DE19548224A1 - Method for producing a pipe part, in particular a manifold-pipe branch of a motor vehicle exhaust system, and a manifold-pipe branch manufactured according to this - Google Patents

Method for producing a pipe part, in particular a manifold-pipe branch of a motor vehicle exhaust system, and a manifold-pipe branch manufactured according to this

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DE19548224A1 DE1995148224 DE19548224A DE19548224A1 DE 19548224 A1 DE19548224 A1 DE 19548224A1 DE 1995148224 DE1995148224 DE 1995148224 DE 19548224 A DE19548224 A DE 19548224A DE 19548224 A1 DE19548224 A1 DE 19548224A1
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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Rohrteiles insbesondere einer Krümmer-Rohrabzweigung einer Kraftfahrzeug-Abgasanlage sowie eine nach diesem Verfahren gefertigte Krümmer-Rohrabzweigung.The invention relates to a method for producing a Pipe part, in particular a manifold pipe branch Motor vehicle exhaust system and one using this method manufactured manifold pipe branch.

Zur Herstellung einer Krümmer-Rohrabzweigung ist es bekannt, ein gerades oder gebogenes Rohr mit seitlichem Dorndurch­ bruch als Halbzeug in eine Kalibrierform einzubringen, deren Innenkontur der Außen-Sollkontur der zu fertigenden Krümmer- Rohrabzweigung entspricht. Das in die Kalibrierform einge­ brachte Rohr wird an seinen Enden druckdicht verschlossen, wobei zumindest an einem druckdichten Rohrende eine Druckmit­ telquelle angeschlossen wird. Sodann wird unter hohem Druck ein vorzugsweise flüssiges Druckmittel, insbesondere eine Wasser-Öl-Emulsion, aus einer Druckquelle in das Rohrinnere gepreßt und das Rohr durch den Innendruck in die Werkzeug­ form kalibriert. Anschließend wird das verformte Rohr aus der Kalibrierform entnommen und gegebenenfalls endseitig mit planen oder schrägen Schnitten zugeschnitten. Das Herstel­ lungsverfahren ist allgemein als sog. Innenhochdruck-Verfah­ ren bekannt. Es hat den Nachteil einer vergleichsweise auf­ wendigen Fertigung und ist demzufolge vergleichsweise kosten­ intensiv. Auch können nur begrenzt unsymmetrische Rohrteile beispielsweise einer Abgasanlage eines Kraftfahrzeuges her­ gestellt werden, sofern auf die Einstückigkeit nicht verzich­ tet wird.For the production of a manifold pipe branch, it is known a straight or curved tube with lateral thorn through break as a semi-finished product in a calibration mold, the Inner contour of the outer target contour of the manifold to be manufactured Corresponds to pipe branch. That entered into the calibration form brought pipe is sealed pressure-tight at its ends, wherein at least at a pressure-tight pipe end a pressure with tel source is connected. Then it is under high pressure a preferably liquid pressure medium, especially one Water-oil emulsion, from a pressure source into the interior of the pipe pressed and the tube by the internal pressure in the tool shape calibrated. The deformed tube is then removed taken from the calibration form and if necessary with plan or cut diagonal cuts. The manufacturer is generally known as the so-called high pressure process ren known. It has the disadvantage of being comparative  agile manufacturing and is therefore comparatively cost intensive. Also only limited asymmetrical pipe parts for example, an exhaust system of a motor vehicle provided that the one-piece design is not waived is tested.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens der eingangs genannten Art, welches eine einfache und zuverlässi­ ge Fertigung eines Rohrteiles ermöglicht, insbesondere eine Krümmer-Rohrabzweigung.The object of the invention is to provide a method of type mentioned, which is a simple and reliable enables ge manufacture of a pipe part, in particular a Manifold pipe branch.

Gelöst wird die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe durch ein Verfahren der im Patentanspruch 1 angebenen Art.The object on which the invention is based is achieved by a method of the type specified in claim 1.

Vorteilhaft weitergebildet wird das Verfahren nach den Merk­ malen der Ansprüche 2 und 3.The method according to the notes is advantageously further developed paint claims 2 and 3.

