DE102005039639A1 - Baugruppe mit mehreren luftspaltisolierten Abgasrohren und einem Anschlußrohr, sowie Verfahren zur Herstellung eines Anschlußendes eines luftspaltisolierten Abgasrohres - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Baugruppe, insbesondere für eine Abgasanlage, mit mindestens zwei zweischaligen Gasführungsrohren (5), die jeweils ein Außenrohr (10) und ein Innenrohr (12) aufweisen, und einem Anschlußrohr (7), das gasdicht mit den Außenrohren (10) verbunden ist, so daß ein Übergang von den beiden Gasführungsrohren (5) zu dem Anschlußrohr (7) geschaffen ist, wobei die Außenrohre (10) an ihrem dem Anschlußrohr (7) zugeordneten Ende jeweils einen Verbindungsrand (14) aufweisen, der mit dem Verbindungsrand (14) des benachbarten Gasführungsrohres (5) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungsrand (14) einstückig mit dem Außenrohr (10) ausgeführt ist und durch plastisches Verformen des Außenrohres (10) erhalten ist. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Herstellen eines Anschlußendes eines zweischaligen Gasführungsrohres (5), gebildet aus einem Außenrohr (10) und einem Innenrohr 12), dadurch gekennzeichnet, daß ein Anschlußende des Außenrohres (10), an dem später ein Anschlußrohr (7) angebracht wird, mittels eines Stempels (26) plastisch verformt wird.
Description
- Die Erfindung betrifft eine Baugruppe, insbesondere für eine Abgasanlage, mit mindestens zwei zweischaligen Gasführungsrohren, die jeweils ein Außenrohr und ein Innenrohr aufweisen, und einem Anschlußrohr, das gasdicht mit den Außenrohren verbunden ist, so daß ein Übergang von den beiden Gasführungsrohren zu dem Anschlußrohr geschaffen ist, wobei die Außenrohre an ihrem dem Anschlußrohr zugeordneten Ende jeweils einen Verbindungsrand aufweisen, der mit dem Verbindungsrand des benachbarten Gasführungsrohres verbunden ist. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Herstellen eines Anschlußendes eines zweischaligen Gasführungsrohres, gebildet aus einem Außenrohr und einem Innenrohr.
- Ein solches Gasführungsrohr ist auch als luftspaltisoliertes Abgasrohr bekannt. Aufgrund des doppelwandigen Aufbaus ergeben sich einige Probleme, wenn zwei oder mehr Gasführungsrohre, beispielsweise abgaskrümmerseitig, an ein einziges Anschlußrohr angeschlossen werden müssen. Da alle Rohre üblicherweise einen kreisförmigen Querschnitt haben, stellt sich das Problem, zwei kreisförmige Rohre an ein einziges kreisförmiges Rohr anzuschließen. Bisher wurde im Stand der Technik das Problem so gelöst, daß die dem Anschlußrohr zugeordneten Enden der Gasführungsrohre abgeschnitten wurden und dort spezielle Anschlußstücke angeschweißt wurde. Es wurde allgemein angenommen, daß auf andere Weise keine für eine gasdichte Verbindung mit dem Anschlußrohr geeignete Querschnittsform erhalten werden kann. Das anzubringende Anschlußstück wurde getrennt vom Außenrohr hergestellt und wies am dem Gasführungsrohr zugeordneten Ende einen kreisförmigen Querschnitt auf, so daß es dort angeschweißt werden kann, und an seinem entgegengesetzten Ende einen D-förmigen Querschnitt. Dies ermöglicht, die beiden Gasführungsrohre so aneinander anzuordnen, daß die beiden D-förmigen Querschnitte Rücken an Rücken liegen. Die geraden Ränder der Anschlußstücke bilden dann einen Verbindungsrand, der mit dem benachbarten Verbindungsrand verschweißt werden kann. Insgesamt bilden die beiden Anschlußstücke zusammen einen Querschnitt, welcher der Form eines Langlochs ähnelt. Das Anschlußrohr wird mit seinem den Gasführungsrohren zugewandten Ende mit dem selben Querschnitt ausgeführt, so daß das Anschlußrohr auf die beiden Gasführungsrohre aufgesteckt und dort verschweißt werden kann.
