DE102016105902A1 - Method for producing a metal pipe with different wall thicknesses - Google Patents

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Abstract

Dargestellt und beschrieben ist ein Verfahren (1) zur Herstellung eines Rohres (2) aus Metall mit einem im Wesentlichen kreisrunden Querschnitt und mit wenigstens zwei in axialer Richtung des Rohres (2) hintereinanderliegenden Abschnitten (3a, 3b) mit unterschiedlichen Wandstärken. Das vorgestellte Verfahren (1) zeichnet sich dadurch aus, dass ein Außenrohr (4) und ein Innenrohr (5) bereitgestellt (100) werden, wobei der Außendurchmesser des Innenrohres (5) kleiner ist als der Innendurchmesser des Außenrohres (4), dass das Innenrohr (5) an eine Sollposition in das Außenrohr (4) eingebracht (110) wird, dass wenigstens das Innenrohr (5) oder das Außenrohr (4) im kraftfreien Zustand eine solche Formabweichung vom idealen kreisrunden Querschnitt aufweist, dass das Innenrohr (5) in dem Außenrohr (4) an seiner Sollposition durch Kraftschluss gehalten (120) wird, dass das Außenrohr (4) zumindest an der Stelle der Sollposition des Innenrohres (5) durch äußere Krafteinwirkung durchmesserreduziert (130) wird.Shown and described is a method (1) for producing a tube (2) made of metal with a substantially circular cross section and with at least two in the axial direction of the tube (2) one behind the other sections (3a, 3b) with different wall thicknesses. The presented method (1) is characterized in that an outer tube (4) and an inner tube (5) are provided (100), wherein the outer diameter of the inner tube (5) is smaller than the inner diameter of the outer tube (4) Inner tube (5) to a desired position in the outer tube (4) introduced (110), that at least the inner tube (5) or the outer tube (4) in the force-free state has such a shape deviation from the ideal circular cross-section that the inner tube (5) held in the outer tube (4) at its desired position by force fit (120) is that the outer tube (4) at least at the location of the desired position of the inner tube (5) by external force reduced diameter (130).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Rohres aus Metall mit einem im Wesentlichen kreisrunden Querschnitt und mit wenigstens zwei in axialer Richtung des Rohres hintereinanderliegenden Abschnitten mit unterschiedlichen Wandstärken.The invention relates to a method for producing a tube made of metal with a substantially circular cross-section and with at least two in the axial direction of the tube one behind the other sections with different wall thicknesses.

Verfahren zur Herstellung von Metallrohren mit über ihre Längserstreckung variierender Wanddicke sind aus dem Stand der Technik in ganz unterschiedlicher Weise bekannt. Der Wunsch nach einer Veränderung der Wanddicke eines Metallrohres kann technisch unterschiedliche Gründe haben. Häufig ist eine über die Längserstreckung des Rohres veränderliche Wanddicke einer veränderlichen mechanischen Beanspruchung des Rohres über seine Längserstreckung geschuldet. Mit einer veränderlichen Wanddicke wird das Rohr mit über seine Längserstreckung veränderlichen Festigkeitseigenschaften ausgestattet. Ein anderer Grund für veränderliche Wandstärken mag auch eine ortsveränderliche thermische Beanspruchung sein.Methods for the production of metal pipes with varying wall thickness over their longitudinal extent are known in very different ways from the prior art. The desire for a change in the wall thickness of a metal pipe may have different technical reasons. Frequently, a variable over the longitudinal extent of the tube wall thickness of a variable mechanical stress of the tube over its longitudinal extension is owed. With a variable wall thickness, the pipe is equipped with varying strength properties along its length. Another reason for variable wall thicknesses may also be a mobile thermal stress.

Aus dem Stand der Technik ist eine Vielzahl an Verfahren bekannt, um wandstärkenveränderliche Rohre herzustellen. Aus der DE 10 2007 032 267 A1 ist beispielsweise bekannt, ein wandstärkenveränderliches Rohr für eine Abgasanlage dadurch herzustellen, dass in ein Außenrohr ein Innenrohr in Form einer Hülse eingeschoben wird, das mittels einer Lotnaht mit dem Außenrohr verbunden wird. Abgesehen davon, dass ein hinreichend großer Abstand zwischen der Hülse und dem Außenrohr vorhanden sein muss, um auch das Lot noch zuverlässig aufnehmen zu können, ist stets auch – insbesondere bei Verwendung eines Hochtemperatur-Lotes – eine großflächige Wärmebehandlung erforderlich, um hier eine Verbindung herzustellen.From the prior art, a variety of methods is known to produce wall thickness variable tubes. From the DE 10 2007 032 267 A1 For example, it is known to manufacture a wall thickness variable pipe for an exhaust system in that an inner tube in the form of a sleeve is inserted into an outer tube, which is connected by means of a Lotnaht with the outer tube. Apart from the fact that a sufficiently large distance between the sleeve and the outer tube must be present in order to record the solder still reliable, is always - especially when using a high-temperature solder - a large-scale heat treatment required to make a connection here ,

