DE102011016170A1 - Exhaust gas device and method for its production - Google Patents
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Abstract
Eine Abgas führende Vorrichtung eines Fahrzeugs hat ein zylindrisches Außengehäuse (18), das aus einer Außenschale (24) und einer in deren Inneren angeordneten Innenschale (26) besteht, wobei die Außenschale (24) einen größeren Abschnitt des Außenumfangs bildet als die Innenschale (26) oder einen gleich großen Außenumfangsabschnitt. Die radiale Außenseite der Innenschale (26) ist an der Außenschale (24) insbesondere stoffschlüssig befestigt ist. Die Außenschale (24) ist im Querschnitt C-förmig oder verläuft ringförmig geschlossen. Ferner wird ein Verfahren zur Herstellung der Vorrichtung beschrieben.An exhaust-gas-conducting device of a vehicle has a cylindrical outer housing (18) which consists of an outer shell (24) and an inner shell (26) arranged in its interior, wherein the outer shell (24) forms a larger portion of the outer circumference than the inner shell (26 ) or an equal outer peripheral portion. The radial outer side of the inner shell (26) is fixed to the outer shell (24) in particular cohesively. The outer shell (24) is C-shaped in cross-section or extends annularly closed. Furthermore, a method of manufacturing the device will be described.
Description
Die Erfindung betrifft eine Abgas führende Vorrichtung eines Fahrzeugs, die ein zylindrisches Außengehäuse hat. Darüber hinaus betrifft die Erfindung auch ein Verfahren zum Herstellen einer solchen Vorrichtung.The invention relates to an exhaust gas leading device of a vehicle having a cylindrical outer housing. Moreover, the invention also relates to a method for producing such a device.
In Fahrzeugen sind im Abgasstrang verschiedene Vorrichtungen vorhanden, die zwischen Abgasrohrleitungsabschnitten angeordnet sind, zum Beispiel Katalysatoren, Partikelfilter, Schalldämpfer oder Gehäuse, in denen sogenannte thermoelektrische Generatoren (TEG-Module) untergebracht sind und mit denen elektrische Energie durch eine Temperaturdifferenz gewonnen wird. Alle diese Vorrichtungen sind vorgefertigte Einheiten, die in den Abgasstrang eines Fahrzeugs eingebaut werden und die als Gemeinsamkeit zwischen ihrem Ein- und ihrem Auslass einen Behälter bilden, in dem Einbauten untergebracht sind (abgasreinigende Einleger, Schalldämpfereinbauten, TEG-Module usw.). Zwischen dem Ein- und dem Auslass gibt es einen deutlichen Querschnittssprung, um einen Hohlraum zur Unterbringung der Einbauten zu schaffen. Das zylindrische Außengehäuse solcher Vorrichtungen kann auf unterschiedliche Weise hergestellt werden. Beispielsweise wird bei einem Katalysator oder einem Partikelfilter der sogenannte Einleger, durch den das Abgas strömt und der üblicherweise aus Keramik ist, mit einem Blech so umwickelt, dass über eine zwischengelegte Lagermatte der Einleger im Gehäuse geklemmt und positioniert ist. Darüber hinaus gibt es auch Außengehäuse aus zwei im Querschnitt U-förmigen Schalen, die zwischen sich Einleger und Lagermatte klemmen und die beim Schließen des Außengehäuses so weit zusammengefahren werden, dass sich ihre Längsränder überlappen und die Längsränder dann verschweißt oder verlötet werden.In vehicles, various devices are present in the exhaust system, which are arranged between exhaust pipe sections, such as catalysts, particulate filters, mufflers or housings in which so-called thermoelectric generators (TEG modules) are housed and with which electrical energy is obtained by a temperature difference. All these devices are prefabricated units that are installed in the exhaust system of a vehicle and as a commonality between their inlet and outlet form a container in which internals are housed (exhaust gas-cleaning depositors, muffler installations, TEG modules, etc.). Between the inlet and the outlet, there is a clear jump in cross section to create a cavity for accommodating the internals. The cylindrical outer housing of such devices can be manufactured in different ways. For example, in the case of a catalytic converter or a particulate filter, the so-called inserter, through which the exhaust gas flows and which is usually made of ceramic, is wrapped with a metal sheet in such a way that the insert is clamped and positioned in the housing via an interposed bearing mat. In addition, there are also outer housing of two cross-sectionally U-shaped trays, which clamp between them depositor and bearing mat and are brought together when closing the outer housing so far that their longitudinal edges overlap and the longitudinal edges are then welded or soldered.
