EP0163056A2 - Verfahren zum Herstellen von doppelwandigen, gekrümmten Rohrabschnitten für Abgasanlagen an Kraftfahrzeugen od. dgl. und Werkzeug zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Verfahren zum Herstellen von doppelwandigen, gekrümmten Rohrabschnitten für Abgasanlagen an Kraftfahrzeugen od. dgl. und Werkzeug zur Durchführung des Verfahrens Download PDF

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EP0163056A2 EP85103967A EP85103967A EP0163056A2 EP 0163056 A2 EP0163056 A2 EP 0163056A2 EP 85103967 A EP85103967 A EP 85103967A EP 85103967 A EP85103967 A EP 85103967A EP 0163056 A2 EP0163056 A2 EP 0163056A2
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Schmitz & Brill & Co KG GmbH
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    • F01N2450/24—Methods or apparatus for fitting, inserting or repairing different elements by bolts, screws, rivets or the like

Definitions

  • the invention relates to a method according to the preamble of claim 1.
  • the invention further relates to a tool for performing this method.
  • the inner tube and the outer tube are connected to one another by pulling the outer tube at one end before the bending, so that they form a jacket tube which is pushed onto a mandrel device, the guide mandrel of which in the inner tube and its Pipe mandrel are fixed between the inner and outer pipe.
  • the inner and outer tubes are then attached to a bending template by means of a clamping device. By turning the template, the inner and outer tubes are simultaneously bent over fixed mandrels.
  • the object of the invention is to switch off the known bending method in such a way that the exact deformation dimensions and wall spacings can be exactly maintained even in the progressive bending zones.
  • the outer tube is also supported from the inside by a spacing tool, which can be displaced in a controlled manner from outside, during the mechanical bending processing carried out in a known manner.
  • the support tool or the double tube can then be rotated about the axis at the respective curvature to be bent.
  • this method it is possible to manufacture the double-walled pipe sections on automatic or semi-automatic bending machines with an additional support tool according to the invention.
  • the invention therefore also includes a tool for internally supporting the outer tube for carrying out the above-mentioned method, which is characterized in that on the end face of a mechanically controlled axially displaceable support tube, a support sleeve with the same diameter and wall thickness is arranged coaxially and is articulated .
  • This support sleeve is cut approximately obliquely with respect to the axis on its free end face.
  • This sleeve is preferably spherical at least in the area of its greatest width in the direction parallel to the axis. Due to its storage and surface formation, the sleeve can support the respective curvature area to be machined in a suitable manner.
  • the tool according to the invention is characterized in that two bearing webs are formed axially parallel to the support sleeve, diametrically opposite each other, with end-side bearing disks, which in corresponding undercut, open at the end recesses on the A bstitzhommese are pivotally received.
  • the bearing washers can. be convex on their opposing surfaces. This bearing is suitable, in view of the relatively thin wall thicknesses, to absorb the non-tensile forces that occur. It is relatively easy to assemble.
  • FIG. 1 The tubes 1 and 2, which are connected to one another in a suitable manner at their front end as seen from the machine, are received by the holding jaws 5 which can be moved in the direction of the arrow. From the machine side, support tools are inserted into the double-walled pipe in a controlled manner in the axial direction, which support the two pipes 1 and 2 to be bent around the template 6 in the region of curvature from the inside. In front of this bending template 6 ' , the outer tube is guided and supported on one side by a slide rail 4, and on the other side the outer tube bears against a fixed plaster smoothener 9.
  • a support mandrel 7 For the internal support of the inner tube 2 is a support mandrel 7, which receives at its front end an articulated spherical support head 71.
  • a bearing axis 72 On this support head 71, whose outer surface 711 is spherical, a bearing axis 72 is fastened in the tube axis direction, which has a ball 74 at its end. With this ball end, the support head 71 is pivotably held at a distance from the support mandrel in the correspondingly designed pan-like bearing 73.
  • the tubular tool For the internal support of the outer tube 1 during the bending processing in the region of curvature, the tubular tool, designated as a whole by the number 8, is inserted into the space 3 between the two tubes 1 and 2, on which a ring-shaped tool which can be pivoted at least about an axis transverse to the tube axis like support sleeve is held.
  • the support sleeve 81 is adapted to the tubular tool 8 in the inside and outside diameter.
  • two bearing webs 814 are formed on it diametrically opposite one another with end-side bearing disks 815, which are received in the undercut recesses 816 on the support tube 8 in correspondingly undercut openings.
