EP0494843A1 - Verfahren zur Herstellung eines doppelwandigen Leitungsstücks . - Google Patents

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EP0494843A1
EP0494843A1 EP92810012A EP92810012A EP0494843A1 EP 0494843 A1 EP0494843 A1 EP 0494843A1 EP 92810012 A EP92810012 A EP 92810012A EP 92810012 A EP92810012 A EP 92810012A EP 0494843 A1 EP0494843 A1 EP 0494843A1
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EP
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workpiece
tubes
outer tube
tube
fluid
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Michel Germaine François Biesemans
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Scambia Industrial Developments AG
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    • F01N13/1883—Construction facilitating manufacture, assembly, or disassembly manufactured by hydroforming

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a dimensionally stable, double-walled, at least partially curved line piece, in which there is an intermediate space between its mutually enclosing walls at least in a region of its length.
  • the line piece thus forms a double-walled elbow.
  • a double-walled pipe section of the type mentioned, for example with walls made of stainless steel, can serve in particular as part of an exhaust system or - in short - an exhaust of an internal combustion engine.
  • the radial distance between the outer surface of the inner wall and the inner surface of the outer wall is normally approximately 2 mm to 5 mm.
  • two straight pipes are first inserted into one another, the two pipes having the intended diameters of the inner or the outer wall of the pipe section to be produced.
  • the space between the two tubes and possibly also the interior of the inner tube are filled with a solid filling material.
  • a solid filling material This consists, for example, of sand, ice or an alloy melting at approximately 70 ° C., the ice or the alloy being filled in in the liquid state and then solidified in the tubes by cooling.
  • the pipes and the alloy must be heated above their melting temperature both for the introduction and the removal of the latter.
  • the introduction and removal of the filling material is therefore cumbersome and time-consuming for all the filling materials mentioned. If the filling material does not completely fill the space between the two tubes during the bending process or cannot flow away, there is also the risk that the two tubes will not remain coaxial to one another during bending and / or their cross-sectional shapes will change differently. The result of this is that the distance between the two tubes varies undesirably from location to location and that the two tubes may even touch each other.
  • a straight inner tube is inserted into a straight outer tube and the space between the two tubes is filled with a filling material before bending.
  • the filling material consists in this process of ethyl silicate and powder of Al2O3 and SiO2. If the filling material has reached a hard rubber-like state after being introduced between the two pipes, the pipes which are plugged into one another are bent and then heated, the filling material being sintered when heated.
  • This method like the other previously described methods, in which a filler material is introduced between the pipes to be bent, has the disadvantage that the two pipes must be held in coaxial positions with respect to one another when the filler material is filled. Furthermore, the filling material is presumably still deformable during bending in such a way that the tubes which are inserted into one another change their cross-sectional shapes differently during bending and after the bending no longer have the desired distance from one another everywhere. Furthermore, in the case of a pipe section produced by this method, there is no hollow space between the two pipes, but rather sintered filler material, which undesirably increases the weight of the pipe section and is likely to reduce the thermal insulation.
  • FR-A-2 364 710 discloses a method and a device for producing a bellows.
  • the device has clamping rings lying on the outer surface of a cylindrical bellows to be deformed and annular support parts spaced apart from one another in order to support a deformable inner sleeve arranged in the interior of the bellows in places.
  • a liquid - e.g. water - is placed in the between the originally cylindrical bellows and the Inner sleeve existing annular space introduced.
  • the bellows and the inner sleeve are then hydraulically compressed in the axial direction, so that the bellows between the clamping rings are bulged outwards and the inner sleeve between the support parts is bulged inwards and forms waves.
  • the likewise deformed inner sleeve is separated from the bellows as waste material. This known method is therefore not used to produce a curved, double-walled line piece, but rather to produce a bellows with a straight axis.
  • DE-B-1 068 206 relates to a method for producing a curved pipe fitting.
  • an originally cylindrical, seamless piece of pipe is first bent, then inserted into a cavity delimited by two molded parts and expanded in places by a pressure fluid pressed into its interior.
  • the pipe fitting produced by this method is therefore not double-walled.
  • the invention has for its object to provide a method for producing a double-walled pipe section, which eliminates disadvantages of the known methods and in which it is particularly not necessary to insert a filling material between them for bending the nested pipes, which then again after bending must be removed.
  • the invention further relates to a device for performing the method, the device according to the invention having the features of claim 8.
  • the pipes used to form the pipe section are preferably made of a metallic material, for example stainless steel, which can be provided with a thin aluminum coating to beautify the surface, at least on the outside of the pipe forming the outer wall.
  • the tubes should have uninterruptedly closed sheaths in cross section, which preferably have smooth, continuous outer and inner surfaces along their circumference.
  • each tube can have a jacket butt-welded along a weld seam, the weld seam being smoothed, for example, by post-processing.
  • the pipes may also consist of a non-metallic material, but the pipes should be bendable under plastic deformation and the outer pipe should also be expandable due to a plastic deformation.
  • the two pipes used to produce a line piece should preferably be able to be plugged into one another with at most little play and, if possible, almost play-free and snugly fitting.
  • the dimensioning depends on the accuracy of the pipes used, the desired accuracy of the pipe section to be manufactured and, above all, the cross-sectional dimensions of the commercially available pipes.
  • the tubes used are preferably circular in cross section or - more precisely - circular.
  • the radially measured distance of the outer surface of the inner tube before the expansion of the latter can be preferably at least 0.01%, for example at least 0.03% and for example at most 3% of the outer radius of the inner tube.
  • the inner tube in a line piece provided for an exhaust system of a motor vehicle can be, for example, at least about 10 mm, at most about 100 mm or possibly even more and often 15 mm to 60 mm.
  • the mentioned, radially measured distance can then be at least about 0.01 mm and at most about 1 mm and preferably at most about 0.3 mm.
  • the said radially measured distance can then be increased by at least 1 mm and for example by 2 mm to 5 mm.
  • the pipes can have an elliptical, oval or polygonal shape in cross section.
  • the polygon corners and / or even certain polygon sides are preferably replaced by curved transitions, so that the tubes have a cross-sectional shape composed partly of straight lines and partly of arches.
  • the conditions that were previously given for the radially measured distances and radii then apply to the distances measured at right angles to the surfaces of the tubes and the half outer cross-sectional dimensions of the inner tube corresponding to the outer radius of the inner tube and measured with opposing circumferential locations Rohrs.
  • the two tubes Before bending, the two tubes can, for example, be cut from long tubes with the required lengths and then inserted into one another. Thereafter, the workpiece formed from a pair of tubes which are inserted into one another - for example with the aid of a tube bending device having a mandrel which can be inserted into the inner tube - is bent into the desired shape. If, according to the previous information, the tubes inserted into each other for bending fit into each other with a small amount of play and accordingly are at least approximately in contact with one another, they remain at least approximately and practically completely coaxial with one another during bending - that is, without any special measures.
  • the fluid used to expand the outer tube is preferably a liquid, for example water or possibly a low viscosity, i.e. a low viscosity oil.
  • a gas may be used instead of a liquid.
  • its outline shape is preferably said through the cavity of a molding tool, or short - a shape, with two or possibly more mold parts which can be pressed against one another and brought to bear against one another and then separated again from one another or - in short - mold parts.
  • the mold can be closed after inserting a workpiece consisting of two tubes which are inserted into one another and bent and opened again after the outer tube has been expanded to remove the workpiece.
  • the shape is preferably designed in such a way that in the closed state it encompasses a short end section of this or - more precisely - of its peripheral surface at the opposite ends of the outer pipe arranged in it, and thereby fits the end sections of the outer pipe against one Extension ensures.
  • the entire remaining part of the outer tube located between these two end sections can then be expanded in shape.
  • the length of that part of the outer tube which is widened during the production of the tube piece is expediently at least 50%, preferably at least 80% and for example even approximately or at least 90% of the total length of the outer tube.