Aus der
Die
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zu schaffen, die ein einfach herstellbares Außengehäuse aufweist, das kostengünstig hergestellt werden kann und leicht ist. Ferner soll ein verbessertes Verfahren zum Herstellen einer Vorrichtung angegeben werden.The object of the invention is to provide a device having an easily manufacturable outer housing, which can be produced inexpensively and is lightweight. Furthermore, an improved method for producing a device is to be specified.
Die Abgas führende Vorrichtung für Fahrzeuge nach der Erfindung hat ein zylindrisches Außengehäuse, das aus einer Außenschale und einer in deren Inneren angeordneten Innenschale besteht. Die Außenschale bildet einen größeren Abschnitt des Außenumfangs des Außengehäuses als die Innenschale oder, alternativ, einen gleich großen Abschnitt des Außenumfangs wie die Innenschale. Die radiale Außenseite der Innenschale ist an der Außenschale befestigt, insbesondere durch Stoffschluss. Die Außenschale verläuft im Querschnitt gesehen C-förmig oder geschlossen kreisförmig.The exhaust gas-conducting device for vehicles according to the invention has a cylindrical outer housing which consists of an outer shell and an inner shell arranged in the interior. The outer shell forms a larger portion of the outer circumference of the outer housing than the inner shell or, alternatively, a same sized portion of the outer periphery as the inner shell. The radial outer side of the inner shell is attached to the outer shell, in particular by material connection. The outer shell is seen in cross-section C-shaped or closed circular.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zeichnet sich auch durch eine sehr gleichmäßige Belastung des Außengehäuses und eine gleichmäßige Klemmung von innen liegenden Teilen aus, denn die Außenschale nimmt hauptsächlich die Belastung auf, und diese Außenschale bildet fast den gesamten Außenumfang des Gehäuses, da sie im Querschnitt C-förmig oder auch ringförmig geschlossen verläuft und die innen liegenden Teile umgreift. Dies ist ein wesentlicher Unterschied zu den bisherigen Schalenlösungen, bei denen die einzelnen Schalen einen U-förmigen Querschnitt haben, also keine nach innen, zueinander weisenden Längsränder. Die insgesamt zwei Schalen, die das Außengehäuse bei der Erfindung bilden, sind ferner einfacher miteinander zu verbinden als drei oder mehr Schalen wie im Stand der Technik. Die Innenschale liegt sozusagen in dem Bereich der Außenschale, in dem diese geschlossen wird, und sichert diesen Bereich.The device according to the invention is also characterized by a very uniform loading of the outer housing and a uniform clamping of internal parts, because the outer shell mainly takes the burden, and this outer shell forms almost the entire outer circumference of the housing, since they are C-shaped in cross section or even annularly closed and surrounds the inner parts. This is an essential difference to the previous shell solutions, in which the individual shells have a U-shaped cross-section, so no inward, facing each other longitudinal edges. The total of two shells that form the outer housing in the invention are also easier to connect than three or more shells as in the prior art. The inner shell lies, so to speak, in the area of the outer shell in which it is closed, and secures this area.
Vorzugsweise verlaufen die Längsränder der Außenschale zueinander überlappungsfrei. Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat gemäß dieser Ausführungsform somit kein Außengehäuse, das gewickelt ist und bei dem sich die Längsränder überlappen. Dieses Wickeln kann nämlich dazu führen, dass der innen liegende, beim Wickeln stark wandernde Längsrand Scherkräfte auf das noch weiter innen liegende, daran angrenzende Teil ausübt, zum Beispiel auf die Lagermatte. Beim Schließen des Außengehäuses der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann sich die Relativbewegung auf zwei Seiten, nämlich im Bereich der beiden Längsränder der Innenschale verteilen.Preferably, the longitudinal edges of the outer shell are mutually overlapping. The device according to the invention thus according to this embodiment has no outer casing which is wound and in which the longitudinal edges overlap. Namely, this winding can cause the inner longitudinal edge, which migrates strongly during winding, to exert shear forces on the part lying further on the inside, for example on the bearing mat. When closing the outer housing of the device according to the invention, the relative movement can be distributed on two sides, namely in the region of the two longitudinal edges of the inner shell.
Die Schalen verlaufen im Querschnitt vorzugsweise stetig gekrümmt, das heißt, es ist kein abrupter Absatz oder dergleichen vorhanden, wie dies bei U-förmigen Schalen im Bereich der Längsränder im Stand der Technik häufig der Fall ist. Dies reduziert die Herstellungskosten und sorgt für eine gleichmäßige Flexibilität des Außengehäuses, denn Absätze oder dergleichen versteifen das Gehäuse bereichsweise.The shells are preferably continuously curved in cross-section, that is, there is no abrupt heel or the like, as is often the case with U-shaped shells in the region of the longitudinal edges in the prior art. This reduces the manufacturing costs and ensures a uniform flexibility of the outer housing, because Heels or the like stiffen the housing partially.
