WO2006061211A1 - Gehäuse für ein bauteil einer abgasanlage - Google Patents

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Definitions

  • Exhaust system having a first and a second half-shell, which are connected to each other at least in sections by means of an edge portion, and with at least one opening for a pipe to be connected to the housing.
  • Such housings are in practical use and are used for different components of the exhaust system, for example for catalysts, diesel particulate filters and in particular for silencers.
  • a disadvantage of the described housing 10 according to the prior art is that the housing 10 in the region of the opening 18 in the horizontal direction (ie along the edge portions 20) has a significantly greater rigidity as in the vertical direction (perpendicular to the plane of the edge portions 20). This results in a jump in stiffness in this area, which leads to a limited fatigue strength under bending stress and thus to a shortened durability of the housing.
  • FIG. 5 shows a second embodiment of the housing 30 according to the invention, which provides two separate flow paths 32 and is used, for example, as the housing of a middle silencer.
  • the housing 30 also consists of a first half shell (not shown) and an overlying second half shell 34, the longitudinal edge portions 36 of which, as already described with reference to FIGS. 1 to 3, are connected to one another.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Gehäuse für ein Bauteil einer Abgasanlage, mit einer ersten (12) und einer zweiten Halbschale, die wenigstens abschnittsweise mittels eines Randabschnittes (20) miteinander verbunden sind, und mit einer Öffnung (18) für ein Rohr (22), das mit dem Gehäuse (10) verbunden werden soll, dadurch gekennzeichnet, daß die Randabschnitte (20) an der Öffnung (18) auslaufen und die Breite der Randabschnitte (20) zur Öffnung (18) hin reduziert ist. Die Erfindung betrifft außerdem ein derartiges Gehäuse mit einem daran angebrachten Rohr (22), welches mittels einer Schweißnaht (24) mit dem Gehäuse (10) verschweißt ist, wobei die Breite der Randabschnitte (20) im Bereich der Öffnung (18) maximal gleich der Höhe der Schweißnaht (24) ist.

