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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Montage einer Endrohranodnung für ein Kraftfahrzeug, mit deren Hilfe ein Rohrende einer Abgasleitung eines Kraftfahrzeugs in einem, insbesondere heckseitigen, Verkleidungsteil aufgenommen werden kann.
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Aus
US 9,145,819 B2 ist eine Endrohranordnung bekannt, bei der eine Endrohrblende mit einem Verkleidungsteil verklippst werden kann, wobei das Verkleidungsteil mit der Endrohrblende auf ein Rohrende einer Abgasleitung aufgesteckt werden kann.
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Es besteht ein ständiges Bedürfnis thermische Belastungen von Verkleidungsteilen eines Kraftfahrzeugs zu reduzieren.
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Es ist die Aufgabe der Erfindung Maßnahmen aufzuzeigen, die eine nur geringe thermische Belastung von Verkleidungsteilen eines Kraftfahrzeugs ermöglichen.
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Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung angegeben, die jeweils einzeln oder in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können.
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Erfindungsgemäß ist ein Verfahren zur Montage einer Endrohranodnung für ein Kraftfahrzeug vorgesehen, bei dem ein eine Ausgangsöffnung aufweisendes Verkleidungsteil zur Ausbildung eines Teils einer Fahrzeughülle bereitgestellt wird, ein ringförmiger Abstandshalter in die Ausgangsöffnung eingesetzt wird, ein Endrohr zum Ausstoßen von Abgas an die Umgebung außerhalb des Verkleidungsteils in den Abstandshalter eingesetzt und an einer Innenseite des Verkleidungsteils radial außerhalb zum Abstandshalter mit dem Verkleidungsteil befestigt wird und nach dem Befestigen des Endrohrs mit dem Verkleidungsteil der Abstandshalter an einer von der Innenseite weg weisenden Außenseite des Verkleidungsteils aus dem Verkleidungsteil herausgezogen wird.
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Das Rohrende der Abgasleitung kann aufgrund der heißen Abgase beispielsweise Temperaturen von ca. 350°C erreichen. Das sich in Strömungsrichtung an dem Rohrende anschließende, insbesondre metallische, Endrohr kann sich dadurch entsprechend stark erwärmen. Im Vergleich zum Endrohr ist jedoch das Verkleidungsteil in der Regel aus einem weniger temperaturbeständigen aber kostengünstigeren Material hergestellt. Durch den ringförmigen Abstandshalter kann das Endrohr innerhalb der Ausgangsöffnung genau positioniert werden, bevor das Endrohr lagefest mit dem Verkleidungsteil fixiert wird. Das Endrohr kann dadurch zu dem Verkleidungsteil über den gesamten Umfang beabstandet zu dem Verkleidungsteil positioniert sein. Vorzugsweise ist der radiale Abstand des Endrohrs zum Rand der Ausgangsöffnungs über den gesamten Umfnag im Wesentlichen gleich groß. Das Endrohr kann koaxial und/oder mittig zum Rand der Ausgangsöffnung in der Ausgangsöffnung angeordent sein und von innerhalb des Kraftfahrzeugs nach außerhalb des Kraftfaahrzeugs durch die Ausgangsöffnung hindurchragen. Wenn der Abstandshalter nach der mittelbaren oder unmittelbaren Befestigung des Endrohrs mit dem Verkleidungsteil aus der Ausgangsöffnung des Verkleidungsteils herausgezogen wird, verbleibt zwischen dem im Betrieb heißen Endrohr und dem weniger temperaturfesten Verkleidungsteil ein Luftspalt, der zu einer thermischen Isolierung zwischen dem Endrohr und dem Verkleidungsteil führt. Ein materialbehafteter Wärmestrom von dem Endrohr an das Verkleidungsteil durch Wärmeleitung kann dadurch vermieden oder zumindets minimiert werden. Insbesondere verbleibt der Abstandshalter nicht zwischen dem Endrohr und dem Verkleidungsteil, so dass eine Wärmeleitung von dem Endrohr an das Verkleidungsteil über den Abstandshalter vermieden ist. Ein Aufheizen des Verkleidungsteils am Rand der Ausgangsöffnung auf eine für das Material des Verkleidungsteils zu hohe Temperatur ist vermieden. Da der Abstandshalter nur während der Montage der Endrohranordnung benötigt wird und sich zu keinem Zeitpunkt aufheizen kann, braucht der Abstandshalter nicht aus einem temperaturfesten Material hergestellt sein, wie dies erforderlich wäre, wenn der Abstandshalter in der fertig montierten Endrohranordnung verbleiben würde. Stattdessen ist der Abstandshalter gerade nicht mit dem Endrohr oder mit dem Verkleidungsteil fest Verbunden, sondern lediglich bestenfalls reibschlüssig zwischen dem Endrohr und dem Verkleidungsteil eingestzt, so dass der Abstandshalter nach der Montage des Endrohrs und einer gegebenenfalls durchgeführten Prüfung der korrekten Lage und einer gegebenenfalls durchgeführten Korrektur der Relativlage des Endrohrs zum Verkleidungsteil zur Ausbildung der thermisch isolierenden ringförmigen Luftspalts wieder entnommen und von der Endrohranordnung demontiert werden kann. Durch den nach der Befestigung des Endrohrs herausziehbaren Abstandshalter kann ein thermisch isolierender Luftspalt zwischen dem Endrohr und dem Verkleidungsteil erzeugt werden, so dass eine nur geringe thermische Belastung von Verkleidungsteilen eines Kraftfahrzeugs ermöglicht ist.