Die Außen- und die Innenschale sind vorzugsweise aus einem Metallblech.The outer and the inner shell are preferably made of a metal sheet.
Die Krümmung der Außen- und der Innenschale sollten im Überlappungsbereich zueinander angepasst sein, sodass die Innenschale vollflächig mit ihrer radialen Außenseite an der Außenschale anliegt.The curvature of the outer and inner shell should be adapted to each other in the overlapping area, so that the inner shell fully rests with its radial outer side on the outer shell.
Gemäß der bevorzugten Ausführungsform sind die Längsränder der Außenschale in Umfangsrichtung voneinander beabstandet, und der entstehende Spalt zwischen den Längsrändern wird radial nach innen durch die Innenschale geschlossen. Die Innenschale hat damit bei der bevorzugten Ausführungsform kräftemäßig hauptsächlich die Aufgabe, diesen Spalt in der Außenschale zu schließen, der sehr gering sein sollte. Das Vorhandensein des Spaltes hat folgenden wichtigen Vorteil. Wenn das Außengehäuse ein innen liegendes Teil klemmen soll oder eng an diesem anliegen soll, besteht immer das Problem, dass das innen liegende Teil (zum Beispiel der Einleger eines Katalysators oder eines Partikelfilters) mit Querschnittstoleranzen versehen ist. Durch die individuelle Herstellung des Außengehäuses, abgestimmt auf das gerade zu verbauende, innen liegende Teil, lässt sich durch Aufbringen einer Kraft auf die Außenschale bei der Herstellung des Außengehäuses die Außenschale individuell eng an das innen liegende Teil andrücken und anpassen, sodass eine optimale Querschnittsform des Außengehäuses entsteht. Durch den Spalt wird ausgeschlossen, dass bei im Querschnitt kleinen innen liegenden Teilen die Längsränder aneinander anstoßen können, sodass das Außengehäuse nicht klein genug hergestellt werden kann. Somit wird über den Spalt ein Toleranzausgleich ermöglicht. Es ist jedoch denkbar, die Toleranzen so zu legen, dass für das kleinste tolerierbare innen liegende Teil die Längsränder gerade aneinander anstoßen. Bevorzugt ist jedoch, dass auch für das kleinste Teil ein Spalt im Außengehäuse vorgesehen ist.According to the preferred embodiment, the longitudinal edges of the outer shell are circumferentially spaced from each other, and the resulting gap between the longitudinal edges is closed radially inwardly by the inner shell. The inner shell thus has in the preferred embodiment, in terms of power, mainly the task of closing this gap in the outer shell, which should be very small. The presence of the gap has the following important advantage. If the outer housing is to clamp an inner part or should fit tightly against it, there is always the problem that the inner part (for example the insert of a catalytic converter or a particle filter) is provided with cross-sectional tolerances. Due to the individual production of the outer housing, matched to the currently to be installed, inner part, by applying a force on the outer shell in the production of the outer housing, the outer shell can be individually pressed and adapted closely to the inner part and adapt, so that an optimal cross-sectional shape of the Outer housing is created. The gap precludes the possibility of the longitudinal edges abutting each other in the case of parts which are small in cross-section, so that the outer housing can not be made small enough. Thus, a tolerance compensation is made possible over the gap. However, it is conceivable to set the tolerances so that for the smallest tolerable inner part of the longitudinal edges just abut each other. However, it is preferred that a gap in the outer housing is provided even for the smallest part.
Nachdem der Spalt aber relativ gering ist, kann die Innenschale so ausgeführt sein, dass sie zur Stabilität des Außengehäuses deutlich weniger beiträgt als die Außenschale, wodurch Gewicht und Herstellungskosten für die Innenschale reduziert werden können.However, after the gap is relatively small, the inner shell may be made to contribute significantly less to the stability of the outer shell than the outer shell, thereby reducing the weight and manufacturing cost of the inner shell.
Die Innenschale kann im Querschnitt gesehen eine geringere Umfangslänge als die Außenschale haben, vorzugsweise um wenigstens den Faktor 0,6. Dadurch kann erheblich Material gespart werden.The inner shell may, viewed in cross section, have a smaller circumferential length than the outer shell, preferably by at least a factor of 0.6. As a result, material can be saved considerably.
Natürlich kann auch eine Innenschale verwendet werden, die eine ähnlich große oder sogar größere Umfangslänge hat wie die Außenschale.Of course, an inner shell can be used, which has a similar large or even greater circumferential length as the outer shell.