Description

Gehäuse für ein Bauteil einer Abgasanlage
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Gehäuse für ein Bauteil einer
Abgasanlage, mit einer ersten und einer zweiten Halbschale, die wenigstens abschnittsweise mittels eines Randabschnitts miteinander verbunden sind, und mit wenigstens einer Öffnung für ein Rohr, das mit dem Gehäuse verbunden werden soll.
Derartige Gehäuse sind im praktischen Einsatz und werden für unterschiedliche Bauteile der Abgasanlage verwendet, beispielsweise für Katalysa- toren, Dieselpartikelfilter und insbesondere für Schalldämpfer.
Figur 1 zeigt beispielhaft einen Schalldämpfer 1 mit einem Gehäuse 10 der eingangs genannten Art nach dem Stand der Technik. Das Gehäuse 10 umfaßt eine erste Halbschale 12 und eine darüber liegende zweite Halbschale, die in der Figur nicht gezeigt ist. hn Inneren des Gehäuses 10 ist ein Innenrohr 14 angeordnet, das bei manchen Anwendungen von einer Dämmatte 16 umgeben ist und in das ein abgasführendes Rohr teilweise eingebracht werden kann. Die Verbindung des abgasführenden Rohrs mit dem Gehäuse 10 erfolgt über eine Öffnung 18, die im Gehäuse 10 im Bereich einer Stirnseite S angeordnet ist.
Die beiden Halbschalen weisen zwei längsseitige Randabschnitte 20 auf, die z.B. durch Bördeln oder Verschweißen miteinander verbunden sind. Diese
Verbindung der beiden Halbschalen wird maschinell entlang der Längsränder der beiden Randabschnitte 20 durchgeführt. Die Randabschnitte 20 weisen über ihre gesamte Länge eine im wesentlichen einheitliche Breite von ca. 8 bis 10 mm (im
Falle eines geschweißten Gehäuses) auf. Bei gefalzten Gehäusen ist der Rand- abschnitt meist breiter ausgeführt.
Ein Nachteil bei dem beschriebenen Gehäuse 10 nach dem Stand der Technik besteht darin, daß das Gehäuse 10 im Bereich der Öffnung 18 in horizontaler Richtung (also längs der Randabschnitte 20) eine deutlich größere Steifigkeit aufweist als in vertikaler Richtung (senkrecht zur Ebene der Randabschnitte 20). Dadurch ergibt sich in diesem Bereich ein Steifigkeitssprung, der zu einer eingeschränkten Dauerfestigkeit bei Biegebeanspruchung und damit zu einer verkürzten Haltbarkeit des Gehäuses führt.
Hinzu kommt, daß die Verbindung der beiden Halbschalen entlang der
Längsseiten L des Gehäuses 10 nur jeweils bis zu einem Punkt P problemlos maschinell erfolgen kann. Dies bedeutet, daß bei dem Gehäuse 10 gemäß dem Stand der Technik die beiden maschinell schwer zugänglichen stirnseitigen Ränder X der Randabschnitte 20 der Halbschalen unter Umständen manuell nachgeschweißt werden müssen, um das Gehäuse 10 vollständig zu verschließen. Ein solcher Produktionsschritt ist vergleichsweise aufwendig und daher teuer.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht folglich darin, ein Gehäuse für ein Bauteil einer Abgasanlage bereitzustellen, bei dem Steifigkeitssprünge im Bereich einer Öffnung, die der Anbringung eines Abgasrohrs dient, vermieden werden und das darüber hinaus einfach herstellbar ist.
Erfindungsgemäß ist dazu bei einem Gehäuse der eingangs genannten Art vorgesehen, daß die Randabschnitte an der Öffnung auslaufen und die Breite der Randabschnitte zur Öffnung hin reduziert ist. Auf diese Weise läßt sich die Steifigkeit in horizontaler Richtung deutlich verringern und damit an die Steifigkeit in vertikaler Richtung annähern. So wird eine Erhöhung der Dauerfestigkeit des Gehäuses im Bereich der Öffnung um rund 30 Prozent und damit eine deutlich verbesserte Haltbarkeit erreicht, die mit der Haltbarkeit eines Gehäuses vergleichbar ist, das im Bereich der Öffnung eine zusätzliche Verstrebung aufweist. Zudem entfallt bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung meist die Notwendigkeit des manuellen Nachschweißens.
Um eine verbesserte Dauerfestigkeit bei gleichzeitiger sicherer Verbindung der Halbschalen zu gewährleisten, kann die Breite der Randabschnitte im Bereich der Öffnung etwa die Hälfte der normalen Breite der Randabschnitte betragen, vorteilhaft beträgt sie etwa ein Drittel der normalen Breite. An dem Gehäuse ist vorzugsweise wenigstens ein Rohr angebracht, welches mittels einer Schweißnaht mit dem Gehäuse verschweißt ist, wobei die Breite der Randabschnitte im Bereich der Öffnung maximal gleich der Höhe der Schweißnaht ist. Durch eine solche Ausgestaltung wird nicht nur die bereits beschriebene verbesserte Dauerfestigkeit erreicht, es kann zudem auch auf ein aufwendiges und teures manuelles Nachschweißen der stirnseitigen Ränder der Randabschnitte verzichtet werden. Die Halbschalen werden also an der Stirnseite des Gehäuses ausschließlich durch die ohnehin zur Anbringung des abgasführenden Rohrs benötigte Schweißnaht miteinander verbunden, wodurch ein vollständiges Verschließen des Gehäuses auf einfache, kostengünstige und zeitsparende Weise realisiert wird. Zusätzlich ist das erfindungsgemäße Gehäuse weniger anfällig für Rißbildung im Bereich der Schweißnaht.
Ein besonders günstiges Verhältnis von horizontaler zu vertikaler Steifigkeit, das zu einer optimalen Dauerfestigkeit des Gehäuses im Bereich der Öffnung führt, ergibt sich, wenn die Randabschnitte mit der Mittelachse des Rohrs einen Winkel von etwa 30° einschließen.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung mehrerer bevorzugter Ausführungsformen anhand der beigefügten Zeichnung. In dieser zeigen:
eine Teilschnittansicht eines Schalldämpfers mit einem Gehäuse nach dem
Stand der Technik;
eine Teilschnittansicht eines Schalldämpfers mit einem Gehäuse gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
eine Teilschnittansicht eines Schalldämpfers mit einem Gehäuse mit daran angebrachtem Rohr gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung;
ein zweites Schalldämpfergehäuse nach dem Stand der Technik; und
ein Schalldämpfergehäuse gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung. Figur 2 zeigt ein erfmdungsgemäßes Gehäuse 10 eines Schalldämpfers 1, das das in Figur 1 dargestellte Gehäuse 10 nach dem Stand der Technik ersetzt. Dabei tragen entsprechende Komponenten gleiche Bezugszeichen, und es wird im folgenden nur auf die Unterschiede des erfindungsgemäßen Gehäuses 10 zum Stand der Technik eingegangen. Wie aus Figur 2 ersichtlich ist, laufen beim Gehäuse 10 die Randabschnitte 20 an der Öffnung 18 aus, und die Breite der Randabschnitte 20 ist zur Öffnung 18 hin reduziert. Die Breite der Randabschnitte 20 ist in diesem Bereich so gewählt, daß sie an der Stirnseite S etwa die Hälfte, besser ein Drittel der normalen Breite der Randabschnitte beträgt, also in etwa 2 bis 4 mm. Durch eine solche Ausgestaltung der Randabschnitte 20 läßt sich eine deutlich geringere Steifigkeit in horizontaler Richtung erreichen, wodurch sich die Dauerfestigkeit des Gehäuses 10 im Bereich der Öffnung 18 um rund 30 Prozent erhöht.
Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Gehäuses 10 wird offensichtlich, wenn am Gehäuse 10 ein abgasführendes Rohr 22 angebracht und mittels einer Schweißnaht 24 mit dem Gehäuse 10 verschweißt wird (Figur 3). Die Schweißnaht 24 weist dabei, ebenso wie die Öffnung 18, im wesentlichen die Form des Rohrquerschnitts auf. Aufgrund der reduzierten Breite der Randabschnitte 20 im Bereich der Öffnung 18, in die das Rohr 22 eingebracht wird, lassen sich mit der Schweißnaht 24 zugleich die gesamten stirnseitigen Bereiche X beider Randabschnitte 20 verschließen, ohne daß es nötig wäre, das Gehäuse 10 in seinem Stirnseitenbereich S separat nachzuschweißen.
Eine optimale Dauerfestigkeit des Gehäuses 10 läßt sich dadurch erreichen, daß die Randabschnitte 20 im Bereich der Öffnung 18 mit der Mittelachse des Rohrs 22 einen Winkel α von etwa 30° einschließen.
Figur 5 zeigt eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Gehäuses 30, das zwei separate Strömungswege 32 vorsieht und beispielsweise als Gehäuse eines Mittelschalldämpfers zum Einsatz kommt. Auch das Gehäuse 30 besteht aus einer (nicht gezeigten) ersten Halbschale und einer darüberliegenden zweiten Halbschale 34, deren längsseitige Randabschnitte 36, wie schon mit Bezug auf die Figuren 1 bis 3 beschrieben, miteinander verbunden sind.
Im Vergleich zu einem Gehäuse 30 eines Mittelschalldämpfers gemäß dem
Stand der Technik, das in Figur 4 gezeigt ist, fällt auf, daß die Randabschnitte 36 beim erfindungsgemäßen Gehäuse 30 (Figur 5) wiederum an den beiden Öffnungen 38 auslaufen und ihre Breite zu den Öffnungen 38 hin reduziert ist. Auch bei dieser zweiten Ausfuhrungsform der Erfindung beträgt der Winkel, den die Randabschnitte 36 mit der Mittelachse eines Rohrs, das in die jeweilige Öffnung 38 eingeführt werden kann, einschließen, etwa 30°. Auf diese Weise wird auch beim Gehäuse 30 eine deutlich verbesserte Dauerfestigkeit gegenüber dem Stand der Technik erzielt.

