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Title:
METHOD FOR PULSE WELDING A SHEET METAL PART SUCH AS A PIPE TO A CAST METAL PART SUCH AS A HOUSING PORT ESPECIALLY FOR AN EXHAUST SYSTEM
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2005/080045
Kind Code:
A1
Abstract:
Disclosed is a method for joining a sheet metal part (3) to a cast metal part (5). According to the inventive method, the sheet metal part (3) and the other part (5) are welded together in a pulsed welding process. Said method particularly allows a sheet metal pipe (3) to be welded to the port (12) of a cast metal housing (13). Said advantage can be used for an exhaust system comprising an exhaust manifold (3) and an exhaust unit such as a turbocharger (5).

Inventors:
BIEN WILFRIED (DE)
ELFELDT JAN PETER (DE)
HALVES MICHAEL (DE)
HUELSBERG THOMAS (DE)
KLUSSMANN UWE (DE)
KUZI HILDWIN (DE)
NUHN HOLGER (DE)
PUENJER RALF (DE)
REINHARDT OLAV (DE)
RIEWERT DIRK (DE)
RIGGERS ALFRED (DE)
STERNAL THORSTEN (DE)
Application Number:
PCT/EP2005/001873
Publication Date:
September 01, 2005
Filing Date:
February 23, 2005
Export Citation:
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Assignee:
DAIMLER CHRYSLER AG (DE)
BORGWARNER TURBO SYSTEMS GMBH (DE)
BIEN WILFRIED (DE)
ELFELDT JAN PETER (DE)
HALVES MICHAEL (DE)
HUELSBERG THOMAS (DE)
KLUSSMANN UWE (DE)
KUZI HILDWIN (DE)
NUHN HOLGER (DE)
PUENJER RALF (DE)
REINHARDT OLAV (DE)
RIEWERT DIRK (DE)
RIGGERS ALFRED (DE)
STERNAL THORSTEN (DE)
International Classes:
B23K9/028; B23K9/23; B23K26/00; B23K26/32; F01N13/08; F01N13/10; F01N13/18; (IPC1-7): B23K26/32; B23K9/23; F01N7/10; F01N7/18
Foreign References:
EP0939208A21999-09-01
DE19808383A11999-09-02
US5268555A1993-12-07
DE19721092C11998-09-03
EP0921052A21999-06-09
EP0761939A11997-03-12
DE10022052A12001-03-01
Other References:
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 1999, no. 03 31 March 1999 (1999-03-31)
Attorney, Agent or Firm:
Bogert, Valentin (Intellectual Property Management IPM - C106, Stuttgart, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Verfahren zum Verbinden eines Blechbauteils (9) mit einem Bauteil (13) aus Gussmetall, bei dem das Blechbauteil (9) und das Bauteil (13) durch ein gepulstes Schweißverfahren miteinander verschweißt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1 zum Verbinden eines Rohrs (3) mit einer Öffnung (12) eines Gehäuses (13), wobei das Rohr (3) aus mindestens einem Blechbauteil (9) und zumin dest die Öffnung (12) des Gehäuses (13) aus Gussmetall gefertigt ist, bei dem die Öffnung (12) und das mindes tens eine Blechbauteil (9) durch ein gepulstes Schweiß verfahren miteinander verschweißt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Verbindung mit einer gepulsten Schweißstromquelle bereitgestellt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem ein Laserschweißverfahren angewandt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem ein WIGSchweißverfahren angewandt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem ein MAGSchweißverfahren angewandt wird.
7. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem zumindest zu verschweißende Bereiche des mindestens einen Blechbauteils (9) und der Öffnung (12) des Gehäuses (13) vor dem Verschweißen auf eine Bearbeitungstemperatur tem periert werden.
8. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem zumindest zu verschweißende Bereiche des mindestens einen Blechbauteils (9) und der Öffnung (12) des Gehäuses (13) nach dem Verschweißen gezielt abgekühlt werden.
9. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche für ein Rohr, das aus einem Innenrohr (7) und einem Außenrohr (9), das aus dem mindestens einen Blechbauteil gefertigt ist, ausgebildet ist, bei dem das Innenrohr (7) in die Öffnung (12) des Gehäuses (13) eingeführt und die Öffnung (12) mit dem mindestens einen Blechbauteil, aus dem das Außenrohr (9) gefertigt ist, verschweißt wird.
10. Verbindung zwischen einem Blechbauteil (9) und einem Bau teil (13) aus Gussmetall, bei dem das Blechbauteil (9) und das Bauteil (13) durch ein gepulstes Schweißverfahren miteinander verschweißt sind.
11. Verbindung nach Anspruch 10 zwischen einem Rohr (3) und einer Öffnung (12) eines Gehäuses (13), wobei das Rohr (3) aus mindestens einem Blechbauteil (9) und zumindest die Öffnung (12) des Gehäuses (13) aus Gussmetall gefer tigt ist, bei der die Öffnung (12) und das mindestens ei ne Blechbauteil (9) mit einer gepulsten Schweißstromquel le verschweißt sind.
12. Verbindung nach Anspruch 10 oder 11, bei der das Rohr (3) ein Innenrohr (7) und ein Außenrohr (9), das aus dem min destens einem Blechbauteil gefertigt ist, aufweist, wobei das Innenrohr (7) und das Außenrohr (9) durch einen Luft spalt (11) voneinander getrennt sind.
13. Verbindung nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der das Innenrohr (7) in die Öffnung (12) des Gehäuses (13) eingeführt und die Öffnung (12) mit dem mindestens einen Blechbauteil, aus dem das Außenrohr (9) gefertigt ist, verschweißt ist.
14. Verbindung nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der das Rohr als Abgaskrümmer (3) ausgebildet ist.
15. Verbindung nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der das Innenrohr (7) als Gasführungsrohr (7) eines luft spaltisolierten Abgaskrümmers (3) ausgebildet ist.
16. Verbindung nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der das Gehäuse als Teil eines Abgasaggregats (5) und die Öffnung als Zugaskanal (12) dieses Abgasaggregats (5) ausgebildet ist.
17. Verbindung nach Anspruch 16, bei der das Abgasaggregat als Turbolader (5) ausgebildet ist.
18. Abgasanlage mit einem Abgaskrümmer (3), der aus mindes tens einem Blechbauteil gefertigt ist, und einem Abgasag gregat (5) mit einem Gehäuse mit einer Öffnung (12), wo bei zumindest die Öffnung (12) aus Gussmetall gefertigt ist, bei der die Öffnung (12) des Abgasaggregats (5) und das mindestens eine Blechbauteil, aus dem der Abgaskrüm mer (3) gefertigt ist, mit einer gepulsten Schweißstrom quelle verschweißt sind.
19. Abgasanlage nach Anspruch 18, bei dem der Abgaskrümmer als Luftspaltisolierter Abgaskrümmer (3) und das Abgasag gregat als Turbolader (5) ausgebildet ist.
Description:
VERFAHREN ZUM PULS-SCHWEISSEN EINES BLECHBAUTEILS WIE EIN ROHR MIT EINEM GUSSMETALLBAUTEIL WIE EINE ÖFFNUNG EINES GEHÄUSES INSBESONDERE FÜR ABGASANLAGE Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verbinden und eine Verbindung eines Blechbauteils mit einem Bauteil aus Gussme- tall. Die Erfindung betrifft insbesondere ein Verfahren zum Verbinden eines Rohrs mit einer Öffnung eines Gehäuses, eine Verbindung zwischen einem Rohr und einer Öffnung eines Gehäu- ses sowie eine Abgasanlage.

