsfläche des Abschnitts mit vergrößertem Durchmesser erstreckt; Bereitstellen einer Vielzahl Arbeitssollachsen auf der Grundlage der Vielzahl Sollarbeitsabschnitte; Halten des zylindrischen Gehäuses, um die Mittelachse des Abschnitts mit vergrößertem Durchmesser im wesentlichen auf derselben Achse von einer Achse der Vielzahl Arbeitssollachsen anzuordnen; und Drehen zumindest des Abschnitts mit vergrößertem Durchmesser, wobei die Mittelachse des Abschnitts mit vergrößertem Durchmesser an der entsprechenden Achse der Vielzahl Arbeitssollachsen angeordnet ist, um einen Durchmesser des Abschnitts mit vergrößertem Durchmesser an jeder Achse der Vielzahl Arbeitssollachsen zu reduzieren, und um einen Halsabschnitt mit der endgültigen Sollform auszubilden.
Verfahren gemäß Anspruch 9, wobei der Halsabschnitt durch Drehen des Körperabschnitts von zumindest einem Endabschnitt davon einschließlich eines vorbestimmten Bereichs davon zu einem offenen Ende des zylindrischen Gehäuses entlang der Arbeitssollachse ausgebildet wird, die mit der Mittelachse des Körperabschnitts eine schräge, versetzte oder verdrehte Beziehung hat.
Verfahren gemäß Anspruch 9, wobei der vorbestimmte maximale Innendurchmesser durch einen Abstand zwischen der Mittelachse des Körperabschnitts und der Innenfläche des Endabschnitts bestimmt wird, wobei sich die endgültige Sollform davon nach außen von einer sich virtuell erstreckenden Fläche von der Außenumfangsfläche des Körperabschnitts erstreckt.
Gerät zum Herstellen eines Behälters zum Halten eines säulenartigen Elements in einem zylindrischen Gehäuse, wobei ein Stoßabsorptionselement um das säulenartige Element gewickelt ist, mit: einer Kompressionseinrichtung mit einer Vielzahl länglicher Druckelemente, die jeweils eine Länge entsprechend zumindest eines Teils des zylindrischen Gehäuses aufweisen, wobei das Stoßabsorptionselement darin gehalten ist, und die parallel zueinander um den Umfang des Stoßabsorptionselements angeordnet sind, das um das säulenartige Element gewickelt ist, zum Komprimieren zumindest des Teils des Stoßabsorptionselements, das um das säulenartige Element gewickelt ist, durch die Druckelemente in einer radialen Richtung zu einer Längsachse des säulenartigen Elements; einer Messeinrichtung zum Messen eines Drucks, der durch die Druckelemente auf das Stoßabsorptionselement aufgebracht wird, und zum Messen eines Abstands zwischen der Achse des säulenartigen Elements und einem Ende von zumindest einem der Druckelemente, das mit dem Stoßabsorptionselement in Kontakt ist, wenn der gemessene Druck im wesentlichen gleich einem vorbestimmten Solldruck ist, um einen Sollradius vorzusehen; und einer Steuereinrichtung zum lockeren Einfügen des säulenartigen Elements in das zylindrische Gehäuse, wobei das Stoßabsorptionselement um das säulenartige Element gewickelt ist, und zum Antreiben der Kompressionseinrichtung zum Reduzieren eines Durchmessers von zumindest des Teils des zylindrischen Gehäuses, wobei das Stoßabsorptionselement darin entlang der Längsachse des zylindrischen Gehäuses gehalten ist, und zwar durch die Druckelemente auf ein derartiges Maß, dass der Innenradius des Teils des zylindrischen Gehäuses im wesentlichen gleich dem Sollradius ist, um das säulenartige Element in dem zylindrischen Gehäuse zu halten, wobei das Stoßabsorptionselement um das säulenartige Element gewickelt ist und bei dem Solldruck komprimiert wird.
Gerät gemäß Anspruch 12, wobei die Steuereinrichtung dazu geeignet ist, einen vorbestimmten Korrekturbetrag auf der Grundlage zumindest einer Änderung des Durchmessers oder einer Änderung der Dicke des zylindrischen Gehäuses vorzusehen, wenn der Durchmesser des zylindrischen Gehäuses reduziert wird, und den Reduktionsbetrag des zylindrischen Gehäuses gemäß dem Korrekturbetrag einzustellen, wenn der Durchmesser des zylindrischen Gehäuses reduziert wird, wobei das Stoßabsorptionselement darin gehalten ist.
Gerät gemäß Anspruch 13, wobei die Messeinrichtung dazu geeignet ist, den Korrekturbetrag durch Messen eines Grenzradius des zylindrischen Gehäuses vorzusehen, wenn das Stoßabsorptionselement durch die Druckelemente auf ein derartiges Maß komprimiert wird, dass der Innenradius von zumindest dem Teil des zylindrischen Gehäuses auf weniger als den Sollradius reduziert wird, und unmittelbar bevor das säulenartige Element bricht, und einen vorbestimmten Abstand festzulegen, der kleiner ist als eine Differenz zwischen dem Grenzradius und dem Sollradius, als den Korrekturbetrag.