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Der Abstandshalter weist insbesondere einen der Konturierung der Ausgangsöffnung und/oder der Konturierung des Endrohrs folgenden Ringkörper auf, der vorzugsweise in Umfangsrichtung eine im Wesentlichen konstante Dicke aufweist. Der Abstandshalter kann insbesondere wiederverwendet werden, so dass es möglich ist den Abstandshalter bei mehreren verschiedenen Montagen von bauartgleichen Endrohranordnungen zu verwenden. Die Herstellungskosten können dadurch gering gehalten werden. Die Erfindung betrifft daher vorzugsweise ein Verfahren, bei dem das vorstehend beschriebene Montageverfahren mindestsens zwei Mal durchgeführt wird, wobei der identische Abstandshalter bei mindestens zwei dieser Montageverfahren zur Montage der jeweiligen Endrohranordnung verwendet wird.
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Insbesondere weist der Abstandshalter im in der Ausgangsöffnung eingesetzten Zustand mindestens einen an der Außenseite des Verkleidungsteils aus der Ausgangsöffnung herausragenden Entnahmeansatz auf. Der Abstandshalter kann einen in radialer Richtung zwischen dem Endrohr und dem Verkleidungsteil positionierten Ringkörper aufweisen, von dem in axialer Richtung der mindestens eine Entnahmeansatz, vorzugsweise zwei oder mehr Entnahmeansätze, abstehen. Ein Monteur kann, beispielsweise mit Daumen und Zeigefinger, den Entnahmeansatz greifen und den Abstandshalter dadurch leicht aus der Ausgangsöffnung herausziehen.
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Vorzugsweise ist der Abstandshalter aus einem nachgiebigen und/oder flexiblen Material, insbesondere Silikon, hergestellt. Der Abstandshalter kann sich dadurch leicht an die Konturierung der Ausgangsöffnung und die Konturierung des Endrohrs anschmiegen, so dass das Einsetzen des Abstandshalters und des Endrohrs vereinfacht ist. Zudem kann sich der Abstandshalter beim Herausziehen elastisch verformen, wodurch das Herausziehen vereinfacht ist.
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Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass der Abstandshalter beim Herausziehen aus der Ausgangsöffnung seine Dicke in radialer Richtung, insbesondere im Wesentlichen elastisch, reduziert. Die Erstreckung des Abstandshalters in axialer Richtung kann sich hierbei, insbesondere im Wesentlichen elastisch, erhöhen. Wenn ein Monteur beim Herausziehen des, insbesondere nachgiebig und/oder flexibel ausgestalteten, Abstandshalters eine Zugkraft aufbringt, kann sich der Abstandshalter bei einer hinreichend großen Zugkraft in axialer Richtung dehnen und in radialer Richtung zusammenziehen. Eine Flächenpressung des Abstandshalters mit dem Endrohr und/oder mit dem Verkleidungsteil kann dadurch signifikant reduziert werden, wodurch das Herausziehen des Abstandshalters deutlich erleichtert ist.
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Insbesondere wird das Endrohr, insbesondere über mindestens drei Befestigungsstellen, lagefixiert mit dem Verkleidungsteil befestigt. Das Endrohr kann dadurch in der Art einer Dreipunktlagerung an dem Verkleidungsteil in einer exakten Relativlage unbeweglich befestigt werden. Da die Relativlage des Endrohrs zu dem Verkleidungsteil über die Befestigungsstellen festgelegt ist, wird der Abstandshalter für die Positionierung des Endrohrs in der Ausgangsöffnung nicht mehr benötigt, so dass der Abstandshalter entfernt werden kann, ohne die Relativlage des Endrohrs zu beeinträchtigen. Zudem kann das Endohr von der Abgasleitung entkoppelt sein und mit der Abgasleitung unverbunden sein. Bei einem Crash, der zu eine Verformung des Verkleidungsteils führt, kann das Endrohr einen Verformungsweg mitgehen, ohne dass hierbei die Abgasleitung, insbesondere ein Abgaskatalysator ein Partikelfilter, ein Abgasturbolader, ein Krümmer oder Ähnliches, beschädigt wird.
