DE4306496A1

DE4306496A1 - Verfahren zur Herstellung eines Rohrstückes mit Flansch

Info

Publication number: DE4306496A1
Application number: DE19934306496
Authority: DE
Inventors: Juergen Bloedel-Pawlik; Bernhard Grescher
Original assignee: Zeuna Starker GmbH and Co KG
Current assignee: Arvin Industries Deutschland GmbH
Priority date: 1993-03-03
Filing date: 1993-03-03
Publication date: 1994-06-01

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfah ren zur Herstellung eines Rohrstückes mit min destens einem hieran fest angeordneten Flansch. Sie betrifft desweiteren ein Rohr stück mit Flansch.

Es ist bekannt, einen Flanschring mit dem Ende eines Rohrstückes mittels einer umlaufenden Schweißnaht, insbesondere einer innen oder au ßen liegenden Kehlnaht zu verbinden. Nachtei lig ist hierbei, daß sich das Rohr durch die Schweißung verziehen kann, was zumeist eine Nachbearbeitung der Dichtflächen sowie ein Nachrichten des Rohrstückes erforderlich macht.

Insbesondere im Zusammenhang mit Abgasanlagen bei Kraftfahrzeugen sind desweiteren lose auf den entsprechenden Rohrstücken aufsitzende Flanschringe bekannt, welche im montierten Zu stand des Rohrstückes an einer in das Rohr eingebrachten Dichtsicke anliegen und gegen einen Gegenflansch verspannt werden. Ungünstig bei derartigen Rohrstücken mit Flansch ist insbesondere, daß der lose Flanschring bei der Handhabung und der Montage des Rohrstückes hindern kann. Insbesondere ist der Flanschring bei der Aufweitung bzw. sonstigen Verformung des dem Flansch abgewandten Endes des Rohr stückes hinderlich. Ferner können bei normalen Fertigungstoleranzen der Dichtsicke und des Flanschringes Dichtigkeitsprobleme auftreten. Und schließlich muß, wenn es auf eine be stimmte Stellung des Flanschringes bezüglich des Rohrstückes ankommt, in das letztere eine Warze eingebracht werden, welche das Verdrehen des Flanschringes bezüglich des Rohrstückes verhindert.

Bei langen Rohrstücken wie beispielsweise Ab gasrohren kann bereits eine minimale Fehlstel lung des Flanschringes bezüglich des Rohr stückes in einer beträchtlichen Lageabweichung des anderen Endes des Rohrstückes resultieren, was bei den üblichen Einbauverhältnissen nicht akzeptabel ist. Daher sind bei den bekannten Verfahren zur Herstellung von Rohrstücken mit Flansch, bei dem die aneinander anliegenden Flächen des Flanschringes und des Rohrstückes jeweils mit eigenen Toleranzen unabhängig von einander hergestellt werden, häufig Nachbear beitungen vorzunehmen, damit das Rohrstück seine vorgesehene Einbaulage einnimmt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung eines Rohrstückes mit mindestens einem hieran fest angeordneten Flansch zu schaffen, welches einfach und ko stengünstig durchführbar ist und bei welchem das Rohrstück keiner Nachbearbeitung bedarf.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird diese Aufgabe durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Kerngedanke der vorliegenden Erfindung ist es somit, den Flanschring da durch mit dem Rohrstück zu verbinden, daß ein Rohrstück-Rohling bis zur Anlage an der Innen fläche des Flanschringes aufgeweitet wird. Die Anlagefläche des Rohrstückes an dem Flansch ring wird somit durch letzteren selbst vorge geben. Fertigungstoleranzen des Flanschringes werden somit bei dem erfindungsgemäßen Verfah ren kompensiert. In einer entsprechenden Vor richtung, in welcher der Flanschring und der Rohrstück-Rohling bezüglich einander ausge richtet werden, erfolgt somit deren feste Ver bindung miteinander in ihrer endgültigen Lage und Stellung bezüglich einander durch Aufwei ten des Rohrstück-Rohlings. Weder behindert ein loser Flanschring die weitere Handhabung und Montage des Rohrstückes, noch brauchen in das Rohrstück gesonderte Justierwarzen einge bracht zu werden. Durch die Fixierung beider Teile zueinander unter Kompensation der Tole ranz des Flanschringes ist eine Nachbearbei tung des fertigen Rohrstückes nicht erforder lich. Vielmehr führt das erfindungsgemäße Ver fahren zu Fertigprodukten, welche äußerst ge ringe Toleranzen einhalten und bei denen die Lage und Stellung des Flanschringes auf dem Rohrstück exakt reproduzierbar ist. Da der Flanschring sozusagen die Matrize für die Ver formung des Rohrstückes bildet, paßt sich das letztere möglichen Fertigungstoleranzen des ersteren optimal an. Selbst unter Verwendung von Flanschringen mit einer gröberen Ferti gungstoleranz lassen sich nach dem erfindungs gemäßen Verfahren Rohrstücke mit Flansch her stellen, die gegenüber herkömmlich hergestell ten Rohrstücken erheblich maßhaltiger sind. Die Verbindung zwischen dem Flanschring und dem Rohrstück ist darüber hinaus absolut dicht.

