DE19911285A1 - Motor vehicle exhaust pipe with connection flange uses interposed sleeve itself welded into flange orifice using steel proof against corrosion and heat. - Google Patents

Motor vehicle exhaust pipe with connection flange uses interposed sleeve itself welded into flange orifice using steel proof against corrosion and heat.

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Abstract

The exhaust pipe (1) is welded to a tubular sleeve (2) itself welded into the intake orifice of the connection flange (3). The sleeve (2) fits into the orifice (7) and the exhaust pipe fits into the sleeve which is welded to the flange from the face side into the join (9) between flange and sleeve. The exhaust pipe is welded to the inside (5) of the sleeve (2) along one endface.

Description

Die Erfindung betrifft ein Abgasrohr mit einem Anschluß­ flansch, insbesondere für Abgasleitungen von Kraftfahrzeugen, gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to an exhaust pipe with a connection flange, especially for exhaust pipes of motor vehicles, according to the preamble of claim 1.

Abgasrohre mit Anschlußflanschen, bei denen die Abgasrohre gegenüber dem Anschlußflansch verschweißt sind, sind aus der Praxis bekannt. Im Hinblick auf die verhältnismäßig extremen Einsatzbedingungen finden für herkömmliche Serienfahrzeuge nicht selten Abgasrohre aus korrosionsbeständigen Stählen Verwendung mit der Folge, daß für die Flansche Materialien gewählt werden müssen, die sich auch in Berücksichtigung der Unterschiede in der Materialstärke gegenüber den Abgasrohren noch zuverlässig mit in der Großserie eingesetzten Schweiß­ verfahren verschweißen lassen. Die Verschweißung erfolgt dabei üblicherweise zwischen der Stirnseite des in die Anschlußöffnung des Anschlußflansches eingesteckten ver­ hältnismäßig dünnwandigen Abgasrohres und dem Innenumfang des verhältnismäßig dicken Anschlußflansches über eine Kehlnaht.Exhaust pipes with connecting flanges, in which the exhaust pipes are welded to the connection flange, are from the Known practice. With regard to the relatively extreme Find conditions of use for conventional series vehicles Quite often exhaust pipes made of corrosion-resistant steels Use with the consequence that for the flanges materials must be chosen, which also takes into account the Differences in material thickness compared to the exhaust pipes still reliable with sweat used in large series let the process weld. The welding takes place usually between the front of the in Connection opening of the connecting flange inserted ver relatively thin-walled exhaust pipe and the inner circumference of the relatively thick connecting flange over a fillet weld.

Mit der Leistungssteigerung der Motoren, insbesondere aber bei Hochleistungsmotoren ergeben sich immer höhere thermische Belastungen des Abgasstranges, was zur Verwendung von Edelstählen für die Abgasrohre führt und im Hinblick auf die Herstellung zuverlässiger Schweißverbindungen zu den An­ schlußflanschen auch für die Anschlußflansche entsprechend hochwertige Materialien bedingt. Mit der Verwendung solcher hochwertiger Materialien sinkt aber die Bearbeitbarkeit der Anschlußflansche, zumal diese, im Vergleich zur Wandstärke der Abgasrohre, wesentlich dicker sind und üblicher Weise mit Bohrungen für die Verschraubung zu versehen sind.With the increase in performance of the engines, but especially high-performance motors result in ever higher thermal Exhaust system loads, which leads to the use of Stainless steels for the exhaust pipes leads and with regard to the  Establishing reliable welded connections to the An end flanges also for the connecting flanges accordingly high quality materials. With the use of such high-quality materials, however, the machinability decreases Connection flanges, especially these, in comparison to the wall thickness the exhaust pipes, are much thicker and usually with Bores for the screw connection are to be provided.

Durch die Erfindung soll eine Lösung geschaffen werden, die mit vertretbarem Aufwand einen Kompromiß zwischen den einander widersprechenden Forderungen ermöglicht.The invention aims to provide a solution that with reasonable effort a compromise between the contradicting demands.

