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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines
Schalldämpfers
für eine
Abgasanlage sowie einen nach dem Verfahren hergestellten Schalldämpfer.
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Es
ist allgemein bekannt, Schalldämpfer
in Abgasanlagen, insbesondere in Abgasanlagen von Kraftfahrzeugen,
einzusetzen, um eine Schallemission beim Betrieb der Anlage möglichst
gering zu halten. Da Schalldämpfer
in großen
Stückzahlen
benötigt
werden, ist es erwünscht,
die Herstellung bei hoher Qualität
möglichst
preiswert zu gestalten.
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Die
vorliegende Erfindung beschäftigt
sich mit dem Problem, ein verbessertes Verfahren zur Herstellung
eines Schalldämpfers
für eine
Abgasanlage anzugeben, durch welches insbesondere eine Vereinfachung
der Fertigung und eine Steigerung der Qualität realisierbar sind.
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Dieses
Problem wird erfindungsgemäß durch
die Gegenstände
der unabhängige
Ansprüche gelöst. Vorteilhafte
Ausführungsformen
sind Gegenstand der abhängigen
Ansprüche.
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Die
vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, eine
Durchgangsöffnung
in einem Mantel eines Schalldämpfers
bereits vor dessen endgültiger
Montage vorzusehen und dadurch ein aufwändiges und schwieriges Herstellen
der Durchgangsöffnung
am montierten Schalldämpfer
zu vermeiden. Im montierten Zustand umfasst der Schalldämpfer zumindest
folgende Komponenten: Einen Einsatz mit einem abgerundeten Querschnittsprofil
und zumindest einem innenliegenden Kanal, einen den Einsatz umhüllenden
Mantel sowie eine erste und eine zweite Abgasleitung. Das erfindungsgemäße Verfahren
zum Herstellen des Schalldämpfers
gliedert sich in folgende Verfahrensschritte: Zunächst wird
zumindest eine Durchgangsöffnung
in den Mantel genau an der Stelle eingebracht, an welcher eine spätere Verbindung
mit der ersten Abgasleitung erfolgt. Hiernach wird der Einsatz in
den zumindest im Bereich der Durchgangsöffnung entsprechend der Außenkontur
des Einsatzes vorgebogenen Mantel eingesetzt und so ausgerichtet,
dass eine Mündung
des innenliegenden Kanals mit der Durchgangsöffnung im Mantel zur Deckung
kommt. Nachfolgend wird der Mantel entlang der Außenkontur
des Einsatzes fertig gebogen und entlang seiner Mantelnaht geschlossen.
Nun kann die erste Abgasleitung mit dem innenliegenden Kanal des
Einsatzes durch Anordnen und Fixieren derselben an oder in der Durchgangsöffnung verbunden
werden und dadurch ein Zustrom oder Abstrom von Abgasen in den oder aus
dem Einsatz des Schalldämpfers
erreicht werden.
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Durch
das erfindungsgemäße Verfahren
wird der Mantel des Schalldämpfers
erst nach dem Umwickeln des Einsatzes und nach dem Ausrichten des
innenliegenden Kanals entlang seiner Mantelnaht geschlossen. Ein
aufwändiges
und schwieriges Einschieben des Einsatzes in den bereits geschlossenen
Mantel, wie es bei herkömmlichen
Herstellungsverfahren der Fall ist, kann dadurch vermieden werden.
Die Rohrführung
vor und nach dem Schalldämpfer
kann hierdurch deutlich einfacher gestaltet werden, wodurch sich
insbesondere geringere Fertigungskosten erzielen lassen. Darüber hinaus
können mit
dem erfindungsgemäßen Verfahren
auch Gewichtsvorteile realisiert werden, da durch die bereits vorgefertigte
Durchgangsöffnung
im Mantel des Schalldämpfers
ein geringerer Gegendruck zum Verbinden der ersten Abgasleitung
mit dem innenliegenden Kanal des Einsatzes erforderlich ist und
sich somit in diesem Bereich deutlich geringere Materialstärken realisieren
lassen.
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Gemäß einer
vorteilhaften Ausführungsform der
Erfindung wird die Mantelnaht geschweißt. Schweißnähte sind qualitativ hochwertige
und zuverlässig
herstellbare Verbindungen und darüber hinaus temperaturbeständig, was
insbesondere in Abgassystemen von besonderem Vorteil ist. Denkbar
ist hierbei, dass lediglich der Mantel entlang seiner Mantelnaht
oder aber der Mantel entlang seiner Mantelnaht und zugleich mit
Teilen des umwickelten Einsatzes verschweißt werden und dadurch eine
besonders zuverlässige
Halterung des Einsatzes im Mantel gewährleistet wird.