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Vorzugsweise liegt der Abstandshalter nach dem Einsetzen in die Ausgangsöffnung im Wesentlichen über den gesamten Umfang, insbesondere flächig, an einem Rand der Ausgangsöffnung an. Die Relativlage des Abstandshalters innerhalb der Ausgangsöffnung kann dadurch genau vorgegeben werden. Alternativ ist es möglich, dass der Abstandshalter über eine Vielzahl von in Umfangsrichtung zueinander versetzten Kontaktstellen an dem Rand der Ausgangsöffnung anliegt, um einerseits über die Vielzahl der Kontaktstellen die präzise Positionierung des Abstandshalters in der Ausgangsöffnung zu gewährleisten und andererseits über die kontaktfreien Zwischenräume zwischen den Kontaktstellen einen möglichst geringen Reibungswiderstand beim Herausziehen des Abstandshalters zu ermöglichen.
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Besonders bevorzugt liegt der Abstandshalter nach dem Einsetzen des Endrohrs in den Abstandshalter im Wesentlichen über den gesamten Umfang, insbesondere flächig, an einer Mantelfläche des Endrohrs an. Die Relativlage des Endrohrs innerhalb des Abstandshalters kann dadurch genau vorgegeben werden. Alternativ ist es möglich, dass der Abstandshalter über eine Vielzahl von in Umfangsrichtung zueinander versetzten Kontaktstellen an der Mantelfläche des Endrohrs anliegt, um einerseits über die Vielzahl der Kontaktstellen die präzise Positionierung des Endrohrs in dem Abstandshalter zu gewährleisten und andererseits über die kontaktfreien Zwischenräume zwischen den Kontaktstellen einen möglichst geringen Reibungswiderstand beim Herausziehen des Abstandshalters zu ermöglichen.
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Insbesondere weist das Verkleidungsteil eine aus einem temperaturbeständigen Material hergestellte Endrohrblende auf, wobei die Endrohrblende die Ausgangsöffnung des Verkleidungsteils begrenzt. Die insbesondere mit dem übrigen Verkleidungsteil verklippste Endrohrblende kann eine thermische Beeinträchtigung des Verkleidungsteils durch von dem Endrohr emittierte Wärmestrahlung verhindern und insofern als Hitzeschild dienen. Vorzugsweise ist die Endrohrblende zumindest teilweise aus einem teilkristallinen, thermoplastischen Kunststoff auf Basis von Polyphthalamid oder Polyamid hergestellt. Die Endrohrblende kann dadurch aus einem hinreichend temperaturbeständigen Kunststoff hergestellt sein, der eine Ausformung von Teilen einer Clip-Verbindung durch Kunststoffspritzguss ermöglicht.
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Vorzugsweise wird das Verkleidungsteil nach dem Befestigen des Endrohrs mit dem Verkleidungsteil in einem Kraftfahrzeug verbaut, wobei das Endrohr beim Verbauen des Verkleidungsteils auf ein Rohrende einer Abgasleitung aufgesteckt wird, wobei der Abstandshalter vor oder nach dem Verbauen aus dem Verkleidungsteil herausgezogen wird. Da erst das Endrohr verbaut wird, bevor das Verkleidungsteil in dem Kraftfahrzeugverbaut wird, ist es möglich die korrekte Positionierung des Endrohrs in der Ausgangsöffnung sowie gegebenenfalls die Korrekte Montage der Endrohrblende zu prüfen. Das Endrohr kann zum Rohrende des Abgasleitung hin aufgeweitet ausgeführt sein, so dass bei der Montage des Verkleidungsteils das Rohrende leicht in das Endrohr eingefädelt werden kann und dadurch eine korrekte Ausrichtung des Verkleidungsteil während der Montage in das Kraftfahrzeug erleichtert. Wenn die Endrohranordnung als vormontierte Baueinheit verbaut werden soll, kann der Abstandshalter bereits vor dem Verbauen entfernt werden, um einen Tätigkeitsschritt bei einer Bandmontage des Kraftfahrzeugs einzusparen. Falls dieser Tätigkeitsschritt bei einer Bandmontage nicht zeitkritisch ist, kann vorgesehen werden, den Abstandshalter erst nach dem Verbauen der Endrohranordnung herauszuziehen, so dass der Abstandshalten zusätzlich als Dämpfer im Falle eines Anschlagens des Endrohrs an dem Rohrende der Abgasleitung dienen kann.
