DE19546509A1 - Abgaskrümmer sowie Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents
Abgaskrümmer sowie Verfahren zu seiner HerstellungInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Abgaskrümmer
mit mindestens drei Anschlüssen, umfassend eine Innen
schale und eine Außenschale, welche im Bereich der
Anschlüsse miteinander verbunden, im übrigen jedoch
unter Ausbildung eines Zwischenraumes mit Abstand
zueinander angeordnet sind, wobei die Innenschale zum
Dehnungsausgleich gegenüber der Außenschale mindestens
eine Einrichtung zur Dehnungskompensation aufweist. Die
Erfindung betrifft des weiteren ein Verfahren zur
Herstellung eines derartigen doppelschaligen,
luftspaltisolierten Abgaskrümmers.
Ein Abgaskrümmer der eingangs genannten Art ist
beispielsweise aus der europäischen Patentanmeldung
0 582 985 bekannt. Die Innenschale ist dabei aus einer
Mehrzahl von Abschnitten aufgebaut, die jeweils über
einen Schiebesitz miteinander verbunden sind, um einen
Dehnungsausgleich zwischen der Innenschale und der
Außenschale zu ermöglichen. Die Außenschale besteht aus
zwei miteinander verschweißten Halbschalen. Im Bereich
der Abgaseinlässe sind die Innenschale und die Außen
schale miteinander sowie mit einem Befestigungsflansch
verschweißt. Im Bereich des Abgasauslasses ist demge
genüber ein zwischen der Innenschale und der Außen
schale wirkender Schiebesitz vorgesehen.
Bei dem bekannten Abgaskrümmer wird der hohe, mit
beträchtlichen Fertigungskosten verbundene Fertigungs
aufwand als nachteilig angesehen.
Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe
zugrunde, einen Abgaskrümmer der eingangs angegebenen
Art zu schaffen, der mit einem deutlich geringeren
Aufwand und somit kostengünstiger herstellbar ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird diese Aufgabe
dadurch gelöst, daß die Außenschale und die Innenschale
des Abgaskrümmers durch Innenhochdruckverformung aus
dem Außen- bzw. dem Innenrohr eines Duplexrohres
geformt sind und daß die Einrichtung zur Dehnungskom
pensation aus einer Wellung des Innenrohres besteht.
Während beim Stand der Technik die Außenschale aus
Gründen der Montierbarkeit des Abgaskrümmers aus zwei
Halbschalen (oder mehreren Teilschalen) bestehen muß,
welche miteinander verschweißt werden, kann gemäß der
vorliegenden Erfindung der Abgaskrümmer durch Innen
hochdruckverformung eines Duplexrohres in schweißnaht
freier Ausführung hergestellt werden. Dies wird möglich
dadurch, daß die Einrichtungen der Innenschale zur
Dehnungskompensation nicht, wie beim Stand der Technik,
als Schiebesitz ausgebildet sind, sondern vielmehr als
Wellung der Innenschale.
Der erfindungsgemäße doppelschalige, luftspaltisolierte
Abgaskrümmer läßt sich in Anwendung eines Verfahrens
herstellen, das die folgenden Schritte umfaßt:
- - Ein Duplexrohr wird in der Weise gebogen, daß sein Verlauf im wesentlichen der Gestalt des fertigen Krümmers entspricht, wobei seine Enden im wesentli chen entsprechend der räumlichen Anordnung zweier der Anschlüsse des fertigen Krümmers zueinander gestellt werden.
- - Das vorgebogene Duplexrohr wird in ein erstes Gesenk eingelegt, dessen Gravur mindestens eine Abzweigung sowie zumindest in Teilbereichen eine Wellung aufweist.
- - Anschließend werden das Innenrohr und das Außenrohr des vorgebogenen Duplexrohres in dem ersten Gesenk gemeinsam mittels Innenhochdruckverformung aufge weitet, um in dem Duplexrohr mindestens eine Aushalsung auszuformen sowie zumindest bereichs weise eine Wellung auszubilden.
- - Sodann wird der vorgeformte Krümmer in ein zweites Gesenk eingelegt, dessen Gravur der Außenform der Außenschale des fertigen Krümmers entspricht; die Gravur des zweiten Gesenks ist dabei in den von den späteren Anschlüssen des Krümmers entfernten Bereichen weiter als das erste Gesenk.
- - Abschließend wird das Außenrohr in seinen von den späteren Anschlüssen des Krümmers entfernten Bereichen durch Innenhochdruckverformung aufgewei tet, um in diesen Bereichen einen Zwischenraum zwischen dem Innenrohr und dem Außenrohr auszubilden.