Aus der DE 197 50 959 A1 ist bekannt, dass ein metallisches Rohr mit einem wandverstärkten Endbereich dadurch hergestellt wird, dass die Verstärkung einstückig mit der Rohrwand verbunden ist, indem sie aus einem umgekrempelten, an der Rohrwand anliegenden Rohrabschnitt besteht. Die Technik ist auf die Verstärkung von Endbereichen beschränkt.From the DE 197 50 959 A1 It is known that a metallic tube having a wall-reinforced end portion is made by integrally connecting the reinforcement to the tube wall by being made of a turned-up tube portion abutting against the tube wall. The technique is limited to the reinforcement of end areas.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung eines Metallrohres mit einem im Wesentlichen kreisrunden Querschnitt und mit wenigstens zwei in axialer Richtung des Rohres hintereinanderliegenden Abschnitten mit unterschiedlichen Wandstärken anzugeben, bei dem eine lokale Variation der Wanddicke auch ohne die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile herstellbar ist.Object of the present invention is to provide a method for producing a metal tube having a substantially circular cross-section and with at least two in the axial direction of the tube one behind the other sections with different wall thickness, in which a local variation of the wall thickness even without those of the prior art known disadvantages can be produced.

Die zuvor hergeleitete und aufgezeigte Aufgabe ist erfindungsgemäß zunächst dadurch gelöst, dass ein Außenrohr und ein Innenrohr bereitgestellt werden, wobei der Außendurchmesser des Innenrohres kleiner ist als der Innendurchmesser des Außenrohres, dass das Innenrohr an eine Sollposition in das Außenrohr eingebracht wird, dass wenigstens das Innenrohr oder das Außenrohr im kraftfreien Zustand eine solche Formabweichung vom idealen kreisrunden Querschnitt aufweist, dass das Innenrohr in dem Außenrohr an seiner Sollposition durch Kraftschluss gehalten wird und dass das Außenrohr zumindest an der Stelle der Sollposition des Innenrohres durch äußere Krafteinwirkung durchmesserreduziert wird.The previously derived and indicated object is achieved according to the invention initially by providing an outer tube and an inner tube, wherein the outer diameter of the inner tube is smaller than the inner diameter of the outer tube, that the inner tube is introduced to a desired position in the outer tube that at least the inner tube or the outer tube in the force-free state has such a shape deviation from the ideal circular cross-section that the inner tube is held in the outer tube at its desired position by force fit and that the outer tube is reduced in diameter at least at the location of the desired position of the inner tube by external force.

Das erfindungsgemäße Verfahren weist eine Reihe von Vorteilen auf. Wenn es hier heißt, dass es um ein Verfahren zur Herstellung eines Metallrohres mit einem im Wesentlichen kreisrunden Querschnitt geht, dann ist damit gemeint, dass das Rohr idealerweise einen kreisrunden Querschnitt aufweisen sollte, der in der technischen Realität – im mathematischen Sinne – natürlich nicht erreicht wird. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das Innenrohr, das Außenrohr oder auch beide Rohre, also das Innenrohr und das Außenrohr, im kraftfreien Zustand eine Formabweichung vom idealen kreisrunden Querschnitt aufweist bzw. aufweisen, so dass das Innenrohr in dem Außenrohr an seiner vorgesehenen Sollposition durch Kraftschluss gehalten wird. Das bedeutet also, dass die Außenwandung des Innenrohrs und die Innenwandung des Außenrohrs an der Sollposition Kontakt miteinander haben und insoweit durch Kraftschluss miteinander verbunden sind. Dazu mag es notwendig sein, das Innenrohr in das Außenrohr durch Überwindung einer gewissen Vorschubkraft einzuschieben.The inventive method has a number of advantages. If it is said that it is a method for producing a metal tube having a substantially circular cross-section, then it is meant that the tube should ideally have a circular cross section, of course, in the technical reality - in the mathematical sense - not achieved becomes. According to the invention it is provided that the inner tube, the outer tube or both tubes, ie the inner tube and the outer tube, in force-free state has or have a shape deviation from the ideal circular cross-section, so that the inner tube held in the outer tube at its intended position by force fit becomes. This means that the outer wall of the inner tube and the inner wall of the outer tube at the desired position have contact with each other and are so far interconnected by frictional connection. For this it may be necessary to insert the inner tube in the outer tube by overcoming a certain feed force.