  • the two end sections of the outer tube are not expanded during the expansion process in accordance with the previously described embodiment of the method, at least one or both of the end portions of the workpiece having one non-expanded end portions of the workpiece can be subsequently separated from the central main portion of the workpiece if necessary. If both said workpiece end sections are cut off, the space between the two pipes in the finished pipe section then extends over the entire length of the two pipes or - if the pipes should be of unequal length - over the entire length of the shorter pipe.
  • the outer tube can, however, under certain circumstances - especially if only small demands are placed on the dimensional and dimensional accuracy of the pipe section produced - expanded without the expansion process being carried out in a hollow shape.
  • a significant advantage of the method according to the invention is also that it is largely or even completely automatic - i.e. completely automatic - in the series production of line sections with relatively simple, apparatus-related means. without manual work - can be done.
  • the method according to the invention makes it possible to produce a line section whose walls formed by two pipes only touch one another at their ends. Otherwise, there is the possibility of cutting off the mutually contacting end sections of the pipes at one end or at both ends of the line section. If the latter is done, the ends of the two pipes or walls of the pipe section can be connected to one another by flanges or other connecting elements in such a way that their surfaces facing one another are spaced apart over the entire lengths of the pipes or walls.
  • the space formed by the expansion of the outer tube between this and the inner tube can remain free in the finished pipe section, ie only contain air or even be evacuated.
  • the double-walled pipe section therefore enables both good thermal insulation and good sound insulation.
  • the inner tube can rest against the outer tube when the intermeshing tubes are bent and can be supported by a fluid or possibly in some other way when the outer tube is expanded.
  • the manufacturing process can be carried out without the jacket of the inner tube having to absorb very large compressive forces. This enables the inner tube to be made relatively thin-walled, so that it is correspondingly light and has only a small heat capacity.
  • a line piece produced by the method according to the invention can be used, for example, in an exhaust system to connect the exhaust outlet of a gasoline engine or possibly a diesel engine of a road motor vehicle to a catalytic converter.
  • the achievable good thermal insulation of a line section produced by the method according to the invention and the likewise achievable, low heat capacity of the inner wall of the line section then result, inter alia, in the advantage that the catalytic converter quickly and quickly starts to run through the exhaust gas when and after the internal combustion engine is started Temperature is heated, which is necessary to trigger the chemical reactions that are to take place in the catalyst.
  • the rapid heating of the catalytic converter to said temperature gives the advantage that the exhaust gas in the catalytic converter is freed from pollutants practically immediately from the start of the engine, without an additional auxiliary catalytic converter being provided for the start and warm-up phase of the engine and the exhaust system got to.
  • FIG. 1 shows a workpiece consisting of two straight tubes which are inserted into one another
  • 2 shows a schematic tube bending device when bending the workpiece, the latter being drawn on a smaller scale than in FIG. 1
  • 3 shows a schematic device, partly in view and partly in section, for expanding the outer tube of the workpiece, the latter being drawn on an even smaller scale than in FIG. 2
  • FIG. 4 shows a section, designated IV in FIG. 3, from the device drawn in this and the workpiece, but the latter being drawn in section and on a larger scale
  • 5 shows a plan view of the lower mold part of the shape shown in FIGS. 3, 4 for determining the outline shape of the outer tube on the same scale as FIG. 4
  • FIG. 6 shows a section corresponding to FIG. 4, but the outer tube is expanded
  • 7 shows a longitudinal section of the workpiece after the outer tube has been widened to approximately the same scale as FIG. 2
  • 8 shows a longitudinal section through the finished pipe section.
  • two metallic straight, circular-cylindrical tubes 3, 5 shown in FIG. 1 are first provided, cut off from longer, commercially available pipes, for example.
  • the outside diameter of the tube 3 is slightly smaller than the inside diameter of the tube 5.
  • the tubes 3, 5 can be formed, for example, from commercially available tubes with an outside diameter of 44.45 mm or 47.5 mm and wall thicknesses of 1.5 mm.
  • the inner radius of the tube 5 is then about 0.025 mm larger than the outer radius of the tube 3. Otherwise, the narrower tube 3 is preferably a little longer than the further tube 5.
  • the two tubes 3, 5 consist of a metallic material, namely at least essentially of stainless steel.
  • the outer surface of the further pipe 5 and, for example - depending on its type of manufacture - also the inner surface thereof can be provided with a thin, about 0.01 mm to 0.03 mm thick aluminum coating.
  • the narrower tube 3, which is no longer visible at least for the most part in the finished pipe section, can be made entirely of stainless steel or may also be provided at least on the outside with an aluminum coating.
  • the tube 3 is inserted into the tube 5 manually or mechanically by means of a suitable device, the two tubes being able to be lubricated with a lubricant, for example oil, if necessary.
  • a lubricant for example oil
  • the workpiece designated 1 in FIG. 1 is produced, which accordingly has two straight tubes 3, 5 coaxial with an axis 7.
  • the inner tube 3 protrudes at least at its end on the right in FIG. 2, namely at both ends a little - for example at least about 0.5 mm and at most about 5 mm - from the outer tube 5.
  • the device for producing a double-walled line section has, inter alia, the bending device 11 shown schematically in FIG.
  • This can consist, for example, of a tube bending device of conventional design and have a frame 13, only indicated schematically, on which a guide element 15 is rigidly but, for example, adjustably fastened and a bending disk 17, for example consisting of a roller, is pivotably mounted.
  • the latter is provided with a clamping jaw 19 for releasably fastening the workpiece 1.
  • the bending device 11 also has a rigid, but adjustable, mandrel 21 fastened to the frame 11, the free end of which fits into the inner tube 3 of the workpiece 1 with at most small, radial play.
  • the originally straight workpiece 1 can be at least partially attached to the mandrel 21 and bent by pivoting the bending disk 17 and the clamping jaw 19. This can occur at normal room temperature - i.e. by cold working - done.
  • the bending device 11 can be actuated manually or with muscle-free working, for example electrical and / or hydraulic and / or pneumatic drive means during bending and may also be designed for largely automatic operation.
  • the workpiece 1 can be bent, for example, according to FIG. 2, with two longitudinal regions spaced apart from one another along a plane, so that the axis 7 of the workpiece 1 lies in one plane after the bending and for example approximately the shape of a somewhat elongated letter S or Z. Has.
  • the device used to manufacture the double-walled line section also includes a press 31, which is shown in a simplified and schematic manner in FIG. 3.
  • This press has, for example, a frame 33 on which a lower support 35 and an upper support 37 are held.
  • the lower support 35 is rigidly connected to the frame 33, for example, belongs to it and forms approximately its base.
  • the Upper support 37 is guided vertically displaceably by columns of the frame and can be adjusted vertically with a schematically indicated adjusting device 39.
  • the adjusting device 39 has at least one hydraulic cylinder 41 fastened to the frame 33 and a piston 43 which can be displaced therein and whose shaft is connected to the upper support 37.
  • a mold 51 which can be seen in FIG. 3 and partly in FIGS. 4 to 6 and which is also referred to below as mold 51, has two mold parts 53, 55, which are also referred to below as mold parts 53, 55.
  • the one, lower molded part 53 is rigidly attached to the lower support 35.
  • the other, upper molding 55 is rigidly attached to the upper support 37.
  • the mold 51 can accordingly be closed and opened again with the help of the press, in that the upper mold part 55 is pressed against the lower mold part 53 or moved upwards away from it.
  • Each molded part 53, 55 is provided on its side facing the other molded part with an elongated recess 53a or 55a.
  • Each recess 53a, 55a has a central main section 53b and 55b and a narrower and shorter end section 53c and 55c at both ends thereof.
  • the mold When the mold is closed, that is to say when the two molded parts 53, 55 abut one another, they together delimit an elongated cavity 57 which serves to hold the workpiece 1, each of the two recesses 53a and 55a forming at least approximately and, for example, exactly half of the cavity 57 .
  • the two main recess sections 53b, 55b together form a main cavity section 57b with a circular cross section, the radius of the main cavity section 57b being at least 1 mm and, for example, at least 2 mm larger than the outer radius of the outer tube 5 of the workpiece 1.
