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TECHNISCHES GEBIET
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Diese Offenbarung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer rohrförmigen Komponente für ein Fahrzeug, die ein einstückig gebildetes Gehäuse für ein Bauteil beinhaltet, das in der rohrförmigen Komponente angeordnet ist.
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ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
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Fahrzeuge verwenden eine Reihe von rohrförmigen Elementen für Einlassluft, Abgas, Hydraulikflüssigkeit, Öl und Kraftstoff. In einigen bei Fahrzeugen verwendeten Röhren strömt die Flüssigkeit, die durch das Rohr fließt, durch ein Komponentenbauteil, wie beispielsweise einen Filter, einen Schalldämpfer, einen Sensor oder dergleichen.
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Flüssigkeit, die durch eine derartige Komponente strömt, kann die Strömung der Flüssigkeit durch das Rohr einschränken. In vielen Fällen muss ein separates Gehäuse bereitgestellt werden, um ein Komponentenbauteil aufzunehmen. Das separate Gehäusebauteil kann einen Einlassverbinder von einem Rohr und einen Auslassverbinder an ein stromabwärts gelegenes Rohr beinhalten. Ein Beispiel eines derartigen Gehäuses ist ein Doppelschalengehäuse mit am Gehäuse montierten Formstücken für Ein- und Auslassrohrverbinder. Das Bereitstellen eines separaten Gehäuses führt dazu, dass eine relativ große Anzahl von Bauteilen bereitgestellt werden muss, die in zahlreichen Montageschritten montiert werden. Die Anzahl von Bauteilen und Montageschritten, die zur Herstellung des separaten Gehäuses für ein Komponentenbauteil erforderlich sind, können zu Problemen bei der Qualitätskontrolle und steigenden Kosten eines Fahrzeugs führen.
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Es besteht der Bedarf an einem einfachen, effektiven und verlässlichen Verfahren zum Bereitstellen eines Rohrs mit einer internen Komponente, ohne den Flüssigkeitsstrom durch das rohrförmige Element einzuschränken, während die Anzahl von Bauteilen, die Anzahl von Montageschritten, Gewicht und Kosten der rohrförmigen Baugruppe verringert werden.
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Diese Offenbarung ist auf das Lösen der vorstehenden Probleme und anderer Probleme ausgerichtet, wie nachstehend zusammengefasst.
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KURZDARSTELLUNG
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Gemäß einem Aspekt dieser Offenbarung ist ein Verfahren zum Herstellen einer Rohrbaugruppe offenbart, die ein einstückig gebildetes Gehäuse und ein einstückig gebildetes Verschlusselement beinhaltet, die ein Komponentenbauteil im Gehäuse in einer abgedichteten Beziehung einschließen. In einem ersten Schritt wird ein Rohling in einer Form platziert, um ein erstes Rohrbauteil, das das Gehäuse beinhaltet, und ein zweites Rohrbauteil, das das Verschlusselement beinhaltet, zu bilden. Das Verschlusselement wird vom Gehäuse abgetrennt, um das erste und das zweite Rohrbauteil voneinander zu trennen. Ein Komponentenbauteil wird in dem Gehäuse montiert und das Verschlusselement wird an dem Gehäuse montiert. Eine abgedichtete Verbindung wird zwischen dem Verschlusselement und dem Gehäuse gebildet, wenn sie zusammengefügt werden.
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Gemäß anderen Aspekten dieser Offenbarung kann der Schritt des Abdichtens der Verbindung ferner Folgendes umfassen: Erhitzen eines ersten Flansches des Verschlusselements und eines zweiten Flansches des Gehäuses auf gegenüberliegenden Seiten einer erhitzten Platte und Zusammenpressen des ersten Flansches und des zweiten Flansches nach dem Erhitzungsschritt. Alternativ kann der Schritt des Abdichtens einer Verbindung ferner Folgendes umfassen: Platzieren des Verschlusselements und des Gehäuses in einer Spritzgießform, wobei das Verschlusselement teleskopartig über dem Gehäuse aufgenommen wird, und Formen eines Rings über einem Abschnitt des Gehäuses und einem Abschnitt des Verschlusselements.
