排气系统的部件的制作方法

本实用新型涉及排气系统的部件，特别地涉及内燃发动机的排气系统的部件。

背景技术：

当制造排气系统的具有多个组成部分的部件时，这些部分通常分别被预先制造并且需要耗时的组装以获得成品部件。

这种情况也适用于包括具有空气间隙的双壁管的部件。为了制造这种双壁管，通常采用许多不同的机器，这延长了处理时间。

技术实现要素：

本实用新型的目的是简化这种部件的生产。

该目的是通过本公开具有下述特征的排气系统的部件来实现的。

根据本实用新型，排气系统的部件、特别是内燃发动机的排气系统的部件具有封围有至少一个空气间隙的双壁管。该双壁管包括至少两个层，该至少两个层在径向方向上以彼此超越或一个在另一个上方的方式(radially over each other)定位并且在分布于周缘上的多个固定点处彼此附接。所述层中的至少一个层是结构化层并且具有波形结构，该波形结构包括沿着周缘分布的多个波峰和多个波谷。结构化层在此布置在空气间隙中或者有助于限定空气间隙，并且该结构化层还保持至少两个层之间的距离。使波峰和波谷固定到位是借助于分布在周缘上的固定点来获得的。固定点的数目优选地大于10以实现牢固的固定到位。这种部件易于通过卷绕来制造，其中，所有的处理步骤都适于在单一一个生产装置中执行。

优选地，钎焊/软焊材料在稍后描述的固定点处被直接施用到各个层上，使得这些层可以通过感应钎焊/软焊(soldering)来彼此固定。如下文所使用的，术语“钎焊”还意在包括软焊。

附加地，例如，在各个层之间还可以安置有支承垫和垫片。

类似地，能够例如通过冲压或激光切割将开口特别是微孔口引入各个层中。这还有利地在层被卷起以形成管之前来实现。

波形结构可以是弧形的并且其特征在于可以在任何点处具有稳定的坡度比如说例如呈正弦曲线形状。

但是该波形结构还能够包括角波结构，该角波结构例如具有锯齿形轮廓，即具有不稳定的坡度。在这种情况下，相邻的部段可以例如以30度至120度的角度彼此邻接以形成弯曲部。

波峰和波谷可以限定第一波形形式，该第一波形形式具有较小频率即在波峰与波谷之间具有较大距离，该第一波形形式建立了结构化层的基本形状。另外，可以提供一种具有较高频率但较小幅度的结构，使得特别地在波峰与波谷之间的侧翼部具有例如呈波形部或弯曲部的形式的小尺寸结构。

能够在每个波峰和/或每个波谷处设置固定点，但是固定点还可以布置在位于波峰与波谷之间的侧翼部上。

在优选的实施方式中，结构化层中的至少一个结构化层至少分段地不是以直线的形式在两个相邻的固定点之间延伸。与直线轮廓的情况相比，以这种方式实现了更高的弹性，这提高了双壁管的载荷承载能力。

非直线轮廓在此可以通过连续的曲率例如正弦曲线的一部分来形成，也可以通过弯曲部来形成，两个直线部段以弯曲部彼此邻接。

优选地，结构化配置成使得结构化层不是以直线的形式在每个波峰与每个波谷之间延伸。这使得结构化层保持足够的固有弹性，即使在每个波峰和每个波谷处形成有固定点的情况下也保持足够的固有弹性。

在第一可能的实施方式中，波形结构基本上具有正弦曲线形状，并且固定点中的至少一个固定点定位在正弦曲线形状的波峰或波谷之外的位置。例如，固定点可以位于过零点的附近。以这种方式，由于形状相关的原因，在层与层之间获得了形成空气绝缘的多个气室。同时，由于结构化层的曲率，在固定点之间保持足够的弹性。空气间隙可以由这些气室形成，或者除了一个或更多个另外的空气间隙之外，可以设置这些气室。

优选地，大多数固定点定位在正弦曲线形状的波峰或波谷之外的位置。

特别地，设置有两个层，这两个层均被弯曲为呈正弦曲线形状，优选地呈具有相同频率和相同幅度的正弦曲线形状。这两个层有利地相对于彼此移位，使得当这两个层连接时，针对正弦波的每个周期获得了独立的空气间隙。

例如，这两个层可以相对于彼此移位了约π/4的相位，固定点定位在一个结构化层的过零点与该结构化层的波谷之间并且/或者定位在另一个结构化层的过零点的附近。在这些位置中，两个结构化层可以以简单的方式彼此固定，并且在各个固定点之间获得了多个大的气室。

