Die Erfindung betrifft ein Rohrelement für eine Abgasanlage eines Verbrennungsmotors, insbesondere für Abgasanlagen von Verbrennungsmotoren für Kraftfahrzeuge. Ebenso betrifft die Erfindung eine Verwendung eines solchen Rohrelements.

Abgasanlagen von Verbrennungsmotoren werden benötigt, um die beim Betrieb eines Verbrennungsmotors anfallenden Abgase erforderlichenfalls einer Abgasreinigung zu unterziehen und den mit dem Verbrennungsvorgang einhergehenden, durch die Abgase transportierten Schall zu dämpfen. Dabei unterliegen die für die Verbindung der einzelnen Komponenten der Abgasanlage benötigten Rohre einer hohen thermischen Belastung. Dies gilt insbesondere für die Rohrabschnitte, die direkt mit dem Motor verbunden sind. Darüber hinaus sind die Rohre auch hohen korrosiven Belastungen ausgesetzt, die durch sich in den Rohren bildendes Kondensat verursacht werden, das entsteht, wenn der Verbrennungsmotor nur kurz betrieben wird und die Abgasanlage nicht ausreichend heiß wird.

Es ist versucht worden, die Probleme der thermischen und korrosiven Belastung durch die Verarbeitung von hoch hitze- und korrosionsbeständigen Materialien zu beheben. Diese Materialien, bei denen.es sich beispielsweise um rostfreien Stahl handelt, sind jedoch in der Regel teuer oder lassen

sich nur mit zusätzlichem Aufwand verarbeiten. Auch bieten diese Werkstoffe häufig nicht die Eigenschaftskombination, die erforderlich wäre, um die sich aus thermischen, mechanischen und korrosiven Einflüssen ergebenden Mischbelastungen über die jeweils geforderte Lebensdauer standzuhalten.

Ausgehend von dem voranstehend erläuterten Stand der Technik lag der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Rohrelement für eine Abgasanlage von Verbrennungsmotoren zu schaffen, das bei vereinfachter Herstellung eine optimale Ausnutzung der Eigenschaften des jeweils verarbeiteten Werkstoffs ermöglicht. Darüber hinaus sollte eine bevorzugte Verwendung eines solchen Rohrelements angegeben werden.

In Bezug auf das Rohrelement für eine Abgasanlage eines Verbrennungsmotors ist diese Aufgabe dadurch gelöst worden, dass die Wände des Rohrelements durch kraft- und formschlüssig miteinander verbundene Blechteile gebildet sind.

Anders als bei üblichen Abgasanlagen wird ein erfindungsgemäßes Rohrelement nicht als längsnahtgeschweißtes Rohr hergestellt, sondern aus einzelnen Blechzuschnitten zusammengefügt. Die Blechzuschnitte werden dabei nicht stoffschlüssig miteinander verschweißt, sondern sie werden durch Form- und Kraftschluss miteinander verbunden. Auf diese Weise wird zum einen eine thermische Belastung der Stellen, an denen die Wände des Rohrelements geschlossen werden müssen, vermieden. Durch thermische Einflüsse beim Schweißen unvermeidbare Gefügeveränderungen des Blechmaterials im

Bereich der Fügezone treten daher bei einem erfindungsgemäßen Rohrelement nicht mehr auf. Diese Gefügeveränderungen bilden bei bekannten Auspuffrohren vielfach den Ausgangspunkt von Korrosion, die zu einem vorzeitigen Defekt der Abgasanlage führen kann.

Da bei einem erfindungsgemäßen Rohrelement eine Erwärmung der miteinander zu verbindenden Blechteile vermieden werden kann, können auch im Bereich der Fügezone selbst die jeweiligen Eigenschaften der miteinander verbundenen Bleche uneingeschränkt genutzt werden. So müssen dort insbesondere keine Einbußen hinsichtlich der Korrosionsbeständigkeit der verarbeiteten Materialien hingenommen werden.