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Der Schritt des Abtrennens des Verschlusselements vom Gehäuse kann mit einem erhitzten Messer durchgeführt werden.
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Das Gehäuse kann in der radialen Richtung einen größeren Querschnitt als die anderen Abschnitte des Rohrbauteils aufweisen.
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Das Komponentenbauteil kann ein Schalldämpfer sein, der aus einem energieabsorbierenden Material gebildet ist. Das energieabsorbierende Material kann glasfaserverstärkter Kunststoff sein, das in einer zylindrischen Halterung gehalten wird, die eine Vielzahl von in Umfangsrichtung und axial beabstandeten Öffnungen definiert.
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Gemäß einem anderen Aspekt dieser Offenbarung kann ein Verfahren zum Herstellen eines Rohrs Folgendes umfassen: Blasformen eines ersten Rohlings in einer ersten Matrize, um ein erstes Rohrbauteil zu bilden, das ein Gehäuse beinhaltet, und Blasformen eines zweiten Rohlings in einer zweiten Matrize, um ein zweites Rohrbauteil zu bilden, das ein Verschlusselement beinhaltet. Ein Komponentenbauteil wird in das Gehäuse montiert und das Verschlusselement wird am Gehäuse montiert, um das Komponentenbauteil einzuschließen.
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Ein ringförmiger Verbinder bildet eine Dichtung zwischen dem Verschlusselement und dem Gehäuse.
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Das Gehäuse kann ferner eine erste, sich radial erstreckende Fläche und eine zweite, sich radial erstreckende Fläche beinhalten. Der Ring kann eine dritte, sich radial erstreckende Fläche, die gegen die erste, sich radial erstreckende Fläche geformt ist, und eine vierte, sich radial erstreckende Fläche, die gegen die zweite, sich radial erstreckende Fläche gebildet ist, beinhalten. Die sich radial erstreckenden Flächen arbeiten zusammen, um ein Trennen des Gehäuses und des Verschlusselements zu verhindern. Der Ring verriegelt das Verschlusselement und das Gehäuse miteinander und bildet eine Abdichtung an der Verbindung zwischen dem Verschlusselement und dem Gehäuse.
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Gemäß einem anderen Aspekt dieser Offenbarung ist eine Rohrbaugruppe bereitgestellt, die ein erstes und ein zweites Rohr beinhaltet, die ein abgedichtetes Gehäuse für ein Komponentenbauteil definieren. Das erste Rohr beinhaltet eine erste Rohrleitungslänge und ein einstückig gebildetes Gehäuse. Das zweite Rohr beinhaltet eine zweite Rohrleitungslänge und ein einstückig gebildetes Verschlusselement. Das Komponentenbauteil ist im Gehäuse angeordnet und ist durch ein Verbindungsstück zwischen dem Gehäuse mit dem Verschlusselement verbunden, um das Komponentenbauteil innerhalb des Gehäuses abzudichten.
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Gemäß einem anderen Aspekt dieser Offenbarung, wie sie die Rohrbaugruppe betrifft, kann das Verbindungsstück ferner einen ersten teleskopartigen Abschnitt des Gehäuses und einen zweiten teleskopartigen Abschnitt des Verschlusselements, der teleskopartig auf dem ersten teleskopartigen Abschnitt montiert ist, umfassen. Ein durchgängiger Ring kann über dem ersten teleskopartigen Abschnitt und dem zweiten teleskopartigen Abschnitt geformt sein, um das Verbindungsstück zwischen dem Gehäuse und dem Verschlusselement zusammenzufügen und abzudichten.