- Nachteilig bei dieser Art der Verbindung ist der hohe Aufwand, der erforderlich ist, um an den Gasführungsrohren ein Ende vorzusehen, das zur gasdichten Verbindung mit dem Anschlußrohr geeignet ist.
- Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Baugruppe der eingangs genannten Art sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Anschlußendes eines zweischaligen Gasführungsrohres zu schaffen, die bzw. das sich durch geringere Kosten auszeichnet.
- Erfindungsgemäß ist zur Lösung dieser Aufgabe bei einer Baugruppe der eingangs genannten Art vorgesehen, daß der Verbindungsrand einstückig mit dem Außenrohr ausgeführt ist und durch plastisches Verformen des Außenrohres erhalten ist. Erfindungsgemäß ist bei einem Verfahren der eingangs genannten Art vorgesehen, daß ein Anschlußende des Außenrohres, an dem später ein Anschlußrohr angebracht wird, mittels eines Stempels plastisch verformt wird.
- Die Erfindung beruht auf dem Grundgedanken, die geeignete Querschnittsform nicht mehr an einem separaten Bauteil vorzusehen und dieses mit dem Außenrohr des entsprechenden Gasführungsrohres zu verbinden, wie dies im Stand der Technik geschieht, sondern das Außenrohr selbst direkt in die gewünschte Form umzuformen. Zu diesem Zweck wird ein Stempel verwendet, der in das dem Anschlußrohr zugewandten Anschlußende des Außenrohres eingepreßt wird. Dadurch wird das Außenrohr so verformt, daß sich der Verbindungsrand ergibt, der dann mit dem benachbarten Verbindungsrand des weiteren Gasführungsrohres verbunden werden kann.
- Wenn zwei Gasführungsrohre in dem Anschlußrohr aufzunehmen sind, weist das Anschlußende der beiden Außenrohre der Gasführungsrohre jeweils vorzugsweise einen D-förmigen Querschnitt auf. Wenn dagegen drei Gasführungsrohre in dem Anschlußrohr aufzunehmen sind, weisen die Anschlußenden der Außenrohre vorzugsweise einen kreissektorförmigen Querschnitt auf. Es sind natürlich auch andere Querschnittsformen am Anschlußende des Außenrohres denkbar. Wichtig ist nur, daß sich zwischen den aneinander anliegenden Außenrohren kein oder wenigstens kein großer Spalt bildet, so daß die Außenrohre innerhalb des Anschlußrohres gasdicht miteinander verbunden werden können, beispielsweise durch eine Schweißnaht.
- Wenn das Anschlußende des Außenrohres des Gasführungsrohres plastisch verformt wird, nachdem das Innenrohr angebracht ist, wird ein Hohlstempel verwendet, der eine Ausnehmung für das Innenrohr aufweist. Auf diese Weise beeinträchtigt das Innenrohr die plastische Verformung des Außenrohres nicht.
- Je nach den Anforderungen kann das Außenrohr in einem einzigen Prägeschritt in seinen endgültigen Querschnitt verformt werden, oder es können mehrere Prägeschritte verwendet werden, die das dem Anschlußrohr zugeordnete Ende des Außenrohres über mehrere Zwischenstadien in seine endgültige Form bringen. Ein einstufiges Umformverfahren zeichnet sich durch besonders geringe Kosten aus. Ein mehrstufiges Umformverfahren führt zu einer geringeren axialen Stauchung des Außenrohres.
