DE69917976T2

DE69917976T2 - Verfahren zum Herstellen eines Gehäuses eines Schalldämpfers und ein solches Gehäuse

Info

Publication number: DE69917976T2
Application number: DE69917976T
Authority: DE
Inventors: Willem Denis Maria Stuer
Original assignee: Scambia Industrial Developments AG
Current assignee: Scambia Industrial Developments AG
Priority date: 1998-04-17
Filing date: 1999-04-13
Publication date: 2005-06-23
Anticipated expiration: 2019-04-14
Also published as: ATE269183T1; EP0950460B1; JPH11324637A; NL1008920C2; ES2220028T3; DE69917976D1; EP0950460A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Gehäuses eines Schalldämpfers.
Es ist für diesen Zweck gebräuchlich, von einer Metalltafel auszugehen, die derart zu einem Mantel gebogen wird, dass die Längsränder aufeinander zu liegen kommen. Die Längsränder werden gebördelt, um einen Falz zu bilden (siehe zum Beispiel die US 398 407 A und die entsprechende EP 0 807 749 A ). Ein solcher Falz wird manchmal mit einer zusätzlichen Fixierung durch Punktschweissen versehen.
Der dabei entstehende Flansch steht notwendigerweise etwas von dem auf diese Weise hergestellten, rohrförmigen Körper vor. Zudem ist der gebördelte Falz nicht vollständig dicht. Dies deshalb, weil das Bördeln der Längsränder nicht einen gasdichten Falz ergibt. Das lokale Punktschweissen kann auch keine Gasdichtigkeit gewährleisten.
Die US 5 412 869 A offenbart ein Verfahren zum Herstellen einer Zelle oder eines Rohrs für eine Kraftfahrzeug-Speichereinheit für latente Wärme aus einem ebenen Blechstück, das sehr dünn und höchstens einige wenige Zehntelmillimeter dick ist. Das ebene Blechstück wird über dem Schlitz einer Matrize angeordnet und durch eine Amboss-Stange in den Schlitz gedrückt. Dies verleiht dem Blechstück eine U-form. Die Randbereiche des Blechstücks werden dann über die Amboss-Stange gebogen, so dass die einander überlappen. Die sich überlappenden Randbereiche werden danach durch Ultraschall-Schweissen zusammengeschweisst, um einen rohrförmigen Körper zu bilden. Die Amboss-Stange dient dabei als erstes Schweiss-Werkzeug. Das zweite Schweiss-Werkzeug hat einen drehbaren Kopf, der entlang den überlappenden Rändern gerollt wird. Der hergestellte, rohrförmige Körper bildet jedoch nicht einen Teil eines Schalldämpfergehäuses und wäre kaum für ein Schalldämpfergehäuse, das ziemlich solid sein muss, geeignet.
Es ist ein Ziel der Erfindung, Nachteile der bekannten Verfahren und der damit hergestellten Gehäuse zu überwinden. Es ist insbesondere vorgesehen, ein Verfahren zur Herstellung eines Gehäuses mit einem rohrförmigen Körper zu schaffen, der eine gasdichte und solide Längsnaht ohne einen nach aussen ragenden Längsflansch hat. Das Verfahren soll auch wirtschaftlich sein und erlauben, den rohrförmigen Körper aus so dünnem Blech wie gewünscht und mit jeder gewünschten Querschnittsform und Querschnittsabmessung herzustellen.
Dieses Ziel wird durch das Verfahren gemäss dem Anspruch 1 erreicht.
Die Erfindung betrifft auch ein Gehäuse für einen Schalldämpfer, wie es im Anspruch 30 definiert ist, das einen gemäss dem genannten Verfahren hergestellten Körper aufweist.
Vorteilhafte Weiterbildungen des Verfahrens und des Gehäuses werden durch die abhängigen Ansprüche definiert.
Wenn das Wandmaterialstück gemäss der Erfindung derart geformt wird, dass die eine Oberfläche des Wandmaterialstücks an der Stelle der Längsrandabschnitte der anderen Oberfläche zugewandt ist, wird eine im Wesentlichen flache zusammenhängende Schweissnaht erzielt. Eine solche Schweissnaht ragt bezüglich des rohrförmigen Körpers des Gehäuses – und insbesondere bezüglich der benachbarten Abschnitte des rohrförmigen Körpers – praktisch nicht nach aussen. Ferner ist die Herstellung des Gehäuses einfacher und wirtschaftlicher, weil die Bildung der Verbindung der Längsrandabschnitte nur einen Schweissvorgang aufweist. Eine vollständige Gasdichtigkeit kann auch gewährleistet werden.
Die Blechstücke zum Bilden eines zur Herstellung eines rohrförmigen Körpers dienenden Wandmaterialstücks können von einem grösseren, ebenen, schweissbaren Blechteil oder von mehreren Blechteilen abgeschnitten werden, der bzw. die am Lager sind. Solche grosse, ebene, als Ausgangsmaterial dienende Blechteile benötigen nur wenig Platz beim Transportieren und Lagern.