Wenn davon die Rede ist, dass die geschilderte Formabweichung im kraftfreien Zustand vorhanden ist, dann ist damit gemeint, dass auf das jeweilige Rohr keine äußere Kraft einwirkt, das Rohr also ohne Einwirkung einer äußeren Kraft eine derartige Formabweichung aufweist. Ein Vorteil dieser Vorgehensweise besteht darin, dass das Innenrohr und das Außenrohr in der Sollposition zueinander fixiert sind, es ist also ohne Weiteres möglich, das Außenrohr und das an der Sollposition befindliche Innenrohr weiteren Bearbeitungsschritten zu unterziehen, ohne Gefahr zu laufen, dass die Positionierung von Innenrohr und Außenrohr verloren geht.If it is mentioned that the described shape deviation is present in the force-free state, then it is meant that acts on the respective pipe no external force, the tube thus without the action of an external force has such a shape deviation. An advantage of this procedure is that the inner tube and the outer tube are fixed in the desired position to each other, so it is readily possible to subject the outer tube and located at the desired position inner tube further processing steps without running the risk that the positioning of Inner tube and outer tube is lost.

In dem darauffolgenden Verfahrensschritt, der Durchmesserreduzierung des Außenrohres – damit ist eine dauerhafte, also plastische Durchmesserreduzierung des Außenrohres gemeint – wird eine weitere Intensivierung des Kontaktes zwischen dem Außenrohr und dem Innenrohr bewirkt, ohne dass es dazu weiterer Maßnahmen – wie beispielsweise dem Hartlöten oder einer Verschweißung – bedürfte.In the subsequent process step, the diameter reduction of the outer tube - thus a permanent, so plastic diameter reduction of the outer tube is meant - a further intensification of the contact between the outer tube and the inner tube is effected, without causing further measures - such as brazing or welding - needed.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, dass zumindest das Außenrohr oder das Innenrohr vorbereitend plastische so umgeformt wird, dass im kraftfreien Zustand eine solche Formabweichung vom idealen kreisrunden Querschnitt erzielt wird, dass das Innenrohr nach dem Einbringen in das Außenrohr in dem Außenrohr an seiner Sollposition durch Kraftschluss gehalten wird. Damit ist gemeint, dass das Außenrohr oder das Innenrohr – oder auch Außenrohr und Innenrohr – bevor das Innenrohr an eine Sollposition in das Außenrohr eingebracht wird plastisch abweichend von dem idealen kreisrunden Querschnitt deformiert wird bzw. werden, so dass hier prägnante Abweichungen von dem kreisrunden Querschnitt erzielt werden und der Querschnitt des Innenrohres und der Querschnitt des Außenrohres nicht überschneidungsfrei im kraftfreien Zustand übereinander gelegt werden können. Es ist also erforderlich, zumindest eine elastische Verformung bei dem Ineinanderbringen des Innenrohres in das Außenrohr zu bewerkstelligen. Es werden in diesem Verfahrensschritt also Formabweichungen erzielt, die außerhalb des Bereichs herstellungsbedingt vorhandener Abweichungen vom idealen kreisrunden Querschnitt liegen. So kann gezielt eine bestimmte Haltekraft des Innenrohres in dem Außenrohr an der Sollposition des Innenrohrs eingestellt werden. Diese Herstellung der Formabweichung vom idealen kreisrunden Querschnitt wird also vor dem Ineinanderbringen von Außenrohr und Innenrohr erzielt und damit auch vor dem Reduzieren des Durchmessers zumindest des Außenrohres. According to a preferred embodiment of the method, it is provided that at least the outer tube or the inner tube preparative plastic is transformed so that in the power-free state, such a shape deviation is achieved by the ideal circular cross-section, that the inner tube after insertion into the outer tube in the outer tube at its Target position is held by adhesion. This means that the outer tube or the inner tube - or outer tube and inner tube - before the inner tube is introduced to a desired position in the outer tube is plastically deviating from the ideal circular cross-section or will be, so here incisive deviations from the circular cross-section can be achieved and the cross section of the inner tube and the cross section of the outer tube can not be overlapped in the force-free state superimposed. It is therefore necessary to accomplish at least one elastic deformation when bringing the inner tube into the outer tube. In this method step, deviations in form are thus achieved which are outside the range of deviations from the ideal circular cross-section due to the production. Thus, a specific holding force of the inner tube in the outer tube can be selectively adjusted to the desired position of the inner tube. This production of the shape deviation from the ideal circular cross-section is thus achieved before the interfitting of outer tube and inner tube and thus also before reducing the diameter of at least the outer tube.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, dass zumindest das plastisch verformte Innenrohr oder das plastisch verformte Außenrohr beim ineinander Einbringen an dem Ende durch ein Greifmittel elastisch hin zu einer ideal runden Öffnung verformt wird, mit dem das Innenrohr in das Außenrohr eingebracht oder das Außenrohr über das Innerohr geführt wird. Dieser Verfahrensschritt dient dazu, das Ineinandereinbringen von Innenrohr in das Außenrohr bzw. von Außenrohr über das Innenrohr zu erleichtern, so dass das Einführen des Innenrohrs in das Außenrohr mit einem reduzierten mechanischen Widerstand möglich ist.According to a further advantageous embodiment of the method is provided that at least the plastically deformed inner tube or the plastically deformed outer tube is elastically deformed during insertion into the end by a gripping means to an ideal circular opening with which the inner tube inserted into the outer tube or the Outer tube is guided over the inner ear. This method step serves to facilitate the bringing of the inner tube into the outer tube or of the outer tube into one another via the inner tube, so that the insertion of the inner tube into the outer tube with a reduced mechanical resistance is possible.

