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Verfahren zum Verbinden eines Deckels mit einem ihn durchsetzenden
Rohrstück bei Schalldämpfern Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung
der Verbindung zwischen einem im wesentlichen ebenen Deckel und einem eine querschnittsgleiche
Öffnung in diesem Deckel durchsetzenden Rohrstück bei Schalldämpfern.
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Ein Automobilschalldämpfer besteht im wesentlichen aus Rohren und
geprägten Zwischen- und Enddeckeln. Diese beiden Bauelemente werden meist miteinander
verschweißt, und durch die Hitze, die das Material beim Schweißen aushalten muß,
sowie durch das Material der Schweißnähte selbst sind für Wasser und korrodierende
Gase besonders leicht angreifbare Stellen geschaffen, die nicht selten zu vorzeitigem
Bruch und zur Zerstörung des Schalldämpfers filkiren. Im übrigen ist der Arbeitsaufwand
bei Herstellung der Schweißverbindungen zwischen den Deckeln und Rohren verhältnismässig
hoch, so daß die Kosten eines Schalldämpfers sowie seine
Herstellungszeit
ungünstig beeinflußt werden.
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Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, die Verbindung
zwischen den Deckeln und den sie durchsetzenden Rohrstücken schnell und einfach
und vor allem schweißnahtfrei herzustellen. Selbstverständlich wird dabei verlangt,
daß die Verbindung dauerhaft ist und dicht schließt.
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Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt nach der Erfindung dadurch, daß
der Deckel bis zu seinem endgültigen Sitz auf das ein Längenübermaß von der Größe
der für Falzwülste zu beiden Seiten des Deckels benötigten Längen aufweisende Rohrstück
aufgeschoben wird und das Rohrstück anschließend durch axiale Schubkräfte bis über
seine plastische Verformungsgren ze belastet wird, während es entlang seines gesamten
Innenmantels auf einer starren Gleitführung gehalten wird und die nicht zur Wulstbildung
benötigten Rohrabschnitte beiderseits des Deckels auch auf ihrem Außenmantel starr
umschlossen sind, bis die aus dem Rohrstück sich bildenden Wülste am Deckel angedrückt
sind.
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Die Einzelteile werden also wie bisher vorgefertigt und die Rohrstücke
allerdings mit einem gewissen Übermaß an' Länge abgelängt. Da das Rohrstück außer
in den den Deckel unmittelbar umgebenden Bereichen allseitig gehalten wird,
kann
es sich nur in diesen Bereichen und zwar nach außen auswölben und bildet Ringwülste,
die an den Deckel angepreßt werden. Die Querschnittsform des Rohres spielt dabei
eine untergeordnete Rolle. Außerdem braucht das Rohr nicht unbedingt rechtwinklig
zum Deckel verpreßt zu werden.
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Es ist vorteilhaft, die außentreien Rohrlängen zu beiden Seiten des
Deckels unterschiedlich lang zu machen, wenn verschieden hohe Wülste gewünscht werden.
Diese Maßnahme ist insbesondere dann günstig, wenn die Deckelöffnung eine in Achsrichtung
des Rohrstückes weisende Böid elkante aufweist, so daß dann der Wulstring auf der
Seite, auf die die Bördelkante weist, höher ist und über die BUS elkante hinweg
bis an den Deckel angedrückt werden kann.
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Zur Verbesserung der Dichtung kann in den Falz der Bördelkante ein
plastisch verformbarer Dichtstreifen eingelegt werden, der ein Asbeststreifen, ein
Blei- oder Kupferband oder dergleichen sein kann.
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Zur Durchführung des Verfahrens kann gemäß der Erfindung eine Vorrichtung
verwendet werden, die einen den Innenquerschnitt des Rohrstückes schließend ausfüllenden
Dorn besitzt, weiterhin auf die außen zu umschließenden Rohrabschnitte aufsetzbare
starre Kaliberhülsen, an den Rohrstirnkanten im wesentlichen entlang ihres gesamten
Umfangs anliegende wi -derlager, -von denen wenigstens eines als ein auf dem Dorn
schiebbarer
Ring ausgebildet ist, und eine die Wi&erlager aufeinander zu drückende Preßvorrichtung.
Dabei kann eines der Widerlager als Kopf des Dorns ausgebildet sein.
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Eine besonders gute Anpressung der äußeren Wulstränder am Deckel
wird erzielt, wenn die Bohrungen der Kaliberhülsen an ihren auf den Deckel weisenden
Enden kegelige Erweiterungen haben, so daß vornehmlich die Wulstaußenränder gegen
den Deckel gedrückt werden. Dadurch wird ein besonders guter, das Eindringen von
Wasser verhindernder Abschluß erzielt.
