EP0022063B1 - Vorrichtung zum Ableiten der Abgase von Verbrennungskraftmaschinen und Verfahren zur Herstellung derselben - Google Patents

Vorrichtung zum Ableiten der Abgase von Verbrennungskraftmaschinen und Verfahren zur Herstellung derselben Download PDF

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EP0022063B1
EP0022063B1 EP80810177A EP80810177A EP0022063B1 EP 0022063 B1 EP0022063 B1 EP 0022063B1 EP 80810177 A EP80810177 A EP 80810177A EP 80810177 A EP80810177 A EP 80810177A EP 0022063 B1 EP0022063 B1 EP 0022063B1
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Definitions

  • the invention relates to a device for discharging the exhaust gases of internal combustion engines with at least one exhaust pipe comprising and forming an interior sleeve-like muffler from at least two interconnected parts, the exhaust pipe having perforations in the interior of the muffler and optionally sound absorbers being arranged, and a method for producing such a device Contraption.
  • They usually consist of steel, sheet steel or chrome steel sheet and in some cases are provided with a corrosion-protective surface coating.
  • connection stubs coming from the ends of a pot are tapered by round hammers.
  • the round hammering can be carried out over a mandrel or also without a mandrel as cold forming or hot forming.
  • Such a pot has several disadvantages.
  • the shaping of the connection piece by means of rotary hammers, which is taken from the conventional manufacturing technology for sheet metal, not only requires expensive tools when it is manufactured precisely, but is also labor-intensive and complicated.
  • the inventor has set itself the goal of developing a device of the type mentioned at the outset which is easy and inexpensive to produce, is light in weight, shows little susceptibility to corrosion and reduces the number of weld seams at the time.
  • the sleeve parts of the muffler consist of aluminum and / or an aluminum alloy and are each provided with a tapered heel by means of cold extrusion or deep drawing, which are seamlessly followed by sleeves which are molded onto the completely continuous exhaust pipe.
  • the two sleeve parts are advantageously positively connected to one another in a connection area.
  • the two sleeve parts of the muffler are positively connected to one another in a connection area with the aid of an intermediate wall, which is preferably made of steel and has an annular profile.
  • the sleeves of the sleeve parts on the exhaust pipe can be positively connected to one another by profiling the sleeves and the exhaust pipe.
  • the method for producing the device is characterized in that the individual parts of the muffler are positively connected to one another with the aid of the magnetic form method.
  • the sleeve parts which are preferably made from extruded hollow bodies, have a cylindrical or elliptical shape.
  • the hollow bodies can also be produced by deep drawing.
  • the sleeve parts are preferably connected to one another radially to the longitudinal axis of the same, since this makes the seam as short as possible and the vibrations can be better absorbed.
  • the profiling and thus the connection of the two sleeve parts by means of the Magneform process is carried out either by placing a workpiece with the desired profile on the inner surface of the silencer or by pre-profiling an inserted sleeve part. In both cases, the existing profile is transferred to the non-profiled part (s) by applying the Magneform tool.
  • Magneform process also allows an easy and inexpensive connection of the sleeves and the exhaust pipe, with an adhesive possibly being introduced between the two in order to produce an airtight seal.
  • sleeve 4 encompassing a tube 4, which can be dismantled into a sleeve part 2 with a wall 6 and a sleeve part 3 with a wall 7.
  • the sleeve parts 2, 3 can have a cylindrical or oval cross section Q, the wall 6 of the sleeve part 2 having a shoulder-like shoulder 9 at one end, through which the opening cross section Q of the sleeve part 2 is increased by approximately the size of a wall thickness and a coupling area B is formed. The sleeve part 3 is inserted into this coupling area B.
  • the opening cross section Q is reduced by tapered shoulders 16, which are followed by sleeves 10, on the inner wall 11 of which part of the tube wall 5 of the tube 4 abuts.
  • a workpiece 14 preferably made of steel, is placed on the inner wall 11 of the sleeve part 3, which has a profile 15 in the coupling area B, which the walls 6 and 7 of the sleeve parts 2 and 3 align.
  • Fig. 3 offers three connection options for both sleeve parts 2 and 3.