  • the bearing disks 815 are convex on their mutually facing surfaces 818 to increase the pivoting range of the sleeve 81.
  • the support sleeve 81 On its front side, the support sleeve 81 is cut obliquely to the tube axis, so that this sleeve has a narrowest area 817 and a widest area 811 seen over the circumference.
  • the bevel cut is made in a curve adapted to the curvature to be supported.
  • the front edge 812 of the support sleeve 81 is rounded and can have a reduced insertion slope.
  • the inner tube 2 is first inserted into the outer tube 1 in a suitable length.
  • the pipes are connected coaxially on one side while observing the all the same distance from the wall. This connection can be made by retracting the outer tube to the outer diameter of the inner tube or vice versa by widening the inner tube to the inner diameter of the outer tube, spacing welds are also possible.
  • the double pipe section connected to one another in this way is introduced into the bending machine, which preferably operates automatically or semi-automatically.
  • the support mandrel 7 is mechanically inserted into the inner tube 2 and the support tube 8 into the intermediate space 3 and moved to the respective curvature area. After completing a bend, the double pipe is advanced to the next bend.
  • the next curvature is produced in the manner described with complete internal support.
  • the ends of the tubes 1 directed towards the machine side are connected in the same way as on the other end side after removal from the support tools.
  • Double-walled curved pipes of the type according to the invention for exhaust systems of motor vehicles which can be produced according to the method according to the invention without any creases and without touching the inner and outer pipes, have the advantage that, due to the air gap formed, there is much better sound and heat insulation.
  • the Ab gas lines in systems with catalytic converters it is necessary to keep the exhaust gas temperatures high. Heat losses from the engine to the catalytic converter must therefore be kept low. Due to the sound-insulating double-walled pipes, other complex sound insulation measures on the exhaust system can be unnecessary.

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Abstract

Vorgeschlagen wird ein Verfahren zum Herstellen von doppelwandigen, gekrümmten Rohrabschnitten für Abgasanlagen an Kraftfahrzeugen. Dabei wird zunächst das Innenrohr (2) und das koaxiale Außenrohr (1) mit Wandabstand an einer Stirnseite miteinander verbunden. Während der Biegebearbeitung im jeweiligen Krümmungsbereich wird das Innenrohr (2) von innen in bekannter Weise durch einen Abstützdorn (7) unterstützt, an dem schwenkbar ein kugelförmiger Abstützkopf (71) gehalten ist. Gleichzeitig wird des Außenrohr (1) von innen von einem zwischen Außben-und Innenrohr (1,2) in axialer Richtung verschiebbaren, rohrförmigen Werkzeug (8) abgestützt, an dem eine mindestens um eine quer zur Rohrachse gerichtete Achse verschwenkbare, ringartige Abstützhülse gehalten ist. Nach der Biegebearbeitung der Verbindung der beiden Rohre (1,2) erfolgt die Verbindung der anderen Stirnseite.
Mit diesem Verfahren lassen sich für die Geräuschdammung und die Wärmedämmung günstige Rohrabschnitte für Abgasanlagen in wirtschaftlicher Weise auf vorhandenen automatischen und halbautomatischen Biegemaschinen herstellen.
Vorgeschlagen wird auch ein Werkzeug zur Innenabstützung des Außenrohres zur Durchführung des genannten Verfahrens, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß an der Stirnseite eines maschinell gesteuerten, in Achsrichtung verschiebbaren Abstützrohres (8) mit Abstand eine durchmesser-und im wesentlichen wandstärkengleiche Abstützhülse (81) koaxial angeordnet und gelenkig gehalten ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruches 1. Die Erfindung betrifft ferner ein Werkzeug zur Durchführung dieses Verfahrens.
  • Für Abgasanlagen an Kraftfahrzeugen werden mehrfach gekrümmte Rohrabschnitte benötigt, die sich in Serie industriell fertigen lassen. Zur Schalldämmung und zur Reduzierung von Wärmeverlusten in den Abgasleitungen sind bereits doppelwandige Rohrabschnitte für den genannten Zweck bekannt, die auf halbautomatischen Biegeeinrichtungen hergestellt werden.