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Mindestens eine der ersten und der zweiten Rohrleitungslänge kann aus einem thermoplastischen Polymer bestehen, das in eine Gestalt geformt ist, die entlang ihrer Länge gekrümmt ist.
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Die erwähnten Aspekte dieser Offenbarung und weitere Aspekte werden nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist eine perspektivische Ansicht einer Rohrbaugruppe, die gemäß einem Aspekt dieser Offenbarung hergestellt ist.
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2 ist eine schematische Teilquerschnittsansicht einer Blasformungsmatrize zum Formen eines ersten und eines zweiten Bauteils einer rohrförmigen Baugruppe.
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3 ist eine schematische Darstellung von zwei rohrförmigen Bauteilen, die sich in einer Position zum Zusammenfügen befinden, nachdem sie an einer erhitzten Platte erhitzt wurden.
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4 ist eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht der in 1 dargestellten Rohrbaugruppe.
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5 ist eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht einer alternativen Ausführungsform einer Rohrbaugruppe.
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6 ist eine fragmentarische Querschnittsansicht, die einen über einem inneren rohrförmigen Verbinder eines ersten Rohrbauteils und einem äußeren rohrförmigen Verbinder eines zweiten Rohrbauteils gebildeten Ring darstellt.
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7 ist ein Flussdiagramm, das die Schritte des Verfahrens veranschaulicht, das verwendet wird, um eine rohrförmige Baugruppe gemäß der Ausführungsform aus den 5 und 6 herzustellen.
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8 ist ein Flussdiagramm, das die Schritte eines Herstellungsverfahrens veranschaulicht, das verwendet wird, um die Rohrbaugruppe entweder aus den 1–4 oder aus den 5 und 6 zu bilden.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Die veranschaulichten Ausführungsformen sind unter Bezugnahme auf die Zeichnungen offenbart. Es versteht sich jedoch, dass die offenbarten Ausführungsformen lediglich als Beispiele vorgesehen sind, welche in verschiedenen und alternativen Formen ausgeführt sein können. Die Figuren sind nicht zwingend maßstabsgetreu und einige Merkmale können vergrößert oder verkleinert dargestellt sein, um Details bestimmter Komponenten zu zeigen. Die offenbarten spezifischen strukturellen und funktionellen Details sind nicht als einschränkend auszulegen, sondern als repräsentative Basis, um einen Fachmann zu lehren, wie die offenbarten Konzepte ausgeübt werden sollten.
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Unter Bezugnahme auf 1 ist eine Rohrbaugruppe 10 veranschaulicht, die durch die Baugruppe eines ersten Rohrbauteils 12 und eines zweiten Rohrbauteils 14 gebildet ist. Ein Komponentenbauteil 16, wie beispielsweise ein Schalldämpfer, ist innerhalb eines Gehäuses 18 montiert. Das Gehäuse 18 ist einstückig auf einer ersten Rohrleitungslänge 20 bereitgestellt. Ein Verschlusselement 22 ist einstückig auf einer zweiten Rohrleitungslänge 24 bereitgestellt. Das Verschlusselement 22 wird anschließend mit dem Gehäuse 18 zusammengefügt, wie nachstehend mit Bezug auf 3 näher beschrieben wird.
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Unter Bezugnahme auf 2 ist ein erstes Rohrbauteil 12 und ein zweites Rohrbauteil 14 zusammengefügt dargestellt, als wären sie aus einem Stück gebildet. Ein erster Flansch 26 ist auf dem Gehäuse 18 bereitgestellt und ein zweiter Flansch 28 ist auf dem Verschlusselement 22 bereitgestellt. Das erste Rohrbauteil 12 und das zweite Rohrbauteil 14 werden durch einen einzelnen Rohling 30 in einer einzelnen Blasformungsmatrize 32 gebildet. Das Bilden des ersten und des zweiten Rohrbauteils 12 und 14 in einer einzelnen Blasformungsmatrize 32 mit einem einzelnen Rohling 30 bietet den Vorteil, die Notwendigkeit zum Bereitstellen zweier separater Blasformungsmatrizen zu eliminieren, um eine Rohrbaugruppe 10 herzustellen, die ein Komponentenbauteil 16 beherbergt.