Verbindungen zwischen Rohren aus Blech und bspw. Gehäuseöff- nungen aus gusseisernem Material werden üblicherweise durch Flansche inklusive Dichtung bereitgestellt. Nur so ist es möglich, einen leckagefreien Transport bspw. heißer Gase zwi- schen dem Rohr und der Gehäuseöffnung zu gewährleisten.

In Abgasanlagen von Kraftfahrzeugen ist gemäß bisherigen Kon- zepten vorgesehen, einen Blechkrümmer und ein gusseisernes Turbinengehäuse eines Abgasturboladers durch eine geschraubte Flanschverbindung miteinander zu verbinden. Eine Alternative hierfür ist der so genannte Integralkrümmer, bei dem ein Ab- gaskrümmer und das Turbinengehäuse aus einem Stück gegossen sind.

Aus der Druckschrift DE 198 19 946 AI ist bekannt, ein Gasum- lenkelement für einen Abgaskrümmer gasdicht mit einem motor- seitigen Flansch zu verschweißen. Dieser Flansch ist in die- sem Fall wiederum mit dem Motor zu verschrauben. Durch diese Maßnahme wird jedoch keine direkte Verbindung zwischen dem Abgaskrümmer und dem Motor oder bedarfsweise einem Turbolader realisiert.

In der Druckschrift DE 100 22 052 C2 wird offenbart, einen Einlasstrichter eines Turbinengehäuses mittels einer Schweiß- naht direkt an einem Krümmer anzubinden. Ein Verschweißen dieser beiden Komponenten innerhalb einer Abgasanlage ist in diesem Fall nur deshalb möglich, weil der Einlasstrichter wie der Krümmer aus Blech gefertigt ist.

Hintergrund der vorliegenden Erfindung ist, eine direkte Ver- bindung zwischen einem Rohr aus Blech und einem Gehäuse aus Gussmetall zu realisieren.

Hierzu wird ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentan- spruchs 1, eine Verbindung mit den Merkmalen des Patenta- spruchs 10 sowie eine Abgasanlage mit den Merkmalen des Pa- tentanspruchs 18 vorgeschlagen.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Verbinden eines Blechbauteils mit einem Bauteil aus Gussmetall werden das Blechbauteil und das Bauteil durch ein gepulstes Schweißver- fahren miteinander verschweißt.

Mit der Erfindung wird die Schwierigkeit überwunden, Gussme- tall mit Blech zu verschweißen. Gründe für diese Schwierig- keit sind unterschiedliche Schmelzeigenschaften, die tempera- turabhängig sind, unterschiedliche Fließeigenschaften und un- terschiedliche Gefüge dieser beiden metallischen Materialien.

In bevorzugter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, ein Rohr mit einer Öffnung eines Gehäuses zu verbinden, wobei das Rohr aus mindestens einem Blechbauteil und zumindest die Öffnung des Gehäuses aus Gussmetall gefer- tigt ist. Die Öffnung und das mindestens eine Blechbauteil werden durch ein gepulstes Schweißverfahren und/oder mit ei- ner gepulsten Schweißstromquelle verschweißt.

Somit ist es möglich, eine direkte, stabile und gasdichte Verbindung zwischen zwei Vorrichtungen aus unterschiedlichen metallischen Materialien, in diesem Fall Blech und Gussme- tall, zu realisieren. In diesem Anwendungsfall sind üblicher- weise auftretende Unterschiede bezüglich Wandstärken des mit der Öffnung des Gehäuses zu verschweißenden Rohrs problema- tisch. Durch dicke Wandstärken wird viel Wärme aus einer beim Schweißen entstehenden Schmelze abgezogen, wodurch wiederum Risse an der Schweißnaht und den Wärmeeinflusszonen entste- hen. Derartige Schwierigkeiten werden mit dem erfindungsgemä- ßen Verfahren überwunden.

Durch die erfindungsgemäße Maßnahme, beim Verschweißen eine gepulste Schweißstromquelle zu verwenden, wird in die Schweißnaht nur relativ wenig Wärme eingebracht. Es ist nun- mehr möglich, das mindestens ein Blechbauteil des Rohrs mit der Öffnung des Gehäuses aus Gussmetall homogen und rissfrei zu verschweißen. Eine durch die gepulste Schweißstromquelle eingebrachte thermische Energiedichte wirkt entlang der Schweißnaht nur kurzzeitig auf die Fügepartner.

Die durch das erfindungsgemäße Verfahren bereitgestellte Ver- bindung gewährleistet bspw. einen leckagefreien Transport heißer Gase, wie bspw. von Abgasen, zwischen dem Rohr und dem Gehäuse.

Bei herkömmlichen Schweißverfahren ist die Schweißnaht bspw. einer Verzunderung, einer Abrasion oder hohen thermischen Be- lastungen eines durch das Schweißen teilweise umgewandelten Gefüges ausgesetzt, wenn diese Schweißnaht direkt in einem heißen Gasstrom liegt. Hier besteht die Gefahr, dass sich die Schweißnaht löst.