Gemäß der Erfindung wird dies durch die Merkmale des Anspruches 1 erreicht. Verwendung findet bei dieser Lösung eine rohrförmige Zwischenbuchse, die zwischen Abgasrohr und Aufnahmeöffnung als Zwischenträger angeordnet wird und die sowohl gegenüber dem Abgasrohr wie auch dem sie um­ schließenden Flansch verschweißt wird. Die Zwischenbuchse weist dabei bevorzugt eine der Flanschdicke entsprechende Länge auf und wird gegenüber dem in die Zwischenbuchse eingreifenden Abgasrohr im Bereich ihres Umfanges mit der Stirnseite des Abgasrohres verschweißt, wobei über diese Schweißnaht die im Übergang vom Abgasrohr auf die Zwischen­ buchse entstehende Hohlkehle aufgefüllt wird.According to the invention, this is due to the features of Claim 1 reached. This solution is used a tubular intermediate bushing between the exhaust pipe and Receiving opening is arranged as an intermediate carrier and the both towards the exhaust pipe as well as around it closing flange is welded. The intermediate socket preferably has a flange thickness corresponding to Length on and is opposite to that in the intermediate socket engaging exhaust pipe in the area of its circumference with the End face of the exhaust pipe welded, being over this Weld seam in the transition from the exhaust pipe to the intermediate the resulting fillet is filled.

Sowohl für die Anordnung des Abgasrohres in der Zwischen­ buchse, wie insbesondere auch für die Führung der Zwischen­ buchse in der Anschlußöffnung des Flansches erweist es sich als zweckmäßig, jeweils einen unter Montagegesichtspunkten noch vertretbaren Passungssitz zu realisieren, so daß eine möglichst flächige Anlage realisiert ist. Darüber hinaus erweist es sich im Rahmen der Erfindung als zweckmäßig, die Zwischenbuchse gegen den Flansch ausgehend von einer Stirnseite in der Stirnfuge zwischen Zwischenbuchse und Flansch einstechend zu verschweißen, also eine Stirnfugennaht vorzusehen, wobei diese einstechende Verschweißung bevorzugt durch eine Laserverschweißung vorgenommen wird.Both for the arrangement of the exhaust pipe in the intermediate socket, in particular for guiding the intermediate it turns out socket in the connection opening of the flange as appropriate, one from an assembly point of view still fit fit to realize, so that a  plant as flat as possible is realized. Furthermore it proves useful in the context of the invention, the Intermediate bushing against the flange starting from one Front side in the front joint between intermediate bushing and Weld-in flange, i.e. a front seam seam to be provided, this puncture welding preferred is carried out by laser welding.

Die Zwischenbuchse bildet gegen den Flansch als solchen eine Abschirmung, so daß dieser aus einem Material gefertigt werden kann, das unter den Gesichtspunkten der Korrosions­ beständigkeit wie auch Hitzebeständigkeit deutlich hinter den Anforderungen zurückbleiben kann, denen das Abgasrohr als solches genügen muß. Auch die Zwischenbuchse ist durch ihre Anordnung innerhalb des Flanschringes geringeren Bean­ spruchungen ausgesetzt, so daß für die Zwischenbuchse bevorzugt Materialien in Frage kommen, die bezogen auf Hitzebeständigkeit, Korrosionsbeständigkeit und Verschweiß­ barkeit erfindungsgemäß so gewählt werden können, daß eine ausreichend gute Verschweißbarkeit sowohl gegenüber dem Abgasrohr wie auch gegenüber dem Anschlußflansch gegeben ist.The intermediate bush forms one against the flange as such Shielding, so that it is made of one material can be that from the standpoint of corrosion resistance as well as heat resistance clearly behind the Requirements may remain which the exhaust pipe considered such must suffice. The intermediate socket is also through their Arrangement within the flange ring of smaller bean exposed to stresses, so that for the intermediate bush preferred materials that are related to Heat resistance, corrosion resistance and welding Ability according to the invention can be chosen so that a sufficiently good weldability compared to both Exhaust pipe as well as opposite the connection flange is given.