  • the two end sections 53c, 55c of the recesses 53a and 55a together form a short, straight, circular cylindrical end section 55c of the cavity 55.
  • the radius the end sections 55c is approximately equal to the outer radius of the outer tube 5 of the workpiece 1, so that the two end sections of the outer tube 5 fit snugly, ie radially at least approximately without play into the cavity end section 57c.
  • the cavity 55 is somewhat longer than the workpiece 1, so that at least the end section 57c located in FIG. 3 at the right end of the cavity 57 has a free area of it after the workpiece has been inserted, namely both cavity end sections 57c after the Introducing the workpiece 1 have such a free area.
  • the cavity 57 and the workpiece 1 arranged therein can be arranged according to FIG. 3 such that the axis 7 of the workpiece 1 and the axis of the cavity 57 coinciding therewith lie in a vertical plane.
  • the mutually facing surfaces of the two molded parts 53 and 55 which surround the recesses 53a, 55a are then flat and horizontal in vertical sections perpendicular to the plane of the drawing in FIG.
  • the workpiece 1 and the cavity 57 were, however, drawn in FIG. 3, especially for the sake of clarity, with the axis 7 lying in a vertical plane.
  • the shape delimiting the cavity for receiving the workpiece will actually be designed in such a way that the axis of the workpiece and of the said cavity lie in a horizontal plane, ie at right angles to the direction of displacement of the upper molded part.
  • the the recesses of the two molded parts on their mutually facing sides of the surfaces can then lie in planes, namely the same as the axis of the workpiece in horizontal planes.
  • the workpieces often have spatial axes.
  • the form 51 is also provided with only sealing means 61 shown in FIGS. 4 to 6, which seal off the areas of the two cavity end sections 57c which are free after the insertion of a workpiece 1 when the form 51 is closed, with respect to the environment.
  • the sealing means 61 have, for example, two semicircular seals 63 and 65, which surround the outer tube 5 and form a ring in the groove of the molded part 53 and 55, and a seal 67.
  • seals 63, 65, 67 are shown schematically in Figures 4 to 6 as one-piece, for example rubber-elastic profile pieces, but can in reality consist of two or more parts with different strengths and elastic properties, as is the case for high pressure Seals is known.
  • the molded part 53 is provided with a hole 53d consisting approximately of a stepped bore, which connects the free area of the one cavity end section 57c to a connection 69 fastened to the molded part 53, for example welded, schematically drawn as a sleeve.
  • the at least one hydraulic cylinder 41 of the actuating device 39 is connected via at least one fluid line to a fluid source, not shown, for supplying and discharging a hydraulic fluid.
  • the adjusting device 39 and / or the fluid source can be designed to adjust the upper support 37 and the upper molded part 55 fastened to it either with a relatively small force quickly over a long distance or slowly with a large force.
  • the connection 69 is connected to a fluid source 75 via a fluid line 73.
  • the fluid line 73 is preferably as short as possible, the fluid source 75 possibly actually being attached directly to the molded part 53.
  • the fluid source 75 is designed to press a fluid 79 into the cavity 57 in the manner described above with pressure when the mold 51 is closed, and then to relieve it of the fluid pressure again and, for example, to derive at least part of the fluid present in the cavity 57 therefrom .
  • the fluid preferably consists of a liquid, namely, for example, water.
  • the fluid source 75 has, for example, a reservoir 77 for storing fluid 79 and two pump devices 81, 83.
  • the pump device 81 consists of a pump which is designed to pump a large amount of fluid per unit of time, but only to generate a relatively low pressure.
  • the pump device 83 is intended to generate a high pressure, but only needs to deliver a small amount of fluid per unit time.
  • the pump device 83 can have, for example, a multi-stage pump or several separate pumps connected in series or at least one pump and a pressure booster connected to its outlet.
  • the pump device 81 has an inlet connected to the fluid reservoir 77 and an outlet which is connected to the connection 69 via a check valve 85.
  • the pump device 83 has an inlet connected to the fluid reservoir 77 and one directly output connected to terminal 69.
  • a valve 87 which, in the open state, connects the connection 69 to the fluid reservoir 77 in order to relieve pressure.
  • the workpiece 1 bent with the bending device 11 can be further shaped using the press 31, the mold 51 and the fluid source 75.
  • the workpiece 1 is inserted into the recess 53a of the lower molded part 53 when the mold 51 is open.
  • the mold 51 is then closed with the aid of the adjusting device 39.
  • the fluid source 75 leads the connection 69 from the fluid 79 consisting of water, as indicated by an arrow in FIG. 6.
  • the fluid i.e. Water first comes from the connection 69 into the cavity end section 57c directly connected to it and then flows into the interior of the inner tube 3 and through it into the free area of the end section 57c of the left end of the workpiece 1 in FIG Cavity 57.
  • the water is supplied by the pump device 81 having a relatively high pumping rate.
  • the pumping device 81 is switched off and the pumping device 83 is switched on instead has a lower pumping rate but can generate a higher pressure than the pumping device 81.
  • the water is pressed by the fluid source 75 during the pumping process and in particular after the pumping device 83 has been switched on with such great a pressure, for example about 200 MPa to 300 MPa, into the inner pipe 3 and between the two pipes 3, 5 that the water is the main section 5b of the outer tube 5 located in the main cavity section 57b is radially stretched and expanded by plastic deformation - namely, for example, by cold deformation taking place at normal room temperature - until it abuts the inner surface of the mold 51 delimiting the cavity 57. Because the inner and outer surfaces of the inner tube 3 have the same fluid pressure, the inner tube 3 is not deformed.
  • the original i.e. Before the expansion of the tube 5 in the free area of the main cavity section 57b, air is compressed during the expansion process and / or at least for the most part is pressed out of the cavity 57 between the two molded parts 53, 55.
  • the water supply is stopped by switching off the pump device 83. Furthermore, the valve 87 is now temporarily opened and thereby the cavity 57 and that Workpiece 1 relieved of the fluid pressure, water being able to flow back from the cavity 57 and workpiece into the reservoir 77. After this pressure relief, the mold 51 is opened with the adjusting device 39 and the workpiece 1 is removed from the mold 51.
  • the press 31 and the fluid source 75 are also provided and / or connected with control means (not shown), with which the actuating device 39 of the press and the fluid source 75 can be controlled in order to carry out the previously described work operations.
  • the various work operations can be controlled manually, for example, or at least partially, either manually or automatically.
  • the interior of the inner tube 3 and the intermediate space 91 between the two tubes 3, 5 can still contain water after the expansion of the outer tube and the described pressure relief.
  • the water contained in the inner tube normally flows when the mold 51 is opened and when the workpiece 1 is subsequently removed therefrom without any particular one Measures at least for the most part out of the inner tube 3.
  • the water remaining in the intermediate space 91 after the expansion and the pressure relief can, at least in part, still remain in the intermediate space 91 when the mold 51 is opened and when the workpiece is removed therefrom. After the one end section of the workpiece 1 has been cut off, any water still present in the intermediate space 91 can then be drained out of the latter, so that the intermediate space 91 now only contains air.
  • the ends of the two tubes 3, 5 located at the left end of the workpiece 1 can now still be firmly and tightly connected to one another and connected to one another, that is to say welded, by a connecting element 95 consisting of a flange, as shown in FIG.
  • the other ends of the two pipes 3, 5 can be welded tightly and tightly to a connecting element 97, which also consists of a flange, and can thus also be indirectly connected to one another.
  • the result is the dimensionally stable line piece, designated as a whole by 99, which has two walls or jackets, which are formed by the remaining parts of the tubes 3, 5 and are at least approximately coaxial to a common axis 7 and are separated by the free space 91 over their entire lengths are.
  • the method and equipment for carrying it out can be changed in a number of ways.
  • the outline shape created when the workpiece is bent can be varied within wide limits.