能够仅由弯曲为呈正弦曲线形状的两个层来制造双壁管，然而还可以提供另外的平坦的层或结构化层。

在另一优选的实施方式中，径向最内层和/或径向最外层被形成为平坦的，使得双壁管的内侧横截面和外壁不呈现结构化。

在这方面，“平坦”被理解为指的是没有附加的结构化被引入至层中。

在平坦的径向最内层与平坦的径向最外层之间布置有例如具有波形结构的结构化层，该结构化层在其波谷和其波峰处附接至径向最内层或径向最外层。

该结构化层可以设计成具有例如简单的正弦曲线形状或简单的锯齿形状。然而，优选地，除了长波的波形结构之外，该结构化层在波谷与波峰之间具有相应的弯曲部，这增加了结构化层的弹性。

通常地，两个层均可以各自通过将分段地结构化的单件式金属片带材卷绕而形成。在这种情况下，金属片带材的各个连续部段的尺寸被设定成使得在卷绕时获得了针对双壁管的每个单独的层的相应期望的径向位置的预期周长。

例如，金属片带材可以在中央部段中具有结构部，该结构部随后在卷起过程之后形成径向地布置在两个平坦的层之间的结构化层。

替代性地，当然还能够在卷绕之前将各个层切割成一定尺寸并将各个层以一个在另一个上方的方式堆叠。

当然，始终存在以下选择：在卷起过程之前，将开口引入到每个层中，并且将钎焊材料施用到层与层之间并施用在稍后使用的固定点上。

平坦的层还可以与结构化层(多个结构化层)一体地形成，并且可以通过卷绕过程达到其预期位置。

卷绕通常被执行绕过360度以上，例如如果提供了总共仅两个层，则卷绕通常被执行绕过2倍的360度，如果在两个外层之间提供了一个单独的结构化内层，则卷绕通常被执行绕过3倍的360度，或者如果在两个外层之间提供了两个或更多个结构化内层，则卷绕通常被执行绕过4倍的360度或相应的更多。

一种制造上文描述的部件的优选方法包括以下步骤：

-提供至少一个金属片带材；

-将金属片带材分段地结构化以对该金属片带材赋予波形形式；

-将钎焊材料施用在预期的固定点处；

-将金属片带材卷起以形成双壁管；

-校准双壁管；以及

-通过感应钎焊将层在固定点处钎焊。

金属片带材可以由环状卷筒来供给。如上文所描述的，双壁管的各个层可以通过金属片带材的彼此连续成单件且在纵向方向上彼此接续的多个部段来实现，其中，结构化部段在卷起过程之前被结构化。同样能够将来自环状卷筒的金属片带材切割成合适的长度，并且如果必要在卷绕之前对金属片带材进行结构化，并且将金属片带材以一个在另一个上方的方式堆叠。