Das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren her gestellte Rohrstück mit Flansch weist somit zwischen Innenfläche des Flanschringes und Au ßenfläche des Rohrstückes eine flächige reib schlüssige Verbindung auf, welche den Flansch ring sowohl gegen Verdrehen als auch gegen Verschieben sichert. Zweckmäßigerweise ist in dem Rohrstück zumindest auf einer Seite des Flanschringes benachbart zu diesem eine Quer schnittserweiterung vorgesehen derart, daß der Außendurchmesser des Rohrstückes hier den In nendurchmesser des Flanschringes übersteigt.

Besonders bevorzugt wird das erfindungsgemäße Verfahren unter Anwendung der Innen-Hochdruck- Verformung (IHV) des Rohrstück-Rohlings durch geführt. Dieses Verfahren garantiert eine ma ximale Maßhaltigkeit. Zudem gestattet es die simultane Verformung des Rohrstück-Rohlings in verschiedenen Bereichen. Die Innen-Hochdruck- Verformung wird somit bevorzugt angewandt, wenn das Rohrstück auch in übrigen Bereichen einer Verformung unterzogen, beispielsweise aufgeweitet oder zu einem elliptischen Quer schnitt verformt werden soll. Denn in diesem Falle kann zugleich der Flanschring in Anwen dung die erfindungsgemäßen Verfahrens an dem Rohrstück befestigt und das letztere im übri gen verformt werden. Hierdurch ergibt sich eine besonders rationelle Fertigung des ferti gen Rohres mit Flansch. Es brauchen nämlich lediglich der Rohling für das Rohrstück sowie der Flanschring in eine entsprechende Vorrich tung eingelegt zu werden, in welcher mittels Innenhochdruckverformung sowohl der Flansch ring mit dem Rohrstück fest verbunden wird, als auch das Rohrstück in seine endgültige Ge stalt verformt wird. Je nach Ausmaß der Ver formung erfolgt diese in einem oder mehreren Schritten.

Jedoch sind zur Aufweiterung des Rohlings auch andere, insbesondere mechanische Verfahren ge eignet.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Diese zeigt in den

Fig. 1 und 2 einen Rohling für das Rohrstück mit einem aufgesteckten Flanschring vor deren Verbindung miteinander und in den

Fig. 3 und 4 ein nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestelltes Abgasrohr mit dar auf befestigtem Flanschring.