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Nachdem das erste und das zweite Rohrbauteil 12 und 14 als eine Einheit gebildet wurden, kann ein Messer 36, wie beispielsweise ein erhitztes Messer, verwendet werden, um die zwei Bauteile in einem Vorgang auseinander zu schneiden, der durchgeführt wird, nachdem die Teile aus der Blasformungsmatrize 32 entfernt wurden. Das Messer 36 in 2 ist schematisch dargestellt, um die Position zu veranschaulichen, an der das kombinierte Bauteil in einem späteren Vorgang zu schneiden ist.
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Unter Bezugnahme auf 3 sind das erste und das zweite Rohrbauteil 12 und 14 getrennt dargestellt, wobei das Gehäuse 18 vom Verschlusselement 22 getrennt ist. Ein erster Flansch 26 ist an dem Gehäuse 18 bereitgestellt und ein zweiter Flansch 28 ist an dem Verschlusselement 22 bereitgestellt. Das erste und das zweite Rohrbauteil 12 und 14 können mit einer Stumpfschweißung zwischen dem ersten und dem zweiten Flansch 26 und 28 miteinander wärmeverschweißt sein. Eine erhitzte Platte 38 kann in einem anschließenden Herstellungsschritt verwendet werden, um den ersten Flansch 26 und den zweiten Flansch 28 zu erhitzen. Nachdem der erste und der zweite Flansch 26 und 28 durch die erhitzte Platte 38 erhitzt wurden, werden die Flansche 26 und 28 zusammengepresst, um das erste Rohrbauteil 12 an das zweite Rohrbauteil 14 zu schweißen. Alternativ können die Flansche 26 und 28 durch einen Klebstoff, ein Lösungsmittel, eine mechanische Vorrichtung oder dergleichen zusammengefügt werden.
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Unter Bezugnahme auf 4 ist die Rohrbaugruppe 10 in einer auseinandergezogenen Ansicht dargestellt, wobei das erste Rohrbauteil 12 vom zweiten Rohrbauteil 14 getrennt ist. Das Komponentenbauteil 16, in diesem Fall ein Schalldämpfer, ist dargestellt, um eine energieabsorbierende Hülle 40 zu beinhalten, die aus Glasfaser besteht, die in eine zylindrische rohrförmige Gestalt gebildet ist. Die energieabsorbierende Hülle 40 ist in einer Halterung 42 montiert, die eine Vielzahl von Öffnungen 44 definiert. Es versteht sich, dass die energieabsorbierende Hülle 40 innerhalb einer Netzhülle eingekapselt sein kann, um Glasfaser im Schalldämpfer 16 zu enthalten. Der Schalldämpfer 16 wird in dem Gehäuse 18 montiert, bevor der erste und der zweite Flansch 26 und 28 durch die erhitzte Platte 38 (dargestellt in 3) zusammengeschweißt werden.
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Das Gehäuse 18 weist einen größeren radialen Querschnitt als die erste Rohrleitungslänge 20 auf, um Raum für das Komponentenbauteil 16 bereitzustellen, ohne dass der Luftstrom durch die Rohrbaugruppe 10 eingeschränkt wird. In der veranschaulichten Ausführungsform ist die Rohrbaugruppe 10 ein Einlassluftrohr, das Luft zu einem Turbolader vom Lufteinlass und vom Luftreiniger des Luftansaugsystems eines Fahrzeugs (nicht dargestellt) leitet. Der größere Querschnitt des Gehäuses 18 verringert jede Strömungseinschränkung für Luft, die in den Turbolader (nicht dargestellt) strömt. In der veranschaulichten Ausführungsform ist das Gehäuse 18 im Wesentlichen größer als das Verschlusselement 22, es versteht sich jedoch, dass das Gehäuse und das Verschlusselement im Wesentlichen in der Länge gleich sein können, sofern sie fest zusammengefügt und abgedichtet sind, um jeglichen Luftaustritt zwischen dem Gehäuse 18 und dem Verschlusselement 22 zu verhindern.