  • the workpiece can be bent such that it has only a single bent area extending over part of its length or more than two such areas separated from one another by straight areas or is bent over its entire length.
  • the workpiece has to be bent for many uses in such a way that its Axis does not lie in one plane, but forms at least partly a more or less pronounced spatially curved line or curve, which is partly curved and partly straight or curved everywhere.
  • the bending device can be equipped with heating means in order to heat the workpiece before and during the bending.
  • the bending device can, for example, instead of the guide element 15, the bending disk 17 and the clamping jaw 19, a control element defining a curve and a feed slide with a displaceable support, at least two rollers rotatably mounted about fixed axes and at least one pivot arm mounted pivotably on the support exhibit. On the latter, a feeler roller rolling on the control element and scanning its curve and a bending roller can then be rotatably mounted, which acts on the workpiece and bends it in cooperation with the rollers mounted on the support.
  • the axis of the workpiece is still in one plane, this can be vertical or horizontal, as already mentioned, when expanding the outer tube, ie parallel or perpendicular to the direction of displacement of the displaceable molded part. If, on the other hand, the axis of the workpiece is spatially curved to a greater or lesser extent when it is bent, the axis of the cavity which defines the outline shape of the outer tube when the tube is expanded must of course also be correspondingly spatially curved.
  • the two mutually adjustable molded parts should also be designed with a spatially curved axis of the workpiece such that this axis runs between the mutually facing and abutting surfaces of the two molded parts when the mold is closed and the recesses of the two molded parts are left out in thought or lies in these areas.
  • the molded parts can then be designed, for example, in such a way that the axis of the workpiece and of the cavity both in a projection onto an axis analogous to the drawing plane in FIG Vertical plane as well as being curved at least in places in a projection onto a horizontal plane.
  • the shape which delimits the cavity for receiving the workpiece when the outer tube is expanded can possibly have three or even more separable molded parts.
  • the press and / or the shape serving to expand the outer tube of a workpiece for receiving it can also have locking means which have at least one adjustable element, engage mechanically with one another when the shape is closed and thereby secure the molded parts against separation until the locking means be disengaged again.
  • the shape receiving the workpiece when the outer tube is expanded and / or the fluid source used for supplying a fluid to this and to the workpiece can be provided with heating means, and the shape and / or the fluid and thus the workpiece before and / or during that Extend the outer tube to heat.
  • Such thermal deformation can reduce the fluid pressure required to expand the outer tube - given the same dimensions and with the same material of the outer tube - compared to the fluid pressure required for cold deformation.
  • connection for supplying and discharging the fluid used to expand the outer tube can take place instead of as in the figure 3 at the higher end of the cavity at the lower end.
  • suction and / or blowing agents can be provided, only after the outer tube has been widened and after the pressure has been released, but before the mold containing the workpiece is opened, as much of the liquid fluid as possible contained in the workpiece and in the cavity of the mold is drawn out suck and / or blow out.
  • either the non-expanded end sections of the outer tube and the end sections of the inner tube enclosed by these can be separated at both ends of the workpiece or at leave both ends of the workpiece on it.
  • the workpiece can be heated to such an extent before the pipes are welded with connecting elements that the water still present in the intermediate space between the two tubes evaporates and flows out of the intermediate space as steam.
  • the connecting elements can be formed from sleeves or other suitable components instead of flanges. If the line piece is used to form an exhaust system having a catalytic converter, the two pipes may perhaps be welded directly to the housing of the catalytic converter and / or another part of the exhaust system.
  • the space between the tubes can be evacuated during or after connecting the tubes with connecting elements.

Abstract

Zur Herstellung eines doppelwandigen Leitungsstücks wird ein Werkstück (1) mit zwei mindestens annähernd spielfrei ineinandersteckenden Rohren (3, 5) gebogen und danach vorzugsweise in einen Hohlraum (57) eingebracht, der von einer Form (51) mit trennbaren Formteilen (53, 55) begrenzt wird. Anschliessend wird ein beispielsweise aus Wasser bestehendes Fluid (79) zwischen die beiden Rohre (3, 5) und vorzugsweise auch in den Innenraum des innern Rohrs (3) hinein gepresst und das äussere Rohr (5) durch den Fluiddruck erweitert. Zwischen den von den beiden Rohren (3, 5) gebildeten Wänden des auf diese Weise hergestellten Leitungsstücks ist dann mindestens in einem Bereich von dessen Länge ein freier Zwischenraum (91) vorhanden. Dadurch, dass das Werkstück (1) mit mindestens annähernd satt ineinandersteckenden Rohren (3, 5) gebogen wird, kann der Biegevorgang und das ganze Herstellungsverfahren relativ einfach und schnell durchgeführt werden. <IMAGE> <IMAGE>

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines formfesten, doppelwandigen, mindestens zum Teil gebogenen Leitungsstücks, bei dem mindestens in einem Bereich seiner Länge ein Zwischenraum zwischen seinen einander umschliessenden Wänden vorhanden ist. Das Leitungsstück bildet also einen doppelwandigen Rohrkrümmer.
  • Ein doppelwandiges Leitungsstück der genannten Art mit beispielsweise aus rostfreiem Stahl bestehenden Wänden kann insbesondere als Teil einer Auspuffanlage oder - kurz gesagt - eines Auspuffs eines Verbrennungsmotors dienen.
  • Bei doppelwandigen, im Querschnitt kreisförmigen Leitungsstücken von Auspuffanlagen beträgt der radiale Abstand zwischen der Aussenfläche der Innenwand und der Innenfläche der Aussenwand normalerweise etwa 2 mm bis 5 mm. Bei bekannten Verfahren für die Herstellung eines derartigen Leitungsstücks werden zuerst zwei gerade Rohre ineinander gesteckt, wobei die beiden Rohre die vorgesehenen Durchmesser der innern bzw. der äussern Wand des herzustellenden Leitungsstücks haben. Vor dem Biegen der Rohre wird der Zwischenraum zwischen den beiden Rohren und eventuell auch der Innenraum des innern Rohrs mit einem festen Füllmaterial gefüllt. Diese besteht zum Beispiel aus Sand, Eis oder aus einer bei ungefähr 70° C schmelzenden Legierung, wobei das Eis bzw. die Legierung in flüssigem Aggregatszustand eingefüllt und dann in den Rohren durch Abkühlen verfestigt wird. Wenn die ineinandersteckenden Rohre gebogen wurden, wird das Füllmaterial wieder aus den Rohren entfernt.
  • Bei diesen bekannten Verfahren ist es relativ schwierig, die Rohre beim Einfüllen des Füllmaterials in zueinander koaxialen Stellungen zu halten, ohne das Einfüllen des Füllmaterials stark zu behindern. Falls Sand als Füllmaterial verwendet wird, rutscht dieser zudem vor dem Biegen nur relativ langsam in den schmalen, ringspaltförmigen, zwischen den beiden Rohren vorhandenen Zwischenraum und gegebenenfalls in den Innenraum des innern Rohrs hinein und nach dem Biegen der Rohre noch schlechter und langsamer aus diesen heraus. Wenn Eis als Füllmaterial verwendet wird, müssen die Rohre nach dem Einfüllen von Wasser unter dessen Gefriertemperatur abgekühlt, während des ganzen Biegevorgangs auf einer unter der Schmelztemperatur des Eises liegenden Temperatur gehalten und nach dem Biegen wieder erwärmt werden. Wenn die bei ca. 70° C schmelzende Legierung als Füllmaterial verwendet wird, müssen die Rohre sowie die Legierung sowohl zum Einbringen als auch zum Herausleiten der letzteren über deren Schmelztemperatur erwärmt werden. Das Einbringen des Füllmaterials und Entfernen von diesem ist daher bei allen genannten Füllmaterialien umständlich und zeitraubend. Wenn das Füllmaterial den Zwischenraum zwischen den beiden Rohren während des Biegevorgangs nicht vollständig ausfüllt oder wegfliessen kann, besteht zudem die Gefahr, dass die beiden Rohre beim Biegen nicht koaxial zu einander bleiben und/oder ihre Querschnittsformen verschieden ändern. Dies hat zur Folge, dass der Abstand der beiden Rohre in unerwünschter Weise von Ort zu Ort variiert und dass sich die beiden Rohre unter Umständen sogar berühren.