Eine erfindungsgemäß hergestellte Krümmer-Rohrabzweigung kennzeichnet sich durch die Merkmale des Patentanspruchs 4, vorteilhaft weitergebildet durch die Merkmale nach den An­ sprüchen 5 bis 9.An elbow pipe branch produced according to the invention is characterized by the features of claim 4, advantageously further developed by the features according to the An sayings 5 to 9.

Wesen der Erfindung ist die Fertigung von Krümmer-Rohrabzwei­ gungen und dergleichen nach einer besonderen Wickeltechnik unter Vermeidung des Innenhochdruck-Verfahrens.The essence of the invention is the production of manifold pipe branch gung and the like after a special winding technique while avoiding the high pressure process.

Insbesondere wird ein Blechcoil- oder Platine-Rohteil in einem Folgeverbundwerkzeug tiefgezogen und beschnitten zwecks Ausbildung eines Rohrteil-Halbzeuges, welches der abgewickelten Form des Rohrteil-Endzeuges entspricht. Dann wird das Rohrteil-Halbzeug in weiteren Verfahrensschritten im Folgeverbundwerkzeug vorgebogen und gewickelt und das schließlich fertiggebogene Wickelteil in seinem zusammenge­ bogenen mittleren Berührungsbereich gasdicht verschweißt. In particular, a sheet metal coil or blank is made in thermoformed and trimmed using a progressive die to form a semi-finished tube part, which the developed form of the tubular part end product corresponds. Then is the semi-finished tube part in further process steps pre-bent and wound in the progressive die and that finally finished wrapped part in its merged arc middle contact area welded gas-tight.  

Eventuell kann das fertiggebogene verschweißte Wickelteil einem Kalibriervorgang unterzogen werden, um die endgültige innere Paßform zu erhalten.Possibly the finished bent welded winding part undergo a calibration process to determine the final to maintain inner fit.

Der Schweißvorgang erfolgt durch Setzen insbesondere einer durchgehenden Schweißnaht bzw. Kehlnaht im zusammengebogenen Berührungsbereich eines Wickelteiles, insbesondere unter Zusammenpressung des Berührungsbereichs zwecks Überwindung der Rückstellkraft in Öffnungsrichtung der aufeinanderzu gebogenen Rohrteilabschnitte.The welding process is carried out by setting one in particular continuous weld or fillet in the bent Contact area of a winding part, especially under Compression of the contact area for overcoming the restoring force in the opening direction towards each other bent pipe sections.

Auf diese Weise entsteht vorzugsweise eine Krümmer-Rohrab­ zweigung einer Kraftfahrzeug-Abgasanlage in Form eines ver­ schweißten einstückigen Wickelteils mit einem im wesentli­ chen geraden Rohrabschnitt und zumindest einem seitlichen Rohrabzweigungsabschnitt, wobei ein fertiggebogenes Wickel­ teil in seinem mittleren Berührungsbereich zwei Kurzborde aufweisen kann, welche stirnseitig mittels einer Schweißnaht verschweißt sind.In this way, a manifold pipe is preferably created branch of a motor vehicle exhaust system in the form of a ver welded one-piece winding part with an essentially chen straight pipe section and at least one lateral Pipe branch section, with a pre-bent coil partly two short shelves in its middle contact area can have, which front side by means of a weld are welded.

Anstelle zweier kurzer Borde im mittleren Berührungsbereich können auch ein kurzer Bord und ein längerer Bord vorgesehen sein, welche seitlich mittels einer Kehlnaht miteinander verschweißt sind.Instead of two short shelves in the middle area of contact a short board and a longer board can also be provided be which side with a fillet weld are welded.

Das fertiggebogene Wickelteil kann in seinem mittleren Berüh­ rungsbereich auch schachtelförmig ineinandergreifen und dort mit einer Kehlnaht verschweißt sein.The finished winding part can be in its middle touch area also interlock with each other and there be welded with a fillet weld.