Das Wandmaterialstück kann im ebenen, undeformierten Zustand viereckförmig sein, wobei die zwei Längsränder parallel zueinander sein können und wobei die zwei anderen Ränder senkrecht zu den Längsrändern sein können. Die Erfindung ermöglicht, ein Wandmaterialstück mit jeder gewünschten Länge, Breite und insbesondere Dicke zu verwenden und trotzdem eine gasdichte, feste und dauerhafte Naht zu erzeugen. Es ist insbesondere möglich, relativ dünnes Wandmaterial zu verwenden, so dass der rohrförmige Körper nur ein niedriges Gewicht hat. Das Wandmaterialstück kann zum Beispiel aus Blechstücken bestehen oder Blechschichten aufweisen, die eine Dicke von höchstens 1,2 mm, vorzugsweise höchstens 1 mm oder sogar höchstens 0,8 mm und zum Beispiel ungefähr 0,3 mm bis 0,7 mm haben.
Das Verfahren erlaubt die Herstellung eines rohrförmigen Körpers mit jeder gewünschten Querschnittsform und jeder gewünschten Querschnittsabmessung bzw. allen gewünschten Querschnittsabmessungen. Der rohrförmige Körper kann im Querschnitt beispielsweise im Wesentlichen kreisförmig oder nicht-kreisförmig sein und im letzteren Fall zum Beispiel oval sein oder gebogene und abgeflachte Abschnitte haben.
Ein zur Bildung einer Schicht Wandmaterial benutztes Blech kann im Wesentlichen aus Stahl, zum Beispiel Allzweck-Baustahl bestehen, der vorzugsweise auf einer oder beiden Seite(n) einen Schutzüberzug hat. Ein Blechelement kann zum Beispiel aus aluminisiertem Baustahl bestehen. Ein Blech kann auch aus unbeschichtetem, rostfreiem Stahl bestehen.
Um die Schalldämpfungsfähigkeit des Gehäuses zu vergrössern, ist das letztere doppelwandig ausgebildet. Zu diesem Zweck wird ein Wandmaterialstück bereitgestellt, das zwei Schichten Blech hat. Die Längsränder der beiden Schichten können dann zusammenfallen. Das Wandmaterial wird dann derart geformt, dass die gegenüberstehenden Längsrandabschnitte beider Blechschichten aufeinander zu liegen kommen. Die vier Längsrandabschnitte werden dann miteinander verschweisst. Die Schweissnaht kann also auf dieselbe Weise erzeugt werden wie für ein einwandiges Gehäuse.
Das erfindungsgemässe Verfahren kann auch den Schritt umfassen, eine schall- und wärmeisolierende Schicht zwischen zwei anderen Schichten anzuordnen, die aus Blech besteht.
Die Herstellung einer zusammenhängenden Längsnaht kann auf verschiedene Weisen erfolgen. Es kann insbesondere ein Widerstandsschweissen mittels Elektroden in Betracht gezogen werden, die auf gegenüberliegenden Seiten der Längsrandabschnitte und der zu bildenden Schweissnaht angeordnet werden. Eine Elektrode oder beide Elektroden kann bzw. können durch eine Press-Rolle gebildet oder zwischen einem der Randabschnitte und einer Press-Rolle angeordnet werden. Die Randabschnitte werden dann durch die Rolle oder die Rollen fortlaufend entlang den Längsrändern gegeneinander gepresst.
Das auf diese Weise hergestellte Gehäuse bietet zusätzliche Vorteile. Dank der vollständig flüssigkeitsdichten und gasdichten Dichtigkeit der Schweissnaht ist es möglich, eine Druckdifferenz über der Wand zu erzeugen. Dies ist nützlich, wenn das Gehäuse nach der Bildung der Schweissnaht durch mechanisches Verformen, wie Flüssigkeits-Umformen, des Wandmaterials weiter bearbeitet wird.
Beim erfindungsgemässen Verfahren ist es auch möglich, den Schritt auszuführen, die entgegengesetzten Endränder des Gehäuses nach aussen oder innen zu biegen. Die Schweissnaht ist so robust, dass sie bei der Stelle, bei der die Endränder nach aussen oder innen gebogen werden, trotz der während dieses Vorgangs erzeugten, hohen Zugsspannungen nicht nachgibt.
Der gemäss diesem Verfahren hergestellte Körper bietet auch Vorteile, wenn die zum Vervollständigen des Gehäuses erforderlichen Endwände mit dem rohrförmigen Körper verbunden werden.
Vorzugsweise werden Endwände mit Umfangsflanschen verwendet, deren Umfang auf denjenigen des Körpers abgestimmt ist. In Anbetracht der Tatsache, dass die Schweissnaht im Körper im Wesentlichen flach ist, kann der Umfangsflansch jeder Endwand entweder mit der Aussenseite oder der Innenseite des Körpers verbunden werden.