  • Bei einem aus der JP-A-61-172 625 bekannten Verfahren für die Herstellung eines gebogenen, doppelwandigen Leitungsstücks wird ein gerades Innenrohr in ein gerades Aussenrohr gesteckt und der zwischen den beiden Rohren vorhandene Zwischenraum vor dem Biegen mit einem Füllmaterial gefüllt. Das Füllmaterial besteht bei diesem Verfahren aus Äthylsilikat und Pulver von Al₂O₃ sowie SiO₂. Wenn das Füllmaterial nach dem Einbringen zwischen die beiden Rohre in einen hartgummiartigen Zustand gelangt ist, werden die ineinandersteckenden Rohre gebogen und anschliessend erhitzt, wobei das Füllmaterial beim Erhitzen versintert wird. Dieses Verfahren hat wie die andern vorgängig beschriebenen Verfahren, bei denen ein Füllmaterial zwischen die zu biegenden Rohre eingebracht wird, den Nachteil, dass die beiden Rohre beim Einfüllen des Füllmaterials bezüglich einander in koaxialer Stellungen gehalten werden müssen. Ferner ist das Füllmaterial vermutlich beim Biegen noch derart deformierbar, dass die ineinandersteckenden Rohre beim Biegen ihre Querschnittsformen unterschiedlich ändern und nach dem Biegen nicht mehr überall den gewünschten Abstand voneinander haben. Des weitern ist bei einem durch dieses Verfahren hergestellten Leitungsstück zwischen den beiden Rohren kein hohler Zwischenraum, sondern versintertes Füllmaterial vorhanden, wodurch das Gewicht des Leitungsstücks in unerwünschter Weise erhöht und wahrscheinlich die Wärmeisolation reduziert wird. Da ein als Auspuffleitung dienendes Leitungsstück bei der Benutzung stark erhitzt werden kann, besteht zudem die Gefahr, dass der organische Bestandteil des versinterten Füllmaterials bei der Benutzung des Leitungsstücks ganz oder teilweise verbrennt und dass die unverbrannten Bestandteile sich dann in unkontrollierter Weise bei einer Stelle oder bei mehreren Stellen des zwischen den Rohren vorhandenen Zwischenraums ansammeln.
  • Die FR-A-2 364 710 offenbart ein Verfahren und eine Einrichtung zur Herstellung eines Faltenbalges. Die Einrichtung besitzt an der Aussenfläche eines zylindrischen, zu verformenden Balges anliegende Spannringe und in Abstand voneinander stehende, ringförmige Stützteile, um eine im Innern des Balges angeordnete, deformierbare Innenhülse stellenweise abzustützen. Beim Herstellungsprozess wird eine Flüssigkeit - z.B. Wasser - in den zwischen dem ursprünglich zylindrischen Balg und der Innenhülse vorhandenen, ringförmigen Zwischenraum eingebracht. Danach werden der Balg und die Innenhülse hydraulisch in axialer Richtung zusammengestaucht, so dass der Balg zwischen den Spannringen nach aussen und die Innenhülse zwischen den Stützteilen nach innen ausgebuchtet werden und Wellen bilden. Nach dieser Umformung des ursprünglich zylindrischen Balges zu einem Faltenbalg wird die ebenfalls verformte Innenhülse als Abfallmaterial vom Faltenbalg getrennt. Dieses bekannte Verfahren dient also nicht zur Herstellung eines gebogenen, doppelwandigen Leitungsstücks, sondern eben zur Herstellung eines Faltenbalges mit gerader Achse.
  • Die DE-B-1 068 206 betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines gekrümmten Rohrformstücks. Bei diesem Verfahren wird ein ursprünglich zylindrisches, nahtloses Rohrstück zuerst gebogen, danach in einen von zwei Formteilen begrenzten Hohlraum eingelegt und durch eine in sein Inneres eingepresste Druckflüssigkeit stellenweise erweitert. Das durch dieses Verfahren hergestellte Rohrformstück ist also nicht doppelwandig.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein zur Herstellung eines doppelwandigen Leitungsstücks dienendes Verfahren zu schaffen, das Nachteile der bekannten Verfahren ausschaltet und bei dem es insbesondere nicht erforderlich ist, zum Biegen der ineinandersteckenden Rohre ein Füllmaterial zwischen diese einzubringen, das dann nach dem Biegen wieder entfernt werden muss.
  • Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gelöst, das erfindungsgemäss die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist.
  • Die Erfindung betrifft ferner eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens, wobei die Einrichtung gemäss der Erfindung die Merkmale des Anspruchs 8 aufweist.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens und der Einrichtung gehen aus den abhängigen Ansprüchen hervor.
  • Die zur Bildung des Leitungsstücks dienenden Rohre bestehen vorzugsweise aus einem metallischen Material, beispielsweise rostfreiem Stahl, der zur Verschönerung der Oberfläche mindestens auf der Aussenseite des die äussere Wand bildenden Rohrs mit einem dünnen Aluminiumüberzug versehen sein kann. Die Rohre sollen im Querschnitt unterbruchslos geschlossene Mäntel haben, die vorzugsweise entlang ihrem Umfang unterbruchslos glatte, stetige Aussen- sowie Innenflächen besitzen. Jedes Rohr kann zum Beispiel einen entlang einer Schweissnaht stumpf geschweissten Mantel aufweisen, wobei die Schweissnaht zum Beispiel durch eine Nachbearbeitung geglättet ist. Die Rohre können - abhängig vom vorgesehenen Verwendungszweck des Leitungsstücks - vielleicht auch aus einem nichtmetallischen Material bestehen, wobei aber die Rohre unter plastischen Deformationen biegbar sein sollen und das äussere Rohr zudem durch eine plastische Deformation dehnbar sein soll.
  • Die beiden zur Herstellung eines Leitungsstücks verwendeten Rohre sollen vorzugsweise mit höchstens kleinem Spiel und wenn möglich annähernd spielfrei sowie satt passend, aber leicht ineinander gesteckt werden können. Die Bemessung hängt dabei von der Genauigkeit der verwendeten Rohre, von der gewünschten Genauigkeit des herzustellenden Leitungsstücks und vor allem auch von der Querschnittabmessungen der handelsüblichen Rohre ab.
  • Die verwendeten Rohre sind vorzugsweise im Querschnitt kreisförmig oder - genauer gesagt - kreisringförmig. Bei ineinandersteckenden, zu einander koaxialen Rohren kann der radial gemessene Abstand der Aussenfläche des innern Rohrs vor dem Erweitern des letzteren etwa vorzugsweise mindestens 0,01%, zum Beispiel mindestens 0,03% und zum Beispiel höchstens 3% des Aussenradius des innern Rohrs betragen. Der Aussenradius des innern Rohrs kann bei einem für eine Auspuffanlage eines Motorfahrzeugs vorgesehenen Leitungsstück zum Beispiel etwa mindestens 10 mm, höchstens etwa 100 mm oder eventuell noch mehr und häufig 15 mm bis 60 mm betragen. Der genannte, radial gemessene Abstand kann dann mindestens etwa 0,01 mm sowie höchstens etwa 1 mm und vorzugsweise höchstens etwa 0,3 mm betragen. Beim nach dem Biegen der Rohre erfolgenden Erweitern des äussern Rohrs kann der besagte, radial gemessene Abstand dann um mindestens 1 mm und beispielsweise um 2 mm bis 5 mm vergrössert werden.