  • Bei einem solchen aus der DE-AS 1 627 531 bekannten Verfahren werden vor dem Biegen Innenrohr und Außenrohr durch Einziehen des Außenrohres an einem Ende miteinander verbunden, so daß sie ein Mantelrohr bilden, welches auf eine Dornvorrichtung geschoben wird, deren Führungsdorn im Innenrohr und deren Rohrdorn zwischen Innen-und Außenrohr fixiert sind. Danach werden Innen-und Außenrohr mittels Spannvorrichtung auf ein Biegeschablone befestigt. Durch Drehen der Schablone werden Innen-und Außenrohr über feststehende Dorne hinweg gleichzeitig gebogen. Bei diesem bekannten Verfahren sind im Biegebereich Verformungen unerwünschter Art zu erwarten, da die Abstützungen nicht in den Biegebereich hineinreichen.
  • Von daher liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, das bekannte Biegeverfahren so auszugeschalten, daß auch in den fortschreitenden Biegezonen die genauen Verformungsmaße und Wandungsabstände genau eingehalten werden können.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß in verfahrenstechnischer Hinsicht das vorgeschlagen, was im Kennzeichen des Anspruches 1 erfaßt ist. Die erfindungsgemäße vorrichtungstechnische Lösung ist im Kennzeichen des Anspruches 3 erfaßt.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen erfaßt.
  • Bei der erfindungsgemäßen Lösung wird Gebrauch gemacht von einem am Innendorn gelenkig gelagerten kugelförmigen Abstützkopf, wie er aus der US-PS 2.305.951 bekannt ist. Dieser Abstützkopf wird allerdings nur eingesetzt im Zusammenhang mit dem Biegen eines einzigen Rohres.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird auch das Außenrohr während der in bekannter Weise durchgeführten maschinellen Biegebearbeitung von innen durch ein abstandshaltendes Werkzeug abgestützt, welches von außen gesteuert verschoben werden kann.
  • Je nach räumlicher Richtung der Krümmung kann dann an der jeweiligen zu biegenden Krümmung das Abstützwerkzeug oder das Doppelrohr um die Achse verdreht werden. Mit diesem Verfahren ist es möglich, mit einem zusätzlichen erfindungsgemäßen Abstützwerkzeug die doppelwandigen Rohrabschnitte auf automatischen oder halbautomatischen Biegemaschinen zu fertigen.
  • Zu der Erfindung gehört daher auch ein Werkzeug zur Innenabstützung des Außenrohres zur Durchführung des genannten Verfahrens, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß an der Stirnseite eines maschinell gesteuert in Achsrichtung verschiebbaren Abstützrohres mit Abstand eine durchmesser-und im wesentlichen wandstärkengleiche Abstützhülse koaxial angeordnet und gelenkig gehalten ist. Diese Abstützhülse ist dabei an ihrer freien Stirnseite in etwa schräg gegenüber der Achse angeschnitten. Vorzugsweise ist diese Hülse zumindest im Bereich ihrer größten Breite in achsparalleler Richtung ballig ausgebildet. Die Hülse kann sich dabei aufgrund ihrer Lagerung und Oberflächenausbildung dem jeweiligen zu bearbeitenden Krümmungsbereich in geeigneter Weise abstützend anlegen.
  • Nach einer bevorzugten Ausführungsart ist das erfindungsgemäße Werkzeug dadurch gekennzeichnet, daß achsparallel an der Abstützhülse sich diametral gegenüberliegend zwei Lagerstege angeformt sind mit endseitigen Lagerscheiben, die in entsprechend hinterschnittenen, stirnseitig offenen Ausnehmungen an der Abstützhülse schwenkbar aufgenommen sind. Die Lagerscheiben können. dabei an ihren gegeneinandergerichteten Flächen konvex ausgebildet sein. Diese Lagerung ist geeignel,in Anbetracht der relativ dünnen Wandstärken die auftretenden nonen Zugkräfte aufzunehmen. Sie läßt sich relativ leicht montieren.
  • Anhand eines abgebildeten Ausführungsbeispieles wird die Erfindung im folgenden näher erläutert. Es zeigen:
    • Fig. 1 in einer teilweisen Schnittdarstellung einen doppelwandigen, gekrümmten Rohrabschnitt im Bereich der Biegeschablone einer nicht dargestellten Biegeeinrichtung,
    • Fig. 2 die Ansicht des zugehörigen Werkzeuges zur Innenabstützung des Außenrohres,
    • Fig. 3 eine um 90° gedrehte Ansicht des Werkzeuges in Fig. 2,
    • Fig. 4 die Vorderansicht der Abstützhülse,
    • Fig. 5 die Seitenansicht dieser Hülse und
    • Fig. 6 die Draufsicht von vorne auf die Hülse in Fig. 4.