Besonders zweckmäßig ist es, wenn die Krümmer-Rohrabzweigung im Zwischenbereich zwischen geradem Rohrabschnitt und seit­ lichem Rohrabschnitt flächig dicht aneinanderliegend ausge­ bildet ist und eine geschlossene Kontur aufweist, welche mit einer Schweißnaht versehen ist. Dies ermöglicht eine beson­ ders einfach zu setzende Schweißnaht bei Schaffung einer gasdichten Verbindung in einem an sich schwierigen Schweißbe­ reich.It is particularly useful if the manifold pipe branch in the intermediate area between the straight pipe section and since Lich pipe section out flat close to each other is formed and has a closed contour, which with is provided with a weld seam. This enables a particular easy-to-set weld when creating a  gas-tight connection in a difficult welding process rich.

Durch die Erfindung können auch Krümmer-Rohrabzweigungen ein­ fach gefertigt werden, welche doppelwandig ausgebildet sind.The invention also allows manifold pipe branches are manufactured, which are double-walled.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispie­ len unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher er­ läutert; es zeigen:The invention is described below with reference to exemplary embodiments len with reference to the accompanying drawings purifies; show it:

Fig. 1 ein zur Ausbildung einer Krümmer-Rohrabzweigung benötigtes in einem Folgeverbundwerkzeug tiefge­ zogenes beschnittenes Rohrteil-Halbzeug in schema­ tischer perspektivischer Darstellung, Fig. 1 a for forming a manifold pipe branch needed in a progressive tool tiefge plated truncated tube portion semifinished product, in a schematic perspective view;

Fig. 2 das in Fig. 1 veranschaulichte Rohrteil-Halbzeug im Folgeverbundwerkzeug nach einem Vorbiegen und Wickeln, Fig. 2 shows the illustrated in Fig. 1 Pipe portion semifinished product in the follow-on composite tool as claimed preliminary bending and winding,

Fig. 3 das fertiggebogene verschweißte Rohrteil-Endzeug, Fig. 3 shows the finished sheet-welded pipe part Endzeug,

Fig. 4 zwei Kurzborde eines zusammengebogenen Berührungsbe­ reichs des Rohrteil-Endzeugs mit stirnseitiger Schweißnaht schematisch im Querschnitt, Fig. 4, two short flanges of a composite curved Berührungsbe realm of the tubular part-Endzeugs with frontal weld schematically in cross-section,

Fig. 5 der zusammengebogene Berührungsbereich des Rohr­ teil-Endzeugs ähnlich Fig. 4 in anderer Ausführungs­ variante,Description Fig. 5 is similar to contact along curved region of the tube-part Endzeugs Fig. 4 in a different execution,

Fig. 6 eine dritte Ausführungsvariante des zusammengeboge­ nen Berührungsbereichs ähnlich den Fig. 4 und 5, und Fig. 6 shows a third embodiment of the bent contact area similar to Figs. 4 and 5, and

Fig. 7 eine vierte Ausführungsvariante eines doppelwandigen Rohrteil-Endzeugs ähnlich Fig. 4. Fig. 7 shows a fourth embodiment of a double-walled pipe part-Endzeugs similar to Fig. 4.

Gemäß Zeichnung ist eine Krümmer-Rohrabzweigung 1 einer Kraftfahrzeug-Abgasanlage in unterschiedlichen Herstellungs­ stufen gemäß den Fig. 1 bis 3 schematisch dargestellt, wobei die Fig. 4 bis 7 verschiedene Einzelheiten zeigen.According to the drawing, a manifold pipe branch 1 of a motor vehicle exhaust system in different manufacturing stages according to FIGS. 1 to 3 is shown schematically, with FIGS. 4 to 7 showing different details.

Die Krümmer-Rohrabzweigung ist nicht nach dem Innenhoch­ druck-Verfahren, sondern nach einem besonderen Wickelver­ fahren gefertigt.The manifold pipe branch is not towards the inside high printing process, but after a special wrap drive manufactured.

Es findet als Ausgangsmaterial eine Blechplatte / Platine oder ein Coil Verwendung, welche(r) in einem komplexen nur schematisch gezeigten Folgeverbundwerkzeug 4 formbehandelt, gestanzt und/oder beschnitten wird.A sheet metal plate / circuit board or a coil is used as the starting material, which is shaped, stamped and / or trimmed in a complex progressive tool 4 , which is only shown schematically.