Für das Abgasrohr kommen im Rahmen der Erfindung insbesondere hochlegierte, korrosions- und hitzebeständige Stähle in Betracht, für den Flansch dagegen un- oder niedriglegierte Stähle. Für die Zwischenbuchse kommen insbesondere Stähle in Betracht, die in ihrer Qualität zwischen diesen Festlegungen liegen. Die Zwischenbuchse kann im Rahmen der Erfindung aber auch aus einem hoch legierten, korrosions- und/oder hitze­ beständigen Stahl bestehen, soweit über die Art der Verschweißung gegenüber dem Flansch, so insbesondere eine Laserstichschweißung ein ausreichendes Anschmelzen auch der Zwischenbuchse erreichbar ist, wobei es sich als vorteilhaft erweist, wenn die Verschweißung ausgehend von der Stirnseite erfolgt, die dem mit dem Anschlußflansch verbundenen Abgasrohr gegenüberliegt und gegenüber der die Stirnseite des Abgasrohres, die mit dem Umfang der Zwischenbuchse verschweißt ist, zurückversetzt ist.For the exhaust pipe come in particular within the scope of the invention high alloy, corrosion and heat resistant steels in Consider, however, unalloyed or low-alloyed for the flange Steels. Steels in particular come in for the intermediate bush Consider that in quality between these definitions lie. The intermediate socket can within the scope of the invention even from a high alloy, corrosion and / or heat resistant steel exist, as far as the type of  Welding against the flange, especially one Laser stitch welding also sufficient melting Intermediate socket can be reached, it proving to be advantageous proves if the welding starts from the front takes place, which is connected to the connecting flange Exhaust pipe is opposite and opposite the front of the Exhaust pipe with the circumference of the intermediate bush is welded, set back.

Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen. Desweiteren wird die Erfindung nach­ folgend anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert.Further details and features of the invention emerge from the claims. Furthermore, the invention is based on subsequently explained in more detail using an exemplary embodiment.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 eine Draufsicht auf ein Abgasrohr mit zugeordnetem Anschlußflansch in einer Ansicht gemäß I in Fig. 2, und Fig. 1 is a plan view of an exhaust pipe with an associated connection flange in a view according to I in Fig. 2, and

Fig. 2 einen Schnitt gemäß Linie II-II in Fig. 1. Fig. 2 shows a section according to line II-II in FIG. 1.

In den Figuren ist mit 1 das Abgasrohr bezeichnet, das über eine Zwischenbuchse 2 mit einem Anschlußflansch 3 verbunden ist, der im Rahmen des erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels als Dreiecksflansch ausgebildet ist, der Anschlußbohrungen 4 für hier nicht weiter dargestellte Flanschverschraubungen aufweist. Selbstverständlich sind im Rahmen der Erfindung auch andere Ausbildungen des Anschlußflansches möglich.In the figures, 1 designates the exhaust pipe, which is connected via an intermediate bushing 2 to a connecting flange 3 which, in the exemplary embodiment according to the invention, is designed as a triangular flange which has connecting bores 4 for flange screw connections not shown here. Of course, other designs of the connecting flange are also possible within the scope of the invention.

Das Abgasrohr 1 ist in die Zwischenbuchse 2 eingesteckt und gegen die Zwischenbuchse 2 in deren längsmittleren Bereich verschweißt, wobei die Verschweißung an der Stirnseite des Abgasrohres 1 gegen den Innenumfang 5 der Zwischenbuchse 2 erfolgt und die Schweißnaht 6 nach Art eine Kehlnaht die im Übergang zwischen Abgasrohr 1 und Zwischenbuchse 2 ent­ stehende Stufe zumindest teilweise auffüllt.The exhaust pipe 1 is inserted into the intermediate bushing 2 and welded against the intermediate bushing 2 in its longitudinal central region, the welding on the end face of the exhaust pipe 1 against the inner circumference 5 of the intermediate bushing 2 and the weld seam 6, in the manner of a fillet weld, in the transition between the exhaust pipe 1 and intermediate socket 2 resulting stage at least partially filled.