Auch die Innenschale kann im Querschnitt C-förmig verlaufen, also ebenfalls weiter nach innen gezogene Längsränder haben, als dies bei einer U-Form der Fall ist. Alternativ oder zusätzlich sollte der Spalt zwischen den Längsrändern der Innenschale entgegengesetzt zu den Längsrändern der Außenschale, insbesondere zu dem vorteilhaften Spalt zwischen den Längsrändern der Außenschale, ausgerichtet sein. Bei einem kreiszylindrischen Außengehäuse lässt sich dies dadurch definieren, dass der Spalt zwischen den Längsrändern der Innenschale diametral entgegengesetzt zu den Längsrändern der Außenschale, insbesondere zum Spalt an der Außenschale liegt. Dies soll die Flexibilität des Außengehäuses vergleichmäßigen.Also, the inner shell may be C-shaped in cross-section, so also have further drawn inward longitudinal edges, as is the case with a U-shape. Alternatively or additionally, the gap should be aligned between the longitudinal edges of the inner shell opposite to the longitudinal edges of the outer shell, in particular to the advantageous gap between the longitudinal edges of the outer shell. In a circular cylindrical outer housing, this can be defined by the fact that the gap between the longitudinal edges of the inner shell is diametrically opposite to the longitudinal edges of the outer shell, in particular to the gap on the outer shell. This is to make the flexibility of the outer case even.
Die Außenschale sollte dicker als die Innenschale sein, insbesondere wenigstens um den Faktor 1,3. Damit werden Material und Gewicht gespart. Darüber hinaus wird vermieden, dass das Außengehäuse im Überlappungsbereich der Schalen deutlich weniger elastisch ist als im übrigen, nicht überlappenden Bereich.The outer shell should be thicker than the inner shell, in particular at least by a factor of 1.3. This saves material and weight. In addition, it is avoided that the outer housing in the overlapping region of the shells is significantly less elastic than otherwise, not overlapping area.
Bei Versuchen hat sich herausgestellt, dass die Außenschale eine Dicke von maximal 1,0 mm, insbesondere maximal 0,8 mm und/oder die Innenschale eine Dicke von maximal 0,4 mm haben kann. Diese Dicken sind wesentlich geringer als im Stand der Technik, bei dem zum Beispiel bei Wickelgehäusen mit Wandstärken von 1,2 bis 1,5 mm gearbeitet wird.In experiments, it has been found that the outer shell can have a maximum thickness of 1.0 mm, in particular a maximum of 0.8 mm, and / or the inner shell can have a maximum thickness of 0.4 mm. These thicknesses are much lower than in the prior art, which is used for example in winding housings with wall thicknesses of 1.2 to 1.5 mm.
Die bevorzugte Ausführungsform sieht sogar vor, dass die Außenschale eine Dicke von maximal 0,4, insbesondere 0,3 mm hat und die Innenschale lediglich maximal 0,2 mm dick ist. Die geringe Dicke gerade der Innenschale hat nicht nur Gewichtsvorteile, sondern sorgt auch dafür, dass im Bereich der Längsränder der Innenschale nur ein geringer Dickensprung im Außengehäuse vorhanden ist. Die die Längsränder definierenden Stirnseiten stehen damit als Störkontur oder Störkante für das angrenzende Teil, zum Beispiel für die Lagermatte, kaum noch nach innen vor, sodass beim Schließen des Außengehäuses kaum Scherkräfte auf das angrenzende Teil ausgeübt werden. Durch die geringe Dicke können sich die Längsränder kaum an der Lagermatte verhaken, sondern gleiten an dieser entlang.The preferred embodiment even provides that the outer shell has a maximum thickness of 0.4, in particular 0.3 mm and the inner shell is only a maximum of 0.2 mm thick. The small thickness straight of the inner shell not only has weight advantages, but also ensures that in the region of the longitudinal edges of the inner shell only a small thickness jump in the outer housing is present. The front edges defining the longitudinal edges thus stand as interference contour or interfering edge for the adjacent part, for example, for the bearing mat, barely inward, so that hardly exerted shear forces on the adjacent part when closing the outer housing. Due to the small thickness, the longitudinal edges can hardly catch on the bearing mat, but slide along it.
Die geringe Dicke der Innen- und der Außenschale führt auch dazu, dass die Spannungsverteilung im Außengehäuse sehr gleichmäßig ist, dieses ist nämlich flexibler als im Stand der Technik und passt sich den toleranzbedingten unterschiedlichen Geometrien der innen liegenden Teile, zum Beispiel der Einleger, optimal an. Das bedeutet auch, dass die Klemmkraft sehr gleichmäßig auf das innen liegende Teil verteilt wird.The small thickness of the inner and outer shell also means that the stress distribution in the outer housing is very uniform, namely this is more flexible than in the prior art and adapts to the tolerance-related different geometries of the inner parts, for example the depositor, optimal. This also means that the clamping force is distributed very evenly on the inner part.
