排气引导装置及其制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种车辆的排气引导装置，该排气引导装置具有圆柱形的外部壳体（18），该圆柱形的外部壳体（18）包括外部壳体件（24）以及设置在该外部壳体件（24）的内部中的内部壳体件（26），其中，外部壳体件（24）形成比内部壳体件（26）大的外部圆周部段或者同样大的外部圆周部段。内部壳体件（26）的径向外部面特别牢固地结合至外部壳体件（24）。外部壳体件（24）的横截面呈C形的或呈闭合的环形。本发明还涉及一种用于生产该装置的方法。
【专利说明】排气引导装置及其制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种车辆的排气引导装置，该排气引导装置具有圆柱形的外部壳体。另外，本发明还涉及一种用于制造这种装置的方法。
【背景技术】
[0002]在车辆中，诸如催化器、颗粒过滤器、消声器或壳体之类的多种装置设置于排气支路中，安排在排气管道部分之间，其中，壳体中容置所谓的热电发电机(TEG模块)，并且利用温差而通过该热电发电机获得电能。所有的这些装置均为预制单元，这些预制单元结合在车辆的排气支路中，并且在排气支路的入口与出口之间形成容置内部构件(排气净化插件、消声器单元、TEG模块等)的容器。为了产生用于容置内部构件的腔室，在入口与出口之间存在明显的横截面突变。这种装置的圆柱形外部壳体可以不同的方式制造。例如在催化器或颗粒过滤器时，所谓的插件利用片材包裹住，使得插件由插置的安装垫被夹持并且定位在壳体中，其中，排气流过该插件并且该插件通常由陶瓷制成。另外，还存在由横截面呈U形的两个壳体件制成的外部壳体，插件和安装垫被夹持在这两个壳体件之间，并且在将外部壳体闭合时，这两个壳体件被移动到一起达到如下程度:即，这两个壳体件的纵向边缘重叠，这些纵向边缘随后被熔焊或钎焊。
[0003]从US2001/0055551A1中获知一种用于制造催化器的方法，其中，各自围绕插件延伸超过360°的两个片状金属部件互相卷绕。这两个片状金属部件随后形成外部壳体。
[0004]DE102004042078A1描述了一种用于制造排气引导装置壳体的方法，其中，外部壳体由部分地重叠并且在重叠区域中互相连接的三个或更多个片状金属条构成。该壳体的横截面形状并非圆柱形的，而是包括曲率大小不等的部分。重叠区域位于曲率较小的部分。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于发明一种包括能够易于制造的外部壳体的装置，其中，该外部壳体可以以低成本制造并且是轻质的。此外，还提出了一种改进的用于制造该装置的方法。
[0006]根据本发明的用于车辆的排气引导装置具有圆柱形的外部壳体，该圆柱形的外部壳体包括外部壳体件以及设置在外部壳体件的内部中的内部壳体件。该外部壳体件形成比内部壳体件圆周大的外部壳体的部分，或者作为选择，也可形成与内部壳体件一样大的外部圆周的部分。内部壳体件的径向外侧附接至外部壳体件，特别的是结合在一起。该外部壳体件在横截面中延伸呈C形或者延伸成闭合的环形。外部壳体件和内部壳体件是单独的部分，并随后被彼此连接。
[0007]由于外部壳体件主要吸收载荷，并且该外部壳体件由于在横截面中呈C形或环形地闭合的方式延伸并且圈住内部部件而几乎形成外部壳体的整个外周，因此根据本发明的装置的特征还在于外部壳体的非常均匀的载荷及内部部件的均匀的夹持。这是与先前的壳体件解决方案的本质差异，在先前的壳体件解决方案中，单个壳体件具有U形的横截面，即没有向彼此指向内侧的纵向边缘。此外，本发明中的形成外部壳体的两个单独的壳体件(即本质上分离开的部件)能够被比在现有技术中的三个或更多个类似壳体件更为容易地彼此连接。内部壳体件位于外部壳体件的区域中，可谓，内部壳体件被封闭在该外部壳体件中，并且保护该区域。
[0008]优选地，外部壳体件的纵向边缘以彼此不重叠的方式延伸。根据本实施方式，根据本发明的装置由此没有被卷制的且其纵向边缘重叠的外部壳体。这种卷制能够导致下列事实:内部纵向边缘在卷制期间行进距离非常长，这使得向更内侧的邻接部件上施加剪切力，临近部件例如安装垫。当封闭根据本发明的装置的外部壳体时，相对运动可以遍布在两侧上，即遍布在内部壳体件的两个纵向边缘的区域中。
[0009]壳体件优选地在横截面上稳定地弯曲延伸，即不存在突变的阶梯等，如现有技术中利用U形壳体件在纵向边缘的区域中所经常发生的情况那样。因此这降低了制造成本并且保证了该外部壳体均匀的柔韧性，原因是阶梯等会将外部壳体片面地强化。
[0010]外部壳体件和内部壳体件优选地由金属片制成。
[0011]外部壳体件和内部壳体件在重叠区域中的曲率应当是适合于彼此的，使得内部壳体件向其径向外部完全置靠在外部壳体件上。