Ersichtlich entfällt bei diesem Verfahren, verglichen
mit dem zur Herstellung bekannter gattungsgemäßer
Abgaskrümmer angewandten Verfahren, jeglicher Montage
aufwand, der mit dem Zusammenfügen der einzelnen
Abschnitte der Innenschale, dem Einlegen der vormon
tierten Innenschale in die geöffnete Außenschale sowie
dem Schließen der Außenschale verbunden ist. Im wesent
lichen läßt sich das Verfahren zur Herstellung des
erfindungsgemäßen Abgaskrümmers auf drei Umformstufen
reduzieren, nämlich Vorbiegen eines Duplexrohres, erste
Innenhochdruckverformung zur Ausformung des dritten
sowie möglicher weiterer Anschlüsse und zur Formgebung
der Innenschale entsprechend ihrer endgültigen Gestalt
sowie zweite Innenhochdruckverformung zur Formgebung
(Aufweitung) der Außenschale entsprechend ihrer endgül
tigen Gestalt.
Aus dem Stand der Technik (EP-A-0 627 272) ist zwar ein
Verfahren zur Herstellung eines doppelschaligen, luft
spaltisolierten Rohres bekannt, bei welchem ein Duplex
rohr zunächst vorgebogen und anschließend unter Anwen
dung einer zweistufigen Innenhochdruckverformung in
seine endgültige Gestalt gebracht wird. Jedoch befaßt
sich diese Druckschrift weder mit der Herstellung von
Abgaskrümmern, noch mit dem Problem des Dehnungsaus
gleichs des Innenrohres gegenüber dem Außenrohr. Und
auch das deutsche Gebrauchsmuster 94 07 812 vermag zur
Lösung des angegebenen Problems keine Anregung zu
geben. Zwar betrifft diese Druckschrift die Herstellung
eines Abgaskrümmers aus einem Rohr unter Anwendung
einer Innenhochdruckverformung; jedoch befaßt sich
diese Druckschrift nicht mit der Herstellung eines
doppelschaligen, luftspaltisolierten Abgaskrümmers, so
daß naturgemäß das Problem des Dehnungsausgleichs
zwischen der Innenschale und der Außenschale nicht
berührt ist.
Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung
näher erläutert. Diese zeigt eine bevorzugte Ausfüh
rungsform des erfindungsgemäßen Krümmers in teilweise
gebrochener Seitenansicht.
Der in der Zeichnung dargestellte Abgaskrümmer weist
vier Anschlüsse auf, nämlich drei Abgaseinlässe 1 sowie
einen Abgasauslaß 2. Er umfaßt eine Innenschale 3 sowie
eine Außenschale 4. Diese sind im Bereich der
Anschlüsse miteinander verbunden; im übrigen sind sie
jedoch unter Ausbildung eines Zwischenraumes 5 mit
Abstand zueinander angeordnet.
Im Bereich der drei Abgaseinlässe 1 ist jeweils ein
Flansch 6 vorgesehen, der mit der Innenschale 3 und der
Außenschale 4 verschweißt ist.
Die Innenschale 3 weist eine Wellung 8 auf. Auf diese
Weise werden innere Spannungen des Abgaskrümmers durch
thermische Dehnung der Innenschale 3 gegenüber der
Außenschale 4 gering gehalten. Auch die Außenschale 4
weist eine Wellenstruktur 9 auf. Dies bewirkt bei
großflächigen Abgaskrümmern eine Reduzierung der
Schallabstrahlung.
Der in der Zeichnung dargestellte Abgaskrümmer wurde in
der folgenden Weise aus einem Duplexrohr hergestellt:
Zunächst wurde das Duplexrohr in der Weise vorgebogen,
daß sein Verlauf im wesentlichen der Gestalt des ferti
gen Krümmers entsprach. Mit dem Bezugszeichen 7 ist die
Mittellinie des entsprechend vorgebogenen Rohres ange
geben. Die beiden Enden des Duplexrohres nehmen nach
dem Biegen eine räumliche Stellung bezüglich einander
ein, die der räumlichen Anordnung der beiden äußeren
Einlässe des Abgaskrümmers zueinander entspricht.