Bei Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann ein Laserschweißverfahren, ein WIG-Schweißverfahren (Wolfram- Inert-Gas), oder ein MAG-Schweißverfahren (Metall-Aktiv-Gas) angewandt werden. Mit dem Laserschweißverfahren ist es mög- lich, die Schweißnaht zwischen dem Rohr und der Öffnung des Gehäuses durch extrem kurzzeitige Pulse zu beaufschlagen und somit präzise zu erhitzen. Bei dem WIG-Schweißverfahren brennt zwischen einem Werkstück und einer nicht abschmelzba- ren Wolframelektrode ein Lichtbogen. Bei dem MAG- Schweißverfahren handelt es sich um ein besonders flexibles Lichtbogenschweißverfahren, da es sich zum Schweißen inner- halb eines Bereichs großer Blechdicken von 0,5 mm an aufwärts eignet. Bei dem MAG-Schweißverfahren können schmelzende Zu- satzwerkstoffe zum Einsatz kommen, um die Schweißnaht zu er- zeugen.

In Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass zumindest zu ver- schweißende Bereiche des mindestens einen Blechbauteils und der Öffnung des Gehäuses vor dem Verschweißen auf eine geeig- nete Bearbeitungstemperatur temperiert werden. Durch diese zusätzliche Maßnahme ist es möglich, an den zu verschweißen- den Bereichen des mindestens einen Blechbauteils und der Öff- nung des Gehäuses, wo also die Schweißnaht entsteht, einem zu großen Temperaturgradienten entgegen zu wirken. Somit werden thermische Inhomogenitäten, die Risse verursachen, entlang der beim Verschweißen entstehenden Schweißnaht vermieden. In Abhängigkeit einer bestehenden Ausgangstemperatur sind diese Bereiche entweder vorzuwärmen oder abzukühlen. Im Rahmen ei- nes groß angelegten Fertigungsprozesses besteht die Möglich- keit, zu verschweißende Komponenten unmittelbar nach einem vorhergehenden Fertigungsschritt, bei dem mindestens eine der Komponenten erhitzt wurde, zu schweißen. Dabei ist es mög- lich, die mindestens eine zu verschweißende Komponente inner- halb eines Glühofens auf die Bearbeitungstemperatur zu tempe- rieren.

Andererseits kann eine gezielt Abkühlung mindestens einer der verschweißten Komponenten nach dem Verschweißen bei bestimm- ten Werkstoffkombinationen von Vorteil sein, um die Stabili- tät der Schweißnaht zu erhöhen.

Ist vorgesehen, ein doppelwandiges Rohr, das aus einem Innen- rohr und einem Außenrohr, das aus dem mindestens einen Blech- bauteil gefertigt ist, mit der Öffnung des Gehäuses zu ver- binden, so ist gemäß bevorzugter Ausgestaltung des erfin- dungsgemäßen Verfahrens vorgesehen, das Innenrohr in die Öff- nung des Gehäuses einzuführen, das Außenrohr evtl. auf die Öffnung aufzuschieben und die Öffnung mit dem mindestens ei- nen Blechbauteil, aus dem das Außenrohr gefertigt ist, zu verschweißen. Bei dieser Ausgestaltung der Erfindung ist dem- nach vorgesehen, dass das Gehäuse lediglich mit dem mindes- tens einen Blechbauteil des Außenrohrs mittels eines gepuls- ten Schweißverfahrens verschweißt wird. Zwischen dem Innen- rohr und der Öffnung des Gehäuses wird somit ein Schiebesitz realisiert.

Bei der erfindungsgemäßen Verbindung zwischen einem Blechbau- teil und einem Bauteil aus Gussmetall ist vorgesehen, dass das Blechbauteil und das Bauteil durch ein gepulstes Schweiß- verfahren miteinander verschweißt sind. Somit ist es möglich, zwischen dem Blechteil und dem Bauteil aus Gussmetall, die sich hinsichtlich der Gefüge sowie temperaturabhängiger Schmelz-und Fließeigenschaften voneinander unterscheiden, eine Verbindung zu ermöglichen.