[0012]根据优选实施方式，外部壳体件的纵向边缘沿圆周方向彼此间隔开，并且纵向边缘之间产生的间隙被内部壳体件在内径侧封闭住。因此，在受力方面，优选实施方式的内部壳体件主要具有将外部壳体件中应当是非常小的该间隙封闭住的任务。该间隙的存在具有下列重要的优点。当外部壳体用于夹持住内部部件或用于紧密地置靠在内部部件上时，总是存在内部部件(例如插入催化器或颗粒过滤器)的横截面公差问题。由于外部壳体的单独制造，将其调整适于待结合的内部部件，因此在外部壳体的制造期间通过将力施加在外部壳体件上使外部壳体件可以被单独紧密地压靠在内部部件上,并且使其适合于该内部部件，从而获得外部壳体的最佳横截面形状。由于该间隙的存在，排除了下列情况:在内部部件的横截面较小的情况下，可使纵向边缘彼此邻接，这使得外部壳体不能被制造得足够小。由此，可由该间隙进行对公差的补偿。然而，能够设想到的是，将公差设置成使得对于最小的可容纳的内部部件而言，纵向边缘恰好彼此邻接。然而，优选方案是，即使对于最小部件而言，也在外部壳体中设置有间隙。
[0013]但是由于该间隙是相对较小的，因此该内部壳体件可以被设计成使得它对外部壳体稳定性的贡献明显少于该外部壳体件，由此内部壳体件的重量和制造成本可以被降低。
[0014]当观察横截面时，该内部壳体件可以具有比外部壳体件小的圆周长度、优选地为其0.6倍或更小。由此能够显著地节省材料。
[0015]当然也可以使用下列内部壳体件,该内部壳体件与外部壳体件相比具有同样大小的乃至比外部壳体件更大的圆周长度。
[0016]内部壳体件也可以以横截面呈C形的方式延伸，即内部壳体件同样具有比呈U形的情况进一步向内拉的纵向边缘。作为选择或者另外，内部壳体件的纵向边缘之间的间隙应当被定位成与外部壳体件的纵向边缘相对，特别有利的是与外部壳体件纵向边缘之间的间隙相对。在圆柱形的外部壳体中，可以限定为内部壳体件的纵向边缘之间的间隙被定位成与外部壳体件的纵向边缘完全相对，特别是与外部壳体件上的间隙完全相对。这可以为外部壳体提供均匀的柔韧性。
[0017]外部壳体件应当比内部壳体件厚、特别是至少厚1.3倍。这将节省重量和材料。另夕卜，避免了使外部壳体在壳体件的重叠区域比在其余不重叠的区域明显弹性减少。
[0018]在实验中，已经发现外部壳体件的厚度可以不超过1.0_、特别是不超过0.8_和/或内部壳体件的厚度可以不超过0.4mm。这些厚度大大地小于现有技术中的相应厚度，在现有技术中，例如采用1.2mm至1.5mm厚的卷制壳壁。
[0019]在优选实施方式甚至可使外部壳体件具有不超过0.4mm的厚度、具体地为0.3mm厚，并且使内部壳体件仅具有不超过0.2mm的厚度。尤其是内部壳体件的小厚度不仅具有重量轻的优点，还可确保在内部壳体件的纵向边缘的区域中外部壳体的厚度仅存在小的突变。由此，限定纵向边缘的端面几乎不向内伸出形成对于邻接部件、例如对于安装垫的干扰轮廓或干扰边缘，使得当封闭住外部壳体时，几乎没有任何剪切力被施加在该邻接部件上。由于厚度小，因此，纵向边缘几乎不会在安装垫处被卡住，而是沿该安装垫滑动。
[0020]内部壳体件和外部壳体件的小厚度也导致如下事实:由于外部壳体件比现有技术中的更为柔韧，并且最佳地适配于诸如插件之类的内部部件的与公差有关的不同几何形状，因此该外部壳体中的应力分布是非常均匀的。这也意味着夹持力被非常均匀地分布至内部部件。
[0021]外部壳体的小厚度也导致如下事实:所谓的罐装(canning)过程在外部壳体的制造期间被更快地实现并且不会产生大的回弹力，这在现有技术中是需要改进的。这些回弹力导致如下事实:假设是其它几何形状而且回弹程度越高的部分中的夹持力被降低得越多，则在打开于其闭合操作期间将压制力施加到外部壳体上的工具之后，该外部壳体将回弹。
[0022]在本发明的另一实施方式中，夕卜部壳体件由与内部壳体件不同的另一种材料制成。这里可以另外节约成本，其原因在于，例如内部壳体件可由与外部壳体件不同的质量较低的材料制成。
[0023]外部壳体件应当形成壳体的外部圆周的至少90%。
[0024]当外部壳体件的纵向边缘中的至少一个纵向边缘在圆周方向上具有至少一个突部时，外部壳体在纵向边缘的区域中的稳定性可被提高并且制造可以被简化，其中，该至少一个突部接合在位于相对的突部区域的凹部中。突部和凹部特别地可以设计成互补。纵向边缘经由突部和凹部沿轴向方向被紧扣，这减小了作用在材料间的连接部的载荷。该优选实施方式下，两个纵向边缘均可以被设计成锯齿状的，使得一个纵向边缘的顶峰接合在位于另一纵向边缘的顶峰之间的互补凹部中。然而，特别地，为了维持该圆周间隙，顶峰的末端不应当接触毗连凹部的“底部”。然而，在毗连的顶峰与凹部的侧向表面处可以存在沿轴向方向的接触。
[0025]外部壳体件的纵向边缘应当被钎焊至彼此和/或钎焊至内部壳体件，其中优选地，外部壳体件在纵向边缘的区域中被额外地点焊至内部壳体件。内部壳体件可以在纵向边缘之间形成桥梁，这是外部壳体件的纵向边缘均被钎焊至内部壳体件的原因。当纵向边缘之间的间隙非常小时，该间隙也可以用焊料完全封闭住，使得该焊料也将外部壳体件的纵向边缘彼此连接。用焊料完全填满该间隙是可能的。