Gemäß einer besonderen Ausgestaltung dieses Verfahrens ist in einer ersten Variante vorgesehen, dass das Greifmittel als Innenspreizmittel ausgebildet ist und in das Innenrohr oder in das Außenrohr geführt wird und die Rohrwandung durch radial nach außen gerichtete Kräfte elastisch verformt. Dieses Innenspreizmittel wird vorzugsweise ohne mechanischen Widerstand in das jeweilige Rohr – beispielsweise mit einer Art Lanze – eingeführt und dann in seinem Durchmesser vergrößert, beispielsweise durch Aufstellen von metallischen Flügeln. Das genannte Innenspreizmittel wird insbesondere über seinen gesamten Umfang hin gleichmäßig von seinem Durchmesser her erweitert, so dass das jeweilige Rohr, in das das Innenspreizmittel eingeführt worden ist, auch gleichmäßig in Richtung auf eine runde Öffnung hin verformt wird.According to a particular embodiment of this method is provided in a first variant that the gripping means is designed as Innenspreizmittel and is guided in the inner tube or in the outer tube and the tube wall elastically deformed by radially outwardly directed forces. This Innenspreizmittel is preferably introduced without mechanical resistance in the respective tube - for example, with a kind of lance - and then increased in diameter, for example by setting up metallic wings. Said internal expansion means is extended uniformly in particular over its entire circumference from its diameter, so that the respective tube, into which the inner expansion means has been introduced, is also deformed uniformly in the direction of a round opening.

Alternativ oder zusätzlich dazu ist vorgesehen, dass das Greifmittel – oder ein zusätzliches Greifmittel – als Außengreifmittel ausgebildet ist und um das Innenrohr oder um das Außenrohr geführt wird und die Rohrwandung durch radial nach innen gerichtete Kräfte elastisch verformt. Insbesondere durch Zusammenwirken derartiger Maßnahmen, also durch das Verformen eines Endes des Innenrohrs und des Außenrohrs, also jener Enden, die ineinander gebracht werden sollen, ist ein besonders problemloses Ineinanderführen von Innenrohr und Außenrohr gewährleistet.Alternatively or additionally, it is provided that the gripping means - or an additional gripping means - is designed as an external gripping means and is guided around the inner tube or the outer tube and the tube wall elastically deformed by radially inwardly directed forces. In particular, by cooperation of such measures, ie by deforming one end of the inner tube and the outer tube, ie those ends which are to be brought into one another, a particularly easy merging of inner tube and outer tube is ensured.

Bei der Durchmesserreduzierung des Außenrohres stellt sich die Frage, wie weit die Reduzierung des Durchmessers des Außenrohres vollzogen werden soll, um zu einer gewünschten Festigkeit oder zu gewünschten Strömungseigenschaften innerhalb des hergestellten Rohres zu führen. Gemäß einer Ausgestaltung des Verfahrens ist hier vorgesehen, dass das Außenrohr zumindest an der Stelle der Sollposition des Innenrohres – bei eingefügtem Innenrohr an der Sollposition – durch äußere Krafteinwirkung plastisch auf den Außendurchmesser des Innenrohres durchmesserreduziert wird. Allein durch diese Maßnahme ist schon gewährleistet, dass das Innenrohr fest in dem Außenrohr positioniert und fixiert ist, da das deformierte Innenrohr noch zusätzlich elastisch verformt wird, möglicherweise über seine Elastizitätsgrenze auch schon plastisch verformt wird und so jedenfalls zwingend in vollem Umfang an dem Außenrohr anliegt. Schon durch diese Maßnahme werden Lücken zwischen Innenrohr und Außenrohr weitestgehend vermieden.When reducing the diameter of the outer tube, the question arises as to how far the reduction of the diameter of the outer tube is to be carried out in order to lead to a desired strength or desired flow properties within the tube produced. According to one embodiment of the method is provided here that the outer tube is at least at the location of the desired position of the inner tube - with an inserted inner tube at the desired position - reduced by external force plastically on the outer diameter of the inner tube. Alone by this measure is already guaranteed that the inner tube is firmly positioned and fixed in the outer tube, since the deformed inner tube is additionally elastically deformed, possibly even beyond its elastic limit is plastically deformed and so definitely rests in full on the outer tube , Already by this measure, gaps between inner tube and outer tube are largely avoided.