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Abgesehen davon, daß das Verpressen ans ich bereits einen im wesentlichen
verdrehfesten Sitz erzeugt, kann eine absolut feste Verdrehsicherung durch wenigstens
einen Nokkenvorsprung in der kegel igen Erweiterung der einen Kaliberhülse und nach
Größe, Form, Ausrichtung und Zahl korrespondierende Vertiefungen in der Fläche der
kegeligen Erweiterung der zweiten Kaliberhülse erhalten werden. Wulstränder und
Deckel werden dadurch zur Deckelebene unregelmäßig geprägt.
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Die Erfindung soll nun anhand von in der Zeichnung dargestellten
bevorzugten Ausführungsbeispielen beschrieben werden. Es zeigen:
Fig.
1 eine schematisch vereinfachte Darstellung der Vorrichtung zum Verbinden eines
Dekkels mit einem Rohrstück gemäß der Erfindung im Querschnitt; Fig. 2 die gleiche
Anordnung in einer forgeschrittenen Arbeitsstufe; Fig. 3 im vergrößerten Maßstab
einen Schnitt durch eine gemäß der Erfindung hergestellte Verbindungsstelle zwischen
Deckel und Rohrstück; Fig. 4 eine andere Verbindung zwischen Deckel und Rohrstück:
Fig. 5 eine wiederum abgewandelte Ausführungsform der Verbindungsstelle im Schnitt;
und Fig. 6 eine Draufsicht auf die pressende Stirnseite der Kaliberhülse mit einer
Vorkehrung zur verdrehsicheren Verpressung.
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In der Fig. 1 ist in schematisch vereinfachter Form eine Vorrichtung
zur Herstellung der Verbindung zwischen einem im wesentlichen ebenen Deckel 11 und
einem ihn durchsetzenden Rohrstück 12 gezeigt. Der Deckel 11 ist dabei auf seine
endgültige Sitzstelle, die er im verpreßten Zustand auf dem Rohrstück 12 einnehmen
soll, auf letzteres aufgeschoben. Im vorliegenden Fall ist ein ebener Deckel mit
B##>delkante lla gezeigt, die ein kreisrundes Loch umgibt, durch die das zylindrische
Rohr 12 hindurchgesteckt ist. Das Zylinderrohr 12 hat gegenüber dem gewünschten
endgültigen Zustand nach der Verbindung mit dem Deckel eine tfberlänge, die sich
aus dem für die HerstEllung von Falziulsten zu beiden Seiten des Deckels 11 in nachstehend
noch zu beschreibender Weise
benötigtem Material ergibt. -Auf einen
Dorn 13, der auf einer Seite einen Kopf 13a hat, ist zunächst ein nicht unbedingt
erforderlicher Druckring 14 bis zum Kopf 13 a aufgeschoben, wobei der Druckring
eine runde Bohrung mit Innendurchmesser vom Außendurchmesser des Dorns 13 hat. Der
Dorn selbst hat einen solchen Außendurchmesser, daß er schließend in das Rohrstück
12 hineinpaßt.
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Ist das Rohrstück nicht zylindrisch wie im hier gezeigten Fall, so
wird für den Dorn 13 ein. Querschnitt gewählt, der dem Innenquerschnitt des Rohrstückes
12 entspricht.
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Im Anschluß an den Druckring 14 wird dann das Rohrstück 12 auf den
Dorn 13 aufgeschoben, nachdem zuvor auf das dem Druckring 14 zunächstliegende Ende
des Rohrstückes 12 eine Kaliberhülse 15 auf das Rohrstück aufgeschoben ist, -die
den Außenmantel des Rohrstückes 12 über die gesamte Länge des Rohrstückteils, der
zylindrisch verbleiben soll, eng umschließt. Je nach der Länge des über den Deckel
11 hinausstehenden Rohrstückes muß somit die Kaliberhülse 15 länger oder kürzer
sein, wobei es selbstverständlich auch möglich ist, mehrere Kaliberhülsen 15 aneinanderzureihen.
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Die Kaliberhülse 15 weist an ihrer dem Deckel 11 zugerichteten Stirnfläche
eine kegelige Erweiterung 15a ihrer Bohrung 15b auf, in der ein Teil des später
zu bildenden Falzwulstes des Rohrstückes Platz findet. Die Neigung der kegeligen
Erweiterung kann Erfordernissen, die in Verbindung mit den Fig. 3 bis 5 noch gesondert
beschrieben werden, angepaßt werden.