[0026]优选地，在外部壳体件处于其纵向边缘的区域中的内侧与内部壳体件处于该区域中的外侧之间也设置有焊料，以获得更大的焊接面。当内部壳体件与外部壳体件重叠得非常多时，可设想到的是，仅将焊料设置在外部壳体件的纵向边缘附近的内侧上，这样不使壳体件的整个重叠区域以焊料相连。
[0027]根据本发明的装置包含用于净化排气的插件(催化器或颗粒过滤器)，形成消声器和/或包含TEG模块。该装置为在其内部包括内部构件的预制容器，其中，通过该内部构件对排气进行处理或者对来自排气的能量进行转换(声能或热能)。
[0028]本发明的另一实施方式既未提供该装置的预制件也未提供包含内部构件的任何容器。确切地说，该装置为用于两个邻近管套的管套连接件。外部壳体件和内部壳体件环绕两个邻近的管套并且将它们以流体连接的方式彼此联接。壳体件优选地通过材料间的连接附接至管套。由于管套并不总是具有精确的外部尺寸和几何形状，因此对管套的最佳的气密的适配总是可以通过两个可压缩的壳体件来获得。
[0029]然而，根据本发明的装置也可以是由两个壳体件组成的内燃机排气管。这里，当至少内部壳体件在横截面上是闭合延伸、即在内部壳体件的纵向边缘之间不存在间隙时，或者当该间隙被焊料完全封闭时，对该排气管是有利的。此外，当壳体件由不同的材料制成时，该排气管更为有利，这可满足不同的耐蚀性需要。这样，排气管的壁厚可以比上述排气管的壁厚小，因此该排气管的重量通常更轻。
[0030]优选地，外部壳体件在轴向方向上基本上完全覆盖住内部壳体件。即使是在各个壳体件都厚度小的情况下，也能提供一种具有相对较大稳定性的装置，且在轴向方向上该稳定性大致均匀。
[0031]用于制造排气引导装置、特别是根据本发明的前述排气装置的创新方法提供以下步骤:
[0032]a)将外部壳体件与内部壳体件相对定位，使得外部壳体件围绕内部壳体件以呈C形的方式延伸，并且内部壳体件在内侧从外部壳体件的一个纵向边缘朝向相对的纵向边缘延伸，以及
[0033]b)在外部壳体件纵向边缘的区域中，将外部壳体件与内部壳体件彼此以材料间连接方式连接。
[0034]如上所述，当对其横截面进行观察时，两个壳体件应当以无阶梯的、平滑弯曲的方式延伸。当对其横截面进行观察时，外部壳体件和内部壳体件不被卷绕，即它们延伸约小于360。。
[0035]将外部壳体件和内部壳体件钎焊至彼此，特别地以所谓连续过程焊接，原因在于，外部壳体件和内部壳体件移动通过使焊料液化的连续式加热炉。
[0036]在该情况下，外部壳体件和内部壳体件可以沿轴向方向移动，首先通过第一通道部件，随后通过连续式加热炉，并且最后通过第二通道部件。可借助于通道部件将壳体件以简单的方式校准，并且同时将壳体件朝向该连续式加热炉以及离开该连续式加热炉运送。
[0037]优选地，另外设置一稳定心轴，该稳定心轴与第二通道部件的通道开口一起限定壳体件移动穿过的环形空间。
[0038]一种非常有效的制造方法中，在外部壳体件的处于纵向边缘的区域中的内侧上和/或在内部壳体件的外侧上施加焊料(例如通过丝网印刷)，使该焊料在将壳体件相对定位之前固化。在上述步骤b)中，随后对壳体件中的至少一者进行加热，使得焊料变成液体并且将壳体件钎焊至彼此。
[0039]作为压印焊料的一种替代方案，还可将一个或更多个焊料薄片通过诸如点焊方法附接在壳体件的相对侧的一侧或两侧上。薄片随后将被加热熔化。
[0040]为了增加强度，可将壳体件在其接触的整个表面上或者在接触面上分布地相互钎焊。将焊料压印在壳体件中的一者或两者上，例如在整个表面上压印或者压印成诸如条带、栅格、点之类的图案。在加热之后，获得了整个表面的或分段的焊料连接。即使将焊料压印成图案，焊料也可在加热之后使之变为整个表面的连接。
[0041]整个表面的或分段的焊料连接特别在部件从外部附接的位置区域起作用，以强化该区域中的壳壁。
[0042]由于将压力从外部施加在壳体件上的用于闭合该壳体件的大部分工具是非常昂贵的，所以它们的周期时间应当尽量缩短，因此，可在钎焊之前将壳体件点焊至彼此。这样，既可将壳体件相对定位并且可以将其运送到另一工具或另一站中。
[0043]用于闭合该外部壳体的所谓的罐装(canning)过程的周期时间从不止30秒缩短到不到7秒。
[0044]当将壳体件定位在包括可向内移动的颚爪的工具中时，可将它们预弯曲。当使这些颚爪向内移动时，使至少外部壳体件进一步弯曲，其纵向边缘朝向彼此移动。在该工具中，至少通过例如点焊将壳体件彼此间初步固定。
[0045]在优选实施方式中，颚爪根据为待造装置单独确定的参数按照单独的调整路径分别向内移动。这意味着每个装置均具有单独制造的外部壳体，使该外部壳体适应于内部部件的参数，例如适应于插件的横截面几何形状或在闭合颚爪时施加的夹持力或安装垫的面
积重量。
【专利附图】
【附图说明】
[0046]通过下列说明和参照下列附图，进一步说明本发明的特征和优点。在附图中:
[0047]-图1示出了根据本发明的装置的实施方式的纵向截面图，
[0048]-图2示出了根据本发明的装置的第一实施方式的截面图，