  • the wall 7 of the sleeve part is pre-profiled, while the wall 6 of the sleeve part 2 adapts to this profile or is matched by means of magnetic deformation.
  • connection of the two sleeve parts 2 and 3 is produced in a coupling area B 2 by welding or gluing.
  • connection can also be made by joining and gluing or the like of folded edges of the two sleeve parts 2 and 3 or by an impression 20 of the sleeve part 3 engaging in a groove 21 formed by the sleeve part 2.
  • the tube 4 has 13 openings 12 within the interior of both sleeve parts.
  • sound absorbers are arranged, which, for. B. may also consist of known deposits, other silencer systems known today can also be used.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ableiten der Abgase von Verbrennungskraftmaschinen mit mindestens einem Abgasrohr umfangenden und einen Innenraum bildenden hülsenartigen Schalldämpfer aus wenigstens zwei miteinander verbundenen Teilen, wobei im Innenraum des Schalldämpfers das Abgasrohr Perforationen aufweist und gegebenenfalls Schallabsorber angeordnet sind sowie ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Vorrichtung.
  • Auspuffanlagen sind für die meisten Arten von Verbrennungsmotoren bekannt und in einer Vielzahl von Formen und Ausführungen auf dem Markt erhältlich.
  • Sie bestehen in der Regel aus Stahl, Stahlblech oder Chromstahlblech und sind in einigen Fällen mit einer korrosionsschützenden Oberflächenbeschichtung versehen.
  • Trotz Korrosionsschutz bleibt die Lebensdauer dieser bekannten Auspuffanlagen ungenügend, da zum einen der verwendete Stahl korrosionsanfällig ist, das Gewicht der Anlage wesentlich erhöht und so Schwingungsbruchprobleme mit sich bringt; zum anderen werden die Auspuffanlagen beim Zusammenbau in der Regel mit einigen Schweissnähten versehen, die besonders bruch-und rissanfällig sind. Diese Anfälligkeit betrifft vor allem die in der Regel geschweisste Verbindung von Schalldämpfer und Abgasrohr, da dort die negativen Auswirkungen der Schwingung am grössten sind.
  • Bei einem bekannten Abgasschalldämpfer der vorgenannten Art (GB-A-1 084 237) werden die von den Enden eines Topfes abgehenden Anschlussstutzen durch Rundhämmern verjüngt. Dabei kann das Rundhämmern über einem Dorn oder auch ohne Dorn als Kaltverformung oder Warmverformung vorgenommen werden. Ein solcher Topf weist mehrere Nachteile auf. Die der herkömmlichen Fertiungstechnologie für Bleche entnommene Formgebung des Anschlussstutzens durch Rundhämmern erfordert bei exakter Herstellung nicht nur teure Werkzeuge, sondern ist auch arbeitsintensiv und kompliziert.
  • Bekannt ist weiterhin ein Abgasschalldämpfer gemäss der FR-A-2 388 993, bei welchem Einzelteile des Abgasschalldämpfers aus Aluminium und/oder einer Aluminiumlegierung bestehen, die teilweise im Strangpressverfahren hergestellt worden sind.
  • Verbesserungen am Stahl bezüglich dieser Nachteile, sei es durch eine Beimengung eines Legierungsstoffes oder eine Beschichtung, verteuern aber die Herstellung wiederum wesentlich, während die erreichten Vorteile gering sind.
  • Der Erfinder hat sich zum Ziel gesetzt, eine Vorrichtung der eingangs erwähnten Art zu entwickeln, die leicht und preisgünstig herzustellen ist, ein geringes Gewicht aufweist, wenig Korrosionsanfälligkeit zeigt und die Anzahl der anfätligen Schweissnähte reduziert.
  • Die Lösung dieser Aufgabe wird dadurch bewerkstelligt, dass die Hülsenteile des Schalldämpfers aus Aluminium undloder einer Aluminiumlegierung bestehen und mittels Kalt-Fliesspressen oder Tiefziehen mit jeweils einem Verjüngungsabsatz versehen sind, dem nahtlos Manschetten folgen, welche auf das vollständig durchgehende Abgasrohr aufgeformt sind. - Weiterhin sind die beiden Hülsenteile vorteilhafterweise in einem Verbindungsbereich formschlüssig miteinander verbunden.