Die geringe Dicke des Außengehäuses führt auch dazu, dass der sogenannte Canning-Prozess beim Herstellen des Außengehäuses schneller erfolgt und dass keine großen Rückfederkräfte auftreten, die es im Stand der Technik zu beherrschen gilt. Diese Rückfederkräfte führen dazu, dass nach dem Öffnen des Werkzeugs, welches eine Anpresskraft auf das Außengehäuse bei dessen Schließvorgang ausübt, das Außengehäuse zurückfedert, eine andere Geometrie einnimmt und die Klemmkräfte im stärker rückfedernden Abschnitt stärker reduziert werden.The small thickness of the outer housing also means that the so-called Canning process during manufacture of the outer housing is faster and that no large springback forces occur, which is to be mastered in the prior art. These spring-back forces cause after opening the tool, which exerts a contact force on the outer housing during its closing operation, the outer housing springs back, assumes a different geometry and the clamping forces in the more resilient section are reduced more.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Außenschale aus einem anderen Werkstoff als die Innenschale besteht. Hier lassen sich zusätzlich Kosten sparen, indem zum Beispiel die Innenschale aus einem weniger hochwertigen Material als die Außenschale besteht.A further embodiment of the invention provides that the outer shell consists of a different material than the inner shell. Here, additional costs can be saved by, for example, the inner shell consists of a less high-quality material than the outer shell.
Die Außenschale sollte wenigstens 90% des Außenumfangs des Gehäuses bilden.The outer shell should form at least 90% of the outer circumference of the housing.
Die Stabilität des Außengehäuses im Bereich der Längsränder kann erhöht und die Fertigung vereinfacht werden, wenn wenigstens einer der Längsränder der Außenschale wenigstens einen Fortsatz in Umfangsrichtung hat, der in eine Ausnehmung am gegenüberliegenden Fortsatz eingreift. Fortsatz und Ausnehmung können insbesondere komplementär ausgeführt sein. Über den Fortsatz und die Ausnehmung werden die Längsränder in Axialrichtung formschlüssig verhakt, was die Belastung auf die stoffschlüssige Verbindung reduziert. Die bevorzugte Ausführungsform sieht vor, dass beide Längsränder zinnenförmig ausgeführt sein können, sodass die Zinnen des einen Längsrands in komplementäre Ausnehmungen zwischen Zinnen des anderen Längsrands eingreifen. Insbesondere sollte jedoch, um den Umfangsspalt aufrechtzuerhalten, die Spitze der Zinnen nicht die „Böden” der benachbarten Ausnehmungen kontaktieren. Einen Kontakt in Axialrichtung kann es jedoch an den Seitenflächen der benachbarten Zinnen und Ausnehmungen geben.The stability of the outer housing in the region of the longitudinal edges can be increased and the production can be simplified if at least one of the longitudinal edges of the outer shell has at least one extension in the circumferential direction, which engages in a recess on the opposite extension. Extension and recess can be designed in particular complementary. About the extension and the recess, the longitudinal edges are hooked positively in the axial direction, which reduces the burden on the cohesive connection. The preferred embodiment provides that both longitudinal edges can be crenellated, so that the battlements of one longitudinal edge engage in complementary recesses between battlements of the other longitudinal edge. In particular, however, in order to maintain the circumferential gap, the tip of the pinnacles should not contact the "bottoms" of the adjacent recesses. However, there may be contact in the axial direction on the side surfaces of the adjacent pinnacles and recesses.
Die Längsränder der Außenschale sollten miteinander und/oder mit der Innenschale verlötet werden, wobei vorzugsweise zusätzlich die Außenschale im Bereich der Längsränder mit der Innenschale punktverschweißt ist. Die Innenschale kann eine Brücke zwischen den Längsrändern bilden, weshalb die Längsränder der Außenschale jeweils an der Innenschale angelötet sind. Wenn der Spalt zwischen den Längsrändern sehr gering ist, kann dieser Spalt auch komplett mit Lot geschlossen sein, sodass dieses Lot auch die Längsränder der Außenschale miteinander verbindet. Dabei wäre es möglich, dass der Spalt komplett mit Lot gefüllt ist.The longitudinal edges of the outer shell should be soldered to each other and / or with the inner shell, wherein preferably additionally the outer shell in the region of the longitudinal edges with the inner shell is spot-welded. The inner shell can form a bridge between the longitudinal edges, which is why the longitudinal edges of the outer shell are each soldered to the inner shell. If the gap between the longitudinal edges is very small, this gap can also be completely closed with solder, so that this solder also connects the longitudinal edges of the outer shell. It would be possible that the gap is completely filled with solder.