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Gemäß einer
vorteilhaften Ausführung
der erfindungsgemäßen Lösung wird
beim Einbringen der zumindest einen Durchgangsöffnung in den Mantel ein dem
Einsatz zugewandter oder abge wandter Kragenrand an der Durchgangsöffnung derart
angeformt, dass er eine Führung
für die
erste Abgasleitung bildet. Der Kragenrand kann hierbei beispielsweise
mittels eines Stanzwerkzeuges erzeugt werden und durch die führende Wirkung
die Montage der ersten Abgasleitung deutlich vereinfachen. Gleichzeitig
ist denkbar, dass der Kragenrand sowohl für den Einsatz als auch für die erste
Abgasleitung eine Führung
bildet, wodurch ein Ausrichten des Einsatzes im Mantel beim Umwickeln
vereinfacht und dadurch der Herstellungsprozess an sich verbessert werden
kann. Desweiteren ist denkbar, dass der Kragenrand eine Anbindungsfläche zum
Fixieren des Einsatzes bzw. der ersten Abgasleitung am Mantel des
Schalldämpfers
bildet. Prinzipiell kann dabei eine Verschweißung der Abgasleitung mit dem
Kragenrand des Mantels erfolgen, was insbesondere bei nach außen abstehendem
Kragenrand, das Herstellen der Schweißnaht erleichtert.
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Zweckmäßig wird
stirnendseitig des Schalldämpfers
jeweils ein Boden eingesetzt, der an einem stirnendseitigen Rand
des Mantels anliegt. In zumindest einem der beiden Böden kann
dabei eine zweite Durchgangsöffnung
vorgesehen sein, welche beim Anordnen des Bodens am Schalldämpfer mit
dem innenliegenden Kanal des Einsatzes oder einem weiteren Kanal
zur Deckung kommt. Denkbar ist hierbei, dass auch die zweite Durchgangsöffnung ähnlich der ersten
im Mantel einen Kragenrand aufweist, welche eine Führung für die zweite
Abgasleitung bildet. Die zweite Abgasleitung wird nach dem Anordnen
des Bodens am Schalldämpfer
in oder an der zweiten Durchgangsöffnung angeordnet bzw. fixiert.
Durch das vorherige Einbringen der zweiten Durchgangsöffnung im
Boden wird die Montage des Schalldämpfers vereinfacht, da die
Verbindung der zweiten Abgasleitung an oder in der zweiten Durchgangsöffnung deutlich
weniger aufwändig
ist wie ein Herstellen der zweiten Durchgangsöffnung am bereits fertig montierten
Schalldämpfer
und ein nachfolgendes Anbringen der zweiten Abgasleitung an oder
in der Durchgangsöffnung.
Selbstverständlich
können
dabei sowohl eine als auch mehrere Durchgangsöffnung im Mantel bzw. in den
Böden vorgesehen
sein.
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Weitere
wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den
Unteransprüchen, aus
den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand
der Zeichnungen.
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Es
versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend
noch zu erläuternden Merkmale
nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in
anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne
den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Ein
bevorzugtes Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird in der
nachfolgenden Beschreibung näher
erläutert.
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Dabei
zeigen, jeweils schematisch,
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1 eine
perspektivische Ansicht auf einen erfindungsgemäßen Schalldämpfer,
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2 eine
perspektivische Ansicht auf einen vorgebogenen Mantel des Schalldämpfers,
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3 eine
perspektivische Ansicht auf einen in den vorgebogenen Mantel eingesetzten
Einsatz des Schalldämpfers,
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4 eine
Darstellung wie in 3, jedoch bei fast vollständig fertiggebogenem
Mantel,
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5 eine
Darstellung wie in 4, jedoch bei fertiggebogenem
und geschlossenem Mantel und eingesetzten stirnendseitigen Böden kurz
vor der Verbindung mit einer ersten und einer zweiten Abgasleitung.
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Entsprechend 1 weist
ein erfindungsgemäßer Schalldämpfer 10 für eine nicht
dargestellte Abgasanlage eines Kraftfahrzeugs in montiertem Zustand
zumindest folgende Komponenten auf: Einen Einsatz 2 mit
einem abgerundeten Querschnittsprofil und zumindest einem innenliegenden
Kanal 3, einen den Einsatz 2 umhüllenden
Mantel 4 sowie eine erste Abgasleitung 5 und eine
zweite Abgasleitung 6. Generell kann der Schalldämpfer 10 auch
eine im Querschnitt im wesentlichen elliptische Form aufweisen oder
hinsichtlich seiner Form an konstruktive Besonderheiten eines Kraftfahrzeugs
angepasst sein. Die erste Abgasleitung 5 tritt dabei an
einer Mantelfläche des
Schalldämpfers 10 durch
eine Durchgangsöffnung 7 durch
den Mantel 3 hindurch und ist mit dem Kanal 3 strömungsverbunden.