  • In einer anderen vorteilhaften Ausführungsform sind die beiden Hülsenteile des Schalldämpfers mit Hilfe einer vorzugsweise aus Stahl bestehenden, eine ringförmige Profilierung aufweisende Zwischenwand in einem Verbindungsbereich formschlüssig miteinander verbunden. - Weiterhin können die Manschetten der Hülsenteile am Abgasrohr durch Profilierung der Manschetten und des Abgasrohres formschlüssig miteinander verbunden sein.
  • Das Verfahren zur Herstellung der Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Einzelteile des Schalldämpfers mit Hilfe des Magneform-Verfahrens formschlüssig miteinanger verbunden werden.
  • Die aus vorzugsweise fliessgepressten Hohlkörpern gefertigten Hülsenteile weisen eine zylindrische oder elliptische Form auf. Die Hohlkörper sind jedoch auch durch Tiefziehung herzustellen. Vorzugsweise sind die Hülsenteile radial zur Längsachse derselben miteinander verbunden, da hierdurch die Nahtstelle eine möglichst geringe Länge aufweist und die Schwingungen besser abgefangen werden können.
  • Bezüglich der Verbindung der Einzelteile des Abgasschalldämpfers mit Hilfe des sogenannten Magneform-Verfahrens ist besonders darauf hinzuweisen, dass hierbei in einem Ladegerät elektrische Energie gespeichert und einem Werkzeug zugeführt wird, wobei für die Dauer von ca. 10-20 Mikrosekunden ein magnetisches Feld erzeugt wird, welches mit magnetischen Kräften von bis zu 50 000 PSI (3450 bar) elektrisch leitendes Metall verformt.
  • Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Vorrichtung sowie Verfahrensweisen zur Herstellung des Schalldämpfers sind aus der nachfolgenden Beschreibung zu entnehmen.
  • Die Profilierung und damit Verbindung beider Hülsenteile mittels des Magneform-Verfahrens erfolgt entweder durch Anlegen eines mit dem gewünschten Profil versehenen Werkstückes an die Innenfläche des Schalldämpfers oder durch Vorprofilierung eines eingeschobenen Hülsenteils. In beiden Fällen wird durch Anlegung des Magneform-Werkzeuges das vorhandene Profil auf den bzw. die nichtprofilierten Teile übertragen.
  • Es ist aber auch vorgesehen, die Hülsenteile zu verkleben oder zu verschweissen bzw. durch Falzbildung oder Nut- und Federbildung zu verbinden.
  • Die Verwendung des Magneform-Verfahrens erlaubt auch eine leichte und günstige Verbindung von Manschetten und Abgasrohr, wobei gegebenenfalls zur Herstellung eines luftdichten Abschlusses ein Klebstoff zwischen beiden eingebracht ist.
  • Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt in
    • Fig. 1 einen Querschnitt durch einen Teil eines Schalldämpfers, geschnitten nach Linie 11-11 in Fig. 2,
    • Fig. 2 eine Seitenansicht eines Schalldämpfers, teilweise geschnitten nach Linie 11-11 in Fig. 1,
    • Fig. 3 einen Ausschnitt aus Fig. 2 in vier Ausführungsbeispielen.
  • Ein Schalldämpfer R besteht nach Fig. 2 aus einer ein Rohr 4 umfangenden Hülse 1, welche in einen Hülsenteil 2 mit einer Wandung 6 und einen Hülsenteil 3 mit einer Wandung 7 zerlegbar ist.
  • Die Hülsenteile 2, 3 können einen zylindrischen oder ovalen Querschnitt Q besitzen, wobei die Wandung 6 des Hülsenteils 2 einenends einen schulterartigen Absatz 9 aufweist, durch welchen der Öffnungsquerschnitt Q des Hülsenteils 2 um etwa das Mass einer Wandstärke vergrössert und ein Kupplungsbereich B gebildet wird. In diesen Kupplungsbereich B ist das Hülsenteil 3 eingeschoben.
  • An dem jeweils vom Kupplungsbereich B fernen Ende der Hülsenteile 2 und 3 verkleinert sich der Öffnungsquerschnitt Q durch Verjüngungsabsätze 16, denen Manschetten 10 folgen, an deren Innenwandung 11 ein Teil der Rohrwandung 5 des Rohres 4 anliegt.