In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, eine Verbindung zwischen einem Rohr und einer Öffnung eines Gehäuses, wobei das Rohr aus mindestens einem Blechbauteil und zumindest die Öffnung des Gehäuses aus Gussmetall gefer- tigt ist, bereitzustellen. Die erfindungsgemäße Verbindung ist derart ausgestaltet, dass die Öffnung und das mindestens eine Blechbauteil mit einer gepulsten Schweißstromquelle und/oder durch ein gepulstes Schweißverfahren miteinander verschweißt sind. Somit wird eine stabile, leckagefreie und direkte Verbindung zwischen dem Rohr und der Öffnung des Ge- häuses, die aus unterschiedlichen metallischen Materialien ausgebildet sind, realisiert.

Auf Flansche, die bislang zur Bereitstellung einer Verbindung zwischen gasführenden Teilen aus Blech und Gussmetall nötig sind, kann erfindungsgemäß verzichtet werden. Somit kann zur Bereitstellung der Verbindung sowohl Material, Gewicht als auch Bauraum eingespart werden. Selbst wenn die erfindungsge- mäße Verbindung hohen Temperaturen, bspw. erzeugt durch Ab- gasströme, ausgesetzt ist, besteht keine Gefahr einer Riss- bildung.

In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Gehäuse als Teil eines Abgasaggregats, bspw. eines Turboladers ausgebildet ist. Die Öffnung ist in diesem Fall als Zugaskanal dieses Abgasaggregats ausgebildet. Hierbei ist des Weiteren vorgesehen, dass das Rohr als Abgaskrümmer aus- gebildet ist. Bei Anwendungen im Kraftfahrzeugbereich ergeben sich durch die Erfindung innerhalb von Abgasanlagen eine Ge- wichtsoptimierung und eine optimale Bauraumnutzung, da ein ansonsten benötigter Flansch zur Bereitstellung derartiger Verbindungen überflüssig ist.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Abgaskrümmer als luftspaltisolierter Abgaskrümmer ausge- bildet ist. Das Rohr, aus dem der Abgaskrümmer ausgebildet ist, weist ein Innenrohr und ein Außenrohr, das aus dem min- destens einen Blechbauteil gefertigt ist, auf. Hierbei sind das Innenrohr und das Außenrohr durch einen Luftspalt vonein- ander getrennt.

Das Innenrohr ist in die Öffnung des Gehäuses eingeführt und das Außenrohr auf die Öffnung geschoben und die Öffnung mit dem mindestens einen Blechbauteil, aus dem das Außenrohr des Abgaskrümmers gefertigt ist, verschweißt. Durch diese Maßnah- me wird ein Klemmen des Innenrohrs durch thermische Ausdeh- nung, die durch heiße Abgase verursacht wird, verhindert. Da das Innenrohr in die Öffnung und somit den Zugaskanal des Ab- gasaggregats geschoben ist, wird zusätzlich ein direkter Kon- takt der Abgase mit einer zwischen dem Zugaskanal und dem mindestens einem Blechbauteil des Außenrohrs des Abgaskrüm- mers vorhandenen Schweißnaht vermieden.

Mit der Erfindung ist es möglich, Abgase mit einer Temperatur von bis zu 1050 °C leckagefrei zwischen dem luftspaltisolier- ten Abgaskrümmer und dem Turbolader zu transportieren. Zur Bereitstellung dieser Verbindung ist eine Außenwandung des Zugaskanals entsprechend einer Innenwandung des Außenrohrs bspw. zylindrisch ausgebildet.

Die erfindungsgemäße Abgasanlage mit einem Abgaskrümmer, der aus mindestens einem Blechbauteil gefertigt ist, und einem Abgasaggregat mit einem Gehäuse mit einer Öffnung, wobei zu- mindest die Öffnung aus Gussmetall gefertigt ist, weist eine Verbindung zwischen dem Abgaskrümmer und dem Abgasaggregat auf. Dabei ist vorgesehen, dass die Öffnung des Abgasaggre- gats und das mindestens eine Blechbauteil, aus dem der Abgas- krümmer gefertigt ist, mit einer gepulsten Schweißstromquelle miteinander verschweißt sind. Innerhalb der, die erfindungs- gemäßen Merkmale aufweisenden, Abgasanlage ist es möglich, heiße Abgase zwischen dem Abgaskrümmer und dem Abgasaggregat leckagefrei zu transportieren.