Die Erfindung macht sich auf diese Weise die aus der EP 0 868 237 Bl an sich bekannte Möglichkeit zu Nutze, gemäß der Metallprofile aus mindestens zwei gefügten Teilen erzeugt werden können, die ausschließlich durch Klemmkraft untereinander verbunden sind. Die Herstellung der bekannten Metallprofile erfolgt dabei in der Weise, dass zunächst in einem der zu fügenden Teile eine Nut eingeformt wird. Bei dieser Einformung findet eine Gefügeveränderung in der näheren Umgebung der Nut statt. Dann wird in diese Nut ein anderes aus Flachmaterial bestehendes Teil mit seiner Schmalseite eingesetzt und in der Nut durch Verquetschen des der Nut benachbarten Materials in dem einen Teil festgeklemmt. Diese Umformoperation hat eine weitere Gefügeveränderung zur Folge, so dass eine ausschließlich kraft- und formschlüssige Verbindung zwischen den beiden aneinander anzuschließenden Teilen hergestellt ist.

Dementsprechend sieht die Erfindung gemäß einer ersten Ausgestaltung vor, zur Verbindung von zwei aneinander

grenzenden Wänden die erste Wand mit einem ihrer Kantenbereiche in eine in die zweite Wand eingeformte Nut zu stellen und dann das seitlich der Nut vorhandene Material der zweiten Wand mindestens abschnittsweise gegen den in der Nut stehenden Kantenbereich der ersten Wand zu drücken, um den kraft- und formschlüssigen Halt herzustellen.

Da der Einfluss der im Zuge des aus der EP 0 868 237 Bl bekannten Verfahrens eintretenden Gefügeveränderungen minimal ist, haben diese Gefügeänderungen anders als die sich im Bereich einer Schweißzone ereignenden Gefügeänderungen keine Auswirkung auf die

Werkstoffeigenschaften im Bereich der Fügezone. Im Ergebnis stellt die Erfindung so ein Rohrelement für eine Abgasanlage von Verbrennungsmotoren zur Verfügung, das einfach herzustellen ist und eine optimale Ausnutzung der Eigenschaften des jeweils verarbeiteten Werkstoffs ermöglicht.

Ein besonderer Vorteil eines erfindungsgemäßen Rohrelements besteht darin, dass es problemlos mehr als einen Rohrkanal aufweisen kann. Dementsprechend lassen sich erfindungsgemäße Rohrelemente ohne weiteres so konfigurieren, dass jedem Verbrennungsraum des Verbrennungsmotors ein eigener Rohrkanal zugeordnet wird. Eine einfache, übersichtliche Montage ist dabei dadurch gewährleistet, dass die einzelnen Rohrkanäle sich gruppenweise oder insgesamt gemeinsam zu einem Rohrelement zusammenfassen lassen. Dabei lässt sich der Materialbedarf und der Fertigungsaufwand dadurch minimieren, dass die Rohrkanäle durch jeweils eine Wand voneinander getrennt sind.

Fertigungstechnisch besonders einfach herstellen lässt sich ein mehrzügiges Rohrelement dadurch, dass es eine Bodenwand und eine Deckelwand aufweist, zwischen denen die die Rohrkanäle trennenden Seitenwände stehen.

Ein weiterer für die Praxis besonders bedeutender Vorteil der Erfindung besteht darin, dass nach Art eines Hohlprofils ausgebildete erfindungsgemäße Rohrelemente neben ihrer Funktion als Teil der Abgasanlage eines Fahrzeugs auch als Konstruktionsbauteil in die Tragstruktur des Fahrzeugs einbezogen werden können.

Praktische Versuche haben ergeben, dass sich erfindungsgemäße Rohrelemente insbesondere dazu eignen, aus Titan-, Aluminium-, Titan-Carbon-Hybrid und/oder Edelstahlwerkstoff hergestellt zu werden.

Selbstverständlich können erfindungsgemäße Rohrelemente in gleicher Weise auch aus Stahlwerkstoffen hergestellt werden. So eignen sich insbesondere mit einer Oberflächenbeschichtung, wie einer Plattierung, versehene Stahlwerkstoffe für die Herstellung erfindungsgemäßer Rohrelemente. Gerade bei solchen oberflächenbeschichteten Materialien wirkt sich der besondere Vorteil der Erfindung aus, da es im Bereich der Verbindung zwischen den einzelnen Wandelementen des Rohrelements zu keiner thermisch bedingten Gefügeveränderung kommt, die andernfalls die jeweilige Schutzwirkung der Oberflächenschicht beeinträchtigen könnte.