Das Folgeverbundwerkzeug 4 umfaßt eine Grundplatte und eine Kopfplatte und verschiedene auswechselbare Einzelwerkzeuge.The progressive tool 4 comprises a base plate and a head plate and various interchangeable individual tools.

Gemäß Fig. 1 ist bereits ein Rohrteil-Halbzeug 5 in Form eines beschnittenen Tiefziehteils aus Blech dargestellt, welches aus der Platine im Folgeverbundwerkzeug entstanden ist. Das Halbzeug entspricht der abgewickelten Form des Rohrteil-Endzeuges, nämlich der Krümmer-Rohrabzweigung 1.Referring to FIG. 1, a tubular part semi-finished product is already 5 represented a trimmed deep-drawn part made of sheet metal in the form which is developed from the board in the progressive tool. The semifinished product corresponds to the developed form of the tubular part end product, namely the elbow pipe branch 1 .

Das Rohrteil-Halbzeug 5 gemäß Fig. 1 wird im Folgeverbund­ werkzeug 4 gemäß Fig. 2 weiterbehandelt, nämlich um ein Einzelwerkzeug des Folgeverbundwerkzeuges um dessen Achse 13 eines Dorns 14 vorgebogen und gewickelt. Der Dorn 14 besitzt einen Außendurchmesser, der dem Innendurchmesser des gerad­ linigen Rohrabschnittes 2 der zu fertigenden Rohrabzweigung entspricht. Infolge des Steges 15 des Einzelwerkzeugs kann der seitliche, zu fertigende Rohrabzweigungsabschnitt 3 nicht vollständig zusammengebogen werden.The tube portion semifinished product 5 of Fig. 1 is in the progressive tool 4 according to Fig. 2 further treated, namely, pre-bent of a mandrel 14 to a single tool of the progressive tool about its axis 13 and wound. The mandrel 14 has an outer diameter which corresponds to the inner diameter of the straight-line pipe section 2 of the pipe branch to be manufactured. As a result of the web 15 of the individual tool, the lateral pipe branch section 3 to be produced cannot be completely bent together.

Ein (nicht veranschaulichtes) Folgeeinzelwerkzeug weist ei­ nen Dorn 14 (ohne Steg) auf, so daß ein komplettes Zusammen­ biegen möglich ist. In einem separaten Schweißwerkzeug wird der mittlere zusammengebogene Berührungsbereich 7, welcher die Tendenz hat, sich durch Federkraft zu öffnen, wird durch eine Spanneinrichtung zusammengehalten und im verspannten Zustand längs der Berührungslinie ohne Unterbrechung ver­ schweißt, so daß eine gasdichte Verbindung entsteht und kein Abgas im Betrieb der Anlage durch einen Spalt entweichen kann.A (not illustrated) follow-up single tool has a mandrel 14 (without a web), so that a complete bending is possible. In a separate welding tool, the middle bent contact area 7 , which has the tendency to open by spring force, is held together by a tensioning device and welded in the tensioned state along the line of contact without interruption, so that a gas-tight connection is formed and no exhaust gas during operation the system can escape through a gap.

Verschiedene Verschweißmöglichkeiten des mittleren zusammen­ gebogenen Berührungsbereichs 7 sind in den Fig. 4 bis 6 dar­ gestellt.Different welding options of the middle bent-together contact area 7 are shown in FIGS. 4 to 6.

Fig. 4 sieht eine Stirnschweißnaht im Bereich kurzer sich berührender Borde 9 vor. Fig. 4 provides an end weld in the short before touching Borde 9th

Fig. 5 veranschaulicht schematisch eine seitliche Kehlnaht bei einem kurzen und einem langen Bord, die sich berühren. Fig. 5 schematically illustrates a side fillet weld on a short and a long board touching.

Fig. 6 zeigt aufeinanderzu gebogene Bereiche eines Wickel­ teils 6, die schachtelartig ineinandergreifen und miteinan­ der verschweißt sind. Fig. 6 shows towards each other bent areas of a winding part 6 , which engage in a box-like manner and are welded together.