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Unter Bezugnahme auf die 5 und 6 ist eine alternative Rohrbaugruppe 50 in einer auseinandergezogenen Ansicht veranschaulicht. Ein erstes Rohrbauteil 52 und ein zweites Rohrbauteil 54, die kombiniert sind, um die Rohrbaugruppe 50 bereitzustellen, sind getrennt voneinander dargestellt. Das erste und das zweite Rohrbauteil 12 und 14 werden vorzugsweise aus Polypropylen, Nylon oder einer anderen Art duroplastischen Materials gebildet. Ein Komponentenbauteil 56, wie beispielsweise ein Schalldämpfer, ist ebenfalls getrennt vom Gehäuse, jedoch in einer Position dargestellt, in ein erstes Gehäusebauteil 58 eingeführt zu werden. Ein zweites Gehäusebauteil 60 ist dafür ausgelegt, einen Teil des Komponentenbauteils 56 aufzunehmen. Ein innerer rohrförmiger Verbinder 62, oder ein erster teleskopartiger Abschnitt, ist am ersten Gehäusebauteil 58 bereitgestellt. Ein äußerer rohrförmiger Verbinder 60, oder ein zweiter teleskopartiger Abschnitt, ist am zweiten Gehäusebauteil 60 bereitgestellt.
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Unter Bezugnahme auf 6 sind das erste Gehäusebauteil 58 und das zweite Gehäusebauteil 60 zusammengefügt dargestellt, wobei der innere röhrenförmige Verbinder 62 im äußeren rohrförmigen Verbinder 64 aufgenommen wird. Ein Ring 68 ist zwischen dem ersten Rohrbauteil 52 und dem zweiten Rohrbauteil 54 dargestellt. Der Ring 68 fügt das erste Gehäusebauteil 58 mit dem zweiten Gehäusebauteil 60 zusammen und dichtet sie ab.
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Das erste Gehäusebauteil 58 beinhaltet eine Rippe 70 mit einer ersten, sich radial erstreckenden Fläche 72. Eine Nut 74 ist auf dem äußeren rohrförmigen Verbinder 64 bereitgestellt und beinhaltet eine zweite, sich radial erstreckende Fläche 76. Der Ring 68 beinhaltet eine Lippe 78 an seinem distalen Ende, die eine dritte, sich radial erstreckende Fläche 80 aufweist. Die dritte, sich radial erstreckende Fläche 80 ist in Eingriff mit der ersten, sich radial erstreckenden Fläche 72 der Rippe 70 geformt. Eine Rippe 82 ist auf dem Ring 68 geformt und beinhaltet eine vierte, sich radial erstreckende Fläche 84, die gegen die zweite, sich radial erstreckende Fläche 76 der Rippe 82 geformt ist, um die Verbindung zwischen dem inneren rohrförmigen Verbinder 62 und dem äußeren rohrförmigen Verbinder 64 zusammenzufügen und abzudichten.
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Wie in 6 dargestellt, kann eine zusätzliche zweite Rippe 86 auf dem Ring 68 bereitgestellt sein und eine zweite Nut 80 kann auf dem äußeren rohrförmigen Verbinder 64 bereitgestellt sein, um einen zusätzlichen Zusammenfügungs- und Abdichtungsbereich zwischen dem inneren rohrförmigen Verbinder 62 und dem äußeren rohrförmigen Verbinder 64 bereitzustellen. Der innere und der äußere rohrförmige Verbinder 62 und 64 werden hierin auch als erster und zweiter teleskopartiger Abschnitt bezeichnet.