Bevorzugt ist Lot auch zwischen der Innenseite der Außenschale im Bereich ihrer Längsränder und der Außenseite der Innenschale in diesem Bereich vorgesehen, sodass ein großflächigerer, gelöteter Bereich entsteht. Überlappt die Innenschale die Außenschale sehr weit, wäre es denkbar, Lot nur an der Innenseite nahe der Längsränder der Außenschale vorzusehen, sodass nicht der gesamte Überlappungsbereich der Schalen mit Lot verbunden ist.Preferably, solder is also provided between the inside of the outer shell in the region of its longitudinal edges and the outer side of the inner shell in this area, so that a großflächigerer, soldered area is formed. If the inner shell overlaps the outer shell very far, it would be conceivable to provide solder only on the inner side near the longitudinal edges of the outer shell, so that not the entire overlapping area of the shells is connected to solder.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung enthält einen Einleger zum Reinigen des Abgases (Katalysator oder Partikelfilter), bildet einen Schalldämpfer und/oder enthält TEG-Module. Die Vorrichtung ist ein vorgefertigter Behälter, der in seinem Inneren Einbauten aufweist, durch die entweder das Abgas behandelt wird oder durch die Energie aus dem Abgas umgewandelt wird (Schall- oder Wärmeenergie).The device according to the invention contains an insert for cleaning the exhaust gas (catalyst or particle filter), forms a silencer and / or contains TEG modules. The device is a prefabricated container having inside it internals through which either the exhaust gas is treated or is converted by the energy from the exhaust gas (sound or heat energy).
Eine andere Ausführungsform der Erfindung sieht keine Vorfertigung der Vorrichtung vor und auch keine Einbauten enthaltenden Behälter. Die Vorrichtung ist vielmehr eine Rohrstutzenverbindung für zwei benachbarte Rohrstutzen. Die Außen- und die Innenschale umgeben die zwei benachbarten Rohrstutzen und koppeln sie strömungsmäßig miteinander. Hierbei werden die Schalen vorzugsweise stoffschlüssig an den Rohrstutzen befestigt. Da die Rohrstutzen nicht immer exakte Aussenabmessungen und -geometrien besitzen, lässt sich durch die zwei komprimierbaren Schalen immer eine optimale, spaltfreie Anpassung an die Stutzen erreichen.Another embodiment of the invention provides no prefabrication of the device and also no internals containing container. The device is rather a pipe connection for two adjacent pipe socket. The outer and inner shell surround the two adjacent pipe sockets and couple fluidly with each other. Here, the shells are preferably firmly bonded to the pipe socket. Since the pipe sockets do not always have exact external dimensions and geometries, can be achieved by the two compressible shells always an optimal, gap-free adjustment to the nozzle.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann jedoch auch ein aus zwei Schalen zusammengesetztes Abgasrohr eines Verbrennungsmotors sein. Hier ist es von Vorteil, wenn zumindest die Innenschale im Querschnitt geschlossen umläuft, also kein Spalt zwischen den Längsrändern der Innenschale vorhanden ist, oder wenn dieser Spalt durch Lot komplett geschlossen ist. Vorteilhaft ist ferner, wenn die Schalen aus unterschiedlichen Material sind, so dass unterschiedliche Korrosionsbeständigkeiten erfüllt werden. Das Abgasrohr ist somit insgesamt leichter, denn seine Wanddicke kann geringer sein als bei bisherigen Abgasrohren.However, the device according to the invention can also be composed of two shells exhaust pipe of an internal combustion engine. Here, it is advantageous if at least the inner shell in the cross-section closed, so no gap between the longitudinal edges of the inner shell is present, or if this gap is completely closed by solder. It is also advantageous if the shells are made of different materials, so that different corrosion resistances are fulfilled. The exhaust pipe is thus lighter overall, because its wall thickness can be lower than in previous exhaust pipes.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen einer Abgas führenden Vorrichtung, insbesondere einer vorgenannten erfindungsgemäßen Abgasvorrichtung, sieht folgende Schritte vor:
- a) Positionieren einer Außenschale und einer Innenschale so zueinander, dass sich die Außenschale C-förmig um die Innenschale und sich die Innenschale innenseitig von einem Längsrand zum gegenüberliegenden Längsrand der Außenschale erstreckt, und
- b) stoffschlüssiges Verbinden der Außen- und der Innenschale miteinander im Bereich der Längsränder der Außenschale.