[0049]-图3示出了根据本发明的装置的第二实施方式的截面图，
[0050]-图4示出了图2和图3中的装置位于纵向边缘区域中的径向视图，
[0051]-图5示出了用于制造根据本发明的装置的工具的立体截面图，
[0052]-图6示出了用于说明根据本发明方法的连续方法步骤，
[0053]-图7示出了根据本发明的装置的纵向截面图，图中该装置被设计为管套连接件，
[0054]-图8示出了图7的装置的立体图，
[0055]-图9示出了根据本发明的装置的端面图，图中该装置形成为排气管，
[0056]-图10示出了根据本发明的装置的端面图，图中该装置根据替代设计方案形成排气管，以及
[0057]-图11示出了用于制造如图9和图10中所示装置的根据本发明的方法示意图。【具体实施方式】
[0058]图1示出了容置在机动车辆中的排气引导装置10。该装置10可以是排气净化装置，即排气催化器、颗粒过滤器、或两者的组合、或消声器或具有所谓的TEG模块的发电装置，其中，所谓的TEG模块作为示例示出并且以附图标记12表示。[0059]附图标记14限定长型的、圆柱形的基底，该基底由例如陶瓷制成，或者是由一种卷制的波纹板或者是其它催化载体或者是具有涂层或不具有涂层的过滤材料制成。基底14被安装垫16所环绕，其中，该安装垫16在基底14与由金属片制成的外部壳体18之间形成弹性补偿元件。
[0060]当诸如TEG模块12之类的其它内部部件需要被夹持到载体上时，或者当吸音的内部构件被外部壳体18所环绕并且被夹持在该外部壳体18中时，也设安装垫16。
[0061]入流漏斗形件20和出流漏斗形件22分别在上游和下游与外部壳体18连接。
[0062]该装置为具有入口和出口及插置部分的、具有内部构件的预制容器，其中，该入口和该出口分别由入流漏斗形件20的入口和出流漏斗形件22的出口形成，该插置部分在横截面上相对于入口和出口是扩大的，以形成用于接纳内部构件的腔室。
[0063]外部壳体18是薄壁的，将在下面对其进行详细说明。
[0064]图2示出了根据本发明的装置的横截面结构。外部壳体18由两个单独的壳体件构成，即由外部壳体件24和内部壳体件26构成。外部壳体件24具有大致呈C形的横截面并且圈住基底14。这意味着该外部壳体件在横截面中延伸过超过180°，优选地超过270°。在所不实施方式中，内部壳体件26在横截面上同样呈C形。
[0065]壳体件24和壳体件26具有均彼此间隔开的纵向边缘28、30，以便在纵向边缘28、30之间获得间隙32、34。这意味着外部壳体件24在其纵向边缘28的区域中重叠与内部壳体件在其纵向边缘30的区域中重叠一样少。
[0066]外部壳体件24在圆周方向上形成外部壳体的外部基本部件，具体地，它形成外部壳体18的外部圆周的至少90%。除了封闭住间隙32的部分之外，内部壳体件26被外部壳体件24覆盖，因此不是形成外部壳体18的外部圆周的部分。
[0067]纵向边缘28之间的间隙32被内部壳体件26相对于径向内侧封闭住。外部壳体件24和内部壳体件26制造成使得间隙32、34定位成是彼此相对的，特别是彼此完全相对的。
[0068]与内部壳体件26 —样，外部壳体件24也由均匀的薄片制成。
[0069]由于外部壳体件24形成外部壳体18的基本部分，与外部壳体18的稳定性有关，因此，内部壳体件26可制造得比外部壳体件24更薄。
[0070]具体例子中，外部壳体件24应当比内部壳体件26厚1.3倍。
[0071]在优选实施方式中，外部壳体件的厚度不超过1.0mm、特别是不超过0.8mm,优选地不超过0.4mm,而内部壳体件26的厚度不超过0.4mm,特别是不超过约0.2_。
[0072]在所示实施方式中，外部壳体件24的厚度甚至仅为约0.3mm并且内部壳体件26的厚度为0.2mm,以便在壳体件24、26的重叠区域中获得外部壳体18的0.5mm的总厚度。
[0073]外部壳体件24和内部壳体件26在重叠区域中完全相互抵靠，这特别由如下事实所保证:外部壳体件24的厚度小并且在弯曲时可适应内部部件的轮廓。由于内部壳体件26的厚度更薄，因此该内部壳体件26极为灵活，并且完全适合于内部相邻部件和位于该内部相邻部件上方的安装垫16的轮廓，该内部相邻部件在这里为基底14。
[0074]作为选择或者另外，外部壳体件24可由不同于内部壳体件26的材料制成，特别是由具有更高质量的材料、例如更为耐腐蚀的材料制成。
[0075]两个壳体件24、26在纵向边缘28的区域中通过材料间的连接方法而彼此连接。[0076]根据优选实施方式,壳体件24、26在外部壳体件24的靠近纵向边缘28的内侧的区域中彼此钎焊。根据优选实施方式，焊料在相应的重叠区域中从相应的纵向边缘28沿着圆周延伸，最大延伸长度为IOmm到20mm。
[0077]焊料36还应当填充该间隙32，优选地将间隙32完全充满，使得不存在其中会积聚湿气的沟槽。焊料36至少应当完全覆盖住纵向边缘28的区域中的端面，如内部壳体件26的在间隙32的区域中的外部一样，使得其不存在可被腐蚀攻击的表面，并且在外部壳体件24与内部壳体件26之间不存在间隙。