In einem weitergehenden Verfahrensschritt werden das Außenrohr und das Innenrohr zumindest an der Stelle der Sollposition des Innenrohres durch äußere Krafteinwirkung beide gemeinsam plastisch durchmesserreduziert, wodurch eine noch intensivere Verbindung zwischen Außenrohr und Innenrohr erzielt wird. Es besteht keine Notwendigkeit, zusätzliche Verbindungsmaßnahmen zwischen Außenrohr und Innenrohr vorzunehmen.In a further step, the outer tube and the inner tube are at least at the point of the desired position of the inner tube by external force both together plastically reduced diameter, whereby an even more intense connection between the outer tube and inner tube is achieved. There is no need to make additional connection measures between outer tube and inner tube.

Bei besonderen Belastungen wird in einem weiteren Verfahrensschritt nach der Durchmesserreduzierung des Außenrohres im Bereich des Innenrohres das Außenrohr mit dem Innenrohr verschweißt. Besonders vorteilhaft sind hier zwei umlaufende Schweißnähte an den Enden des Innenrohres. Besonders vorteilhaft ist hier, wenn das Außenrohr mit dem Innenrohr von außen durch Laserschweißen verschweißt wird, insbesondere durch einen orbital umlaufenden Laser. Es entstehen so praktisch keine Nähte, die in den Strömungsquerschnitt des resultierenden metallischen Rohres ragen. Das erzielte Rohr ist auch im strömungsmechanischen Sinne nahezu ideal.For special loads, the outer tube is welded to the inner tube in a further step after the diameter reduction of the outer tube in the region of the inner tube. Particularly advantageous here are two circumferential welds at the ends of the inner tube. It is particularly advantageous here if the outer tube is welded to the inner tube from the outside by laser welding, in particular by an orbital rotating laser. There are practically no results Seams that protrude into the flow cross-section of the resulting metallic tube. The achieved pipe is also almost ideal in terms of fluid mechanics.

Im Einzelnen gibt es nun eine Vielzahl von Möglichkeiten, das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Rohres aus Metall auszugestalten und weiterzubilden. Dazu wird verwiesen einerseits auf die dem Patentanspruch 1 nachgeordneten Patentansprüche, andererseits auf die folgende Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung. In der Zeichnung zeigenIn particular, there are now a variety of ways to design and develop the inventive method for producing a pipe made of metal. Reference is made on the one hand to the claims subordinate to claim 1, on the other hand, to the following description of embodiments in conjunction with the drawings. In the drawing show

1 schematisch den grundlegenden Herstellungsprozess für ein wandstärkenveränderliches Metallrohr, 1 schematically the basic manufacturing process for a wall thickness variable metal pipe,

2 anhand eines Ablaufdiagramms in einem Schema das Herstellungsverfahren für wandstärkenveränderliche Metallrohre, 2 with reference to a flow chart in a diagram, the production method for wall thickness variable metal pipes,

3 schematisch einen Verfahrensschritt unter Verwendung eines Greifwerkzeuges und 3 schematically a method step using a gripping tool and

4 ein Metallrohr gemäß den vorherigen Verfahrensschritten mit zusätzlicher Schweißnaht. 4 a metal tube according to the previous method steps with additional weld.

In 1 ist schematisch dargestellt ein Verfahren 1 zur Herstellung eines Rohres 2 aus Metall mit einem im Wesentlichen kreisrunden Querschnitt und mit wenigstens zwei in axialer Richtung des Rohres 2 hintereinanderliegenden Abschnitten 3a, 3b mit unterschiedlichen Wandstärken. Ein solches Metallrohr ist in 1 ganz unten dargestellt, als Ergebnis des Verfahrens 1. Zur Durchführung des Verfahrens 1 werden zunächst ein Außenrohr 4 und ein Innenrohr 5 bereitgestellt 100.In 1 is schematically illustrated a method 1 for the production of a pipe 2 metal having a substantially circular cross-section and at least two in the axial direction of the tube 2 consecutive sections 3a . 3b with different wall thicknesses. Such a metal tube is in 1 shown at the bottom, as a result of the process 1 , To carry out the process 1 be an outer tube first 4 and an inner tube 5 provided 100 ,

Nachfolgend wird das Innenrohr 5 an eine Sollposition in das Außenrohr 4 eingebracht 110. Was hier im Einzelnen nicht dargestellt ist, ist der Umstand, dass das Innenrohr 5 oder/und das Außenrohr 4 im kraftfreien Zustand eine solche Formabweichung vom idealen kreisrunden Querschnitt aufweisen/aufweist, dass das Innenrohr 5 in dem Außenrohr 4 an einer Sollposition durch Kraftschluss gehalten 120 wird. Nach dem Einbringen 110 des Innenrohres 5 in das Außenrohr 4, berühren sich die Außenwand des Innenrohres 5 und die Innenwand des Außenrohres 4 demnach teilweise, sodass das Außenrohr 4 und das Innenrohr 5 zueinander fixiert sind.Below is the inner tube 5 to a desired position in the outer tube 4 brought in 110 , What is not shown in detail here is the fact that the inner tube 5 or / and the outer tube 4 In the force-free state, such a shape deviation from the ideal circular cross-section have / that the inner tube 5 in the outer tube 4 held at a desired position by adhesion 120 becomes. After the introduction 110 of the inner tube 5 in the outer tube 4 , touching the outer wall of the inner tube 5 and the inner wall of the outer tube 4 therefore partially, so that the outer tube 4 and the inner tube 5 are fixed to each other.