- a) positioning an outer shell and an inner shell to each other so that the outer shell C-shaped around the inner shell and the inner shell inside of a longitudinal edge extends to the opposite longitudinal edge of the outer shell, and
- b) cohesive bonding of the outer and the inner shell with each other in the region of the longitudinal edges of the outer shell.
Wie bereits erläutert, sollten die beiden Schalen absatzlos stetig gekrümmt verlaufen, in Bezug auf den Querschnitt gesehen. Die Außen- und die Innenschale sind nicht gewickelt, das heißt, sie erstrecken sich um weniger als 360° im Querschnitt gesehen.As already explained, the two shells should be smoothly curved continuously, seen in relation to the cross section. The outer and inner shell are not wound, that is, they extend less than 360 ° in cross section.
Die Außen- und die Innenschale werden miteinander verlötet, insbesondere im sogenannten Durchlaufverfahren, indem sie durch einen Durchlaufofen bewegt werden, in dem das Lot verflüssigt wird.The outer and the inner shell are soldered together, in particular in the so-called continuous process, by being moved through a continuous furnace in which the solder is liquefied.
Eine sehr effektive Herstellungsweise sieht vor, dass auf der Außenschale innenseitig im Bereich der Längsränder und/oder außenseitig an der Innenschale ein Lot aufgebracht wird (zum Beispiel durch Siebdruck), das ausgehärtet ist, bevor die Schalen zueinander positioniert werden. Im obigen Schritt b) wird dann zumindest eine der Schalen erwärmt, sodass das Lot flüssig wird und die Schalen miteinander verlötet werden.A very effective method of production provides that a solder is applied to the outer shell on the inside in the area of the longitudinal edges and / or on the outside of the inner shell (for example by screen printing), which has hardened before the shells are positioned relative to one another. In the above step b) then at least one of the shells is heated so that the solder is liquid and the shells are soldered together.
Alternativ zum Aufdrucken von Lot könnten auch eine oder mehrere Lotfolien auf einer oder beiden einander gegenüberliegenden Seiten des Schalen befestigt sein, z. B. durch Punktschweißen. Die Folien schmelzen dann bei Wärmeeinwirkung.As an alternative to printing on solder, one or more solder foils could also be fastened on one or both opposite sides of the shells, e.g. B. by spot welding. The films then melt when exposed to heat.
Die Schalen können zur Versteifung vollflächig oder verteilt über ihre Kontaktflächen miteinander verlötet sein. Auf eine oder beide Schalen wird Lot aufgedruckt, z. B. vollflächig oder in Mustern wie Streifen, Gitter, Punkte usw. Nach dem Erwärmen ergibt sich eine vollflächige oder abschnittsweise Lotverbindung. Auch wenn in Mustern Lot aufgedruckt wird, kann dieses nach dem Erhitzen zu einer vollflächigen Verbindung werden.The shells can be soldered to the stiffening over the entire surface or distributed over their contact surfaces. On one or both shells Lot is printed, z. B. over the entire surface or in patterns such as stripes, grids, dots, etc. After heating results in a full-area or partial solder joint. Even if solder is printed in patterns, this can become a full-surface connection after heating.
Die vollflächige oder abschnittsweise Lotverbindung erfolgt insbesondere im Bereich von Stellen, an denen von außen Teile befestigt werden, um die Wand in diesem Bereich zu versteifen.The full-surface or section-wise solder connection takes place in particular in the region of points at which parts are fastened from the outside in order to stiffen the wall in this area.
Da die Werkzeuge zum Schließen der Schalen, die von außen einen Druck auf die Schalen ausüben, zumeist sehr teuer sind, sodass ihre Taktzeit so gering wie möglich sein sollte, können die Schalen vor dem Löten miteinander punktverschweißt werden. Damit sind die Schalen zueinander positioniert und können in ein anderes Werkzeug oder eine andere Station transportiert werden.Since the tools for closing the shells that exert pressure on the shells from the outside are usually very expensive, so that their cycle time should be as low as possible, the shells can be spot welded together before soldering. Thus, the shells are positioned to each other and can be transported to another tool or another station.
Die Taktzeiten des sogenannten Canning-Prozesses zum Schließen des Außengehäuses werden von über 30 sec. auf unter 7 sec. reduziert.The cycle times of the so-called Canning process for closing the outer housing are reduced from over 30 sec. To less than 7 sec.