In diesem Rahmen kann das erfindungsgemässe Verfahren die Schritte aufweisen, eine Lötpaste, insbesondere eine Hartlötpaste, wie ein Kufpferpaste, zwischen dem Umfangsflansch und dem Körper anzuordnen und die Kupferpaste zu erhitzen, um eine Löt-, nämlich Hartlötverbindung zwischen der Endwand und dem Körper zu erzielen. Die Ausführungsform, bei der die Flansche der Endwände einander zugewandt sind, ist besonders vorteilhaft. In diesem Fall ist es möglich, mindestens eine der Endwände ungefähr mit einer Ebene zusammenfallen zu lassen, die durch einen Endrand des rohrförmigen Körpers und/oder des ganzen Gehäuses bestimmt ist, so dass das Innere des Gehäuses ein maximales Volumen hat, das ganz zum Aufnehmen eines schallabsorbierenden Materials zur Verfügung steht.
Des Weiteren kann eine Trennwand in relativ einfacher Weise in das Gehäuse eingebaut werden. In diesem Rahmen umfasst das Verfahren das Befestigen einer Trennwand im Körper durch die Klemmwirkung zwischen der äusseren Umfangsfläche der Trennwand und der inneren Umfangsfläche des rohrförmigen Körpers.
Die Erfindung nachfolgend ausführlicher mit Bezug auf die in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele erläutert.
1 zeigt einen Querschnitt durch ein zu einem rohrförmigen Körper für einen nicht erfindungsgemässen Schalldämpfer geformtes Stück Wandmaterial,
2 zeigt ein Detail von 1 in grösserer Grösse, Teile einer Schweisseinrichtung und Kupferdraht-Elektroden,
3 zeigt ähnliche Teile wie 2, aber keine Kupferdraht-Elektroden,
4 zeigt eine von der oberen Seite von 1 gesehene Ansicht eines rohrförmigen Körpers mit einem gebördelten Endrandabschnitt,
5 zeigt einen Querschnitt durch eine Endwand,
6 zeigt einen Schnitt durch einen Schalldämpfer mit den in den 4 und 5 dargestellten Teilen,
7 zeigt einen Längsschnitt durch einen anderen Schalldämpfer,
8 zeigt einen Abschnitt einer Variante des Schalldämpfers gemäss 7,
9 zeigt ähnliche Teile wie 2, aber zum Quetschnahtschweissen angeordnet,
10 zeigt die durch die Anordnung gemäss 9 gebildete Schweissnaht,
11 zeigt einen Querschnitt durch einen rohrförmigen Körper mit zwei Schichten von Blechmaterial,
die 12 bis 14 zeigen Querschnitte durch eine Isolationsschicht enthaltende Gehäuse.
Die 1–10 und 13–15 entsprechen nicht der Erfindung als solche, sind aber zu Erläuterungszwecken dargestellt.
Der in 1 dargestellte, rohrförmige Körper 1 ist aus einem Wandmaterialstück 2, nämlich einem ursprünglich ebenen Blechstück bzw. einer Blechschicht 2, gebildet worden. Das Wandmaterialstück oder Blechstück 2 ist viereckig und hat zwei gegenüberstehende Längsrandabschnitte 3, 4, die durch freie Längsränder 5 bzw. 6 begrenzt sind. Diese Randabschnitte und Ränder sind gerade und parallel zueinander. Das ursprünglich ebene Blechstück 2 ist derart gebogen und geformt worden, dass es den rohrförmigen Körper 1 bildet und dass der letztere im Querschnitt rundherum geschlossen ist, wobei der Körper 1 zum Beispiel im Wesentlichen einen Zylinder bildet, der im Querschnitt im Wesentlichen kreisförmig ist. Das gebogene Blechstück hat eine Aussenfläche 7 und eine Innenfläche 8. Die Randabschnitte 3, 4 überlappen einander und liegen aufeinander auf. Der Randabschnitt 3 ist auf der Aussenseite des Randabschnitts 4 angeordnet, so dass der zum äusseren Randabschnitt 3 gehörende Abschnitt der Innenfläche 8 den zum inneren Randabschnitt 4 gehörende Abschnitt der Aussenfläche 7 berührt. Jeder Randabschnitt ist zum Beispiel ähnlich gebogen wie der Haupt-Mittel-Abschnitt des Blechstücks und im Wesentlichen stetig, glatt und ohne Falte mit dem genannten Haupt-Mittel-Abschnitt verbunden.
