DE19832288A1

DE19832288A1 - Verfahren zur Herstellung eines Verbindungselementes und danach hergestelltes Verbindungselement

Info

Publication number: DE19832288A1
Application number: DE1998132288
Authority: DE
Inventors: Rainer Diez; Friedrich Hartmann
Original assignee: Friedrich Boysen GmbH and Co KG
Current assignee: Friedrich Boysen GmbH and Co KG
Priority date: 1998-07-17
Filing date: 1998-07-17
Publication date: 2000-01-20
Anticipated expiration: 2018-07-18
Also published as: DE19832288B4

Abstract

Verfahren zur Herstellung eines Verbindungselements zum gasdichten Verbinden von Abgasleitungen, insbesondere eines Abgaskrümmers mit einem nachfolgenden Abgasrohr, mit einem Flanschteil (1) mit einer ersten Gasdurchtrittsöffnung (3), welche einen ersten freien Querschnitt (a) aufweist, und einem mit dem Flanschteil (1) verbundenen Rohrstutzen (2) mit einer zweiten, an die erste Gasdurchtrittsöffnung (3) anschließenden Gasdurchtrittsöffnung (4), deren freier Querschnitt (b) sich in Gasdurchtrittsrichtung (I) ändert, wobei der Flanschteil (1) zur Erhöhung der Festigkeit des Verbindungselements mit einem den Rohrstutzen (2) bildenden Rohransatz als einstückiges Schmiedeteil hergestellt wird und der Rohransatz (2) anschließend auf den gewünschten freien Querschnitt verformt wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Ver bindungselementes zum gasdichten Verbinden von Abgasleitungen, insbe sondere eines Abgaskrümmers mit einem nachfolgenden Abgasrohr, mit einem Flanschteil mit einer ersten Gasdurchtrittsöffnung, welche einen ersten freien Querschnitt aufweist, und einem mit dem Flanschteil ver bundenen Rohrstutzen mit einer zweiten, an die erste Gasdurchtrittsöff nung anschließenden Gasdurchtrittsöffnung, deren freier Querschnitt sich in Gasdurchtrittsrichtung ändert, sowie ein danach hergestelltes Verbin dungselement.

Der Rohrstutzen derartiger Verbindungselemente dient zur Aufnahme des nachfolgenden Abgasrohres, welches ebenfalls mit einem Flanschteil ver sehen ist. Das Ausgangsrohr des Abgaskrümmers wird in die entspre chend gestaltete Gasdurchtrittsöffnung des Flanschteils eingesetzt. Beide Flanschteile werden dann zur Herstellung der gasdichten Verbindung mit einander verschraubt. Der sich ändernde freie Querschnitt des Rohrstut zens dient dabei dazu, Rohre mit unterschiedlichem Durchmesser mitein ander zu verbinden.

Bei einem bekannten Verfahren zur Herstellung eines Verbindungsele mentes der zuvor beschriebenen Art wird der Flanschteil als Schmiedeteil gefertigt, während der Rohrstutzen aus einem Rohrstück hergestellt wird, welches durch Kaltverformung den gewünschten Querschnittsverlauf mit einem geringeren freien Öffnungsquerschnitt auf der Anschlußseite zum Flanschteil und einem größeren Öffnungsquerschnitt an seinem freien Ende erhält. Zur Verbindung des Flanschteils und des Rohrstutzens wird der Rohrstutzen mit seinem verjüngten Ende in eine Aufnahme des Flanschteils eingesetzt, die so ausgebildet ist, daß die beiden Gasdurch trittsöffnungen des Flanschteils und des Rohrstutzens bündig ineinander übergehen. Der Flanschteil und der Rohrstutzen werden dann miteinan der verschweißt, indem eine umlaufende Schweißnaht im äußeren Über gangsbereich zwischen Flanschteil und Rohrstutzen eingebracht wird.