Die Schalen können vorgekrümmt sein, wenn sie in einem Werkzeug positioniert werden, das einwärts bewegliche Backen aufweist. Wenn diese Backen einwärts bewegt werden, wird zumindest. die Außenschale weiter gekrümmt, sodass sich ihre Längsränder aufeinander zu bewegen. Im Werkzeug sollte dann zumindest eine vorläufige Fixierung der Schalen aneinander erfolgen, zum Beispiel durch Punktschweißen.The trays may be pre-curved when positioned in a tool having inwardly movable jaws. When these jaws are moved inward, at least. the outer shell further curved so that their longitudinal edges move towards each other. The tool should then be at least a provisional fixation of the shells together, for example by spot welding.
Die Backen werden bei der bevorzugten Ausführungsform von einem individuell für die gerade herzustellende Vorrichtung ermittelten Parametern um einen ermittelten, individuellen Verstellweg einwärts bewegt. Das bedeutet, dass jede Vorrichtung ein individuell hergestelltes Außengehäuse hat, abgestimmt auf Parameter der innen liegenden Teile, zum Beispiel auf die Querschnittsgeometrie des Einlegers oder die beim Schließen der Backen aufgebrachte Klemmkraft oder das Flächengewicht der Lagermatte.In the preferred embodiment, the jaws are moved inwardly by a determined, individual adjustment path by a parameter determined individually for the device to be produced. This means that each device has an individually manufactured outer housing, matched to parameters of the inner parts, for example, on the cross-sectional geometry of the insert or the force applied when closing the jaws clamping force or the basis weight of the bearing mat.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und aus den nachfolgenden Zeichnungen, auf die Bezug genommen wird. In den Zeichnungen zeigen:Further features and advantages of the invention will become apparent from the following description and from the following drawings, to which reference is made. In the drawings show:
In
Das Bezugszeichen
Die Lagermatte
Stromaufwärts und stromabwärts sind mit dem Außengehäuse
Die Vorrichtung ist ein vorgefertigter Behälter mit Einbauten, mit einem Einlass und einem Auslass, die durch den Einlass des Einström- bzw. den Auslass des Ausströmtrichters
Das Außengehäuse
In
Die Schalen
Die Außenschale
Der Spalt
Die Außenschale
Da die Außenschale
Die Außenschale
Bei der bevorzugten Ausführungsform hat sich ergeben, dass die Außenschale eine Dicke von maximal 1,0 mm, insbesondere aber maximal 0,8 mm, vorzugsweise insbesondere von maximal 0,4 mm aufweisen kann, wogegen die Innenschale
Die Außenschale
Die Außen- und Innenschale
Alternativ oder zusätzlich hierzu kann die Außenschale
Die beiden Schalen
Gemäß der bevorzugten Ausführungsform sind die Schalen
Lot
Zusätzlich zur Lötverbindung sind die Schalen
Die Schalen
Die vollflächige oder abschnittsweise Lotverbindung erfolgt insbesondere im Bereich von Stellen, an denen von außen Teile befestigt werden, um die Wand in diesem Bereich zu versteifen. In
Wird z. B. eine Öffnung in der Wand erforderlich (z. B. für einen Sensor), so sind in beiden Schalen
Die Ausführungsform nach
Alternativ zur Ausführungsform nach
Bezüglich Dicken, Materialien und Erstreckungen der Außen- und Innenschale
Die Längsränder
Die Backen
Beispiele für eine solche maßgeschneiderte Herstellung sind in der
Im Folgenden wird das Herstellungsverfahren für die erfindungsgemäße Vorrichtung anhand
Die beiden Schalen
In das Werkzeug (
Die Backen
Sobald die endgültige Position (
Anschließend wird die vorgefertigte Vorrichtung aus dem Werkzeug durch einen Durchlaufofen
Bei den bisher gezeigten Ausführungsformen werden die Außen- und die Innenschale
Bei der Ausführungsform nach den
In der gezeigten Ausführungsform sind beide Schalen
Ferner könnten die gegenüberliegenden Längsränder der Schalen
Die Schalen
Um kein Abgas austreten zu lassen, können evtl. auch umlaufende Lot- oder Schweißverbindungen zwischen den Schalen
Das Verlöten der Schalen
Die Ausführungsform nach
Beide Schalen sollten in sich keine überlappenden Ränder haben. Auch bei dieser Ausführungsform ist es von Vorteil, Anbauteile ähnlich wie im Zusammenhang mit
Die bevorzugte Befestigung der Schalen
Für alle Ausführungsformen gilt, dass Lot auf verschiedenste Weisen aufgebracht werden kann: flüssig, durch Aufdrucken, durch Befestigen von Lotfolien usw.For all embodiments, solder can be applied in a variety of ways: liquid, by printing, by attaching Lotfolien etc.
Bei sämtlichen gezeigten Ausführungsformen bildet die Außenschale
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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