Gemäß Fig. 1 und 2 dient als Ausgangsmaterial für das in dem Fig. 3 und 4 dargestellte Rohr stück 1 ein zylindrischer Rohling R. Dessen Außendurchmesser ist geringfügig kleiner als der Innendurchmesser des Flanschringes 2. So mit kann der Flanschring 2 auf den Rohling R des Rohrstücks 1 endseitig aufgeschoben wer den. Der Rohling R des Rohrstücks mit dem auf geschobenen Flanschring 2 wird sodann in eine Vorrichtung eingelegt, welche einerseits beide Teile bezüglich einander ausrichtet und ande rerseits als Matrize für das herzustellende nicht-zylindrische Rohrstück 1 dient. Das heißt, die Vorrichtung enthält einen Hohlraum, dessen Gestalt der endgültigen Gestalt des Rohrstückes 1 entspricht. Der Hohlraum der Vorrichtung ist somit sich von einem Kreis querschnitt auf einen elliptischen Querschnitt erweiternd ausgebildet.

Gemäß den Fig. 3 und 4 liegt das Rohrstück 1 nach dem Aufweiten des Rohlings mittels einer Innenhochdruckverformung flächig innen am Flanschring 2 an. Endseitig ist, entsprechend der Fase 3 des Flanschringes und einer umlau fenden Vertiefung in dem Hohlraum der Vorrich tung am Rohrstück 1 eine Dichtsicke 4 ausge bildet worden; sie dient dem dichten Anschluß an ein weiteres, endseitig tulpenförmig auf geweitetes Rohrstück, mit welchem das Rohr stück 1 gemäß der Zeichnung mittels des Flanschringes 2 verspannt werden soll. Der zy lindrische Abschnitt 5, der sich an den aufge weiteten Befestigungsabschnitt 6 des Rohr stückes 1 anschließt, wurde nicht verformt; er besitzt demgemäß denselben Durchmesser wie der Rohling R. An den zylindrischen Abschnitt 5 schließt sich der konisch-elliptisch aufgewei tete Übergangsbereich 7 an; der elliptische Endquerschnitt dient dabei dem Anschluß des Rohrstückes an einen Abgaskatalysator. Die konisch-elliptische Aufweitung des Übergangs bereiches 7 erfolgte in derselben Vorrichtung wie die des Befestigungsabschnittes 6 und der Dichtsicke 4 des Rohrstückes 1, entsprechend dem Hohlraum der Vorrichtung. Der Flanschring 2 ist sowohl in axialer Richtung als auch in Umfangsrichtung auf dem Rohrstück 1 festge legt.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung eines Rohr stückes mit mindestens einem hieran fest angeordneten Flansch mit folgenden Schrit ten:

a) Der mindestens eine Flanschring (2) wird auf einen Rohling (R) des Rohr stücks (1) aufgesteckt;
b) der Flanschring (2) wird in seine end gültige Lage und Stellung bezüglich des aus dem Rohling (R) herzustellen den Rohrstücks (1) ausgerichtet;
c) der Rohling (R) wird im Bereich des Flanschringes (2) bis zur Anlage an dessen Innenfläche aufgeweitet und mit diesem fest verpreßt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohling nach dem Verfahren der In nen-Hochdruck-Verformung aufgeweitet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verpressen des Flanschringes (2) zugleich mit einer Verformung des Rohlings (R) in weiteren Bereichen, um aus diesem das Rohrstück (1) in seiner endgültigen Gestaltung zu erhalten, erfolgt.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zugleich mit dem Aufweiten des Rohlings zur Herstellung der Verbindung mit dem Flanschring (2) diesem benachbart eine Dichtsicke (4) in dem Rohling ausge formt wird.

5. Rohrstück mit einem hieran fest angeordne ten Flansch, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Innenfläche des Flansch ringes (2) und der Außenfläche des Rohr stückes (1) eine das Verdrehen und Ver schieben des Flanschringes verhindernde flächige reibschlüssige Verbindung be steht, wobei das Rohrstück (1) zumindest auf einer Seite des Flanschringes (2) eine Querschnittserweiterung aufweist.