In Fig. 3 ist in gestrichelter Linie eine weitere Ausfüh­ rungsvariante eines Wickelteils 6 mit einem Zwischenbereich 11 zwischen geradlinigem Rohrabschnitt 2 und seitlichem Rohrabzweigungsabschnitt 3 dargestellt, wobei der Zwischen­ bereich 11 ein sich überdeckender, flächig aneinanderliegen­ der Bereich der Rohrwand ist, dessen vorderste Kontur 12 ge­ schlossen und mit einer Schweißnaht nach Art der Fig. 4 ver­ sehen ist.In Fig. 3, another embodiment of a winding part 6 is shown in dashed line with an intermediate region 11 between a straight pipe section 2 and a lateral pipe branch section 3 , the intermediate region 11 being an overlapping area lying flat against one another the area of the pipe wall whose front contour 12 ge closed and is seen with a weld in the manner of FIG. 4 ver.

Es wird mithin durch die Erfindung ermöglicht, ein Rohrteil- Endzeug bzw. Wickelteil 6 mit Hilfe einfacher Mittel zu fertigen, insbesondere eine Krümmer-Rohrabzweigung 1 einer Kraftfahrzeug-Abgasanlage, und zwar ausgehend von einem planen Blechcoil- oder Platine-Rohteil, welches in einem Folgeverbundwerkzeug 4 tiefgezogen und beschnitten wird zwecks Ausbildung eines Rohrteil-Halbzeuges, welches der abgewickelten Form des Rohrteil-Endzeuges entspricht. Das Rohrteil-Halbzeug wird in weiteren Verfahrensschritten im Folgeverbundwerkzeug anschließend vorgebogen und gewickelt. Ein fertiggebogenes Wickelteil wird schließlich in seinem zusammengebogenen mittleren Berührungsbereich 7 gasdicht verschweißt.It is therefore made possible by the invention to manufacture a tubular part end product or winding part 6 with the aid of simple means, in particular a manifold pipe branch 1 of a motor vehicle exhaust system, specifically starting from a flat sheet metal coil or blank part which is in one Progressive tool 4 is deep-drawn and trimmed to form a semi-finished tube part, which corresponds to the developed shape of the finished tube part. The pipe part semi-finished product is then pre-bent and wound in further process steps in the progressive tool. A finished bent winding part is finally welded gas-tight in its bent central contact area 7 .

Es sei noch angemerkt, daß in den Unteransprüchen enthaltene selbständig schutzfähige Merkmale trotz der vorgenommenen formalen Rückbeziehung auf den Hauptanspruch entsprechenden eigenständigen Schutz haben sollen. Im übrigen fallen sämt­ liche in den gesamten Anmeldungsunterlagen enthaltenen erfin­ derischen Merkmale in den Schutzumfang der Erfindung.It should also be noted that contained in the subclaims independently protectable features despite the made formal reference to the main claim should have independent protection. Otherwise, all fall all inventions contained in the entire application derischen features in the scope of the invention.

Claims (9)