Auch für die Zwischenbuchse 2 ist ein passender Sitz in der Anschlußöffnung 7 des Flansches 3 angestrebt, so daß insgesamt ein flächiger Kontakt zwischen dem Abgasrohr 1 und der Zwischenbuchse 2 sowie zwischen der Zwischenbuchse 2 und dem Anschlußflansch 3 gegeben ist. Die Zwischenbuchse 2 ist darüber hinaus gegenüber dem Anschlußflansch 3 ausgehend von der freien Stirnseite 8 verschweißt, wobei diese Ver­ schweißung bevorzugt durch eine Stirnfugennaht 9 erreicht wird, bei der einstechend von der Stirnseite 8 der dieser benachbarte Fugenbereich zwischen der Zwischenbuchse 2 und dem Anschlußflansch 3 verschmolzen wird. In einfacher Weise läßt sich dies über eine Laserstichschweißung erreichen, die mit einer geringen Aufheizung der Umgebung verbunden ist und durch die sich damit auch ein unerwünschter Wärmeverzug vermeiden läßt. Gleichzeitig stellt diese Vorgehensweise auch sicher, daß ein evtl. durch das Aufbringen der Schweißnaht 6 auftretender Wärmeverzug der Zwischenbuchse ohne Einfluß auf den Kontakt der Zwischenbuchse zum Anschlußflansch 3 bleibt, da der vom Abgasrohr 1 freibleibende Endabschnitt der Zwischenbuchse 2 über die Verschweißung in der Stirnfuge 9 mit dem Anschlußflansch 8 verbunden wird.Also for the intermediate sleeve 2, a suitable seat is aimed at the flange 3 in the connecting port 7, so that a planar contact between the exhaust gas pipe 1 and the intermediate sleeve 2, and between the intermediate sleeve 2 and the connecting flange is generally given. 3 The intermediate bush 2 is also welded relative to the connecting flange 3 starting from the free end face 8 , this Ver welding preferably being achieved by a front joint seam 9 , in which the adjacent joint area between the intermediate bush 2 and the connecting flange 3 is fused from the end face 8 becomes. This can be achieved in a simple manner by means of a laser stitch welding, which is associated with a slight heating of the surroundings and through which an undesirable heat distortion can thus also be avoided. At the same time, this procedure also ensures that any heat distortion of the intermediate bushing which may occur due to the application of the weld seam 6 remains without influence on the contact of the intermediate bushing to the connecting flange 3 , since the end section of the intermediate bushing 2 which remains free from the exhaust pipe 1 via the welding in the front joint 9 is connected to the connecting flange 8 .

Der erfindungsgemäße Aufbau der Flanschverbindung zum Abgasrohr 1 über die Zwischenbuchse 2 macht es möglich, durch die entsprechende Materialauswahl für das Zwischenrohr 2 sicherzustellen, daß dieses sowohl gegenüber dem Abgasrohr 1 wie auch gegenüber dem Anschlußflansch 3 gut verschweißbar ist, der im Hinblick auf die Kosten des Materials wie auch im Hinblick auf dessen Bearbeitbarkeit aus einem unlegierten oder niedrig legierten Stahl besteht, während für das Abgasrohr 1 bevorzugt hochlegierte, korrosions- und/oder hitzebeständige Stähle, insbesondere Edelstähle Verwendung finden.The inventive construction of the flange connection to the exhaust pipe 1 via the intermediate bushing 2 makes it possible to ensure, through the appropriate choice of material for the intermediate pipe 2 , that it can be welded well both with respect to the exhaust pipe 1 and with respect to the connecting flange 3 , which in view of the cost of the Material as well as with regard to its machinability consists of an unalloyed or low-alloy steel, while high-alloy, corrosion and / or heat-resistant steels, in particular stainless steels, are preferably used for the exhaust pipe 1 .