Abschließend wird das Außenrohr 4 zumindest an der Stelle der Sollposition des Innenrohres 5 durch eine äußere Krafteinwirkung F durchmesserreduziert 130. Durch die Reduzierung 130 des Durchmessers – in 1 angedeutet durch Walzen 6 – wird der Kontakt zwischen dem Außenrohr 4 und dem Innenrohr 5 verstärkt, sodass das Außenrohr 4 und das Innenrohr 5 praktisch nicht mehr voneinander lösbar sind. Je nach Grad der Durchmesserreduzierung 130 kann aus dem Kraftschluss zwischen Außenrohr 4 und Innenrohr 5 auch ein Formschluss hinzutreten.Finally, the outer tube 4 at least at the point of the desired position of the inner tube 5 reduced by an external force F diameter 130 , By the reduction 130 of diameter - in 1 indicated by rollers 6 - is the contact between the outer tube 4 and the inner tube 5 reinforced so that the outer tube 4 and the inner tube 5 practically no longer be separated from each other. Depending on the degree of diameter reduction 130 can from the frictional connection between the outer tube 4 and inner tube 5 also a positive conclusion.

Das ganze Verfahren 1 ist in 2 noch einmal schematisch als Ablaufdiagramm dargestellt. Dem Bereitstellen 100 von Außenrohr 4 und Innenrohr 5 geht hier ein vorbereitender plastischer Umformvorgang 90 voraus, bei dem ganz bewusst dafür gesorgt wird, dass das Außenrohr 4 oder das Innenrohr 5 im kraftfreien Zustand – also ohne äußere Krafteinwirkung – eine solche Formabweichung vom idealen kreisrunden Querschnitt erhält, dass das Innenrohr 5 nach dem Einbringen 110 in das Außenrohr 4 in dem Außenrohr 4 an seiner Sollposition durch Kraftschluss gehalten wird. Hier wird also nicht nur darauf vertraut, dass die bei realen Rohren immer vorhandene Abweichung vom idealen kreisrunden Querschnitt ausreichend ist, um einen hinreichenden Kontakt zwischen Außenrohr 4 und Innenrohr 5 in der Sollposition zu erreichen, vielmehr wird in dem Umformschritt 90 ganz bewusst eine hinreichende Ovalität der ineinander zu bringenden Rohrteile sichergestellt.The whole process 1 is in 2 again shown schematically as a flowchart. Deploying 100 from outer tube 4 and inner tube 5 Here is a preparatory plastic forming process 90 advance, which is deliberately made sure that the outer tube 4 or the inner tube 5 in the force-free state - ie without external force - such a shape deviation from the ideal circular cross-section receives that the inner tube 5 after insertion 110 in the outer tube 4 in the outer tube 4 is held at its desired position by adhesion. So here, not only is it trusted that the deviation from the ideal circular cross-section, which is always present in real pipes, is sufficient to ensure sufficient contact between the outer pipe 4 and inner tube 5 to reach in the desired position, but rather is in the forming step 90 deliberately ensured sufficient ovality of the pipe parts to be brought into each other.

In 3 ist gezeigt, dass bei dem Verfahren 1 ein weiterer Verfahrensschritt hinzukommt, nämlich das Verformen 140 eines Endes des Innenrohrs 5 und auch des Außenrohrs 4 durch ein Greifmittel 7 hin zu einer idealrunden Öffnung. Dieser Verfahrensschritt 140 dient dazu, das Ineinanderbringen 110 des Innenrohrs 5 in das Außenrohr 4 zu vereinfachen. Bei dem Außenrohr 4 ist das Greifmittel 7 als Innenspreizmittel 7a ausgebildet und in das Innenrohr 5 eingeführt. Das Innenspreizmittel 7a wird im Endbereich des Außenrohres 4 aufgespreizt, sodass eine radial nach außen wirkende Kraft F dafür sorgt, dass das dem Innenrohr 5 zugewandte Ende des Außenrohres 4 in Richtung zu einer idealrunden Öffnung elastisch verformt wird. Umgekehrt ist bei dem Innenrohr 5 das Greifmittel 7 als Außengreifmittel 7b ausgebildet und um das Innenrohr 5 geführt. Hier wirkt eine Kraft F radial nach innen, um die gewünschte elastische Verformung zu bewirken.In 3 is shown that in the process 1 a further process step is added, namely the deformation 140 one end of the inner tube 5 and also the outer tube 4 by a gripping means 7 towards a perfect round opening. This process step 140 serves to interfacing 110 of the inner tube 5 in the outer tube 4 to simplify. At the outer tube 4 is the gripping means 7 as inner spreading agent 7a trained and in the inner tube 5 introduced. The inner spreading agent 7a becomes in the end area of the outer tube 4 spread so that a radially outward force F ensures that the inner tube 5 facing the end of the outer tube 4 is elastically deformed towards a perfect-round opening. Conversely, in the inner tube 5 the gripping means 7 as an external agent 7b trained and around the inner tube 5 guided. Here, a force F acts radially inward to effect the desired elastic deformation.