Die teilweise in 2 dargestellte Schweisseinrichtung 10 weist zwei auf gegenüberliegenden Seiten der Randabschnitte 3, 4 angeordnete Press-Rollen 11, 12 auf. Die Rollen 11, 12 bestehen beispielsweise aus Stahl oder irgend einer anderen harten Metalllegierung und sind um Achsen drehbar, die parallel zueinander und senkrecht zur Längsrichtung des rohrförmigen Körpers 1 sind. Eine Kupferdraht-Elektrode 13 ist zwischen dem Randabschnitt 3 und der Rolle 11 angeordnet. Eine andere Kupferdraht-Elektrode 14 ist zwischen dem Randabschnitt 4 und der Rolle 12 angeordnet. Die Schweisseinrichtung 10 weist Stellmittel zum Einstellen des Abstands der zwei Rollen auf, so dass die Rollen die Elektroden 13, 14 und Randabschnitte 3, 4 zwischen kleinen Berührungsstellen, bei denen die Rollen die Elektroden berühren, gegeneinander pressen. Zum Schweissen der Randabschnitte wird das Blechstück 2 in seiner Längsrichtung bezüglich der Rollen-Achsen verschoben. Während das Blechstück relativ zu den Rollen verschoben wird, werden sukzessive neue Abschnitte der Elektroden 13, 14 zugeführt und gelangen zwischen die Randabschnitte 3, 4 und die Rollen. Die Längsrandabschnitte 3, 4 und die flexiblen Kupferdraht-Elektroden 13, 14 werden dabei fortschreitend entlang den Längsrändern 5, 6 zwischen den zwei Press-Rollen eingeklemmt. Die Elektroden verlaufen dann im Allgemeinen entlang den Längsrändern 5, 6. Ferner wird während der Verschiebung des Blechstücks ein elektrischer Strom durch die Elektroden und die Randabschnitte hindurchgeleitet. Dabei wird durch Widerstandsschweissen eine schematisch dargestellte Schweissnaht 15 gebildet. Diese Schweissnaht 15 erstreckt sich zusammenhängend entlang der ganzen Länge der Längsränderabschnitte 3, 4. Die Längsrandabschnitte 3, 4, die durch die Schweissnaht 15 verbunden sind, und die letzere sind praktisch flach. Es kann in diesem Zusammenhang erwähnt werden, dass die Dicke des Blechstücks 2 in wahrer Grösse beispielsweise mindestens 50-mal oder sogar mindestens 100-mal kleiner ist als der Durchmesser oder die allfällige sonstige maximale Querschnittsabmessung des rohrförmigen Körpers 1, so dass die von den Rändern 5, 6 verursachten Stufen der Aussenfläche und Innenfläche des fertigen, rohrförmigen Körpers relativ zum Durchmesser des rohrförmigen Körpers nur klein sind.
3 veranschaulicht ein Widerstandsschweissverfahren, um die Längsrandabschnitte 3, 4 ohne Kupferdraht-Elektroden miteinander zu verschweissen. In diesem Fall greifen die Press-Rollen 17, 18 direkt an den Randabschnitten 3 bzw. 4 an, dienen auch als Elektroden und bestehen beispielsweise mindestens zum Teil aus Kupfer. Die Randabschnitte 3, 4 können analog wie bei dem in 2 veranschaulichten Schweissvorgang entlang den Rändern 5, 6 fortschreitend gegeneinander gepresst und miteinander verschweisst werden, wobei eine Schweissnaht 15 erzeugt wird.
Das in 2 veranschaulichte Widerstandsschweissverfahren unter Verwendung von intermediären Kupferdraht-Elektroden ist vor allem zum Schweissen eines Blechstücks 2 geeignet, das aus beschichtetem – insbesondere aluminisiertem – Baustahl besteht. Das in 3 veranschaulichte Widerstandsschweissverfahren ohne intermediäre Elektroden kann beispielsweise zum Verschweissen der Längsrandabschnitte eines Blechstücks angewendet werden, das aus unbeschichtetem rostfreiem Stahl besteht. Die mit Hilfe von intermediären Kupferdraht-Elektroden oder ohne solche Elektroden erzeugte Schweissnaht 15 ergibt eine dichte und robuste Verbindung.
Dank dieser robusten Verbindung ist es möglich, den rohrförmigen Körper 1 mechanisch zu verformen und zum Beispiel einen Endabschnitt oder beide Endabschnitte des Körpers 1 zu biegen, um einen radial nach aussen ragenden Flansch 20 zu bilden, wie es in 4 ersichtlich ist. An jedem Ende des rohrförmigen Körpers 1 kann eine Endwand oder dergleichen befestigt werden. Eine geeignete Endwand 25 ist in 5 dargestellt. Diese Endwand 25 hat einen Mittelabschnitt 26 mit einem einen Durchgang 27 begrenzenden Hals und mit einem kurzen, ringförmigen, zylindrischen, in den rohrförmigen Körper 1 passenden Abschnitt. Die Endwand 25 hat auch einen ringförmigen, nach aussen ragenden Randabschnitt oder Flansch 28. Die Flansche 20 und 28 sind in Querschnitten im Wesentlichen gerade und sind nämlich in den in den 4 und 5 dargestellten Zuständen des rohrförmigen Körpers und der Endwand im Wesentlichen eben und senkrecht zur Achse des rohrförmigen Körpers 1 und der Achse der Endwand 25. Der Mittelabschnitt 26 der Endwand 25 wird dann in einen Endabschnitt des rohrförmigen Körpers 1 eingesetzt, so dass die Flansche 20 und 28 zum Anliegen aneinander kommen. Danach werden die Flansche 20, 28 weiter gebördelt, d. h. gebogen und gefaltet, so dass sie zusammen einen in 6 ersichtlichen Falz 30 bilden. Der rohrförmgie Körper 1 und zwei Endwände bilden zusammen ein Gehäuse 31 eines Schalldämpfers 31. Dann kann ein Rohr 32 oder dergleichen in den Durchgang 27 eingesetzt und an der Endwand 26 befestigt – beispielsweise angeschweisst – werden.