Claims (10)

1. Abgasrohr mit einem Anschlußflansch, insbesondere für Abgasleitungen von Kraftfahrzeugen, der eine Anschlußöffnung aufweist, in die das Abgasrohr eingreift und in der das Abgasrohr durch Verschweißen festgelegt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Abgasrohr (1) gegenüber einer rohrförmigen Zwischen­ buchse (2) verschweißt ist, die in der Aufnahmeöffnung (7) des Anschlußflansches (3) durch Verschweißen fixiert ist.1. exhaust pipe with a connecting flange, in particular for exhaust pipes of motor vehicles, which has a connection opening into which the exhaust pipe engages and in which the exhaust pipe is fixed by welding, characterized in that the exhaust pipe ( 1 ) relative to a tubular intermediate socket ( 2 ) is welded, which is fixed in the receiving opening ( 7 ) of the connecting flange ( 3 ) by welding. 2. Abgasrohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenbuchse (2) passend in die Anschlußöffnung (7) eingesetzt ist.2. Exhaust pipe according to claim 1, characterized in that the intermediate bush ( 2 ) is inserted fittingly into the connection opening ( 7 ). 3. Abgasrohr nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Abgasrohr (1) passend in die Zwischenbuchse (2) eingesetzt ist.3. Exhaust pipe according to claim 1 or 2, characterized in that the exhaust pipe ( 1 ) is suitably inserted into the intermediate bush ( 2 ). 4. Abgasrohr nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenbuchse (2) gegen den Anschlußflansch (3) ausgehend von einer Stirnseite (8) in der Stirnfuge (9) zwischen Zwischenbuchse (2) und Anschlußflansch (3) ver­ schweißt ist.4. Exhaust pipe according to claim 2 or 3, characterized in that the intermediate bush ( 2 ) against the connecting flange ( 3 ) starting from one end face ( 8 ) in the end joint ( 9 ) between the intermediate bush ( 2 ) and the connecting flange ( 3 ) is welded ver . 5. Abgasrohr nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Abgasrohr (1) längs einer Stirnseite gegen den Innenumfang (5) der Zwischenbuchse (2) verschweißt ist.5. Exhaust pipe according to one of claims 2 to 4, characterized in that the exhaust pipe ( 1 ) along an end face against the inner circumference ( 5 ) of the intermediate bush ( 2 ) is welded. 6. Abgasrohr nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Abgasrohr (1) und die Zwischenbuchse (2) aus korrosions- und hitzebeständigen Stählen, insbesondere rost­ freien Stählen bestehen.6. Exhaust pipe according to one of the preceding claims, characterized in that the exhaust pipe ( 1 ) and the intermediate bush ( 2 ) consist of corrosion-resistant and heat-resistant steels, in particular rust-free steels. 7. Abgasrohr nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Abgasrohr (1) aus einem hochlegierten Stahl, insbesondere einem nicht rostenden Stahl besteht.7. Exhaust pipe according to claim 6, characterized in that the exhaust pipe ( 1 ) consists of a high-alloy steel, in particular a stainless steel. 8. Abgasrohr nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenbuchse (3) aus einem gegenüber dem Abgasrohr (1) niedriger legierten Stahl besteht.8. Exhaust pipe according to claim 6 or 7, characterized in that the intermediate bush ( 3 ) consists of a lower alloy steel than the exhaust pipe ( 1 ). 9. Abgasrohr nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß Abgasrohr (1) und Zwischenbuchse (2) aus Werkstoffen annähernd gleicher Güte bestehen. 9. Exhaust pipe according to claim 6 or 7, characterized in that the exhaust pipe ( 1 ) and intermediate bush ( 2 ) consist of materials of approximately the same quality. 10. Abgasrohr nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlußflansch aus einem un- oder niedriglegierten Stahl besteht.10. Exhaust pipe according to one of the preceding claims, characterized, that the connecting flange from an unalloyed or low-alloy Steel.
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