  • Zwecks Verbindung beider Hülsenteile 2 und 3 mittels z.B. eines Magneform-Verfahrens wird an die Innenwandung 11 des Hülsenteils 3 ein Werkstück 14, vorzugsweise aus Stahl, angelegt, das im Kupplungsbereich B eine Profilierung 15 aufweist, der sich die Wandungen 6 und 7 der Hülsenteile 2 und 3 angleichen.
  • Fig. 3 bietet drei Verbindungsmöglichkeiten beider Hülsenteile 2 und 3 an.
  • Bei einem Kupplungsbereich B, ist die Wandung 7 des Hülsenteils vorprofiliert, während sich die Wandung 6 des Hülsenteils 2 diesem Profil angleicht bzw. mittels Magneverformung ahgeglichen wird.
  • In einem weiteren Ausführungsbeispiel wird die Verbindung beider Hülsenteile 2 und 3 in einem Kupplungsbereich B2 durch Schweissen oder Verkleben hergestellt.
  • Die Verbindung kann aber auch durch ein Aneinanderlegen und Verkleben oder dergleichen von umgefalzten Kanten der beiden Hülsenteile 2 und 3 erfolgen oder indem eine Abformung 20 des Hülsenteils 3 in eine vom Hülsenteil 2 gebildete Nut 21 eingreift.
  • Das Rohr 4 weist innerhalb des von beiden Hülsenteilen umfangenen Innenraumes 13 Durchbrüche 12 auf. Am Rohr 4 und den Wandungen 6, 7 sind im Innenraum 13 - nichtdargestellte - Schallabsorber angeordnet, welche z. B. auch aus bekannten Einlagen bestehen können, im weiteren können auch andere heute bekannte Schalldämpfersysteme zur Anwendung kommen.

Claims (8)

1. Vorrichtung zum Ableiten der Abgase von Verbrennungskraftmaschinen mit mindestens einem ein Abgasrohr umfangenden und einen Innenraum bildenden hülsenartigen Schalldämpfer aus wenigstens zwei miteinander verbundenen Teilen, wobei im Innenraum des Schalldämpfers das Abgasrohr Perforationen aufweist und gegebenenfalls Schallabsorber angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülsenteile (2 und 3) des Schalldämpfers (R) aus Aluminium und/ oder einer Aluminiumlegierung bestehen und mittels Kalt-Fliesspressen oder Tiefziehen mit jeweils einem Verjüngungsabsatz (16) versehen sind, dem nahtlos Manschetten (10) folgen, welche auf das vollständig durchgehende Abgasrohr aufgeformt sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Hülsenteile (2 und 3) des Schalldämpfers (R) im Verbindungsbereich (B,) formschlüssig miteinander verbunden sind.
3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Hülsenteile mit einer vorzugsweise aus Stahl bestehenden, eine ringförmige Profilierung (15) aufweisenden Zwischenwand (14) und miteinander im Verbindungsbereich (B) formschlüssig verbunden sind.
4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Manschetten (10) der Hülsenteile (2 und 3) mit dem Abgasrohr (4) durch Profilierung derselben formschlüssig verbunden sind.
5. Verfahren zur Herstellung der Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass Einzelteile des Schalldämpfers (R) mit Hilfe des Magneform-Verfahrens formschlüssig miteinander verbunden werden.
6. Verfahren zur Herstellung der Vorrichtung nach dem Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Hülsenteile (2 und 3) unter Anwendung des Magneform-Verfahrens durch Profilierung der beiden Teile formschlüssig miteinander verbunden werden.
7. Verfahren zur Herstellung der Vorrichtung nach dem Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Hülsenteile (2 und 3) mit einer vorzugsweise aus Stahl bestehenden, eine ringförmige Profilierung (15) aufweisenden Zwischenwand (14) und miteinander durch Profilierung der beiden Teile (2 und 3) mit Hilfe des Magneform-Verfahrens im Verbindungsbereich (B) formschlüssig verbunden werden.
8. Verfahren zur Herstellung einer Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Manschetten (10) der Hülsenteile (2 und 3) mit dem Abgasrohr (14) durch Profilierung derselben mit Hilfe des Magneform-Verfahrens verbunden werden.
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