Der in 7 ersichtliche Schalldämpfer weist ein Gehäuse 34 mit einem rohrförmigen Körper 35 auf. Der letztere hat eine Innenfläche 36 und ist wieder aus einem Blechstück oder einer Blechschicht mit nicht ersichtlichen Randabschnitten gebildet, die ähnlich wie beim rohrförmigen Körper 1 durch eine Schweissnaht verbunden sind. Die Wand des rohrförmigen Körpers 35 ist jedoch über die ganze Länge des Körpers gerade und parallel zu einer Achse gelassen – d.h. zylindrisch. Im rohrförmigen Körper 35 sind Endwände 37 befestigt. Beide Endwände 37 haben einen ringförmigen, zylindrischen, peripheren Flansch 38. Die Flansche ragen gegeneinander und in den rohrförmigen Körper 35 hinein. Die Flansche 38 wurden an der Innenfläche 36 des Körpers 1 durch Hartlöten mittels einer Hartlöt-Kupferpaste befestigt, welche durch Heizen die Verbindungen 40 gebildet hat. Die ebenen Hauptabschnitte der Endwände sind ungefähr bündig mit den Enden des rohrförmigen Körpers, so dass das Volumen des vom Gehäuse 34 begrenzten, durch den Körper 35 und die Endwände 37 bestimmten Hohlraums maximal ist. Demzufolge kann auch eine maximale Schalldämpfung sichergestellt werden.
Infolge der Tatsache, dass ein genau hergestellter Körper mit der erfindungsgemässen Schweissnaht ausgestattet wurde, ist es möglich, eine Trennwand 41, insbesondere die Aussenfläche von deren Flansch 42, durch einfaches Festklemmen an der Innenfläche 36 des Körpers 35 und/oder durch Hartlöten mit Hilfe einer Hartlöt-Kupferpaste zu befestigen. Die Endwände 37 haben Durchgänge 43 zum Verbinden der Rohrteile 44, 45 des Auspuffs. Die Rohrteile können beispielsweise durch Hartlöten mittels einer Hartlöt- Kupferpaste oder durch Anschweissen an den die Durchgänge 43 der Endwände 37 begrenzenden Krägen befestigt werden.
Der durch das Gehäuse 34 begrenzte Hohlraum kann eventuell mindestens zum Teil mit einem geeigneten, schallabsorbierenden Material, wie Fasermaterial, gefüllt werden. Die Innenkammer 47 zwischen der Trennwand 41 und einer der Endwände 37 kann beispielsweise mit einem solchen (nicht dargestellten) Fasermaterial gefüllt werden, bevor die genannte Endwand oder beide Endwände befestigt wird bzw. werden.
Das zum Teil in 8 dargestellte Gehäuse 51 hat einen rohrförmigen Körper 52 mit einer Aussenfläche 53. Das Gehäuse 51 weist auch mindestens eine Endwand 57 mit einem am rohrförmigen Körper 52 befestigten Flansch 58 auf. Das Gehäuse 51 ist im Allgemeinen dem Gehäuse 34 in 7 ähnlich, unterscheidet sich aber vom Gehäuse 34 dadurch, dass der Flansch 58 die Aussenfläche 53 des rohrförmigen Körpers 52 umschliesst und an dieser angreift.
9 zeigt Teile eines Blechstücks 62 mit zwei Längsrandabschnitten 63, 64 und Längsrändern 65, 66. Das ursprünglich ebene Blechstück 62 ist derart geformt worden, dass die Randabschnitte 63, 64 einander nur wenig und deutlich weniger überlappen als die Randabschnitte 3, 4 in den 2, 3. Die Randabschnitte werden durch Widerstandsschweissen mit Hilfe von Press-Rollen 71, 72 und Kupferdraht-Elektroden 73, 74 verbunden. Zum Schweissen werden die Elektroden 73, 74 und Randabschnitte 63, 64 wieder fortschreitend entlang den Rändern 65, 66 durch die Rollen 71, 72 gegeneinander gedrückt, wobei ein elektrischer Strom durch die Randabschnitte geleitet wird. Die Press-Rollen üben dabei einen Druck auf die Randabschnitte 63, 64 bis zu den Rändern 65, 66 auf. Der angewandte Druck ist so hoch, dass die Randabschnitte 63, 64 stark verformt werden. 10 veranschaulicht schematisch das Ergebnis dieses Verformungsvorgangs. Vor der Verformung liegen die Randabschnitte 63, 64 mit Abschnitten der Aussenfläche 67 und der Innenfläche 68 aufeinander auf. Nach der Verformung sind die Randabschnitte 63, 64 mehr oder weniger aneinander anstossend und in Kontakt miteinander bei den Rändern 65, 66. Die Randabschnitte liegen dann mehr oder weniger mit Abschnitten der Flächen 67, 68 und/oder Randflächen aufeinander auf, die bezüglich der benachbarten, undeformierten Flächen 67, 68 im Allgemeinen geneigt sind. Nach dem Schweissen sind die Randabschnitte durch eine Schweissnaht 75 verbunden. Das in den 9, 10 veranschaulichte Widerstansschweisseverfahren wird als Quetschnahtschweissen bezeichnet.