Ein Nachteil des bekannten Verfahrens besteht darin, daß die Schweiß naht aufgrund der Aufweitung des Rohrstutzens schlecht anzubringen ist. Es können daher Festigkeitsprobleme im Übergangsbereich zwischen Rohrstutzen und Flanschteil auftreten. Hierbei ist zu berücksichtigen, daß Verbindungselemente im Bereich von Abgasleitungen nicht nur hohen Temperaturwechselbeanspruchungen sondern auch starken mechani schen Beanspruchungen, insbesondere Vibrationen, ausgesetzt sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs ge nannten Art so weiterzubilden, daß diese Nachteile nicht auftreten. Insbe sondere soll die Festigkeit des damit hergestellten Verbindungselementes verbessert-werden. Eine weitere Aufgabe besteht darin, ein Verbindungse lement mit hoher Festigkeit anzugeben.

Die zuerst genannte Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Flanschteil mit einem den Rohrstutzen bildenden Rohransatz als einstückiges Schmiede teil hergestellt wird und daß der Rohransatz anschließend auf den ge wünschten freien Querschnitt verformt wird.

Die zweite Aufgabe wird durch ein Verbindungselement gemäß Anspruch 6 gelöst.

Durch die erfindungsgemäße einstückige Ausbildung des Verbindungse lementes fällt die Schwachstelle Schweißnaht zwischen dem Flanschteil und dem Rohrstutzen weg. Festigkeitsprobleme treten in diesem Bereich nicht mehr auf.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren kann das Verbindungselement vorteilhaft hergestellt werden. Es sind insgesamt nur wenige und unpro blematische Verfahrensschritte erforderlich. Die Herstellung kann da durch kostengünstig erfolgen.

Bevorzugt wird aus einer geschmiedeten Rohform durch mechanische Be arbeitung eine Vorform des einstückigen Verbindungselementes mit Rohr ansatz und einheitlichem Öffnungsquerschnitt der Durchtrittsöffnung hergestellt. Anschließend wird der Rohransatz auf den gewünschten Öff nungsquerschnitt verformt, insbesondere aufgeweitet. Die Verformung des Rohransatzes erfolgt dabei insbesondere durch hydraulisches Pressen. Auf diese Weise kann das Verbindungselement mit hoher Genauigkeit gefertigt werden.

Ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verbindungselementes ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Es zei gen, jeweils in schematischer Darstellung,

Fig. 1 die Rohform des einstückigen, geschmiedeten Verbindungse lementes,

Fig. 2 die Endform des erfindungsgemäßen Verbindungselementes und

Fig. 3 eine Draufsicht auf ein erfindungsgemäßes Verbindungsele ment.

Das erfindungsgemäße Verbindungselement wird in der in Fig. 1 mit durchgezogenen Linien dargestellten Rohform geschmiedet. Durch Dreh bearbeitung wird daraus die in Fig. 1 strichliert eingezeichnete Vorform mit Flanschteil 1 und Rohransatz 2, ineinander übergehender erster und zweiter Durchtrittsöffnung 3, 4 mit übereinstimmenden freien Öffnungs querschnitten a und b sowie Öffnungen 5 zum Durchführen von nicht dargestellten Verbindungsschrauben hergestellt. Wie aus Fig. 3 ersicht lich, können beispielsweise drei gleichmäßig um die Durchtrittsöffnung verteilt angeordnete Öffnungen 5 im Flanschteil 1 vorgesehen sein.

Die Vorform wird durch Aufweiten des Rohransatzes 2 auf die in Fig. 2 dargestellte Endform gebracht, wobei in Fig. 2 die unaufgeweitete Vor form nochmals strichliert eingezeichnet ist. Der Rohransatz 2 erhält da durch den gewünschten, sich in Gasdurchtrittsrichtung 1 ändernden frei en Querschnitt b, welcher auf seiner dem Flanschteil 1 abgewandten Seite aufgeweitet ist. Statt einer Aufweitung könnte grundsätzlich aber auch ei ne Verjüngung durch entsprechende Verformung vorgenommen werden. Insbesondere kann die Verformung hydraulisch erfolgen.