  • Zunächst wird auf Fig. 1 Bezug genommen. Die an ihrem von der Maschine her gesehen vorderen Ende miteinander in geeigneter Weise verbundenen Rohre 1 und 2 sind von den in Pfeilrichtung verfahrbaren Haltebacken 5 aufgenommen. Von der Maschinenseite her sind in das doppelwandige Rohr gesteuert in axialer Richtung Abstützwerkzeuge eingeschoben, die die beiden um die Schablone 6 zu biegenden Rohre 1 und.2 im Krümmungsbereich von innen jeweils abstützen. Vor dieser Biegeschablone 6 'wird das Außenrohr von einer Seite von einer Gleitschiene 4 geführt und abgestützt, von der anderen Seite liegt das Außenrohr an einem ortsfesten Faltenglätter 9 an.
  • Zur Innenabstützung des Innenrohres 2 dient ein Abstützdorn 7, der an seinem vorderen Ende einen gelenkig gelagerten kugelförmigen Abstützkopf 71 aufnimmt. An diesem Abstützkopf 71, dessen Außenfläche 711 kugelförmig ist, ist eine Lagerachse 72 in Rohrachsrichtung befestigt, die an ihrem Ende eine Kugel 74 aufweist. Mit diesem Kugelende ist der Abstützkopf 71 mit Abstand vom Abstützdorn in dem entsprechend ausgebildeten pfannenartigen Lager 73 schwenkbar gehalten.
  • Zur Innenabstützung des Außenrohres 1 während der Biegebearbeitung im Krümmungsbereich ist in den Zwischenraum 3 zwischen den beiden Rohren 1 und 2 das insgesamt mit der Ziffer 8 bezeichnete rohrförmige Werkzeug eingeführt, an dem eine mindestens um eine quer zur Rohrachse gerichtete Achse verschwenkbare,ring - artige Abstützhülse gehalten ist.
  • Bei diesem aus den Figuren 2 - 6 erkennbaren Abstützwerkzeug ist die Abstützhülse 81 im Innen-und Außendurchmesser dem rohrförmigen Werkzeug 8 angepaßt. Um diese Abstützhülse 81 schwenkbar mit Abstand am Werkzeug 8 zu halten sind an ihr sich diametral gegenüberliegend zwei Lagerstege 814 angeformt mit endseitigen Lagerscheiben 815, die in entsprechend hinterschnittenen, stirnseitig offenen Ausnehmungen 816 an dem Abstützrohr 8 aufgenommen sind. Die Lagerscheiben 815 sind an ihren gegeneinandergerichteten Flächen 818 konvex ausgebildet zur Erhöhung des Verschwenkungsbereiches der Hülse 81.
  • An ihrer Vorderseite ist die Abstützhülse 81 schräg zur Rohrachse angeschnitten, so daß diese Hülse über den Umfang gesehen einen schmalsten Bereich 817 und einen breitesten Bereich 811 aufweist. Der Schrägschnitt ist dabei in einer der abzustützenden Krümmung angepaßten Kurve vorgenommen. Die Stirnkante 812 der Abstützhülse 81 ist abgerundet ausgeführt und kann eine reduzierte Einführungsschräge besitzen.
  • Zur Herstellung der erfindungsgemäßen doppelwandigen Rohrabschnitte für Abgasanlagen wird zunächst in geeigneter Länge das Innenrohr 2 in das Außenrohr 1 eingesteckt. Es erfolgt die Verbindung der Rohre koaxial an einer Seite unter Einhaltung des umlaufend gleichen Wandabstandes. Diese Verbindung kann dabei durch Einziehung des Außenrohres auf den Außendurchmesser des Innenrohres oder umgekehrt durch Aufweitung des Innenrohres auf den Innendurchmesser des Außenrohres erfolgen, ebenso sind abstandshaltende Schweißverbindungen möglich. Der auf diese Weise miteinander verbundene Doppelrohrabschnitt wird in die vorzugsweise automatisch oder halbautomatisch arbeitende Biegemaschine eingebracht. Dabei wird der Abstützdorn 7 in das Innenrohr 2 und das Abstützrohr 8 in den Zwischenraum 3 maschinell eingeführt und auf den jeweiligen Krümmungsbereich verfahren. Nach Fertigstellung einer Krümmung erfolgt ein Vorschub des Doppelrohres bis zur nächsten Krümmung. Durch Steuerung der einzelnen Werkzeuge, gegebenenfalls unter Verdrehung des Doppelrohres um die Achse wird die nächste Krümmung in der geschilderten Weise unter vollständiger Innenabstützung hergestellt. Nach Fertigstellung aller Krümmungen erfolgt die Verbindung der zur Maschinenseite hin gerichteten Enden der Rohre 1 in der gleichen Weise wie auf der anderen Stirnseite nach dem Abziehen von den Abstützwerkzeugen.