Claims

Patentansprüche
1. Gehäuse für ein Bauteil einer Abgasanlage, mit einer ersten (12) und einer zweiten Halbschale (34), die wenigstens abschnittsweise mittels eines Randabschnittes (20; 36) miteinander verbunden sind, und mit wenigstens einer Öffnung (18; 38) für ein Rohr (22), das mit dem Gehäuse (10; 30) verbunden werden soll, dadurch gekennzeichnet, daß die Randabschnitte (20; 36) an der Öffnung (18; 38) auslaufen und die Breite der Randabschnitte (20; 36) zur Öffnung (18; 38) hin reduziert ist.
2. Gehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite der Randabschnitte (20; 36) im Bereich der Öffnung (18; 38) etwa die Hälfte der normalen Breite der Randabschnitte (20; 36) beträgt.
3. Gehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite der Randabschnitte (20; 36) im Bereich der Öffnung (18; 38) etwa ein Drittel der normalen Breite der Randabschnitte (20; 36) beträgt.
4. Gehäuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit wenigstens einem daran angebrachten Rohr (22), welches mittels einer Schweißnaht (24) mit dem Gehäuse (10; 30) verschweißt ist, wobei die Breite der Randabschnitte (20; 36) im Bereich der Öffnung (18; 38) maximal gleich der Höhe der Schweißnaht (24) ist.
5. Gehäuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Randabschnitte (20; 36) mit der Mittelachse des Rohrs (22) einen Winkel von etwa 30° einschließen.
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