根据本实用新型，可以使用壁厚仅为约0.1mm至0.3mm、特别地为约0.2mm的非常薄的金属片，这是因为基于对多个层的处理能够实现足够的稳定性。

如果意在使用多个结构化层，则多个结构化层可以根据需要沿着金属片带材一个接着一个地应用在合适的位置中。

当然，在卷绕之前，另外的元件例如支承垫、垫片或端部密封件也可以应用至金属片带材(多个金属片带材)并与金属片带材一起卷起。

同样地，可以在卷起过程之前在合适的和期望的位置处为金属片带材(多个金属片带材)设置开口例如孔口。

例如，对已卷起的管的校准是通过具有能够在径向方向上可线性移位的冲头的装置来实现的，该装置将双壁管的外径减小至期望的尺寸。

将多个层在固定点处彼此固定优选地通过对施用到金属片带材(多个金属片带材)上的钎焊材料进行感应加热来在校准位置中执行，使得由校准获得的形状可以被简单地保持。

所有的方法步骤均可以在一个单一装置中执行，成品部件在钎焊之后从装置中移除。在此不需要更换装置。

附图说明

下面将参照附图借助于几个示例性实施方式更详细地描述本实用新型，在附图中：

-图1示出了根据本实用新型的第一实施方式的排气系统的部件的示意性截面图；

-图2示出了分段结构化的金属片带材，图1中示出的部件的各层由该金属片带材卷绕而成；

-图3示出了用于根据第二实施方式的排气系统的部件的成叠的层在卷起过程之前的示意性截面图；以及

-图4示出了用于生产根据本实用新型的部件的装置的示意图。

具体实施方式

图1和图2示出了根据第一实施方式的排气系统的部件10。为了清楚起见，在特征出现多次的情况下，在附图中仅一些特征具有附图标记。

部件10包括双壁管12，双壁管12可以延伸跨过任何期望的长度并且在双壁管12的内部封围有腔。例如，部件10可以被制成为用作排气管，部件10也在适当的情况下使用在消声器中，或者部件10也可以用作用于排气系统的可以接纳在双壁管12的内部中的其他合适部件的壳体。

在这个示例中，双壁管12包括三个层14、16、18，其中，层14构成径向最内层，并且层18构成径向最外层。如沿径向方向观察到的，层16定位于层14与层18之间。

层16是具有波形结构的结构化层，该波形结构具有分布在双壁管12的周缘上的相当多的波峰20和波谷22。波峰20在此被任意地选择为径向向外指向，而波谷22相应地构成波形结构的径向最靠内的点。

波形结构的周期在此被选择为使得设置有分布在周缘上的十个以上的波峰。根据双壁管12的所选择的波形结构和所选择的直径，这个数目也可以更小，但也可以相当高。

至少一些波峰20和/或波谷22具有设置在其上的固定点24，在固定点24处，层14与层16彼此附接，以及层16与层18彼此附接。能够在每个波峰20和每个波谷22处设置固定点24，或者能够仅在一些波峰20和一些波谷22处设置固定点24。

在此，至固定点24的附接是使用钎焊材料来实现的(在附图中示出)。

在这个示例中，所有的层14、16、18均由金属片制成。片材的壁厚在此为0.1mm至0.3mm之间，特别地为约0.2mm。

为了生产双壁管12，稍后形成层14、16、18的金属片带材被卷起。

在这个实施方式中，所有的三个层14、16、18彼此一体地连接并且形成单个长形金属片带材28的一部分，其中，层14、16、18以线形的方式彼此续接。只有通过沿卷绕方向W(参见图2)卷起才能获得双壁管12的层结构。稍后的层14、16、18的长度l1、l2、l3以如下方式被精确地选择：这些长度对应于成品双壁管12中的层14、层16、层18的相应的周缘，在需要的情况下，这些长度包含几毫米的重叠，以便将层14、层16、层18附接至相应的相邻层。

为了制造双壁管12，提供一种装置，该装置未被更详细地示出，但被设计成与图4中示出的生产装置25类似，因此在此将参照生产装置25。

具有期望壁厚的金属片带材28中的一个金属片带材是由供给卷筒26来给送的。

金属片带材28在预定点处设置有钎焊材料，这些点稍后形成固定点24。

钎焊材料也可以以带状件的形式由对应的供给卷筒30来给送。固定点24可以各自延伸遍及双壁管12的整个长度(即，延伸进入绘图平面中)或者形成有中断部。

还可以例如通过冲孔或激光切割(由装置32表示)在金属片带材28中在预定的点处制出开口，比如用于降低噪声的(微小)孔口。

结构化层16在生产装置25中例如通过合适的压印工具34变成期望的波形形式。

另外，垫片和/或密封件(未示出)可能已经布置在金属片带材28上。

在这些准备步骤之后，金属片带材28从径向最内层14开始沿卷绕方向W卷起。

将以这种方式生产的卷制件例如通过冲头38在校准装置36中校准成其最终形状和尺寸，其中，冲头38沿径向向内行进并作用在外层18上。这个校准装置36可以集成到生产装置25中，使得已卷起的金属片带材28不需要被转移到另一个装置。在处于最终形状的情况下在此通过对钎焊材料的感应加热来实现固定，使得相应的相邻层在固定点24处彼此钎焊。感应装置40被集成在校准装置36中，例如，只要冲头38仍处于校准的最终位置中就执行感应钎焊。

在完成之后，部件10从生产装置25移除。然后，生产装置25可用于另外的部件10的生产。

所有的生产步骤可以在一个单一生产装置25中连续地执行。

当然，可以在施用钎焊材料之前或者在引入开口之前，或者在施用钎焊材料之后或者在引入开口之后执行实现波形形式的结构化步骤。

还可以提供多个结构化层16。能够将所有的现有的层形成为结构化层或者能够将层中的一个或更多个层设计为平坦的层，即，无需选择性地对该层(多个层)进行再次成形来实现结构化。