Auf oder in den Rohransatz 2 kann dann das nachfolgende, nicht darge stellte Abgasrohr auf- bzw. eingeschoben werden. In den Flanschteil 1 wird entsprechend der Endabschnitt des Ausgangsrohres des Abgas krümmers, das hier ebenfalls nicht dargestellt ist, eingeschoben. Über den Flanschteil 1 wird der Abgaskrümmer mit dem weiterführenden Ab gasrohr verbunden, welches mit einem entsprechenden Flansch versehen ist, indem in die Öffnungen 5 und die entsprechenden Öffnungen des Rohrflansches Verbindungsschrauben eingesetzt und verschraubt werden.

Die Verbindungsstellen zwischen Abgaskrümmer und Verbindungsele ment sowie zwischen Verbindungselement und weiterführendem Abgas rohr werden jeweils durch Schweißen abgedichtet, wobei diese Schweiß stellen leicht zugänglich sind. Aufgrund der einstückigen Ausgestaltung des Verbindungselementes entfällt eine Schweißverbindung zwischen Flanschteil 1 und Rohransatz 2, die aufgrund der Aufweitung des Rohr ansatzes 2 schlecht zugänglich wäre. Insgesamt erhält man so eine stabile gasdichte Verbindung, die zudem in der Herstellung kostengünstig ist.

Bezugszeichenliste

1

Flanschteil

2

Rohransatz

3

erste Gasdurchtrittsöffnung

4

zweite Gasdurchtrittsöffnung

5

Öffnung
I Gasdurchtrittsrichtung
a freier Querschnitt von

3

b freier Querschnitt von

4

Claims

1. Verfahren zur Herstellung eines Verbindungselements zum gas dichten Verbinden von Abgasleitungen, insbesondere eines Abgas krümmers mit einem nachfolgenden Abgasrohr, mit einem Flanschteil (1) mit einer ersten Gasdurchtrittsöffnung (3), welche ei nen ersten freien Querschnitt (a) aufweist, und einem mit dem Flanschteil (1) verbundenen Rohrstutzen (2) mit einer zweiten, an die erste Gasdurchtrittsöffnung (3) anschließenden Gasdurchtritts öffnung (4), deren freier Querschnitt (b) sich in Gasdurchtrittsrich tung (I) ändert, dadurch gekennzeichnet, daß der Flanschteil (1) mit einem den Rohrstutzen (2) bildenden Rohransatz als einstückiges Schmiedeteil hergestellt wird und daß der Rohransatz (2) anschließend auf den gewünschten freien Quer schnitt verformt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine anschließend auf den gewünschten freien Querschnitt (b) des Rohransatzes (2) zu verformende Vorform des einstückigen Ver bindungselementes durch mechanische Bearbeitung mit einheitli chem freiem Querschnitt aus einer geschmiedeten Rohform herge stellt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorform durch Drehbearbeitung aus der Rohform hergestellt wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohransatz (2) durch hydraulisches Pressen verformt wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohransatz (2) aufgeweitet wird.

6. Verbindungselement zum gasdichten Verbindungen von Abgaslei tungen, insbesondere eines Abgaskrümmers mit einem nachfolgen den Abgasrohr, mit einem geschmiedeten Flanschteil (1) mit einer ersten Gasdurchtrittsöffnung (2), welche einen ersten freien Quer schnitt (a) aufweist, und einem Rohrstutzen (2) mit einer zweiten, an die erste Gasdurchtrittsöffnung (3) anschließenden Gasdurchtritts öffnung (4), deren freier Querschnitt (b) sich in Gasdurchtrittsrich tung (1) ändert, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohrstutzen (2) mit dem Flanschteil (1) als einstückiges Schmiede- und Umformteil ausgebildet ist.

7. Verbindungselement nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohrstutzen (2) gegenüber dem Flanschteil (1) aufgeweitet ist.