Wie in 11 dargestellt, sieht die Erfindung einen rohrförmigen Körper 81 vor, der ein Wandmaterialstück 82 mit einer ersten, inneren Schicht 83 und einer zweiten, äusseren Schicht 84 aufweist, wobei jede dieser Schichten aus Blech besteht. Die äussere Schicht 84 liegt mit der Innenfläche auf der Aussenfläche der inneren Schicht 83 auf. Die zwei Schichten 83, 84 haben Längsrandabschnitte und Längsränder. Zur Herstellung des rohrförmigen Körpers 81 wird die ursprünglich ebene, erste Blechschicht 83 verformt, wonach die zweite Blechschicht 84 um die erste Blechschicht 83 gewickelt wird, so dass die zwei Schichten 83, 84 aufeinander aufliegen und dass die Längsränder der zwei Schichten im Wesentlichen paarweise zur Deckung gelangen. Ferner überlappt ein Paar Längsrandabschnitte der zwei Schichten das gegenüberstehende Paar Längsrandabschnitte der zwei Schichten, so dass die Innenfläche 85 der inneren Schicht 83 bei den überlappenden Randabschnitten auf der Aussenfläche 86 der äusseren Schicht 84 aufliegt. Alle vier Randabschnitte werden dann durch eine und dieselbe Schweissnaht 87 verbunden, die in einem einzigen Schweissvorgang durch Widerstandsschweissen erzeugt wird.
Der in 12 ersichtliche, rohrförmige Körper 91 weist ein Wandmaterialstück 92 auf. Das letztere hat eine innere Blechschicht 93, eine äussere Blechschicht 94 und eine Isolationsschicht 95, die zwischen den Haupt-Mittel-Abschnitten der zwei Blechschichten 93, 94 angeordnet ist. Die zwei Blechschichten 93, 94 sind derart geformt worden, dass ihre vier Längsrandabschnitte aufeinander aufliegen, und sind durch eine und dieselbe, in einem einzigen Schweissvorgang erzeugte Schweissnaht miteinander verbunden worden. Der Haupt-Mittel-Abschnitt der inneren Blechschicht kann möglicherweise mindestens eine Perforation 96 aufweisen, die sich beispielsweise über einen Teil des Mittel-Haupt-Abschnitts oder sogar mehr oder weniger über den ganzen Mittel-Haupt-Abschnitt erstreckt.
Das in 13 dargestellte Gehäuse hat ein Wand, die einen inneren, rohrförmigen Körper 101 und einen äusseren, rohrförmigen Körper aufweist. Die zwei Körper 101, 102 sind aus einer inneren Blechschicht 103 bzw. einer äusseren Blechschicht gebildet. Zwischen den zwei Blechschichten ist eine Isolationsschicht 105 angeordnet. Jede Blechschicht 103, 104 hat überlappende Randabschnitte, wobei die Randabschnitte der inneren Schicht in Abstand von den Randabschnitten der äusseren Schicht stehen. Die Randabschnitte der inneren Schicht sind durch eine Schweissnaht miteinander verbunden, und die Randabschnitte der äusseren Schicht sind durch eine andere Schweissnaht miteinander verbunden. Die Isolationsschicht 105 trennt die zwei Blechschichten 103, 104 im Querschnitt entlang dem ganzen Umfang der zwei Blechschichten voneinander. Die innere Blechschicht kann wiederum mindestens eine Performation 106 aufweisen.
Das in den 14 und 15 ersichtliche Schalldämpfer-Gehäuse 110 weist eine mehrschichtige Wand auf. Der innerste Teil dieser Wand besteht aus einem rohrförmigen Körper 111, der aus einer Blechschicht 113 mit überlappenden, durch eine Schweissnaht verbundenen Längsrandabschnitten geformt ist. Die Wand weist auch eine äussere Schicht 114 aus Kunststoff und eine zwischen den Schichten 113, 114 angeordnete Isolationsschicht 115 auf. An jedem Ende des rohrförmigen Körpers 111 bzw. der Blechschicht 113 ist eine erste, innere Endwand 117 befestigt. Eine zweite, äussere Endwand 118 ist in einem kleinen Abstand von der inneren Endwand angeordnet. Die zwei Endwände bestehen aus einem metallischen Material, z.B. Stahl, und sind fest durch ein Rohr 119 verbunden. Eine Isolationsschicht 120 ist zwischen den beiden Endwänden angeordnet und hängt mit der Isolationsschicht 115 zusammen. Die äussere Schicht 114 ist aus einem schrumpfbaren Kunststoff-Rohrstück gebildet, das durch Erhitzen geschrumpft und dadurch an Flanschen der äusseren Endwand 118 befestigt worden ist.