- Die Erfindung wird nachfolgend anhand verschiedener Ausführungsformen beschrieben, die in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind. In diesen zeigen:
-
1 in einer schematischen Draufsicht eine erfindungsgemäße Baugruppe; -
2 schematisch einen Schnitt entlang der Ebene II-II von1 ; -
3 schematisch das Umformen des einem Anschlußrohr zugeordneten Endes eines Außenrohres; - die
4a bis4c verschiedene Querschnittsformen des einem Anschlußrohr zugeordneten Ende eines Gasführungsrohres bei einem zweistufigen Umformverfahren; und -
5 in einer Ansicht entsprechend derjenigen von2 drei in einem Anschlußrohr aufgenommene Gasführungsrohre. - In
1 sind zwei Gasführungsrohre5 zu sehen, die an ein Anschlußrohr7 angeschlossen sind. Die beiden Gasführungsrohre5 weisen jeweils ein Außenrohr10 und ein Innenrohr12 auf. Die Gasführungsrohre dienen insbesondere zur Führung von Abgas einer Verbrennungskraftmaschine und werden auch als luftspaltisolierte Abgasrohre bezeichnet. Das Anschlußrohr7 ist einschalig ausgebildet. Das Anschlußrohr kann auch zwei- oder mehrschalig ausgeführt sein. Unter Anschlußrohr wird hier auch eine weitere abgasführende Komponente verstanden, beispielsweise der Einlaß- oder Auslaßtrichter eines Katalysators, eine Dieselpartikelfilters, etc. Der besseren Übersichtlichkeit halber sind in allen Zeichnungen die Wandungen der verschiedenen Rohre durch eine einzige Linie symbolisiert, und zwischen aneinander anliegenden Wandungen ist ein Zwischenraum gezeigt, um die einzelnen Bauteile besser voneinander unterscheiden zu können. Auch sind die Distanzhalter, die zwischen dem Außenrohr und dem Innenrohr angeordnet sind, nicht dargestellt. - Zur Verbindung mit dem Anschlußrohr weisen die beiden Gasführungsrohre
5 jeweils besonders geformte Anschlußenden9 auf, die aneinanderliegend in das Anschlußrohr7 eingesteckt sind. - Wie in
2 zu sehen ist, weist das Anschlußrohr7 an seinem den Gasführungsrohren5 zugewandten Ende einen Querschnitt auf, der einem Langloch ähnelt. Die Außenrohre10 der Gasführungsrohre5 weisen an ihrem dem Anschlußrohr7 zugewandten Anschlußende jeweils einen D-förmigen Querschnitt auf. Die beiden Querschnitte sind so angeordnet, daß sie Rücken an Rücken liegen. Somit liegen die beiden geraden, vertikalen Abschnitte des „D" aneinander an. Die entsprechenden Ränder können als Verbindungsränder bezeichnet werden, da sie miteinander verschweißt sind. Die Schweißnaht ist mit dem Bezugzeichen16 angedeutet. Von der Schweißnaht16 weg erstreckt sich in axialer Richtung eine weitere Schweißnaht17 , die als Kehlnaht zwischen den beiden Außenrohren10 ausgebildet ist. Diese erstreckt sich bis etwa zum Ende des Anschlußrohres7 . Das Ende des Anschlußrohres7 ist durch eine umlaufende Schweißnaht18 mit den Außenrohren10 verschweißt. Auf diese Weise ist eine insgesamt gasdichte Verbindung zwischen den Gasführungsrohren5 und dem Anschlußrohr7 gewährleistet. - Anhand der
3 und4 wird nun erläutert, wie die Querschnittsform des im Anschlußrohr7 aufgenommenen Anschlußendes jedes Gasführungsrohres5 erhalten wird. - Das Gasführungsrohr wird in ein Werkzeug
20 eingelegt, welches aus einem Oberteil22 und einem Unterteil24 besteht. Das Werkzeug ist so ausgelegt, daß es das Außenrohr10 zuverlässig einspannt. Im Bereich des im Anschlußrohr7 aufzunehmenden Anschlußendes des Außenrohres10 weist das Werkzeug20 eine Ausnehmung auf, deren Form dem Querschnitt des Anschlußendes entspricht. In diesem Bereich wird ein Stempel26 in das Außenrohr10 eingedrückt, so daß dieses aufgeweitet und plastisch umgeformt wird. Der Stempel26 ist ein Hohlstempel mit einer Ausnehmung28 für das Innenrohr12 . An seinem vorderen Rand ist der Stempel26 mit zwei Einführkanten29 ,30 versehen, die das Einschieben zwischen das Innenrohr12 und das Außenrohr10 erleichtern. - Das Umformen des dem Anschlußrohr zugeordneten Endes des Außenrohres