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Besonders bevorzugt wird beim Verbauen des Verkleidungsteils zwischen dem Endrohr und den Rohrende ein Ringspalt belassen. Das Rohrende der Abgasleitung kann in das Endrohr hineinragen aber vorzugsweise nicht an dem Endrohr anliegen. Dadurch ergibt sich zwischen dem Rohrende und dem vorzugsweise aufgeweiteten Teil des Endrohrs der Ringspalt, durch den in der Art einer Saugstrahlpumpe Frischluft von dem aus dem Rohrende ausgestoßenen Abgas mitgerissen werden kann. Das heiße Abgas kann dadurch automatisch mit der kühleren Frischluft vermischt werden, so dass in dem Endrohr ein bereits gekühlter Abgasstrom vorliegt. Die thermischen Belastungen des Endrohrs können dadurch reduziert werden, wobei durch die geringere Wärmestrahlung des Endrohrs auch eine thermische Belastung des Verkleidungsteils reduziert ist.
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Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele exemplarisch erläutert, wobei die nachfolgend dargestellten Merkmale sowohl jeweils einzeln als auch in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können. Es zeigen:
- 1 eine schematische Rückansicht auf eine teilmontierte Endrohranordnung zu einem ersten Montagezeitpunkt,
- 2 eine schematische Rückansicht auf die teilmontierte Endrohranordnung zu einem zweiten Montagezeitpunkt, .
- 3 eine schematische Rückansicht auf die teilmontierte Endrohranordnung zu einem dritten Montagezeitpunkt,
- 4 eine schematische Rückansicht auf die teilmontierte Endrohranordnung zu einem vierten Montagezeitpunkt,
- 5 eine schematische Vorderansicht auf die teilmontierte Endrohranordnung aus 4 und
- 6 eine schematische Vorderansicht auf die fertigmontierte Endrohranordnung.
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Bei der in 1 zu Beginn des Montageverfahrens nur teilweise vorliegenden Endrohranordnung 10 eines Kraftfahrzeugs ist ein beispielsweise aus PP hergestelltes Verkleidungsteil 12 vorgesehen, das eine angeklippste Endrohrblende 14 aufweist, die eine Ausgangsöffnung 16 begrenzt. Die Endrohrblende 14 ist insbesondere aus einem temperaturbeständigen Material hergestellt. In die Ausgangsöffnung 16 wird ein im Wesentlichen aus einem elastischen Silikon hergestellter Abstandshalter 18 eingesetzt, der einen ringförmigen Ringkörper 20 und zwei von dem Ringkörper 20 in axialer Richtung zur Außenseite des Verkleidungsteils 12 abstehende Entnahmeansätze 22 aufweist.
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Wie in 2 dargestellt kann sich der Ringkörper 20 des Abstandshalters 18 an dem von der Endrohrblende 14 ausgebildeten Rand 23 der Ausgangsöffnung 16 im Wesentlichen flächig anschmiegen. Im eingesetzten Zustand des Abstandshalters 18 ragen die Entnahmeansätze 22 aus der Ausgangsöffnung 16 nach außen heraus.
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Wie in 3 dargestellt kann danach ein Endrohr 24 in den Abstandshalter 18 eingesteckt und an beispielsweise drei radial außerhalb zum Abstandshalter 18 vorgesehenen Befestigungsstellen 26 des Verkleidungsteils 12, insbesondere der Endrohrblende 14, an einer Innenseite befestigt werden, wie in 4 dargestellt. Das Endrohr 24 kann hierzu abstehende Befestigungslaschen 28 aufweisen, die an den Befestigungsstellen 26 verschraubt werden können, um das Endrohr 24 lagefest mit dem Verkleidungsteil 12 zu fixieren. Das Endrohr 24 kann hierbei den Abstandshalter 18 vom Inneren des Kraftfahrzeugs her nahezu vollständig verdecken und übe die befestigten Befestigungslaschen 28 eine axiale Bewegung des Abstandshalters 18 nach innen blockieren.
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Wie in 5 dargestellt, können jedoch zumindest die Entnahmeansätze 22 des Abstandshalters 18 nach außen von dem Verkleidungsteil 12 abstehen, wodurch die Entnahmeansätze 22 für einen Monteur zugänglich bleiben. Wie in 6 dargestellt kann der Abstandshalter 18 an den Entnahmeansätze 22 aus der Endrohranordnung 10 herausgezogen werden, wobei hierbei der insbesondere elastische Abstandshalter 18 in axialer Richtung gedehnt und gleichzeitig in radialer Richtung zusammengezogen werden kann. In dem Radiusbereich zwischen dem ortsfest mit dem Verkleidungsteil 12 befestigten Endrohr 24 und dem Rand 23 der Ausgangsöffnung, in dem zuvor der Abstandshalter 18 vorgesehen war, verbleibt ein thermisch isolierender Luftspalt.