Kommt bei einer Herstellung der zu verschweißenden Verbindung zwischen dem Abgaskrümmer und dem Abgasaggregat ein gepulstes Schweißverfahren, wie bspw. ein MAG-, WIG-oder Laserschweiß- verfahren zur Anwendung, so wird zwischen dem Abgaskrümmer und dem Abgasaggregat eine haltbare Schweißverbindung er- zeugt, ohne dass dabei eine Wärmebehandlung, wie bspw. Glühen erforderlich ist. Allerdings kann bei einzelnen Werkstoffkom- binationen auch ein Vorwärmen oder gezieltes Abkühlen mitein- ander zu verschweißender Komponenten sinnvoll sein.

In bevorzugter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Abgasanla- ge ist der Abgaskrümmer als luftspaltisolierter Abgaskrümmer und das Abgasaggregat als Turbolader ausgebildet. Durch die erfindungsgemäß realisierbare Vermeidung einer Flanschverbin- dung zwischen dem luftspaltisolierten Abgaskrümmer und dem Turbolader wird eine Leckage innerhalb der Abgasanlage ver- mieden, so dass Abgasvorschriften zuverlässig eingehalten werden.

Durch die Maßnahme, zwischen dem Innenrohr des luftspaltiso- lierten Abgaskrümmers und dem Zugaskanal des Turboladers ei- nen Schiebesitz bereitzustellen, ist es möglich hohe Abgas- temperaturen von bis zu 1050 °C einzuleiten. Aufgrund dieser luftspaltisolierten Ausbildung des Abgaskrümmers werden Span- nungen an einer Schweißnaht zwischen dem Abgaskrümmer und dem Turbolader vermieden. Erfindungsgemäß liegt die Schweißnaht nicht direkt am Gasstrom, so dass diese bei Betrieb der Ab- gasanlage, im Vergleich zu den hohen Temperaturen der Abgase, geringen Temperaturen ausgesetzt ist. Somit ist es wiederum möglich, die Verbindung geometrisch günstiger auszulegen, so dass weitaus geringere Wandstärken erforderlich sind.

Eine Wärmeausdehnung des bei Betrieb der Abgasanlage stark erhitzten Innenrohrs bzw. Gasführungsrohrs des luftspaltiso- lierten Abgaskrümmers wird aufgrund des Schiebesitzes zwi- schen dem Gasführungsrohr und dem Turbolader in einfacher Weise kompensiert. Das Gasführungsrohr kann sich dabei in den Turbolader hinein ausdehnen, ohne dass dabei Kräfte übertra- gen werden, es ist also eine freie Dehnung des Gasführungs- bzw. Innenrohrs relativ zu dem Zugaskanal des Turboladers möglich.

Üblicherweise unterscheiden sich Wandstärken des Außenrohrs des luftspaltisolierten Abgaskrümmers (ca. 2 mm) und der Wan- dung des Zugaskanals des Turboladers (ca. 4 mm) deutlich von- einander. Durch die Maßnahme, eine gepulste Schweißstromquel- le zum Verbinden dieser beiden Komponenten zu benutzen, wird die bei herkömmlichen Schweißverfahren auftretende und im Un- terschied der Wandstärken und der Unterschiedlichkeit der Ma- terialien begründete Schwierigkeit, eine stabile und/oder gasdichte Schweißnaht bereitzustellen. überwunden.

Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nach- stehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der je- weils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombi- nationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

Die Erfindung ist anhand von Ausführungsbeispielen in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung ausführlich beschrieben.

Fig. 1 zeigt eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Anordnung in schematischer Darstellung.