10 kann in einem einzigen Schritt erfolgen, oder, wie in den4a bis4c dargestellt, in mehreren Schritten. In4a ist das Außenrohr10 mit dem innerhalb angebrachten Innenrohr12 zu sehen, wobei sich das Außenrohr10 im Ausgangszustand befindet. In4b ist das Gasführungsrohr5 mit dem in einen Zwischenzustand umgeformten Außenrohr10 zu sehen. Die Querschnittsform des Außenrohres nähert sich einem „D" an. In4c ist das Gasführungsrohr mit vollständig umgeformtem Außenrohr10 zu sehen. Es ist der Verbindungsrand14 gebildet, der mit dem Verbindungsrand14 des zweiten Gasführungsrohres5 verschweißt wird. - In
5 ist schematisch ein Beispiel gezeigt, wie drei Gasführungsrohre mit einem Anschlußrohr verbunden werden können. Die dem Anschlußrohr7 zugeordneten Enden der jeweiligen Außenrohre10 sind so umgeformt, daß sie einen kreissektorförmigen Querschnitt haben. Es ist bei geeigneter Gestaltung der Anschlußenden der Gasführungsrohre auch möglich, mehr als drei Gasführungsrohre mit einem Anschlußrohr zu verbinden. -
- 5
- Gasführungsrohr
- 7
- Anschlußrohr
- 9
- Anschlußende
- 10
- Außenrohr
- 12
- Innenrohr
- 14
- Verbindungsrand
- 16
- Schweißnaht
- 17
- Schweißnaht
- 18
- Schweißnaht
- 20
- Werkzeug
- 22
- Oberteil
- 24
- Unterteil
- 26
- Stempel
- 28
- Ausnehmung
- 29
- Einführkante
- 30
- Einführkante
Claims (12)
- Baugruppe insbesondere für eine Abgasanlage, mit mindestens zwei zweischaligen Gasführungsrohren (
5 ), die jeweils ein Außenrohr (10 ) und ein Innenrohr (12 ) aufweisen, und einem Anschlußrohr (7 ), das gasdicht mit den Außenrohren (10 ) verbunden ist, so daß ein Übergang von den beiden Gasführungsrohren (5 ) zu dem Anschlußrohr (7 ) geschaffen ist, wobei die Außenrohre (10 ) an ihrem dem Anschlußrohr (7 ) zugeordneten Ende jeweils einen Verbindungsrand (14 ) aufweisen, der mit dem Verbindungsrand (14 ) des benachbarten Gasführungsrohres (5 ) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungsrand (14 ) einstückig mit dem Außenrohr (10 ) ausgeführt ist und durch plastisches Verformen des Außenrohres (10 ) erhalten ist. - Baugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Gasführungsrohre (
5 ) in dem Anschlußrohr (7 ) aufgenommen sind und die dem Anschlußrohr (7 ) zugeordneten Enden der Außenrohre (10 ) einen D-förmigen Querschnitt haben. - Baugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß drei oder mehr Gasführungsrohre (
5 ) in dem Anschlußrohr (7 ) aufgenommen sind und daß die dem Anschlußrohr (7 ) zugewandten Enden der Außenrohre (10 ) einen kreissektorförmigen Querschnitt haben. - Baugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Außenrohr (
10 ) und dem Innenrohr (12 ) ein Luftspalt vorgesehen ist. - Verfahren zum Herstellen eines Anschlußendes eines zweischaligen Gasführungsrohres (
5 ) gebildet aus einem Außenrohr (10 ) und einem Innenrohr (12 ), dadurch gekennzeichnet, daß ein Anschlußende des Außenrohres (10 ), an dem später ein Anschlußrohr (7 ) angebracht wird, mittels eines Stempels (26 ) plastisch verformt wird. - Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Innenrohr (
12 ) im Außenrohr (10 ) angebracht wird, nachdem das Anschlußende plastisch verformt wurde. - Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Innenrohr (
12 ) im Außenrohr (10 ) angebracht wird, bevor das Anschlußende plastisch verformt wurde. - Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Hohlstempel (
26 ) verwendet wird, der eine Ausnehmung (28 ) für das Innenrohr (12 ) aufweist. - Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Anschlußende in einem einzigen Prägeschritt in seine endgültige Form verformt wird.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Anschlußende in mehreren Prägeschritten in seine endgültige Form verformt wird.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Außenrohr (
10 ) und das Innenrohr (12 ) vor dem Verformen des Außenrohres (10 ) beschnitten werden. - Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Außenrohr (
10 ) und das Innenrohr (12 ) nach dem Verformen des Außenrohres (10 ) beschnitten werden.
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