Das in dieser Weise vorgebogene Duplexrohr wird
anschließend in ein erstes Gesenk eingelegt, in welchem
eine erste Innenhochdruckverformung stattfindet. Das
Gesenk weist zwei Abzweigungen auf, welche der Ausfor
mung zweier weiterer Anschlüsse des Abgaskrümmers,
nämlich des mittleren Abgaseinlasses sowie des Abgas
auslasses, durch jeweils eine Aushalsung des Duplexroh
res dienen. Das erste Gesenk weist im übrigen eine
gewellt Oberfläche auf, welche der Wellenstruktur 8
entspricht, die die Innenschale des fertigen Abgaskrüm
mers aufweisen soll. Bei der in dem ersten Gesenk
stattfindenden ersten Stufe der Innenhochdruckverfor
mung wird der Umformdruck ausschließlich in das Innere
des Innenrohres des Duplexrohres eingebracht. Innenrohr
und Außenrohr des Duplexrohres verformen sich daher
gemeinsam bis zur Anlage an dem ersten Gesenk. Dabei
entstehen die beiden vorstehend erwähnten Aushalsungen
sowie zueinander korrespondierende Wellenstrukturen des
Innenrohres und des Außenrohres.
Der in dieser Weise vorgeformte Abgaskrümmer wird
anschließend in ein zweites Gesenk eingelegt, dessen
Kontur der Außenform der späteren Außenschale 4
entspricht. Bei der in diesem zweiten Gesenk stattfin
denden zweiten Stufe der Innenhochdruckverformung wird
der Hydraulikdruck in das Innere des Innenrohres sowie
zwischen das Innenrohr und das Außenrohr eingebracht.
Infolge des Druckgleichgewichts bleibt das Innenrohr
bei dieser Umformstufe unverformt und behält seine der
Gestaltung der Innenschale 3 des fertigen Abgaskrümmers
einsprechende Form bei. Das Außenrohr wird hingegen
aufgeweitet und nimmt seine der Gestalt der Außenschale
4 des fertigen Abgaskrümmers entsprechende Form an.
Dabei entsteht zwischen der Innenschale 3 und der
Außenschale 4 der Zwischenraum 5. Die beiden oben
beschriebenen Aushalsungen werden abschließend geöff
net, um die entsprechenden Anschlüsse (Abgaseinlaß bzw.
Abgasauslaß) zu bilden.
Claims (3)
1. Abgaskrümmer mit mindestens drei Anschlüssen
(1, 2), umfassend eine Innenschale (3) und eine
Außenschale (4), welche im Bereich der
Anschlüsse miteinander verbunden, im übrigen
jedoch unter Ausbildung eines Zwischenraumes
(5) mit Abstand zueinander angeordnet sind,
wobei die Innenschale zum Dehnungsausgleich
gegenüber der Außenschale mindestens eine
Einrichtung zur Dehnungskompensation aufweist,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Außenschale (4) und die Innenschale (3)
durch Innenhochdruckverformung aus dem Außen-
bzw. dem Innenrohr eines Duplexrohres geformt
sind und daß die Einrichtung zur
Dehnungskompensation aus einer Wellung (8) der
Innenschale (3) besteht.
2. Abgaskrümmer nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Außenschale eine die Schallabstrahlung
reduzierende Wellung (9) aufweist.
3. Verfahren zur Herstellung eines doppelschali
gen, luftspaltisolierten Abgaskrümmers gemäß
Anspruch 1, umfassend die folgenden Schritte:
- - Biegen eines Duplexrohres in einen im wesentlichen der Gestalt des fertigen Krümmers entsprechenden Verlauf, wobei seine Enden im wesentlichen der räumlichen Anordnung zweier der Anschlüsse des ferti gen Krümmers zueinander entsprechend gestellt werden;
- - Einlegen des vorgebogenen Duplexrohres in ein erstes Gesenk, dessen Gravur mindestens eine Abzweigung sowie zumindest teilweise eine Wellung aufweist;
- - gemeinsames Verformen von Innenrohr und Außenrohr des vorgebogenen Duplexrohres mittels Innenhochdruckverformung zur Ausbildung einer Wellung sowie zur Ausfor mung mindestens einer Aushalsung;
- - Einlegen des vorgeformten Krümmers in ein zweites Gesenk, dessen Gravur der Außenform der Außenschale des fertigen Krümmers entspricht;
- - Aufweiten des Außenrohres in seinen von den späteren Anschlüssen entfernten Bereichen mittels Innenhochdruckverformung zur Ausbildung eines Zwischenraumes zwischen Innenrohr und Außenrohr.
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DE1995146509 DE19546509A1 (de) | 1995-12-13 | 1995-12-13 | Abgaskrümmer sowie Verfahren zu seiner Herstellung |
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