Die zweite Abgasleitung 6 hingegen tritt durch eine weitere
Durchgangsöffnung 7', welchen in
einem stirnendseitigen Boden 8 des Schalldämpfers 10 angeordnet
ist, in diesen ein und ist mit dem innenliegenden Kanal 3 oder
einem weiteren Kanal 3' wie
in 1 gezeigt verbunden. Generell kann die Abgasleitung 6 je
nach Ausführungsform
auch durch den Mantel 4 des Schalldämpfers 10 geführt sein
und der innenliegenden Kanal 3 kann auch Teil eines Kanalsystems
sein, welches dazu dient, Schallenergie zu absorbieren bzw. zu vernichten.
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Parallel
zum stirnendseitigen Boden 8 kann der Einsatz 2 zumindest
eine weitere Trennwand 9 aufweisen, welche je nach Funktionsprinzip
des Schalldämpfers 10 entweder
gasdurchlässig
oder gasundurchlässig
ausgebildet ist. An der anderen Stirnseite des Schalldämpfers 10 ist
ebenfalls ein Boden 8 angeordnet, welcher je nach Ausführungsform ebenfalls
eine weitere Durchgangsöffnung 7' bzw. eine durch
diese Durchgangsöffnung 7' tretende und hier
nicht gezeigte Abgasleitung aufweisen kann. Der jeweils stirnendseitig
angeordnete Boden 8 kann dabei in den Rand des Mantels 4 eingepresst
oder mit dem Rand des Mantels 4 verschweißt sein.
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Gemäß den 2 bis 5 ist
nun ein erfindungsgemäßes Verfahren
zum Herstellen des gemäß 1 gezeigten
Schalldämpfers 10 in
einzelnen Verfahrensschritten dargestellt.
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In
einem nicht gezeigten Ausgangszustand ist der Mantel 4 ein
ebenes, ungelochtes Blech. 2 zeigt
den Mantel 4 nach einem ersten Verfahrensschritt 1.1, bei
welchem bereits zumindest eine Durchgangsöffnung 7 in den Mantel 4 an
der Stelle der späteren
Verbindung mit der ersten Abgasleitung 5 eingebracht ist.
Die Durchgangsöffnung 7 kann
dabei beispielsweise mittels eines Stanz- und/oder Bohrwerkzeugs
in den Mantel 4 eingebracht werden. Im Bereich der Durchgangsöffnung 7 ist
der Mantel 4 bereits entsprechend einer Außenkontur
des Einsatzes 2 vorgebogen, wobei das Vorbiegen vor, nach oder
gleichzeitig mit dem Einbringen der Durchgangsöffnung 7 erfolgen
kann. Je nach Ausführungsform
des Schalldämpfers 10 können auch
mehrere Durchgangsöffnungen 7 vorgesehen
sein, welche in einem späterem
Verfahrensschritt jeweils mit einer Abgasleitung verbunden werden.
Vorzugsweise wird beim Einbringen der zumindest einen Durchgangsöffnung 7 in
den Mantel 4 ein dem Einsatz 2 zugewandter oder
abgewandter Kragenrand 11 an der Durchgangsöffnung 7 derart
angeformt, dass er eine Führung
für die
erste Abgasleitung 5 bildet.
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Entsprechend 3 wird
im Verfahrensschritt 1.2 der Einsatz 2 in den zumindest
im Bereich der Durchgangsöffnung 7 entsprechende
Außenkontur
des Einsatzes 2 vorgebogenen Mantel 4 eingesetzt
und der Einsatz 2 derart ausgerichtet, dass eine Mündung des
innenliegenden Kanals 3 mit der Durchgangsöffnung 7 im
Mantel 4 zur Deckung kommt. Dabei kann beispielsweise bei
einem nach innen gebogenen Kragenrand 11 dieser als Justierhilfe
für den
Einsatz 2 im Mantel 4 benutzt werden. Vorzugsweise
liegt der Mantel 4 im Bereich der Durchgangsöffnung 7 flächig an
der Außenkontur des
Einsatzes 2 an, so dass sich durch die Keilform des Mantels 4 eine
unverrutschbare Lage des Einsatzes 2 ergibt.