  • In Sonderfällen können die Rohre im Querschnitt eventuell eine elliptische oder ovale oder polygonale Form haben. Im letzteren Fall sind vorzugsweise die Polygonecken und/oder sogar gewisse Polygonseiten durch gebogenen Übergänge ersetzt, so dass die Rohre eine teils aus Geraden und teils aus Bogen zusammengesetzte Querschnittsform haben. In diesem Fall gelten die Bedingungen, die vorgängig für die radial gemessenen Abstände und Radien angegeben wurden, dann für die jeweils rechtwinklig zu den Flächen der Rohre gemessenen Abstände und die dem Aussenradius des innern Rohrs entsprechende, bei sich gegenüberstehenden Umfangsstellen gemessene, halbe Aussenquerschnittsabmessung des innern Rohrs.
  • Die beiden Rohre können vor dem Biegen zum Beispiel von langen Rohren mit den benötigten Längen abgeschnitten und dann in einander gesteckt werden. Danach wird das aus einem Paar ineinandersteckender Rohre gebildete Werkstück - zum Beispiel mit Hilfe einer einen in das innere Rohr einführbaren Dorn aufweisenden Rohrbiegevorrichtung - in die gewünschte Form gebogen werden. Wenn die zum Biegen in einander gesteckten Rohre gemäss den vorgängigen Angaben mit kleinem Spiel in einander passen und dementsprechend mindestens annähernd an einander anliegen, bleiben sie beim Biegen von selbst - d.h. ohne besondere Massnahmen - mindestens annähernd und praktisch vollkommen koaxial zu einander. Wenn beim Biegen der Rohre - abhängig von der benutzten Biegeart - mindestens stellenweise Änderungen der Querschnittformen der Rohre stattfinden, sind diese Änderungen bei beiden Rohren gleichartig, d.h. derart, dass die Umrisslinien der beiden Rohre im Querschnitt parallel zu einander bleiben. Die ineinandersteckenden Rohre können also gebogen werden, ohne dass vor dem Biegen ein Füllmaterial zwischen die beiden Rohre und in das innere Rohr eingebracht und nach dem Biegen wieder aus den Rohren entfernt werden muss.
  • Das zum Erweitern des äussern Rohr verwendete Fluid besteht vorzugsweise aus einer Flüssigkeit, zum Beispiel Wasser oder eventuell einem dünnflüssigen, d.h. eine kleine Viskosität aufweisenden Öl. Eventuell kann jedoch statt einer Flüssigkeit ein Gas verwendet werden.
  • Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird zum Erweitern des äussern Rohrs nicht nur Fluid zwischen die beiden Rohre, sondern auch noch mit dem gleichen Druck Fluid in den Innenraum des innern Rohrs hineingepresst. Dadurch kann auf einfach Weise erreicht werden, dass das innere Rohr beim Erweitern des äussern Rohrs seine Form beibehält. Falls das innere Rohr ausreichend druckfest ist, um den zum Erweitern des äussern Rohrs erforderlichen Fluiddruck zu widerstehen, kann jedoch eventuell darauf verzichtet werden, auch Fluid in das innere Rohr hinein zu pressen. Des weitern wäre es möglich, vor dem Erweitern des äussern Rohrs vorübergehend einen gelenkig miteinander verbundene Glieder aufweisenden oder aus einer flexiblen Rute bestehenden Dorn in das innere Rohr einzubringen, um dieses während dem Erweitern des äussern Rohrs zu versteifen, ohne Fluid in das innere Rohr einzubringen.
  • Beim Erweitern des äussern Rohrs wird dessen Umrissform vorzugsweise durch den Hohlraum eines Formwerkzeugs oderkurz gesagt - einer Form, mit zwei oder eventuell mehr gegeneinander drückbaren sowie zum Anliegen aneinander bringbaren und danach wieder voneinander trennbaren Formwerkzeugteilen oder - kurz gesagt - Formteilen festgelegt. Die Form kann nach dem Einbringen eines aus zwei in einander gesteckten und gebogenen Rohren bestehenden Werkstücks geschlossen und nach dem Erweitern des äussern Rohrs zum Herausnehmen des Werkstücks wieder geöffnet werden. Die Form ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass sie in geschlossenem Zustand bei den einander abgewandten Enden des äussern, in ihr angeordneten Rohrs je einen kurzen Endabschnitt von diesem oder - genauer gesagt - von dessen Umfangsfläche satt passend umfasst und dadurch die Endabschnitte des äussern Rohrs gegen einer Erweiterung sichert. Der ganze sich zwischen diesen beiden Endabschnitten befindende, restliche Teil des äussern Rohrs dann dagegen in der Form erweitert werden. Die Länge dieses beim Herstellen des Rohrstücks erweiterten Teils des äussern Rohrs beträgt zweckmässigerweise mindestens 50%, vorzugsweise mindestens 80% und beispielsweise sogar ungefähr oder mindestens 90% der gesamten Länge des äussern Rohrs.
  • Falls die beiden Endabschnitte des äussern Rohrs gemäss der vorgängig beschriebenen Ausführungsweise des Verfahrens beim Erweiterungsvorgang nicht erweitert werden, kann man mindestens einen oder beide der einen nicht erweiterten Endabschnitte des äussern Rohrs aufweisenden Endabschnitte des Werkstücks im Bedarfsfall nachträglich von mittleren Hauptabschnitt des Werkstücks abtrennen. Wenn beide besagten Werkstück-Endabschnitte abgetrennt werden, erstreckt sich der zwischen den zwei Rohren vorhandene Zwischenraum beim fertigen Leitungsstück dann über die ganzen Längen der beiden Rohre oder - falls die Rohre ungleich lang sein sollten - über die ganze Länge des kürzern Rohrs.
  • Das äussere Rohr kann aber unter Umständen - insbesondere wenn nur geringe Anforderungen an die Form- und Mass-Genauigkeit des hergestellten Leitungsstücks gestellt werden - erweitert werden, ohne dass der Erweiterungsvorgang in einer hohlen Form durchgeführt wird.
  • Da es beim erfindungsgemässen Verfahren nicht erforderlich ist vor dem dem Biegen der ineinanderstreckenden Rohre ein Füllmaterial zwischen diese einzubringen und das Füllmaterial nach dem Biegen wieder zu entfernen, kann der Arbeitsablauf vereinfacht und der Zeitaufwand für die Herstellung eines Leitungsstücks gegenüber den bekannten, das Einbringen eines Füllmaterials erfordernden Verfahren reduziert werden. Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemässen Verfahrens besteht auch darin, dass es bei der serienmässigen Fabrikation von Leitungsstücken mit relativ einfachen, apparativen Mitteln weitgehend oder sogar vollständig automatisch - d.h. ohne manuelle Arbeit - durchgeführt werden kann.
  • Das erfindungsgemässe Verfahren ermöglicht das Herstellen eines Leitungsstücks, dessen durch zwei Rohre gebildete Wände einander nur noch bei ihren Enden berühren. Im übrigen besteht die Möglichkeit, die einander berührenden Endabschnitte der Rohre bei einem Ende oder bei beiden Enden des Leitungsstücks abzuschneiden. Wenn das letztere getan wird, können die beiden Rohre oder Wände des Leitungsstücks bei ihren Enden durch Flansche oder sonstige Verbindungselemente derart miteinander verbunden werden, dass ihre einander zugewandten Flächen über die ganzen Längen der Rohre bzw. Wände in Abstand voneinander stehen.
  • Der durch das Erweitern des äussern Rohres zwischen diesem und dem innern Rohr gebildete Zwischenraum kann beim fertigen Leitungsstück frei bleiben, d.h. nur noch Luft enthalten oder sogar evakuiert sein. Das doppelwandige Leitungsstück ermöglicht daher sowohl eine gute Wärmeisolation als auch eine gute Schallisolation.
  • Wie beschrieben, kann das innere Rohr beim Biegen der ineinandersteckenden Rohre am äussern Rohr anliegen und beim Erweitern des äussern Rohrs durch ein Fluid oder eventuell in anderer Weise abgestützt werden. Das Herstellungsverfahren kann als durchgeführt werden, ohne dass der Mantel des inneren Rohrs sehr grosse Druckkräfte aufnehmen muss. Dies ermöglicht, das innere Rohr relativ dünnwandig auszubilden, so dass es entsprechend leicht ist und nur eine kleine Wärmekapazität hat.