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Der Ring 68 ist über dem inneren rohrförmigen Verbinder 62 und dem äußeren rohrförmigen Verbinder 64 spritzgegossen. Das erste Rohrbauteil 52 und das zweite Rohrbauteil 56 können aus einem thermoplastischen Material, wie beispielsweise Polypropylen, gebildet sein, das mit Talk gefüllt ist, um Kosten und Gewicht der Rohrbaugruppe zu verringern. Alternativ können das erste und das zweite Rohrbauteil 52 und 54 aus einem anderen thermoplastischen Material, wie beispielsweise Nylon oder dergleichen, gebildet sein. Der Ring 68 kann aus einem thermoplastischen Material gebildet sein. Das erste und das zweite Rohrbauteil 12 und 14 werden vorzugsweise aus Polypropylen, Nylon oder einer anderen Art duroplastischen Materials gebildet.
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Unter Bezugnahme auf die 5–7 ist das Verfahren zum Herstellen der in den 5 und 6 dargestellten Rohrbaugruppe 50 mit Bezug auf ein Flussdiagramm beschrieben. Gemäß dem Verfahren wird bei 100 ein erstes Rohr 52 blasgeformt, um ein erweitertes Gehäuse 58 zu beinhalten. Bei 102 wird ein zweites Rohr 54 mit einem Verschlusselement, oder einem zweiten Gehäusebauteil 60 blasgeformt. Bei 104 wird ein Schalldämpfer 56 in das Gehäuse 58 montiert und bei 106 wird das erste Rohr 52, das den Schalldämpfer 56 beinhaltet, mit dem Gehäuseverschluss am zweiten Rohr 54 montiert. Das erste Rohr 52 wird an das zweite Rohr 54 montiert, wobei der Gehäuseverschluss 60 über dem Gehäuse 58 montiert ist. Bei 108 wird ein Abdichtring 68 über dem Gehäuse 58 und dem zweiten Gehäusebauteil 60 spritzgegossen.
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Unter Bezugnahme auf 8 ist ein Verfahren zum Herstellen der Ausführungsform der 1–4 oder der 5–6 mit Bezug auf ein Flussdiagramm beschrieben. Im ersten Schritt des Verfahrens, bei 110, werden ein erstes rohrförmiges Bauteil 16 und ein zweites rohrförmiges Bauteil 18 kombiniert aus einem einzelnen Rohling 30 aus thermoplastischem Material blasgeformt. Als nächstes werden bei 112 das erste rohrförmige Bauteil und das zweite rohrförmige Bauteil in zwei separate Rohre geschnitten. Dann wird bei 114 ein Schalldämpfer 16 in das Gehäuse 18 des ersten rohrförmigen Bauteils montiert. Bei 116 wird das Verschlusselement 22 des zweiten rohrförmigen Bauteils über dem Gehäuse montiert, um den Schalldämpfer einzuschließen. Um eine Rohrbaugruppe gemäß den 5 und 6 herzustellen, wird bei 118 ein Abdichtring 68 über dem Verschluss und einem Ende des Gehäuses spritzgegossen. Um die Rohrbaugruppe gemäß der in den 1–4 dargestellten Ausführungsform herzustellen, kann alternativ bei 120 das Verschlusselement 22 mit einer erhitzten Platte 38 an ein Ende des Gehäuses 18 stumpfgeschweißt werden.
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Die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen sind spezifische Beispiele, welche nicht alle möglichen Formen der Offenbarung beschreiben. Die Merkmale der veranschaulichten Ausführungsformen können miteinander kombiniert werden, um weitere Ausführungsformen der offenbarten Konzepte zu bilden. Die in der Patentschrift verwendeten Wörter dienen der Beschreibung und nicht der Einschränkung. Der Anwendungsbereich der folgenden Ansprüche ist größer als die spezifisch offenbarten Ausführungsformen und enthält auch Änderungen der veranschaulichten Ausführungsformen.
