DE102021132303A1

DE102021132303A1 - Verfahren zum Herstellen eines Gehäuses für eine Komponente eines Abgassystems und Gehäuse

Info

Publication number: DE102021132303A1
Application number: DE102021132303.7A
Authority: DE
Inventors: Hamad ul Hassan; Toni Zipfel; Karine Stofleth
Original assignee: Faurecia Emissions Control Technologies Germany GmbH
Current assignee: Faurecia Emissions Control Technologies Germany GmbH
Priority date: 2021-12-08
Filing date: 2021-12-08
Publication date: 2023-06-15

Abstract

Es wird ein Verfahren zum Herstellen eines Gehäuses (10) für eine Komponente eines Abgassystems, insbesondere eines Schalldämpfergehäuses, angegeben. In einem ersten Schritt des Verfahrens werden mindestens zwei Metallbleche bereitgestellt. Die Metallbleche werden zu schalenförmigen Gehäuseteilen (14, 22) umgeformt, wobei die Gehäuseteile (14, 22) jeweils mindestens einen seitlich abstehenden Flansch (16) aufweisen. Die Flansche (16) werden umgebogen, derart, dass die beiden Gehäuseteile (14, 22) entlang ihrer Kanten (24, 26) auf Stoß aneinandergefügt werden können, und die Gehäuseteile (14, 22) werden im Bereich ihrer Stoßfuge (28) miteinander stoffschlüssig verbunden. Des Weiteren wird ein Gehäuse 10 angegeben.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Gehäuses für eine Komponente eines Abgassystems, insbesondere eines Schalldämpfergehäuses, sowie ein Gehäuse für eine Komponente eines Abgassystems.
Gehäuse für Komponenten eines Abgassystems werden üblicherweise aus schalenförmigen Gehäuseteilen hergestellt, die entlang eines seitlich abstehenden Flansches oder entlang einer Überlappung (auch Shoe-box-Design genannt) miteinander verschweißt werden.
Der abstehende Flansch ist nachteilig sowohl im Hinblick auf einen Bauraumbedarf als auch im Hinblick auf einen erforderlichen Materialeinsatz.
Allerdings ist der Flansch bei der Herstellung der Gehäuseschalen erforderlich, um ein Rohteil beim Umformen in einem Werkzeug in einer definierten Position festzuhalten.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung eines Gehäuses für eine Komponente eines Abgassystems bereitzustellen, das einfach herstellbar ist und gleichzeitig besonders kostengünstig und kompakt ausgebildet ist. Des Weiteren ist es eine Aufgabe der Erfindung, ein entsprechend kostengünstiges und kompaktes Gehäuse für eine Komponente eines Abgassystems anzugeben.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zum Herstellen eines Gehäuses für eine Komponente eines Abgassystems, insbesondere eines Schalldämpfergehäuses. Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren werden zunächst mindestens zwei Metallbleche bereitgestellt. Die Metallbleche werden zu schalenförmigen Gehäuseteilen umgeformt, wobei die Gehäuseteile jeweils mindestens einen seitlich abstehenden Flansch aufweisen. Anschließend werden die Flansche umgebogen, derart, dass die beiden Gehäuseteile entlang ihrer Kanten auf Stoß aneinandergefügt werden können. In einem weiteren Schritt werden die Gehäuseteile im Bereich ihrer Stoßfuge miteinander stoffschlüssig verbunden.
Indem die Gehäuseteile zunächst mit einem Flansch hergestellt werden, wird der Vorteil erreicht, dass die Gehäuseteile sich in einem herkömmlichen Umformverfahren herstellen lassen, wobei die Gehäuseteile beim Umformen entlang des Flansches festgehalten werden. Dies sorgt für eine verbesserte Maßgenauigkeit bei der Fertigung.
Der Umformprozess zur Herstellung der Gehäuseteile kann mehrere Prozessschritte haben.