[0078]除钎焊连接之外，壳体件24、26被点焊于沿轴向方向、靠近纵向边缘28的位置、一个跟着一个地定位的一些点处。焊点以附图标记38表示。在将壳体件24、26于间隙32区域的整个纵向范围上被钎焊至彼此之前，这种点焊仅用于壳体件24、26的预先固定。作为选择，间隙32可能是零，例如，当在制造过程中公差相应地被选择成，使得外部壳体件的圆周长度的上限被彼此抵靠的纵向边缘限定。还能够设想到的是，外部壳体件24的纵向边缘28互相重叠。
[0079]为了增加强度，壳体件24、26可在它们的接触的整个表面上或者在接触面上分布地彼此钎焊。焊料压印在壳体件24、26中的一者或两者上，例如压印在整个表面上或压印成诸如条带、栅格、点等之类的图案。加热之后，获得整个表面的或分段的焊料连接。
[0080]整个表面的或分段的焊料连接特别在从外侧附接有部件的区域中起作用，以强化该区域中的壳壁强度。在图2中，固定部件100被钎焊至外部壳体件24。至少在这些钎焊点周围的区域中的较大表面上，壳体件24、26被钎焊至彼此，以强化用以吸收固定部件100产生力的壳壁强度。
[0081]例如，当必须在壳壁上开口(例如用于传感器)时，彼此叠置的孔需被设置在两个壳体件24、26上。在孔边缘处，将壳体件24、26被彼此钎焊，以增加刚性并且可能获得了气密性。
[0082]图2的实施方式示出的为圆柱形的装置。然而，本发明不仅限于这种装置，而且涉及其它大致呈圆形几何形状的外部壳体18，还涉及设置有圆形边缘的大致呈角形几何形状的外部壳体18。
[0083]图3示出了一种具有诸如消音器内部构件、基底14或其它结构之类的内部结构的装置，该其它结构为例如具有TEG模块12。可选择地，根据内部部件轮廓，这里的安装垫16也被卷绕在该内部部件的周围。外部壳体18还是仅由两个壳体件，即外部壳体件24和单独的内部壳体件26构成。这里同样，外部壳体件24以呈C形的方式围绕内部部件几乎整圈延伸。
[0084]然而，作为图2实施方式的替代方案，内部壳体件26并不是沿着外部壳体件24的内部以呈C形的方式延伸，而是在间隙32的区域中仅在相对有限的角度范围内以呈V形或U形的方式延伸，用以在间隙区域中封闭住外部壳体18。然而，应当强调的是，在本实施方式中，另外当然可设置如图2中的内部壳体件26的类似设计、即内部壳体件26围绕几乎内部部件的全部以呈C形的方式延伸。图3的实施方式的优点在于，用于内部壳体件26的材料费小于前述实施方式中的相应材料费。而另一方案，由于壳体件24、26的重叠部分延伸遍布几乎360°，而使得外部壳体18的壁厚更为均匀的，如图2中所示。
[0085]就外部壳体件24和内部壳体件26的厚度、材料和延伸而言，对于图2进行的说明同样适用于图3。这还涉及由金属片制成的两个壳体件24、26通过粘附进行的连接。这里的间隙32也是至少排列有焊料36，优选地用焊料36填充。
[0086]纵向边缘28可以线性地延伸或者彼此相扣，如图4中所示。图4示出了纵向边缘28的具有沿圆周方向延伸的突部40的锯齿状形式，突部40接合在相对的纵向边缘28的突部40之间的凹部42中。在该结构中，沿圆周方向仍就提供了间隙32，这种结构增大了外部壳体18在接缝区域中的稳定性并且有利于制造。
[0087]图5示出了用来制造根据本发明的装置的工具。该工具具有可以被向内移动的多个圆形部段形状的颚爪(jaws)44。颚爪44的内侧46适合于外部壳体18在对应区域中的将来形状。
[0088]颚爪44可被分别向内移动不同的距离(参见箭头)，根据用于待制造装置的各个参数，例如根据施加在内部部件上的夹持力、或基底14的几何形状或安装好的安装垫16的面积重量，颚爪44被各自向内移动不同的距离。这意味着用于颚爪44的调整路径优选地对于每个装置而言均是个性化的。
[0089]在这方面可参照W02007/115667A1，其中给出了用于这种定制制造的示例。作为选择，该工具也可如DE102006049238A1中所述的那样形成。
[0090]在下文中，将参照图6对用于根据本发明的装置的制造方法进行描述。
[0091]首先将两个单独的壳体件24、26的横向沿着它们的纵向方向预先成形，即它们尚不具有如在横截面中观察到的最终形状，而是弯曲的(图6a)。
[0092]外部壳体件24和内部壳体件26在该工具(图6b)中被推向同样的内部部件。内部壳体件26同样被定位成使其纵向边缘30位于外部壳体件24的内侧上。在纵向边缘28的区域中，将焊料36、特别是硬焊料施加到外部壳体件24的内侧上和/或内部壳体件26的外侧上，并且通过例如压制而使得该焊料36固化(图6a)。
[0093]随后使颚爪44向内移动，使得外部壳体件24受压，并且纵向边缘28朝向彼此移动。在该过程中也使内部壳体件26变形(图6b和6c)。