  • Doppelwandige gekrümmte Rohre der erfindungsgemäßen Art für Abgasanlagen von Kraftfahrzeugen, die sich nach dem erfindungsgemäßen Verfahren beliebig faltenfrei und ohne Berührungen von Innen-und Außenrohr herstellen lassen,haben den Vorteil, daß aufgrund des gebildeten Luftzwischenraumes eine weitaus bessere Schall-und Wärmedämmung gegeben ist. Insbesondere für die Abgasleitungen in Anlagen mit Katalysatoren ist es notwendig, die Abgastemperaturen hoch zu halten. Wärmeverluste vom Motor bis zum Katalysator müssen daher gering gehalten werden. Durch die schalldämmenden doppelwandigen Rohre können zum Teil sonstige aufwendige Schalldämmaßnahmen an der Abgasanlage unnötig werden.
    • Zusammenstellung der Bezugszeichen
    • 1 Außenrohr
    • 2 Innenrohr
    • 3 Zwischenraum
    • 4 Gleitschiene
    • 5 Haltebacken
    • 6 Biegeschablone
    • 7 Abstützdorn
    • 71 Abstützkopf
    • 711 Außenfläche
    • 72 Lagerachse
    • 73 Lager
    • 74 Kugelende
    • 8 Abstützrohr
    • 81 Abstützhülse
    • 811 äußerer Abschnitt
    • 812 Abrundung
    • 814 Lagersteg
    • 815 Lagerscheibe
    • 816 Ausnehmung
    • 817 innerer Abschnitt
    • 818 Konvexflächen
    • 9 Faltenglätter

Claims (8)

1. Verfahren zum Herstellen von doppelwandigen, gekrümmten Rohrabschnitten für Abgasanlagen an_Kraftfahrzeugen od.dgl., bei dem vor der maschinellen Biegebearbeitung das Innenrohr und das koaxiale Außenrohr mit Wandabstand an einer Stirnseite miteinander verbunden werden, und während der Biegebearbeitung im jeweiligen Krümmungsbereich im Innenrohr eine Abstützung erfolgt über einen axial verschiebbaren Abstützdorn, während im jeweiligen Krümmungsbereich das Außenrohr von einem zwischen Außen-und Innenrohr in axialer Richtung verschiebbaren, rohrförmigen Werkzeug abgestützt wird, dadurch gekennzeichnet, daß an dem inneren Abstützdorn (7) ein bekannter kugelförmiger Abstützkopf (71) schwenkbar gehalten ist und an dem rohrförmigen Werkzeug (8) mindestens eine um eine quer zur Rohrachse gerichtete Achse verschwenkbare, ringartige Abstützhülse (81) gehalten ist und daß nach der Biegebearbeitung die Verbindung der beiden Rohre (1,2) an der anderen Stirnseite erfolgt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verbindung das Innenrohr (2) an seinen Enden auf den Innendurchmesser des Außenrohres (3) aufgeweitet wird.
3. Werkzeug zur Innenabstützung des Außenrohres zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an der Stirnseite eines maschinell gesteuert in Achsrichtung verschiebbaren Abstützrohres (8) mit Abstand eine durchmesser- und im wesentlichen wandstärkengleiche Abstützhülse (81) koaxial angeordnet und gelenkig gehalten ist.
4. Werkzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstützhülse (81) an ihrer freien Stirnseite in etwa schräg gegenüber der Achse angeschnitten ist.
5. Werkzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstützhülse (81) zumindest im Bereich (811) ihrer größten Breite in achsparalleler Richtung ballig ausgebildet ist.
6. Werkzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnseite (812) abgerundet ist.
7. Werkzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß achsparallel an der Abstützhülse (81) sich diametral gegenüberliegend zwei Lagerstege (814) angeformt sind mit endseitigen Lagerscheiben (815), die in entsprechend hinterschnittenen, stirnseitig offenen Ausnehmungen (816) an dem Abstützrohr (8) verschwenkbar aufgenommen sind.
8. Werkzeug nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerscheiben (815) an ihren gegeneinandergerichteten Flächen (816) konvex ausgebildet sind.
EP85103967A 1984-04-21 1985-04-02 Method of manufacturing bent, double-walled tube sections for waste gas arrangements of motor vehicles and tool for carrying out the method Withdrawn EP0163056A3 (en)

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