Da das Gehäuse nach der Erfindung gemäss den 11, 12 zwei Blechschichten aufweist, können die zwei Schichten eventuell verschiedene Dicken haben, wobei die innere Schicht beispielsweise dünner ist als die äussere Schicht. Überdies können die zwei Schichten möglicherweise aus verschiedenen Materialien bestehen. Die innere Schicht kann zum Beispiel aus unbeschichtetem, rostfreien Stahl bestehen, und die äussere Schicht kann dann aus aluminisiertem Baustahl bestehen. Die zwei Blechschichten können jedoch die gleiche Dicke haben und aus dem gleichen Material bestehen.
Die Isolationsschichten 95, 105, 115 und 120 bestehen aus Mineralfasern, zum Beispiel aus Basaltwolle und/oder einer anderen Steinwolle und/oder eventuell Glaswolle. Solche Schichten dämpfen den Schall und verkleinern auch die Wärmeübertragung. Diese Reduktion der Wärmeübertragung ermöglicht, die äusserste Schicht 114 des in den 14, 15 ersichtlichen, rohrförmigen Körpers, wie schon erwähnt, aus Kunststoff zu machen.
Die Verfahren zur Herstellung eines Gehäuses und die hergestellten Gehäuse können ferner auf verschiedene Arten geändert werden. Beispielsweise könnte eine der zwei zum Widerstandsschweissen benutzten Rollen durch einen starren, stabförmigen, stationären Support ersetzt werden, der den rohrförmigen Körper entlang dessen ganzer Länge stützt. Statt die zur Bildung des rohrförmigen Körpers dienenden Blechschichten zu verschieben, könnte die verbleibende Rolle dann entlang der zu bildenden Schweissnaht verschoben werden. Beim in 4 ersichtlichen, rohrförmigen Körper könnte der nach aussen ragende Flansch 20 durch einen nach innen ragenden Flansch ersetzt werden. Die Endwände der verschiedenen Gehäuse könnten durch Schweissen an den rohrförmigen Körpern befestigt werden.

Claims

Verfahren zur Herstellung eines Gehäuses eines Schalldämpfers, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: bereitstellen von zwei Blechstücken zur Bildung von zwei Blechschichten (83, 84, 93, 94) eines Wandmaterialstücks (82, 92), wobei jede Blechschicht (83, 84, 93, 94) zwei gegenüberstehende Längsrandabschnitte hat, die zwei Längsränder bilden, formen der zwei Blechschichten (83, 84, 93, 94), so dass die gegenüberstehenden Längsrandrandabschnitte von beiden Blechschichten (83, 84, 93, 94) einander überlappen und zur Auflage aufeinander gelangen, und verschweissen der vier Längsrandabschnitte miteinander, so dass ein rohrförmiger Körper (81, 91) mit einer zusammenhängenden Schweissnaht (87) gebildet wird, die sich im Wesentlichen entlang einer ganzen Länge der Längsrandabschnitte erstreckt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die zwei Blechstücke (83, 84, 93, 94) ursprünglich eben und viereckförmig sind, wobei die zwei gegenüberstehenden Längsränder parallel zueinander sind und wobei jede Blechschicht (93, 84, 93, 94) noch zwei andere Ränder hat, die senkrecht zu den Längsrändern sind.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Formen der Blechschichten (83, 84, 93, 94) derart gemacht wird, dass eine Aussenfläche (86) des Wandmaterialstücks (82, 92) bei den Längsrandabschnitten einer Innenfläche (85) des Wandmaterialstücks (82, 92) zugewandt ist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die zwei Blechschichten (83, 84, 93, 94) eine erste Blechschicht (83, 93) und eine zweite Blechschicht (84, 94) umfassen und wobei die erste Blechschicht (83, 93) zuerst geformt wird, wonach die zweite Blechschicht (84, 94) um die erste Blechschicht (83, 93) gewickelt wird, um das Wandmaterialstück (82, 92) zu bilden, das gegenüberstehende, aufeinander aufliegende Längsrandabschnitte hat.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Formung der zwei Blechschichten (83, 84, 93, 94) derart gemacht wird, dass die Längsränder der zwei Blechschichten (83, 84, 93, 94) einander im Wesentlichen paarweise decken.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Blechschichten (83, 84, 93, 94) im Wesentlichen aus Stahl bestehen.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei mindestens eine der Blechschichten (83, 84, 93, 94) im Wesentlichen aus unbeschichtetem, rostfreiem Stahl besteht.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei mindestens eine der Blechschichten (83, 84, 93, 94) im Wesentlichen aus Stahl besteht und auf mindestens einer Seite einen Überzug hat.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Blechschichten (83, 84, 93, 94) eine innere Blechschicht (83, 93) und eine äussere Blechschicht (84, 94) umfassen, wobei die innere Blechschicht (83, 93) aus unbeschichtetem, rostfreiem Stahl besteht und wobei die äussere Blechschicht (84, 94) aus aluminiumsiertem Stahl besteht.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Verfahren den Schritt aufweist, eine Isolationsschicht (95) zwischen Haupt-Mittel-Abschnitten der Blechschichten (93, 94) anzuordnen.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei die Isolationsschicht (95) aus Mineralfasern, zum Beispiel aus Basaltwolle und/oder Steinwolle und/oder Glaswolle, gebildet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Blechschichten (93, 94) eine innere Blechschicht (93) und eine äussere Blechschicht (94) umfassen und wobei die innere Blechschicht (93) mindestens einen perforierten Abschnitt aufweist.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei jede Blechschicht (83, 84, 93, 94) eine Dicke von höchstens 1,2 mm, vorzugsweise höchstens 1 mm und zum Beispiel höchstens 0,8 mm hat.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei jede Blechschicht (83, 84, 93, 94) eine Dicke hat, die 0,3 mm bis zu 0,7 mm beträgt.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Schweissen der Längsrandabschnitte ein Widerstandsschweissen umfasst.