[0094]一旦到达最终位置(图6c)，就在靠近间隙32的重叠区域中对壳体件24、26进行点焊。为此，相邻的颚爪44可以具有用于插入焊接电极50的对应的凹部48 (图6c)。
[0095]随后，将该预制的装置从工具移动穿过在该处对预制装置进行加热的连续式加热炉52(图6e)，直到焊料36熔化。另外，也可以在间隙32的区域中从外部添加焊料(图6d)。因此，两个壳体件24、26通过材料间的连接被连到一起。图6d和图6e中还示出了处于连续式加热炉52中的热源54。
[0096]在迄此为止所示的实施方式中，都是将外部壳体件24和内部壳体件26围绕内部部件26定位并且随后被彼此连接的。
[0097]在图7和图8的实施方式中，该装置为彼此间隔开的两个排气管的管套连接件，该管套连接件终止于管套60、62。在该装置的内部中未设置内部部件，并且在横截面中也不存在突变。
[0098]外部壳体件24和内部壳体件26可以按前述实施方式中所述的那样形成。
[0099]在所示实施方式中，两个壳体件24、26在横截面上均呈C形，其中两个“C”形的开口被定位成彼此完全相对。壳体件24、26从外侧被放置到管套60、62上并且向内受到径向地挤压，使得壳体件24、26抵靠在管套60、62的外表面上，环绕住管套60、62并且将它们以流体连接的方式彼此联接。可以按照图5所示的方式向内施加径向力。
[0100]此外，壳体件24和/或壳体件26的相对的纵向边缘也可以具有互锁的突部，如上所述。
[0101 ] 随后，在外部壳体件24的间隙处，通过材料间的连接将壳体件24、26彼此连接。此夕卜，壳体件24、26也可以与一个或两个管套60、62通过材料间的连接方式来连接，例如通过钎焊或熔焊来连接。
[0102]为了防止排气的任何泄漏，可在壳体件24、26与管套60、62之间沿圆周进行钎焊或熔焊。
[0103]例如，可实现对壳体件24、26进行钎焊，其原因在于，通过点焊将焊料薄片附接在外部壳体件24的内侧和/或内部壳体件26的外侧。薄片在热的影响下熔化并且将壳体件24,26相连。
[0104]图9的实施方式示出了一个内燃机的排气管，该排气管由两个单独的壳体件24、26组成。根据该优选实施方式，在内部壳体件26的纵向边缘30之间不设置间隙，或者仅设有被焊料36或焊缝完全封闭住的那种细小间隙。作为选择或另外，在外部壳体件24的纵向边缘28之间也不设置间隙。
[0105]两个壳体件24、26本身应当不具有重叠的边缘。在该实施方式中，同样对于固定与结合图2描述的附接部件100类似的附接部件是有力的。
[0106]壳体件24、26至彼此的优选附接方式是钎焊，特别是整个表面的钎焊。上述其余实施方式中的描述也适用于此，并且在此引用，以避免重复。
[0107]对于所有的实施方式而言，均适用将焊料36以任何方式施加:以液体的形式、通过压印、通过附接焊料薄片等。
[0108]在所示的所有实施方式中，外部壳体件24均形成比内部壳体件26更大的外部圆周部分。然而，作为选择，外部壳体件24也可形成与内部壳体件26 —样大的外部圆周部分。
[0109]类似于图9，图10也示出形成排气管的装置10，但却是根据替代设计方案。在这种方案下，空气间隙64被设置在两个单独的壳体件24、26之间，其在隔热和防噪声方面可具有积极的效果。该空气间隙64的所需径向尺寸(间隙厚度)可以经由焊料36的径向尺寸调节和/或可通过一体模制或附接至壳体件24、26的其它间隔件进行调节。
[0110]根据图10，壳体件24、26并不通过焊料36被完全连接，而是仅通过沿圆周方向间隔开的焊料条带66连接。在外部壳体件24的纵向边缘28的区域中以及在内部壳体件26的纵向边缘30的区域中均设置有焊料条带66，以便封闭住纵向边缘28、30之间存在的间隙、特别是以气密方式封闭住该间隙。
[0111]另外的焊料条带66可以设置于外部壳体件24和内部壳体件26的间隙区域的外部，以增大双壳排气管的刚性。在图10中，例如，设置有两个另外的焊料条带66，沿圆周方向完全贴连内部壳体件26和外部壳体件24,并且主要用于加强管道。
[0112]图11中示出了一种用于制造根据图9和图10所示装置10的可能方法。两个单独的弯曲的壳体件24、26被最初预制，并且优选地被切割成指定的轴向长度。
[0113]此后，如上所述，将焊料36部分地或完全地施加到壳体件24、26中的至少一者上，并且将该焊料36固定住。
[0114]随后，将壳体件24、26以所需的方式相对定位并且共同推入到由例如陶瓷制成的第一通道部件70的通道开口 68中。
[0115]为了有助于壳体件24、26的插入，通道开口 68可以被制成第一漏斗形或圆锥形，并且沿轴向插入方向71大致呈圆柱形(参见图11)。通道开口 68的几何形状、特别是通道开口 68的圆柱形部分优选地被选择成使得壳体件24、26被校准成所需的横截面。
[0116]第一通道部件70在轴向上邻接连续式加热炉72，该连续式加热炉72将施加在壳体件24、26上的焊料36加热至其熔化的程度。