Fig. 1 zeigt eine Verbindung 1 zwischen einem Rohr eines Ab- gaskrümmers 3 mit einer Öffnung 12 eines Gehäuses 13 eines Abgasaggregats, insbesondere eines Turboladers 5. Es ist vor- gesehen, dass der Abgaskrümmer 3 ein Innenrohr 7 und ein Au- ßenrohr 9 aufweist, wobei zumindest das Außenrohr 9 aus zu- mindest einem Blechteil gefertigt ist. Außerdem ist zwischen dem Innenrohr 7 und dem Außenrohr 9 ein Luftspalt 11 vorhan- den. Demnach ist im vorliegenden Fall der Abgaskrümmer 3 als luftspaltisolierter Abgaskrümmer 3 ausgebildet. Das Gehäuse 13 des Turboladers 5 ist aus Gussmetall gefertigt.

Zur erfindungsgemäßen Bereitstellung der erfindungsgemäßen Verbindung 1 zwischen dem Abgaskrümmer 3 und dem Turbolader 5 ist vorgesehen, dass im Bereich einer Öffnung 12 des Gehäuses 13, also dem Zugaskanal des Turboladers 5 an einer Außenwan- dung eine zylindrische Anformung 15 angeformt ist.

Bei einem Zusammensetzen des doppelwandigen Abgaskrümmers 3 mit dem Gehäuse 13 des Turboladers 5 ist vorgesehen, dass zu- nächst das gasführende Innenrohr 7 in die Öffnung 12, also an einer Innenwandung des Gehäuses 13 des Turboladers 5 einge- führt wird. Das Außenrohr 9 des Abgaskrümmers 3 wird an der zylindrischen Anformung 15 am Zugaskanal 12 des Gehäuses 13 auf das Gehäuse 13 des Turboladers 5 aufgeschoben.

Anschließend ist vorgesehen, dass das Gehäuse 13 des Turbola- ders 5 entlang der zylindrischen Anformung 15 nur mit dem Au- ßenrohr 9 des luftspaltisolierten Abgaskrümmers 3 durch ein gepulstes Schweißverfahren mit einer gepulsten Schweißstrom- quelle verschweißt wird.

Durch Anwendung des gepulsten Schweißverfahrens wird pro Schweißpuls kurzzeitig geringe Wärmeenergie in eine Schweiß- stelle 17 zwischen dem Gehäuse 13 und dem Außenrohr 9 einge- bracht. Als geeignetes gepulstes Schweißverfahren kann hier- bei ein Laserschweißverfahren oder WIG-Schweißverfahren oder ein MAG-Schweißverfahren zu Anwendung kommen.

Aufgrund dieser erfindungsgemäßen Vorgehensweise ist es mög- lich, zwischen einem Blechteil wie dem Außenrohr 9 des Ab- gaskrümmers 3 und einem Bauteil aus Gussmetall, wie dem Ge- häuse 13 des Turboladers 5, die erfindungsgemäße Verbindung 1 derart zu realisieren, daß diese mechanisch stabil und/oder gasdicht ausgebildet ist. Ein normales Schweißverfahren, bei dem im Vergleich zu der erfindungsgemäßen Vorgehensweise viel Wärmeenergie in die Schweißstelle 17 eingebracht wird, ist für diesen Zweck, wie nachstehend erläutert, nicht geeignet.

Die Schwierigkeit ein Bauteil aus Gussmetall mit einem Blech- bauteil zu verschweißen, ist in den unterschiedlichen Schmelzeigenschaften dieser beiden metallischen Materialien begründet. Blech und Gussmetall unterscheiden sich durch un- terschiedliche Schmelztemperaturen, unterschiedliche Fließei- genschaften sowie durch unterschiedliche strukturelle Gefüge.

Dies erschwert es, zwischen diesen beiden metallischen Mate- rialien mit herkömmlichen Schweißverfahren eine homogene, me- chanisch stabile bzw. gasdichte Schweißverbindung zu reali- sieren. Außerdem kommen wie im vorliegenden Fall noch erheb- liche Wandstärkenunterschiede zwischen dem Außenrohr 9 und dem Gehäuse 13 hinzu. Aufgrund der dickeren Wandstärke des Gehäuses 13 besteht bei herkömmlichen Schweißverfahren die Gefahr, dass viel Wärme aus der Schmelze abgezogen wird, was zu Rissbildungen führen kann.