  • Ein durch das erfindungsgemässe Verfahren hergestelltes Leitungsstück kann zum Beispiel in einer Auspuffanlage verwendet werden, um den Abgasauslass eines Benzinmotors oder eventuell Dieselmotors eines Strassenmotorfahrzeugs mit einem Katalysator zu verbinden. Die bei einem durch das erfindungsgemässe Verfahren hergestellten Leitungsstück erzielbare, gute Wärmeisolation von diesem und die ebenfalls erzielbare, geringe Wärmekapazität der innern Wand des Leitungsstücks ergeben dann unter anderem den Vorteil, dass der Katalysator beim und nach den Starten des Verbrennungsmotors durch dessen Abgas rasch auf die Temperatur erhitzt wird, die zum Auslösen der chemischen Reaktionen erforderlich ist, die im Katalysator stattfinden sollen. Die rasche Erwärmung des Katalysators auf die besagte Temperatur ergibt wiederum den Vorteil, dass das Abgas im Katalysator bereits praktisch unmittelbar vom Start des Motors an von Schadstoffen befreit wird, ohne dass für die Start- und Aufwärmphase des Motors und der Auspuffanlage ein zusätzlicher Hilfskatalysator vorgesehen werden muss.
  • Der Erfindungsgegenstand wird anschliessend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert. In der Zeichnung zeigt:
       die Figur 1 ein aus zwei geraden, ineinandersteckenden Rohren bestehendes Werkstück,
       die Figur 2 eine schematisierte Rohrbiegevorrichtung beim Biegen des Werkstücks, wobei das letztere in kleinerem Massstab gezeichnet ist als in der Figur 1,
       die Figur 3 eine schematisierte, teils in Ansicht, teils im Schnitt gezeichnete Einrichtung zum Erweitern des äussern Rohrs des Werkstücks, wobei das letztere in noch kleinerem Massstab als in der Figur 2 gezeichnet ist,
       die Figur 4 einen in der Figur 3 mit IV bezeichneten Ausschnitt aus der in dieser gezeichneten Einrichtung sowie dem Werkstück, wobei aber das letztere im Schnitt und in grösserem Massstab gezeichnet ist,
       die Figur 5 eine Draufsicht auf den unteren Formteil der in den Figuren 3, 4 ersichtlichen Form zum Festlegen der Umrissform des äussern Rohrs im gleichen Massstab wie die Figur 4,
       die Figur 6 einen der Figur 4 entsprechenden Ausschnitt, wobei aber das äussere Rohr erweitert ist,
       die Figur 7 einen Längsschnitt des Werkstücks nach dem Erweitern des äussern Rohrs etwa im gleichen Massstab wie die Figur 2 und
       die Figur 8 einen Längsschnitt durch das fertige Leitungsstück.
  • Zur Herstellung eines länglichen, formfesten, doppelwandigen, mindestens zum Teil gebogenen Leitungsstücks, bei dem mindestens in einem Bereich seiner Länge ein Zwischenraum zwischen seinen Wänden vorhanden ist, werden zuerst zwei in der Figur 1 ersichtliche, metallische gerade, kreiszylindrische Rohre 3, 5 bereitgestellt, beispielsweise von längeren, im Handel erhältlichen Rohren abgeschnitten. Der Aussendurchmesser des Rohrs 3 ist geringfügig kleiner als der Innendurchmesser des Rohrs 5. Die Rohre 3, 5 können zum Beispiel aus im Handel erhältlichen Rohren mit Aussendurchmesser von 44,45 mm bzw. 47,5 mm und Wandstärken von 1,5 mm gebildet werden. Der Innenradius des Rohrs 5 ist dann etwa 0,025 mm grösser als der Aussenradius des Rohrs 3. Im übrigen ist das engere Rohr 3 vorzugsweise ein wenig länger als das weitere Rohr 5.
  • Es sei hier angemerkt, dass die Wände der beiden Rohre in der Figur 1 sowie auch in andern noch beschriebenen Figuren aus zeichnerischen Gründen mit überproportionalen Dicken gezeichnet wurden.
  • Die beiden Rohre 3, 5 bestehen aus einem metallischen Material, nämlich mindestens im wesentlichen aus rostfreiem Stahl. Zur Verschönerung der sichtbaren Aussenfläche des fertigen Leitungstückes kann die Aussenfläche des weitern Rohrs 5 sowie zum Beispiel - abhängig von seiner Fertigungsart - auch dessen Innenfläche mit einem dünnen, etwa 0,01 mm bis 0,03 mm dicken Aluminiumüberzug versehen sein. Das beim fertigen Leitungsstück mindestens zum grössten Teil nicht mehr sichtbare, engere Rohr 3 kann vollständig aus rostfreiem Stahl bestehen oder eventuell ebenfalls mindestens aussen mit einem Aluminiumüberzug versehen sein.
  • Das Rohr 3 wird manuell oder mittels einer geeigneten Vorrichtung maschinell in das Rohr 5 gesteckt, wobei die beiden Rohre nötigenfalls zum Zusammenstecken mit einem Schmiermittel - etwa Öl - geschmiert werden können. Durch das Hineinstecken des Rohrs 3 in das Rohr 5 entsteht das in der Figur 1 mit 1 bezeichnete Werkstück, das dementsprechend zwei gerade, zu einer Achse 7 koaxiale Rohre 3, 5 aufweist. Das innere Rohr 3 ragt mindestens bei seinem sich in der Figur 2 rechts befindenden Ende und nämlich bei beiden Enden ein wenig - zum Beispiel mindestens etwa 0,5 mm sowie höchstens etwa 5 mm - aus dem äussern Rohr 5 heraus.
  • Die Einrichtung zur Herstellung eines doppelwandigen Leitungsstücks weist unter anderem die schematisiert in der Figur 2 ersichtliche Biegevorrichtung 11 auf. Diese kann zum Beispiel aus einer Rohrbiegevorrichtung üblicher Bauart bestehen und ein nur schematisch angedeutetes Gestell 13 besitzen, an dem ein Leitelement 15 starr, aber beispielsweise verstellbar befestigt und eine beispielsweise aus einer Rolle bestehende Biegescheibe 17 schwenkbar gelagert ist. Die letztere ist mit einer Spannbacke 19 zum lösbaren Befestigen des Werkstücks 1 versehen. Die Biegevorrichtung 11 besitzt des weitern einen starr, aber verstellbar am Gestell 11 befestigten Dorn 21, dessen freies Ende mit höchstens kleinem, radialem Spiel in das innere Rohr 3 des Werkstücks 1 hineinpasst. Das ursprünglich gerade Werkstück 1 kann mindestens zum Teil auf den Dorn 21 aufgesteckt und durch Verschwenken der Biegescheibe 17 sowie der Spannbacke 19 gebogen werden. Dies kann bei normaler Raumtemperatur - d.h. durch eine Kaltverformung - geschehen. Die Biegevorrichtung 11 kann beim Biegen manuell oder mit muskelkraftfrei arbeitenden, beispielsweise elektrischen und/oder hydraulischen und/oder pneumatischen Antriebsmitteln betätigt und eventuell auch für einen weitgehend automatischen Betrieb ausgebildet werden. Das Werkstück 1 kann zum Beispiel gemäss der Figur 2 bei zwei voneinander in Abstand stehenden Längsbereichen entlang einer Ebene gebogen werden, so dass die Achse 7 des Werkstücks 1 nach dem Biegen in einer Ebene liegt und beispielsweise ungefähr die Form eines etwas gestreckten Buchstabens S oder Z hat.