[0117]该连续式加热炉72轴向上邻接第二通道部件74，该第二通道部件74的通道开口76同样可以设计成第一漏斗形或圆锥形，并且沿插入方向71大致呈圆柱形(参见图11)，以有助于壳体件24、26的插入。特别地，这两个通道部件70、74可以被制成是相同的。
[0118]在第二通道部件74中，使作为排气管的装置冷却，其中，壳体件24、26现在被钎焊至彼此。
[0119]可选择地，壳体件24、26在钎焊之前可以点焊至彼此，以固定所需的相互的位置。
[0120]焊料条可以通过例如如下方式施加:一条焊料在冷却条件下被粘附到壳体件24、26中的一者上，并且随后在所述连续式加热炉中熔化。
[0121]为了确保在连续式加热炉72中加热的排气管尺寸的稳定性，设置与第二通道部件74分离的稳定心轴78，该稳定心轴78延伸穿过第二通道部件74的通道开口 76并且伸入到该连续式加热炉72中。特别优选地，稳定心轴78沿轴向方向延伸穿过整个连续式加热炉72。连同第二通道部件74的通道开口 76—起，稳定心轴78限定了壳体件24、26移动穿过的环形空间80。
[0122]第二通道部件74的通道开口 76的横截面及稳定心轴78的横截面优选地与排气管的所需外部横截面或所需内部横截面相对应。对于根据图11的圆形管道横截面而言，稳定心轴78的直径对应于通道开口 76的直径减去外部壳体件厚度的两倍、内部壳体件厚度的两倍以及空气间隙64的间隙厚度的两倍。
[0123]除了在管道制造一开始，即将壳体件24、26切割至规定的轴向长度这一方案，还能够设想到“无尽制造”方案，此方案中，排气管在钎焊壳体件24、26之后才被切割成所需的长度。
[0124]本发明还扩展到一种用于制造排气管的连续式加热炉单元，该连续式加热炉单元具有:第一通道部件，该第一通道部件以漏斗状的方式变窄，用于引入壳体件；连续式加热炉，该连续式加热炉邻接该第一通道部件；以及邻接该连续式加热炉的第二通道部件，该第二通道部件以漏斗状的方式相对于其出口是向外展开的。
【权利要求】
1.一种车辆的排气引导装置，所述排气引导装置具有圆柱形的外部壳体(18)，所述圆柱形的外部壳体(18)包括外部壳体件(24)及设置在所述外部壳体件(24)的内部中的内部壳体件(26)，其中，所述外部壳体件(24)形成比所述内部壳体件(26)大的外部圆周部分或者形成与所述内部壳体件(26) —样大的外部圆周部分,所述内部壳体件(26)的径向外侧特别地通过材料间的连接附接至所述外部壳体件(24)，并且所述外部壳体件(24)的横截面呈C形或所述外部壳体件(24)环形地闭合。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述外部壳体件(24)的纵向边缘(28)彼此不重叠地延伸。
3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述外部壳体件(24)的所述纵向边缘(28)沿圆周方向彼此间隔开，并且在所述纵向边缘(28)之间产生的间隙(32)由所述内部壳体件(26)向内侧径向地封闭住。
4.根据前述权利要求中的任一项所述的装置，其特征在于，当在横截面中观察时，所述内部壳体件(26)具有比所述外部壳体件(24)小的圆周长度，优选地为外部壳体件(24)圆周长度的0.6倍或更小。
5.根据前述权利要求中的任一项所述的装置，其特征在于，所述内部壳体件(26)的横截面呈C形，和/或所述内部壳体件(26)的纵向边缘(30)之间的间隙(34)排列成与所述外部壳体件(24)的所述纵向边缘(28)相对，在所述圆柱形的外部壳体(18)中与所述外部壳体件(24)的所述纵向边缘(28)完全相对。
6.根据前述权利要求中的任一项所述的装置，其特征在于，所述外部壳体件(24)比所述内部壳体件(26)厚，具体地厚 至少1.3倍。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述外部壳体件(24)具有不超过0.8mm的厚度和/或所述内部壳体件(26)具有不超过0.4mm的厚度。
8.根据前述权利要求中的任一项所述的装置，其特征在于，所述外部壳体件(24)由与所述内部壳体件(26)不同的材料制成。
9.根据前述权利要求中的任一项所述的装置，其特征在于，所述外部壳体件(24)形成所述外部壳体(18 )沿圆周方向的外部圆周的至少90%。
10.根据前述权利要求中的任一项所述的装置，其特征在于，所述外部壳体件(24)的所述纵向边缘(28)中的至少一个在圆周方向上具有至少一个突部(40)，所述至少一个突部(40 )接合到相对的纵向边缘(28 )上的凹部(42 )中。
11.根据前述权利要求中的任一项所述的装置，其特征在于，所述外部壳体件(24)的所述纵向边缘(28)被钎焊至彼此和/或钎焊至所述内部壳体件(26)，优选地，所述纵向边缘(28)另外被点焊至所述内部壳体件(26)。
12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述外部壳体件(24)的所述纵向边缘(28 )通过形成间隙(32 )而被彼此间隔开，并且所述间隙(32 )由焊料(36 )填充。