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Auf das andere Ende des Rohrstückes 12, das dem freien Ende des Dorns
13 näher liegt, wird ebenfalls eine im wesentlichen gleiche Kaliberhülse 16 mit
Erweiterung 16a in der dem Deckel 11 zugewandten Stirnfläche soweit aufgeschoben,
daß sie mit dem freien Rand des Rohrstückes 12 bündig ist. Ein zweiter Druckring
17 wird schließlich gegen den freien Rand des Rohrstückes 12 auf den Dorn 13 gesetzt.
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In Fig. 2 ist die soeben in Fig. 1 beschriebene Anordnung nochmals
dargestellt, wobei Jedoch in den mit Pfeilen 18, 19 angegebenen Richtungen auf den
Dornkopf 13a bzw.
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die Druckringe 14, 17 eine Axialkraft ausgeübt wird, wodurch sich
der außen von den Kaliberhülsen 15, 16 nicht gehaltene Bereich des Rohrstückes nach
außen auswölben und das Rohrstück sich in seiner Gesamtlänge verkürzen kann. Es
bilden sich somit Wülste 12a aus, die sich mit zunehmender Rohrverkürzung steiler
aufschieben, bis sie schließlich von den
Grundflächen der kegeligen
Erweiterungen an den Deckel 11 angedrückt werden.
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Eine Falzverbindung, wie sie mit der soeben beschriebenen Vorrichtung
hergestellt werden kann, ist in der Fig. 3 gezeigt. Der Deckel 11 mit seinem Bördelrand
lla ist eng von den Falzwulsten 12a umschlossen, wobei diese durch die gleiche Gestaltung
der kegeligen Erweiterungen 15a, 16a in den beiden Kaliberringen 15, 16 symmetrisch
ausgebildet sind und der Deckel 11 dadurch geringfügig verformt wurde. Bei der dargestellten
Ausführungsform nach Fig. 3 ist in den Bördelrand ein Dichtring 20 aus sich plastisch
verformendem Material z.B. Asbestschnur, eingelegt. Dadurch wird absolute Dichtheit
der Verbindung erzielt.
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In der Fig. 4 ist eine geringfügig abgewandelte Verbindung gezeigt,
bei welcher ein Deckel 21 ebenfalls von zwei Falzwülsten 22a und 22b des Rohrstückes
22 gehalten wird. Die Erweiterungen der Bohrung der Kaliberhülsen sind jedoch in
diesem Fall anders gestaltet, wobei die rechtsseitige Kaliberhülse möglicherweise
überhaupt keine Erweiterung hatte, während die linksseitige eine nicht kegelige
sondern zylindrische Erweiterung aufwies, um den Wulstrand 22a rechtwinklig über
den Bördelrand 21a zu klappen.
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Fig. 5 zeigt einen Schnitt durch eine Verbindungsstelle zwischen
Rohrstück 32 und Deckel 31, die durch einen Nockenvorsprung 35b innerhalb der kegeligen
Erweiterung 55a der Kaliberhülse 35, die im übrigen der Kaliberhülse 15 gleich ist,
sowie eine korrespondierende Vertiefung#(nicht gezeigt) in der entsprechenden gegenüberstehenden
Kaliberhülse hervorgerufen und in örtlich eng begrenzten Stellen am Umfang vorhanden
ist. Durch den Nockenvorsprung 35b wird der Wulstrand 32a' auf der linken Seite
vom Deckel stärker umgebogen und der Deckel geringfügig eingetieft, während der
Wulstrand 32al' rechts vom Deckel 31 an dieser mit der Mittellinie der Darstellung
der Fig. 6 zusammenfallenden Schnittstelle im vorliegenden Fall immer schwächer
umgebogen wird.
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Auch bei dieser Verbindung ist ein Dichtring 40 eingelegt.
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In Fig. 6 ist die bereits in Zusammenhang mit Fig. 5 beschriebene
Kaliberhülse 35 in Ansicht vom Deckel her sowie im Ausschnitt gezeichnet.
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Mit der Erfindung wird das allgemeine Phänomen ausgenutzt, daß ein
axial belastetes und auf der Innenseite vollständig sowie auf der Außenseite in
gewissen Bereichen gedie haltenes Rohrstück Tendenz zeigt, abhängig vom Material,
der Rohrwandstärke und dem Rohrdurchmesser in Ringwulsten auszuweichen,wobei diese
Ringwulste sich sehr gleichmäßig ausbilden, wenn das außen freie Rohrstück nur lang
genug ist.