Eine Wandung der Öffnung 12 des Gehäuses 13 des Turboladers 5 mündet erfindungsgemäß in den Luftspalt 11 zwischen dem In- nenrohr 7 und dem Außenrohr 9 des luftspaltisolierten Ab- gaskrümmers 3. Dabei ist erfindungsgemäß berücksichtigt, dass zwischen einer Innenwandung der Öffnung 12 des Gehäuses 13 und dem Innenrohr 7 des luftspaltisolierten Abgaskrümmers 3 ein Schiebesitz 19 vorhanden ist.

Die erfindungsgemäße Verbindung 1 ist innerhalb einer Abgas- anlage eines Kraftfahrzeugs angeordnet. Der luftspaltisolier- te Abgaskrümmer 3 ist mit Zylindern eines Verbrennungsmotors verbunden. Bei Betrieb des Verbrennungsmotors entstehende Ab- gase strömen dabei in Richtung des gebogenen Pfeils durch das gasführende Innenrohr 7 des luftspaltisolierten Abgaskrümmers 3 in Richtung des Turboladers 5. Hierbei auftretende, ther- misch bedingte Ausdehnungen des gasführenden Innenrohrs 7 werden innerhalb der erfindungsgemäßen Verbindung 1 wegen des Schiebesitzes 19 zwischen den gasführenden Innenrohr 7 und der Innenwandung des Gehäuses 13 an der Öffnung 12 kompen- siert. Bei dieser Anordnung ist es möglich, dass das gasfüh- rende Innenrohr 7 an dem Schiebesitz 19 relativ zu der Innen- wandung des Gehäuses 13 zur Kompensation thermischer Ausdeh- nungen eine Verschiebung relativ zu dem Gehäuse 13 durchfüh- ren kann.

Aufgrund der luftspaltisolierten Ausführung des Abgaskrümmers 3 ist zudem gewährleistet, dass die Schweißstelle 17 an der Verbindung 1 zwischen dem Außenrohr 9 und dem Gehäuse 13 nicht direkt den strömenden Abgasen ausgesetzt ist. Somit ist die Schweißstelle 17 aufgrund der Luftspaltisolierung mit ge- ringeren Temperaturen als den eigentlichen Temperaturen der Abgase beaufschlagt. Die Schweißstelle 17 ist somit verhält- nismäßig geringfügigen Spannungen ausgesetzt. Die erfindungs- gemäße Verbindung kann demnach bei geringen Wandstärken geo- metrisch günstig ausgelegt werden. Hierzu durchgeführte Ver- suche haben ergeben, dass aufgrund der erfindungsgemäßen Aus- gestaltung der Verbindung 1 Abgase mit Temperaturen von bis zu 1050 °C von dem Abgaskrümmer 3 zu dem Turbolader 5 trans- portiert werden können.

Erfindungsgemäß ist es unabhängig von speziellen Anwendungen in Abgasanlagen von Kraftfahrzeugen möglich, zwischen einem Blechbauteil, wie dem Außenrohr 9 des luftspaltisolierten Ab- gaskrümmers 3 und einem Bauteil aus Gussmetall, wie dem Ge- häuse 13 des Turboladers 5, eine stabile, rissfreie Schweiß- verbindung zu realisieren. Die innerhalb des gasführenden In- nenrohrs 7 des luftspaltisolierten Abgaskrümmers 3 in Rich- tung des Pfeils in den Turbolader 5 strömenden heißen Abgase werden durch die erfindungsgemäße Verbindung 31 leckagefrei transportiert.

Bislang ist es erforderlich, derartige Verbindungen insbeson- dere in Abgasanlagen zwischen zwei Komponenten, die aus un- terschiedlichen metallischen Materialien, wie Blech im Falle des Abgaskrümmers 3 und Gussmetall im Falle des Gehäuses 13 des Turboladers 5, ausgebildet sind, über eine Flanschverbin- dung miteinander zu verbinden. Aufgrund der erfindungsgemäßen Herstellung sowie Ausgestaltung der Verbindung 1 kann auf ei- nen derartigen Flansch nunmehr verzichtet werden.

Somit ist es möglich, Verbindungen in Abgasanlagen, wie die erfindungsgemäße Verbindung 1, optimal auszugestalten. Da kein Flansch mehr benötigt wird, ergeben sich somit eine Ma- terialersparnis sowie eine Gewichtsreduzierung, zudem werden Platzprobleme gelöst.