13.根据前述权利要求中的任一项所述的装置，其特征在于，所述壳体件(24、26)的曲率是适合于彼此的，使得所述外部壳体件(24)的内部沿所述内部壳体件(26)的全部表面区域置靠在所述内部壳体件(26)的外部上。
14.根据前述权利要求中的任一项所述的装置，其特征在于，所述装置为具有入口和出口的预制容器，特别地，其中，所述容器容纳有用于净化排气的插件、形成消音器和/或容纳有TEG模块(12)。
15.根据权利要求1至13中的任一项所述的装置，其特征在于，所述装置为管套连接件并且所述外部壳体件(24)和所述内部壳体件(26)环绕两个相邻的管套(60、62)并将所述两个相邻的管套(60、62)以流体连接的方式彼此联接，或者所述装置为内燃机排气管，所述排气管具有外部壳体件(24)和内部壳体件(26)。
16.根据前述权利要求中的任一项所述的装置，其特征在于，所述外部壳体件(24)沿轴向方向完全覆盖住所述内部壳体件(26 )。
17.一种用于制造车辆排气引导装置、特别是根据前述权利要求中的任一项所述的装置的方法，其特征在于下列步骤: a)将外部壳体件(24)与内部壳体件(26)相对定位，使得所述外部壳体件(24)呈C形方式延伸围绕所述内部壳体件(26)，并且所述内部壳体件(26)在所述外部壳体件(24)的内侧上从所述外部壳体件(24)的一个纵向边缘(28)延伸至相对的纵向边缘(28)，以及 b)在所述外部壳体件(24)的所述纵向边缘(28)的区域中，将所述外部壳体件(24)与所述内部壳体件(26 )彼此以材料间连接方式连接。
18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，将所述外部壳体件(24)与所述内部壳体件(26)钎焊至彼此，特别地使用连续焊接过程。
19.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，在使所述壳体件(24、26)相对定位之前，在所述外部壳体件(24) 的处于所述纵向边缘(28)的区域中的内部上和/或在所述内部壳体件(26)的外部上施加焊料并且使所述焊料固化，并且在步骤b)中，通过加热所述壳体件(24、26)中的至少一个而使所述焊料变成液体，以将所述壳体件(24、26)钎焊至彼此。
20.根据权利要求17至19中的任一项所述的方法，其特征在于，在钎焊之前，将所述壳体件(24、26)点焊至彼此。
21.根据权利要求17至20中的任一项所述的方法，其特征在于，使所述壳体件(24、26 )预先弯曲，并且将所述壳体件(24、26 )定位在下述工具中，所述工具包括能够向内移动的颚爪(44)，所述工具使得所述颚爪(44)靠在所述外部壳体件(24)上向内移动，并且至少进一步弯曲所述外部壳体件(24)，使得所述外部壳体件(24)的所述纵向边缘(28)朝向彼此移动。
22.根据权利要求21所述的方法，其特征在于，使所述颚爪(44)根据针对待制造的所述装置单独确定的参数、按照单独的调整路径而向内移动。
23.根据权利要求21或22所述的方法，其特征在于，在使所述颚爪(44)向内移动之后，将所述外部壳体件(24)和所述内部壳体件(26)点焊至彼此。
24.根据权利要求18至20中的任一项所述的方法，其特征在于，使所述外部壳体件(24 )和所述内部壳体件(26 )沿轴向方向移动，首先通过第一通道部件(70 )、随后通过连续式加热炉(72)、并且最后通过第二通道部件(74)。
25.根据权利要求24所述的方法，其特征在于，设置稳定心轴(78)，所述稳定心轴(78)与所述第二通道部件(74)的通道开口(76)—起限定环形空间(80)，所述壳体件(24、26)在所述环形空间(80)移动穿过。
26.根据权利要求17至25中的任一项所述的方法，其特征在于，所述装置为具有内部构件的容器，所述容器具有入口和出口及在横截面上相对于所述入口和所述出口扩大的插置部分，其中，将所述外部壳体件(24)和所述内部壳体件(26)围绕所述内部构件定位并且随后将所述外部壳体件(24)和所述内部壳体件(26)彼此连接。
27.根据权利要求17至26中的任一项所述的方法，其特征在于，所述装置为管套连接件，所述管套连接件定位在入口侧圆柱形管套(60 )和出口侧圆柱形管套(62 )上，并且随后将它们彼此连接。
28.根据权利要求17至27中的任一项所述的方法，其特征在于，所述装置为内燃机排气管，并具有外部壳体件(24)和内部壳体件(26)，将所述外部壳体件(24)和所述内部壳体件(26)首先相对定位，随后彼此`连接。
【文档编号】F01N3/28GK103459796SQ201280017431
【公开日】2013年12月18日 申请日期:2012年4月3日 优先权日:2011年4月5日
【发明者】阿尔弗雷德·布吕姆尔 申请人:佛吉亚排放控制技术德国有限公司