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Gemäß 4 wird
im Fertigungsschritt 1.3 der Mantel 4 vollends um den Einsatz 2 gebogen,
so dass der Mantel 4 vollständig an der Außenkontur des
Einsatzes 2 anliegt. Ist der Mantel 4 fertig um
den Einsatz 2 herumgebogen, so wird er im Fertigungsschritt
1.4. entlang seiner Mantelnaht 12 (vgl. 5) geschlossen.
Das Schließen
der Mantelnaht 12 erfolgt dabei vorzugsweise durch Schweißen, wobei auch
andere Verbindungsarten von der Erfindung umschlossen sein sollen.
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Im
Fertigungsschritt 1.5 erfolgt nun ein Verbinden der ersten Abgasleitung 5 mit
dem Kanal 3 durch Anordnen und Fixieren derselben an oder
in der Durchgangsöffnung 7.
Dabei kann der Kragenrand 11 wie oben erwähnt als
Führung
dienen oder als Anlagefläche
benutzt werden.
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Stirnendseitig
des Schalldämpfers 10 wird jeweils
ein Boden 8 eingesetzt, der an einem stirnendseitigen Rand
des Mantels 4 anliegt, wobei das Einsetzen der Böden 8 in
den Fertigungsschritt 1.2 integriert werden kann oder nach dem Verfahrensschritt
1.4 erfolgen kann. Um eine zuverlässige Verbindung zwischen dem
Boden 8 und dem Rand des Mantels 4 zu gewährleisten,
wird dieser in den Rand des Mantels 4 eingepresst, gefalzt,
gebördelt und/oder
mit dem selben verschweißt.
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Ist
im Boden 8 eine weitere Durchgangsöffnung 7' vorgesehen,
so wird der Boden 8 derart ausgerichtet, dass der innenliegende
Kanal 3 oder ein weiterer Kanal 3' mit der weiteren Durchgangsöffnung 7' im Boden zur
Deckung kommt. Dabei gilt für die
Durchgangsöffnung 7' sinngemäß dasselbe
wie für
die Durchgangsöffnung 7,
so dass auch die Durchgangsöffnung 7' beispielsweise
einen nach innen oder außen
gerichteten Kragenrand 11' aufweisen
kann, welcher als Führung
der zweiten Abgasleitung 6 dienen kann. Generell erfolgt
das Anordnen bzw. Fixieren der zweiten Abgasleitung 6 mit
einem der Kanäle 3 oder 3' an oder in
der zweiten Durchgangsöffnung 7'.
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Das
Anordnen bzw. Fixieren der ersten Abgasleitung 5 an der
Durchgangsöffnung 7 bzw.
der zweiten Abgasleitung 6 an der weiteren Durchgangsöffnung 7' erfolgt dabei
vorzugsweise durch eine Schweißverbindung,
welche die in Abgasanlagen auftretenden hohen Temperaturen problemlos
bewältigen
kann. Um den Fertigungsprozess weiter zu vereinfachen bzw. zu beschleunigen
kann der Einsatz 2 vormontierbar sein und als vorgefertigtes
Bauteil vom Mantel 4 umwickelt werden. Dabei ist denkbar,
dass der vormontierte Einsatz 2 bereits die später stirnendseitig
angeordneten Böden 8 enthält oder
aber ohne diese vorproduziert wird.
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Durch
das erfindungsgemäße Verfahren zum
Herstellen des Schalldämpfers 10 kann
die Rohrführung
bzw. eine Verbindung der ersten Abgasleitung 5 bzw. der
zweiten Abgasleitung 6 mit der jeweils zugehörigen Durchgangsöffnung 7 bzw. 7' vereinfacht
werden, wodurch sich der Fertigungsprozess strafft und Kostenvorteile
realisiert werden können.
Darüber
hinaus wird durch das Vorabeinbringen der Durchgangsöffnungen 7 bzw. 7' in den Mantel 4 bzw.
den Boden 8 beim Montieren des Schalldämpfers 1 deutlich
weniger Kraftaufwand benötigt,
so dass beispielsweise der Mantel 4 bzw. der Boden 8 gewichtsreduziert
ausgebildet werden können. Gleichzeitig
ist das Einbringen der Durchgangsöffnung 7 bzw. 7' in die sich
noch im unbearbeiteten Zustand befindlichen Bauteile, beispielsweise
dem noch nicht vorgebogenen und somit noch ebenen Mantel 4,
deutlich einfacher wie später
am fertiggestellten Schalldämpfer 10.