层的数目与金属片带材28沿卷绕方向W回转的次数相对应，需要沿卷绕方向W旋转360度以产生完整的层。

在本实施方式中所选择的波形形式基本上由以直线形式延伸的多个部段构成，所述部段以弯曲部彼此邻接从而形成波峰20和波谷22。在波峰20和波谷22中，相邻的部段可以形成例如30度至120度之间的角度。

可以设想由简单的锯齿形结构来形成波形结构，在简单的锯齿形结构中，仅在波峰20和波谷22中设置相应的弯曲部。

然而，在此示出的示例中，每个波峰20与每个波谷22之间的侧翼部具有设置在其上的另一个弯曲部42，其中，结构化层16的材料向外伸出即朝向径向最外层18伸出。这些弯曲部42自由地定位在形成于径向最内层14与径向最外层18之间的空气间隙L中。

由于附加的弯曲部42，结构化层16不在波峰20与波谷22之间以线形的方式延伸。这使得弹性增强，从而提高了双壁管12的整体稳定性。

图3示出了根据本实用新型的第二实施方式的部件。

在此，双壁管12通过将成叠的两个结构化层16a、16b卷绕起来而形成，如图4中所示，所述两个结构化层16a、16b以一个在另一个上方的方式安置。

在此，结构化层16a、16b中的每一者包括具有相同周期且相同幅度的正弦曲线形状。当然，也可以选择不同的波形形式，不同的波形形式与数学上精确的正弦曲线不对应，但也可以周期性地延伸并且不具有任何尖锐的弯曲部，即在坡度方面没有不连续。

两个结构化层16a、16b相对于彼此移位，在这种情况下，移位约π/4的相位，使得这两个结构化层16a、16b在远离波峰20和波谷22的位置处彼此接触。在这些接触点处，设置有固定点24。因此，固定点24例如位于结构化层16b的过零点44的附近或者位于结构化层16a的过零点44与结构化层16a的波谷22之间。

在这种情况下，在相邻的固定点24之间形成有多个相应的空气间隙L。

在刚刚描述的实施方式的变型中，在两个结构化层16a、16b的两侧设置有平坦的即非结构化的另外的两个层14、18，从而形成如同第一实施方式中的成品双壁管12中的径向最内层14和径向最外层18。在这种情况下，则在层14与层18之间形成另外的空气间隙L。

与第一实施方式的不同之处在于，金属片带材28’在卷起过程之前以一个在另一个上方的方式堆叠并且相应地定位，所述生产如同针对第一实施方式所描述的可以发生在图4中示出的生产装置25中。

在这种情况下，例如，提供了多个供给卷筒26，其中，各个金属片带材28、28’从所述多个供给卷筒26被给送到堆叠区域，在堆叠区域中，各个层14、16a、16b、18根据需要在压印工具34中结构化之后以期望的次序以一个在另一个上方的方式堆叠。当然，如果需要的话，一些层或全部层14、16a，16b，18也可以由来自单个供给卷筒26的坯料制成。

除了将所有的层14、16a、16b、18在卷起之前以一个在另一个上方的方式安置以形成堆叠之外，还可以设想的是，通过与第一实施方式类似的方式提供单个长形金属片带材，该单个长形金属片带材包括具有适当长度的线形地彼此邻接的各个层14、16a、16b、18，这些层在沿卷绕方向W卷起之后位于其期望的位置。在这种情况下，还可以在将各个层以一个在另一个上方的方式堆叠之前并且在将各个层卷起之前，施用针对固定点24的钎焊材料，并且对各个层14、16a、16b、18的彼此固定可以通过在卷起过程之后进行感应加热来获得。

在将各个层14、16、18卷起之前对各个层进行堆叠在第一实施方式中也是可能的。

另外，除了第一实施方式中示出的基本的波形形式之外，当然也可以在这种情况下使用在第二实施方式中所使用的正弦曲线形状或类正弦形状。

通常地，可以设想仅提供一个单一结构化层16、16a、16b或任何期望数目的径向叠置的结构化层16、16a、16b。同样地，径向最内层和/或径向最外层通常可以具有平坦设计。

仅通过示例的方式选择了已示出的波形形式。当然，在根据本实用新型的用于排气系统的部件中可以采用优选地不以线形的方式在波峰与波谷之间延伸的任何合适的波形形式。