Bei dem in 1 unten dargestellten Metallrohr 2 ist die Durchmesserreduktion 130 so stark erfolgt, dass sowohl das Außenrohr 4 wie auch das Innenrohr 5 gemeinsam plastisch durchmesserreduziert 130 worden sind.At the in 1 below shown metal tube 2 is the diameter reduction 130 so strong is that both the outer tube 4 as well as the inner tube 5 together plastically reduced diameter 130 have been.

4 zeigt, dass nach der Durchmesserreduzierung 130 des Außenrohres 4 im Bereich des Innenrohres 5 das Außenrohr 4 mit dem Innenrohr 5 zusätzlich verschweißt 150 wird. Im vorliegenden Fall resultieren aus dem Schweißvorgang 150 zwei an den Enden des Innenrohres 5 umlaufende Schweißnähte 8. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Schweißnähte 8 durch einen orbital umlaufenden Laser von außen hergestellt worden. 4 shows that after the diameter reduction 130 of the outer tube 4 in the area of the inner tube 5 the outer tube 4 with the inner tube 5 additionally welded 150 becomes. In the present case, resulting from the welding process 150 two at the ends of the inner tube 5 circumferential welds 8th , In the illustrated embodiment are the welds 8th made by an orbital rotating laser from the outside.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Verfahren zur Herstellung eines Metallrohres Method for producing a metal tube
22
Metallrohr metal pipe
33
Abschnitte des Rohres Sections of the pipe
44
Außenrohr outer tube
55
Innenrohr inner tube
66
Walzen roll
77
Greifmittel gripping means
7a7a
Innenspreizmittel Innenspreizmittel
7b7b
Außengreifmittel External gripping means
88th
Schweißnaht Weld
9090
Herstellen einer Formabweichung vom kreisrunden Querschnitt Producing a shape deviation from the circular cross-section
100100
Bereitstellen von Außenrohr und Innenrohr Provision of outer tube and inner tube
110110
Einbringen von Innenrohr in Außenrohr Insertion of inner tube in outer tube
120120
Halten des Innenrohres im Außenrohr durch Kraftschluss Holding the inner tube in the outer tube by traction
130130
Durchmesserreduktion Diameter reduction
140140
Verformung einer Rohröffnung hin zum idealen kreisrunden Querschnitt Deformation of a pipe opening towards the ideal circular cross-section
150150
Schweißen welding

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102007032267 A1 [0003] DE 102007032267 A1 [0003]
  • DE 19750959 A1 [0004] DE 19750959 A1 [0004]

Claims (9)