1. Verfahren zur Herstellung eines Rohrteiles, insbesondere einer Krümmer-Rohrabzweigung (1) einer Kraftfahrzeug- Abgasanlage, dadurch gekennzeichnet,
  • daß ein Blechcoil- oder Platine-Rohteil in einem Folge­ verbundwerkzeug (4)
    • - tiefgezogen und
    • - beschnitten wird
      zwecks Ausbildung eines Rohrteil-Halbzeuges (5), welches der abgewickelten Form des Rohrteil-End­ zeuges entspricht,
  • daß das Rohrteil-Halbzeug (5) in weiteren Verfahrens­ schritten im Folgeverbundwerkzeug (4)
    • - vorgebogen und
    • - gewickelt wird,
  • und daß das fertiggebogene Wickelteil (6) in seinem zusammengebogenen mittleren Berührungsbereich (7)
    • - gasdicht verschweißt wird.
1. A method for producing a pipe part, in particular a manifold pipe branch ( 1 ) of a motor vehicle exhaust system, characterized in that
  • that a sheet metal coil or blank blank in a sequence composite tool ( 4 )
    • - deep-drawn and
    • - is trimmed
      in order to form a semi-finished tubular part ( 5 ), which corresponds to the developed shape of the end of the tubular part,
  • that the tubular part semi-finished product ( 5 ) in further processes steps in the progressive tool ( 4 )
    • - pre-bent and
    • - is wrapped,
  • and that the finished bent winding part ( 6 ) in its bent middle contact area ( 7 )
    • - is welded gas-tight.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das fertiggebogene verschweißte Wickelteil (6) zumindest einem Kalibriervorgang unterzogen wird.2. The method according to claim 1, characterized in that the finished bent welded winding part ( 6 ) is subjected to at least one calibration process. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das fertiggebogene Wickelteil (6) mit einer Schweiß- oder Kehlnaht (8) versehen wird. 3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the finished bent winding part ( 6 ) is provided with a weld or fillet ( 8 ). 4. Krümmer-Rohrabzweigung (1) einer Kraftfahrzeug-Abgas­ anlage, gefertigt nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das fertiggebogene verschweißte einstückige Wickel­ teil (6) einen im wesentlichen geraden Rohrabschnitt (2) und zumindest einen seitlichen Rohrabzweigungsabschnitt (3) aufweist.4. manifold pipe branch ( 1 ) of a motor vehicle exhaust system, manufactured according to one of claims 1 to 3, characterized in that the bent welded one-piece winding part ( 6 ) has a substantially straight pipe section ( 2 ) and at least one lateral pipe branch section ( 3 ). 5. Krümmer-Rohrabzweigung (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das fertiggebogene Wickelteil (6) in seinem mittle­ ren Berührungsbereich (7) zwei Kurzborde (9) aufweist, welche stirnseitig mittels einer Schweißnaht (8) ver­ schweißt sind (Fig. 4).5. elbow pipe branch ( 1 ) according to claim 4, characterized in that the bent part ( 6 ) in its mittle ren contact area ( 7 ) has two short rims ( 9 ) which are welded ver by means of a weld seam ( 8 ) ( Fig . 4). 6. Krümmer-Rohrabzweigung (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das fertiggebogene Wickelteil (6) in seinem mittle­ ren Berührungsbereich (7) einen Kurzbord (9) und einen Langbord (10) aufweist, welche seitlich mittels einer Kehlnaht (8) miteinander verschweißt sind ( Fig. 5).6. elbow pipe branch ( 1 ) according to claim 4, characterized in that the finished bent winding part ( 6 ) in its mittle ren contact area ( 7 ) has a short board ( 9 ) and a long board ( 10 ) which is laterally by means of a fillet weld ( 8th ) are welded together ( Fig. 5). 7. Krümmer-Rohrabzweigung (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das fertiggebogene Wickelteil (6) in seinem mittle­ ren Berührungsbereich (7) schachtelförmig ineinander­ greift und mittels Kehlnaht verschweißt ist (Fig. 6).7. manifold pipe junction ( 1 ) according to claim 4, characterized in that the finished bent winding part ( 6 ) in its mittle ren contact area ( 7 ) engages in a box shape and is welded by means of fillet weld ( Fig. 6). 8. Krümmer-Rohrabzweigung (1) nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenbereich (11) zwischen geradem Rohrab­ schnitt (2) und seitlichem Rohrabzweigungsabschnitt (3) flächig dicht aneinanderliegend ausgebildet ist und eine geschlossene Kontur (12) aufweist, welche mit einer Schweißnaht versehen ist (Fig. 3).8. elbow pipe branch ( 1 ) according to any one of claims 4 to 7, characterized in that the intermediate region ( 11 ) between straight Rohrab section ( 2 ) and lateral pipe branch section ( 3 ) is formed close to one another and a closed contour ( 12 ) has, which is provided with a weld ( Fig. 3). 9. Krümmer-Rohrabzweigung (1) nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Wickelteil (6) doppelwandig ausgebildet ist (Fig. 7).9. elbow pipe branch ( 1 ) according to any one of claims 4 to 8, characterized in that the winding part ( 6 ) is double-walled ( Fig. 7).
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