Dadurch, dass die Flansche umgebogen und die Gehäuseteile entlang ihrer Kanten auf Stoß aneinandergefügt werden, wird zudem der Materialeinsatz reduziert, indem die zunächst für die Fertigung notwendigen Flansche nicht als Materialüberschuss stehen bleiben, sondern durch das Umbiegen Bestandteil einer Gehäusewandung werden. Gleichzeitig wird dadurch am fertigen Gehäuse ein seitlich abstehender Flansch vermieden, wodurch das Gehäuse besonders kompakt ist.
Dass die Gehäuseteile auf Stoß aneinandergefügt werden, bedeutet im Sinne der Erfindung, dass die Gehäuseteile mit ihren Schnittflächen, entlang denen die Metallbleche bzw. die Gehäuseteile ausgestanzt oder beschnitten werden, aneinander anliegen.
Die seitlich abstehenden Flansche der Gehäuseteile können vor dem Umbiegen beschnitten werden. Das Beschneiden dient zur Feinbearbeitung der Stoßkanten. Insbesondere verbleibt nach dem Beschneiden der Flansche zunächst ein Restflansch am Gehäuseteil, der dann umgebogen wird. Durch das Beschneiden kann eine Kontur der Flansche an eine gewünschte Geometrie der Gehäuseteile nach dem Umbiegen der Flansche angepasst werden.
Das Beschneiden erfolgt beispielsweise mittels eines Schneidwerkzeugs, mittels eines Lasers oder auf andere Weise.
Es wäre auch denkbar, die Gehäuseteile zur Feinbearbeitung nach dem Umbiegen der Flansche zu beschneiden, allerdings ist das Beschneiden vor dem Umbiegen der Flansche fertigungstechnisch einfacher zu realisieren, da die Flansche zunächst in einer Ebene verlaufen und somit leicht zugänglich sind. Insbesondere lassen sich die Flansche mittels Laserschneidens bearbeiten.
Gemäß einem Aspekt des Verfahrens verläuft eine Biegekante, um die der jeweilige Flansch umgebogen wird, im Bereich eines Radius am Übergang vom schalenförmigen Teil der Gehäuseteile zum Flansch. Dies hat den Vorteil, dass nach dem Umbiegen des Flansches am Gehäuseteil keine Stufe vorhanden ist. Der Flansch wird somit durch das Umbiegen völlig in den schalenförmigen Teil des Gehäuseteils integriert, wodurch der schalenförmige Teil vergrößert wird.
Beispielsweise werden die schalenförmigen Gehäuseteile entlang ihrer Stoßfuge miteinander verschweißt. Mittels Schweißens wird eine besonders stabile und temperaturbeständige Verbindung zwischen den schalenförmigen Gehäuseteilen erreicht.
Die schalenförmigen Gehäuseteile werden beispielsweise mittels Tiefziehens hergestellt. Durch Tiefziehen lassen sich auch komplexe Gehäusegeometrien auf einfache Weise realisieren.
Das Material zur Herstellung der Gehäuseteile kann ein Metall, insbesondere ein Edelstahl sein, zum Beispiel 1.4301, 1.4509, 1.4512, ein beschichteter oder aluminisierter Edelstahl oder ein aluminisierter Tiefziehstahl. Bei der Bearbeitung dieser Materialien können alle gängige Schweißprozesse, insbesondere Laser- und MAG-Schweißen angewendet werden.
Das Gehäuse ist beispielsweise ein Schalldämpfergehäuse.
Die Aufgabe wird des Weiteren erfindungsgemäß gelöst durch ein Gehäuse, insbesondere ein Schalldämpfergehäuse, für ein Abgassystem eines Fahrzeugs, das durch ein erfindungsgemäßes Verfahren hergestellt wurde, wobei das Gehäuse aus mindestens zwei zusammengefügten schalenförmigen Gehäuseteilen hergestellt ist, und wobei die Außenflächen der schalenförmigen Gehäuseteile stufenlos ineinander übergehen. Ein derartiges Gehäuse lässt sich besonders kostengünstig fertigen. Zudem hat das erfindungsgemäße Gehäuse im Vergleich zu den herkömmlichen Gehäusen mit seitlich abstehendem Flansch einen reduzierten Materialeinsatz sowie einen reduzierten Bauraumbedarf.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgendend Beschreibung und aus den beiliegenden Zeichnungen, auf die Bezug genommen wird. In den Zeichnungen zeigen:

- 1 einen Teil eines Zwischenprodukts bei der Herstellung eines erfindungsgemäßen Gehäuses,
- 2 ein schalenförmiges Gehäuseteil zum Herstellen eines erfindungsgemäßen Gehäuses, und
- 3 schematisch einen Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes Gehäuse.

Die 1 bis 3 veranschaulichen ein Verfahren zur Herstellung eines Gehäuses 10, das in 3 dargestellt ist, für eine Komponente eines Abgassystems. Das im Ausführungsbeispiel dargestellte Gehäuse 10 ist ein Schalldämpfergehäuse. Mit dem beschriebenen Verfahren lassen sich jedoch auch andere Gehäuse fertigen, zum Beispiel Gehäuse für einen Katalysator etc.
In 1 ist ein Zwischenprodukt bei der Herstellung des Gehäuses 10 in einer perspektivischen Schnittdarstellung dargestellt.
Das Zwischenprodukt ist durch Umformen eines Metallblechs hergestellt worden.
Das Zwischenprodukt ist ein schalenförmiges Gehäuseteil 14, das mindestens einen seitlich abstehenden Flansch 16 aufweist. Genauer gesagt hat das Gehäuseteil 14 zwei in entgegengesetzte Richtung abstehende Flansche 16, wobei in den 1 und 2 nur einer der Flansche 16 sichtbar ist. Anders ausgedrückt hat das Gehäuseteil 14 einen umlaufenden Flansch 16, der im Bereich einer Eintrittsöffnung 13 und einer entsprechenden Austrittsöffnung 15 (siehe 3) des Gehäuses 10 unterbrochen ist.
Zur Herstellung des Zwischenprodukts wird das Metallblech in einem entsprechenden Werkzeug tiefgezogen.
In einem nächsten Schritt, der optional ist, kann der seitlich abstehende Flansch 16 beschnitten werden. Eine mögliche Schnittkante ist in 1 gestrichelt eingezeichnet. Das Beschneiden dient dazu, eine definierte Kante zu schaffen.
In einem nächsten Schritt wird der Flansch 16 umgebogen, wie es in 2 veranschaulicht ist.
Durch das Umbiegen geht der Flansch 16 in das schalenförmige Gehäuseteil 14 über.
Eine Biegekante 18, um die der Flansch 16 umgebogen wird, verläuft im Bereich eines Radius 19 am Übergang vom schalenförmigen Teil des Gehäuseteils 14 zum Flansch 16.
In dem Bereich des schalenförmigen Gehäuseteils 14, der aus dem Flansch 16 entstanden ist, können in einem zusätzlichen Schritt Verstärkungssicken 20 gebildet werden.
Aus 2 ist ersichtlich, dass der Flansch 16 am Gehäuseteil 14 höher angesetzt ist, als dies bei bekannten Gehäusen für Komponenten eines Abgassystems der Fall ist, bei denen ein Flansch seitlich vom Gehäuse absteht.
Der Flansch 16 wird insbesondere erfindungsgemäß zur Erweiterung einer Wandung des Gehäuseteils 14 genutzt, welche in fertigem Zustand eine Wandung des Gehäuses 10 bildet.
Zur Herstellung des Gehäuses 10 wird ein weiteres schalenförmiges Gehäuseteil 22 auf die gleiche Weise wie vorhergehend beschrieben hergestellt.
Die Flansche 16 werden dabei jeweils derart umgebogen, dass die beiden Gehäuseteile 14, 22 entlang ihrer Kanten 24, 26 auf Stoß aneinandergefügt werden können, wie es in 3 veranschaulicht ist.
Zur Herstellung des Gehäuses 10 werden die Gehäuseteile 14, 22 im Bereich ihrer Stoßfuge 28 miteinander stoffschlüssig verbunden, insbesondere verschweißt.
Auf diese Weise entsteht ein Gehäuse 10, bei dem Außenflächen 30, 32 der schalenförmigen Gehäuseteile 14, 22 stufenlos ineinander übergehen.

Claims

Verfahren zum Herstellen eines Gehäuses (10) für eine Komponente eines Abgassystems, insbesondere eines Schalldämpfergehäuses, mit den folgenden Schritten: - es werden mindestens zwei Metallbleche bereitgestellt, - die Metallbleche werden zu schalenförmigen Gehäuseteilen (14, 22) umgeformt, wobei die Gehäuseteile (14, 22) jeweils mindestens einen seitlich abstehenden Flansch (16) aufweisen, - die Flansche (16) werden umgebogen, derart, dass die beiden Gehäuseteile (14, 22) entlang ihrer Kanten (24, 26) auf Stoß aneinandergefügt werden können, und - die Gehäuseteile (14, 22) werden im Bereich ihrer Stoßfuge (28) miteinander stoffschlüssig verbunden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die seitlich abstehenden Flansche (16) der Gehäuseteile (14, 22) vor dem Umbiegen beschnitten werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dass eine Biegekante (18), um die der jeweilige Flansch (16) umgebogen wird, im Bereich eines Radius am Übergang vom schalenförmigen Teil der Gehäuseteile (14, 22) zum Flansch (16) verläuft.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die schalenförmigen Gehäuseteile (14, 22) entlang ihrer Stoßfuge (28) miteinander verschweißt werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die schalenförmigen Gehäuseteile (14, 22) mittels Tiefziehens hergestellt werden.
Gehäuse (10), insbesondere ein Schalldämpfergehäuse, für ein Abgassystem eines Fahrzeugs, das durch ein Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche hergestellt wurde, wobei das Gehäuse (10) aus mindestens zwei zusammengefügten schalenförmigen Gehäuseteilen (14, 22) hergestellt ist, wobei die Außenflächen (30, 32) der schalenförmigen Gehäuseteile (14, 22) stufenlos ineinander übergehen.