Verfahren (1) zur Herstellung eines Rohres (2) aus Metall mit einem im Wesentlichen kreisrunden Querschnitt und mit wenigstens zwei in axialer Richtung des Rohres (2) hintereinanderliegenden Abschnitten (3a, 3b) mit unterschiedlichen Wandstärken, dadurch gekennzeichnet, dass ein Außenrohr (4) und ein Innenrohr (5) bereitgestellt (100) werden, wobei der Außendurchmesser des Innenrohres (5) kleiner ist als der Innendurchmesser des Außenrohres (4), dass das Innenrohr (5) an eine Sollposition in das Außenrohr (4) eingebracht (110) wird, dass wenigstens das Innenrohr (5) oder das Außenrohr (4) im kraftfreien Zustand eine solche Formabweichung vom idealen kreisrunden Querschnitt aufweist, dass das Innenrohr (5) in dem Außenrohr (4) an seiner Sollposition durch Kraftschluss gehalten (120) wird, dass das Außenrohr (4) zumindest an der Stelle der Sollposition des Innenrohres (5) durch äußere Krafteinwirkung durchmesserreduziert (130) wird.Procedure ( 1 ) for producing a pipe ( 2 ) of metal having a substantially circular cross-section and having at least two in the axial direction of the tube ( 2 ) successive sections ( 3a . 3b ) with different wall thicknesses, characterized in that an outer tube ( 4 ) and an inner tube ( 5 ) provided ( 100 ), wherein the outer diameter of the inner tube ( 5 ) is smaller than the inner diameter of the outer tube ( 4 ) that the inner tube ( 5 ) to a desired position in the outer tube ( 4 ) brought in ( 110 ), that at least the inner tube ( 5 ) or the outer tube ( 4 ) in the force-free state has such a shape deviation from the ideal circular cross section, that the inner tube ( 5 ) in the outer tube ( 4 ) held at its desired position by traction ( 120 ), that the outer tube ( 4 ) at least at the location of the desired position of the inner tube ( 5 ) diameter reduced by external force ( 130 ) becomes. Verfahren (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest das Außenrohr (4) oder das Innenrohr (5) vorbereitend plastische so umgeformt (90) wird, dass im kraftfreien Zustand eine solche Formabweichung vom idealen kreisrunden Querschnitt erzielt wird, dass das Innenrohr (5) nach dem Einbringen (110) in das Außenrohr (4) in dem Außenrohr (4) an seiner Sollposition durch Kraftschluss gehalten wird.Procedure ( 1 ) according to claim 1, characterized in that at least the outer tube ( 4 ) or the inner tube ( 5 ) preparatory plastic so reshaped ( 90 ) is achieved that in the power-free state such a shape deviation from the ideal circular cross-section that the inner tube ( 5 ) after insertion ( 110 ) in the outer tube ( 4 ) in the outer tube ( 4 ) is held at its desired position by adhesion. Verfahren (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest das plastisch verformte Innenrohr (5) oder das plastisch verformte Außenrohr (5) beim ineinander Einbringen (100) an dem Ende durch ein Greifmittel (7) elastisch hin zu einer ideal runden Öffnung verformt wird, mit dem das Innenrohr (5) in das Außenrohr (4) eingebracht (110) oder das Außenrohr (4) über das Innenrohr (5) geführt (110) wird.Procedure ( 1 ) according to claim 1 or 2, characterized in that at least the plastically deformed inner tube ( 5 ) or the plastically deformed outer tube ( 5 ) when inserting into one another ( 100 ) at the end by a gripping means ( 7 ) is elastically deformed to an ideally round opening, with which the inner tube ( 5 ) in the outer tube ( 4 ) brought in ( 110 ) or the outer tube ( 4 ) over the inner tube ( 5 ) guided ( 110 ) becomes. Verfahren (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Greifmittel (7) als Innenspreizmittel (7a) ausgebildet ist und in das Innenrohr (5) oder in das Außenrohr (4) geführt (110) wird und die Rohrwandung durch radial nach außen gerichtete Kräfte (F) elastisch verformt (140).Procedure ( 1 ) according to claim 3, characterized in that the gripping means ( 7 ) as internal spreading agent ( 7a ) is formed and in the inner tube ( 5 ) or in the outer tube ( 4 ) guided ( 110 ) and the tube wall is elastically deformed by radially outward forces (F) ( 140 ). Verfahren (1) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Greifmittel (7) als Außengreifmittel (7b) ausgebildet ist und um das Innenrohr (5) oder um das Außenrohr (4) geführt wird und die Rohrwandung durch radial nach innen gerichtete Kräfte (F) elastisch verformt (140).Procedure ( 1 ) according to claim 3 or 4, characterized in that the gripping means ( 7 ) as an external attack agent ( 7b ) is formed and around the inner tube ( 5 ) or around the outer tube ( 4 ) is guided and the tube wall by radially inwardly directed forces (F) elastically deformed ( 140 ). Verfahren (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Außenrohr (4) zumindest an der Stelle der Sollposition des Innenrohres (5) durch äußere Krafteinwirkung (F) plastisch auf den Außendurchmesser des Innenrohres (5) durchmesserreduziert (130) wird.Procedure ( 1 ) according to one of claims 1 to 5, characterized in that the outer tube ( 4 ) at least at the location of the desired position of the inner tube ( 5 ) by external force (F) plastically on the outer diameter of the inner tube ( 5 ) reduced diameter ( 130 ) becomes. Verfahren (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Außenrohr (4) und das Innenrohr (5) zumindest an der Stelle der Sollposition des Innenrohres (5) durch äußere Krafteinwirkung (F) gemeinsam plastisch durchmesserreduziert (130) werden.Procedure ( 1 ) according to one of claims 1 to 6, characterized in that the outer tube ( 4 ) and the inner tube ( 5 ) at least at the location of the desired position of the inner tube ( 5 ) together by external force (F) plastically reduced diameter ( 130 ) become. Verfahren (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Durchmesserreduzierung (130) des Außenrohrs (4) im Bereich des Innenrohres (5) das Außenrohr (4) mit dem Innenrohr (5) verschweißt (150) wird, insbesondere durch zwei an den Enden des Innenrohrs (5) umlaufende Schweißnähte (8).Procedure ( 1 ) according to one of claims 1 to 7, characterized in that after the diameter reduction ( 130 ) of the outer tube ( 4 ) in the region of the inner tube ( 5 ) the outer tube ( 4 ) with the inner tube ( 5 ) welded ( 150 ), in particular by two at the ends of the inner tube ( 5 ) circumferential welds ( 8th ). Verfahren (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Außenrohr (4) mit dem Innenrohr (5) von außen durch Laserschweißen verschweißt (150) wird, insbesondere durch einen orbital umlaufenden Laser.Procedure ( 1 ) according to claim 8, characterized in that the outer tube ( 4 ) with the inner tube ( 5 ) welded from the outside by laser welding ( 150 ), in particular by an orbital rotating laser.
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