Verfahren nach Anspruch 15, wobei das Widerstandsschweissen mit Hilfe von auf gegenüberstehenden Seiten von Längsrandabschnitten angeordneten Elektroden erfolgt.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Randabschnitte fortschreitend entlang den Längsrändern mittels mindestens einer Rolle gegeneinander gepresst werden, wenn sie miteinander verschweisst werden.
Verfahren nach Anspruch 16 und 17, wobei mindestens eine der Elektroden durch eine Rolle gebildet und/oder zwischen einem der Randabschnitte und einer Rolle angeordnet ist.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Randabschnitte zwischen Rollen angeordnet und mittels der Rollen fortschreitend entlang den Längsrändern gegeneinander gepresst werden, wenn sie miteinander verschweisst werden.
Verfahren nach Anspruch 15 oder 16 und Anspruch 19, wobei das Widerstandsschweissen mittels zweier auf gegenüberstehenden Seiten der Längsrandabschnitte angeordneter Elektroden erfolgt, wobei jede Elektrode zwischen einem der Randabschnitte und einer der Rollen angeordnet oder durch eine der Rollen gebildet wird.
Verfahren nach Anspruch 20, wobei jede Elektrode aus einem zwischen einem der Randabschnitte und einer der Rollen angeordneten Kupferdraht besteht.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Verschweissen der vier Längsabschnitte in einem einzigen Schweissvorgang durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welchem das Wandmaterialstück (82, 92) noch der Herstellung der Schweissnaht mechanisch verformt wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welchem die gegenüberstehenden Randabschnitte nach der Herstellung der Schweissnaht nach aussen oder innen gebogen werden.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welchem Endwände an gegenüberstehenden Enden des rohrförmigen Körpers befestigt werden.
Verfahren nach Anspruch 25, bei welchem mindestens eine der Endwände mit einem Umfangsflansch gebildet wird und der Umfangsflansch an der Innen- oder Aussenfläche des rohrförmigen Körpers befestigt wird.
Verfahren nach Anspruch 26, wobei die mindestens eine Endwand durch Hartlöten am rohrförmigen Körper befestigt wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welchem eine Trennwand durch eine Klemmwirkung zwischen einer Aussen-Umfangsfläche der Trennwand und einer Innenfläche des rohrförmigen Körpers und/oder durch Löten, insbesondere Hartlöten, im rohrförmigen Körper befestigt wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welchem der rohrförmige Körper mindestens teilweise mit einem schallabsorbierenden Material, beispielsweise Fasermaterial, gefüllt wird.
Gehäuse für einen Schalldämpfer, mit einem rohrförmigen Körper, wie er bei der Herstellung gemäss dem Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche erhältlich ist, dadurch gekennzeichnet, dass der rohrförmige Körper (81, 91) ein Wandmaterialstück (82, 92) mit zwei Blechstücken aufweist, die zwei Blechschichten (83, 84, 93, 94) des Wandmaterialstücks (82, 82) bilden, dass jede Blechschicht (83, 84, 93, 94) zwei gegenüberstehende Längsabschnitte hat, die zwei Längsränder bilden, dass die zwei Blechschichten (83, 84, 93, 94) derartige Formen haben, dass die gegenüberstehende Längsrandabschnitte der beiden Blechschichten (83, 84, 93, 94) einander überlappen und aneinander anliegen und dass die vier Längsrandabschnitte miteinander verschweisst werden, so dass der rohrförmige Körper (81, 91) eine zusammenhängende Schweissnaht hat, welche sich im Wesentlichen entlang einer ganzen Länge der Längsrandabschnitte erstreckt.
Gehäuse nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, dass die innere Blechschicht (93) des Wandmaterialstücks (92) mindestens einen perforierten Abschnitt aufweist.
Gehäuse nach Anspruch 30 oder 31 mit einem Körper, wie er bei der Herstellung gemäss dem Verfahren nach Anspruch 25 oder 26 erhältlich ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Endwände vorhanden sind und dass mindestens eine dieser Endwände ungefähr mit einer durch einen Endrand des rohrförmigen Körpers und/oder des ganzen Gehäuses bestimmten Ebene zusammenfällt und einen an der Innen- oder Aussenfläche des rohrförmigen Körpers befestigten Umfangsflansch hat.