Erfindungsgemäß beschaffene Rohrelemente eignen sich aufgrund der Möglichkeit einer optimierten Nutzung der jeweiligen Materialeigenschaften besonders für die Verwendung als Auspuffblende für Personenkraftfahrzeuge.

Nachfolgend wird Erfindung anhand einer ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigen jeweils schematisch:

Fig. 1 ein als Auspuffblende an der Abgasanlage eines

PKWs eingesetztes Rohrelement in perspektivischer Ansicht;

Fig. 2 einen PKW in einer Ansicht von hinten.

Das als Blende für den Auspuff eines PKW' s P eingesetzte Rohrelement 1 weist vier Rohrkanäle 2,3,4,5 auf, durch die die vom nicht dargestellten Verbrennungsmotor des PKW's P erzeugten Abgase in die Umgebung geleitet werden.

Das Rohrelement 1 weist dazu eine Bodenwand 6 und eine Deckelwand 7 auf, zwischen denen in regelmäßigen Abständen angeordnet die die Rohrkanäle 2,3,4,5 seitlich begrenzenden Seitenwände 8 - 12 positioniert sind. Die Seitenwände 8 - 12 sind dabei jeweils form- und kraftschlüssig mit der Bodenwand 6 und der Deckelwand 7 verbunden.

Zu diesem Zweck sind für jede der Seitenwände 8 - 12 jeweils gegenüberliegend Nuten 13,14 in die Bodenwand 6 und die Deckelwand 7 eingeformt worden. Die Nuten 13,14 erstrecken sich dabei in Richtung der Längserstreckung der Rohrkanäle 2 - 5. Ihre ursprüngliche Breite B entsprach der Dicke D der Seitenwände 8 - 12.

In die Nuten 13 der Bodenwand 6 sind dann die Seitenwände 8 - 12 gestellt worden. Anschließend ist das beidseits seitlich der Nuten 13 jeweils vorhandene Material der Bodenwand 6 mittels eines geeigneten, hier nicht gezeigten Werkzeugs in der aus der EP 0 868 237 Bl bekannten Weise

gegen den in der Nut 13 stehenden Randabschnitt der jeweiligen Seitenwand 8 - 12 gedrückt worden. Nach Abschluss dieser Umformung waren die Seitenwände 8 - 12 unlösbar mit der Bodenwand 6 verbunden. Daraufhin ist die Deckelwand 7 auf die Seitenwände 8 - 12 so aufgelegt worden, dass die Seitenwände 8 - 12 mit ihren von der Bodenwand 6 abgewandten Längskanten in den Nuten 14 der Deckenwand 7 sitzen. Anschließend ist wiederum entsprechend der aus der EP 0 868 237 Bl bekannten Vorgehensweise das seitlich der Nuten 14 vorhandene Material in Richtung der in den Nuten 14 stehenden Randbereiche der Seitenwände 8- 12 gedrückt worden, bis auch die form- und kraftschlüssige feste Verbindung zwischen der Deckelwand 7 und den Seitenwänden 8 - 12 fertig gestellt war. Die in Folge der Materialverdrängung jeweils beidseits der Nuten 13,14 vorhandenen Rillen 15,16 sind in Fig. 1 zur Verdeutlichung in einer nicht realistischen, übergroßen Weise dargestellt.

Das so erhaltene Rohrelement 1 lässt sich über ein geeignetes, hier nicht gezeigtes Adapterstück problemlos an eine im Übrigen konventionell ausgebildete, hier ebenfalls nicht dargestellte Abgasanlage anschließen und an der Karosserie des PKWs befestigen.

BEZUGSZEICHEN

1 Rohrelement

2,3 ,4,5 Rohrkanäle

6 Bodenwand des Rohrelements 1

7 Deckelwand des Rohrelements 1

8 - 12 Seitenwände

13, 14 Nuten

15, 16 Rillen

B ursprüngliche Breite der Nuten 13,14

D- Dicke der Seitenwände 8 - 12

P Personenkraftfahrzeug (PKW)