  • Zu der zum Herstellen des doppelwandigen Leitungsstücks dienenden Einrichtung gehört auch eine vereinfacht sowie schematisiert in der Figur 3 gezeichnete Presse 31. Diese besitzt zum Beispiel ein Gestell 33, an dem ein unterer Support 35 und ein oberer Support 37 gehalten sind. Der untere Support 35 ist zum Beispiel starr mit dem Gestell 33 verbunden, gehört dementsprechend zu diesem und bildet etwa dessen Sockel. Der obere Support 37 ist durch Säulen des Gestells vertikal verschiebbar geführt und kann mit einer schematisch angedeuteten Stellvorrichtung 39 vertikal verstellt werden. Die Stellvorrichtung 39 weist mindestens einen am Gestell 33 befestigten Hydraulikzylinder 41 und einen in diesem verschiebbaren Kolben 43 auf, dessen Schaft mit dem obern Support 37 verbunden ist.
  • Ein in der Figur 3 sowie zum Teil in den Figuren 4 bis 6 ersichtliches Formwerkzeug 51, das im folgenden auch kurz als Form 51 bezeichnet wird, weist zwei Formwerkzeugteile 53, 55 auf, die im folgenden auch kurz als Formteile 53, 55 bezeichnet werden. Der eine, untere Formteil 53 ist starr am untern Support 35 befestigt. Der andere, obere Formteil 55 ist starr am obern Support 37 befestigt. Die Form 51 kann dementsprechend mit Hilfe der Presse geschlossen und wieder geöffnet werden, indem der obere Formteil 55 gegen den untern Formteil 53 gedrückt bzw. von diesem weg nach oben bewegt wird. Jeder Formteil 53, 55 ist auf seiner dem jeweils andern Formteil zugewandten Seite mit einer länglichen Ausnehmung 53a bzw. 55a versehen. Jede Ausnehmung 53a, 55a hat einen mittleren Hauptabschnitt 53b bzw. 55b und an beiden Enden von diesem einen engeren und kürzeren Endabschnitt 53c bzw. 55c. Bei geschlossener Form, d.h. wenn die beiden Formteile 53, 55 aneinander anliegen, begrenzen sie zusammen einen länglichen, zum Aufnehmen des Werkstücks 1 dienenden Hohlraum 57, wobei jede der beiden Ausnehmungen 53a bzw. 55a mindestens annähernd und beispielsweise genau die Hälfte des Hohlraums 57 bildet. Die beiden Ausnehmungs-Hauptabschnitte 53b, 55b bilden zusammen einen Hohlraum-Hauptabschnitt 57b mit kreisförmigem Querschnitt, wobei der Radius des Hohlraum-Hauptabschnitts 57b mindestens 1 mm und beispielsweise mindestens 2 mm grösser als der Aussenradius des äussern Rohrs 5 des Werkstücks 1 ist. Die beiden Endabschnitte 53c, 55c der Ausnehmungen 53a bzw. 55a bilden zusammen paarweise einen kurzen, geraden, kreiszylindrischen Endabschnitt 55c des Hohlraums 55. Der Radius der Endabschnitte 55c ist ungefähr gleich dem Aussenradius des äussern Rohrs 5 des Werkstücks 1, so dass also die beiden Endabschnitte des äussern Rohrs 5 satt, d.h. radial mindestens annähernd spielfrei in den Hohlraum-Endabschnitt 57c hineinpassen.
  • Der Hohlraum 55 ist etwas länger als das Werkstück 1, so dass mindestens der sich in der Figur 3 am rechten Ende des Hohlraums 57 befindende Endabschnitt 57c von diesem nach dem Einlegen des Werkstücks einen freien Bereich hat, wobei nämlich beide Hohlraum-Endabschnitte 57c nach dem Einbringen des Werkstücks 1 einen solchen freien Bereich haben.
  • Es sei hier angemerkt, dass die Differenz zwischen dem Radius des Hohlraum-Hauptabschnitts 57b und dem Radius der Hohlraum-Endabschnitte 57c in den Figuren 3 bis 6 zur Verdeutlichung analog wie die Wanddicken der beiden Rohre im Vergleich zu den ursprünglichen Durchmessern der Rohre mit überproportionaler Grösse gezeichnet ist.
  • Es sei ferner angemerkt, dass der Hohlraum 57 und das in diesem angeordnete Werkstück 1 gemäss der Figur 3 derart angeordnet sein können, dass die Achse 7 des Werkstücks 1 und die mit dieser zusammenfallende Achse des Hohlraums 57 in einer vertikalen Ebene liegen. Die einander zugewandten, die Ausnehmungen 53a, 55a umschliessenden Flächen der beiden Formteile 53 bzw. 55 sind dann in zur Zeichenebene der Figur 3 rechtwinkligen Vertikalschnitten eben und horizontal. Das Werkstück 1 und der Hohlraum 57 wurden jedoch in der Figur 3 vor allem zur Verbesserung der Anschaulichkeit mit in einer Vertikalebene liegender Achse 7 gezeichnet. Bei in einer Ebene liegender Werkstück-Achse 7 wird man die den Hohlraum zum Aufnehmen des Werkstücks begrenzende Form in Wirklichkeit eher derart ausbilden, dass die Achse des Werkstücks sowie des besagten Hohlraums in einer horizontalen, d.h. zur Verschieberichtung des obern Formteils rechtwinkligen Ebene liegt. Die die Ausnehmungen der beiden Formteile auf deren einander zugewandten Seiten umschliessenden Flächen können dann in Ebenen, nämlich gleich wie die Achse des Werkstücks in horizontalen Ebenen liegen. Wie noch erläutert wird, haben die Werkstücke in der Praxis übrigens häufig räumlich verlaufende Achsen.
  • Bei geschlossener Form 51 liegen die einander zugewandten, die Ausnehmungen 53a, 55a umschliessenden Flächen der beiden Formteile 53 bzw. 55 aneinander an. Die Form 51 ist noch mit nur in den Figuren 4 bis 6 gezeichneten Dichtungsmitteln 61 versehen, welche die nach dem Einbringen eines Werkstücks 1 bei geschlossener Form 51 freien Bereiche der beiden Hohlraum-Endabschnitte 57c dicht gegen die Umgebung abschliessen. Die Dichtungsmittel 61 weisen zum Beispiel bei jedem Hohlraum-Endabschnitt 57c zwei halbkreisförmige, in eine Nut des Formteils 53 bzw. 55 eingesetzte, zusammen einen das äussere Rohr 5 umschliessenden, an diesem anliegenden Ring bildende Dichtung 63 bzw. 65 und eine Dichtung 67 auf. Diese ist zum Beispiel in einer Nut des Formteils 53 gehalten, ist in der in der Figur 5 gezeichneten Draufsicht auf diesen etwa C-förmig und erstreckt sich von einem Ende der Dichtung 63 um den freien Bereich des Hohlraum-Endabschnitts 57c herum zum andern Ende der Dichtung 63. Die Dichtungen 63, 65, 67 sind in den Figuren 4 bis 6 schematisch als einstückige, zum Beispiel gummielastische Profilstücke gezeichnet, können jedoch in Wirklichkeit aus zwei oder noch mehr Teilen mit unterschiedlichen Festigkeiten sowie Elastizitätseigenschaften bestehen, wie es an sich für Hochdruck-Dichtungen bekannt ist.
  • Der Formteil 53 ist mit einem etwa aus einer abgestuften Bohrung bestehenden Loch 53d versehen, das den freien Bereich des einen Hohlraum-Endabschnitts 57c mit einem am Formteil 53 befestigten, etwa angeschweissten, schematisch als Hülse gezeichneten Anschluss 69 verbindet.
  • Der mindestens eine Hydraulikzylinder 41 der Stellvorrichtung 39 ist über mindestens eine Fluidleitung mit einer nicht gezeichneten Fluidquelle zum Zuführen und wieder Ableiten eines Hydraulikfluids verbunden. Die Stellvorrichtung 39 und/oder die Fluidquelle können dabei ausgebildet sein, um den obern Support 37 sowie den an diesem befestigten, obern Formteil 55 wahlweise mit relativ kleiner Kraft schnell um einen grossen Weg oder langsam mit grosser Kraft zu verstellen.
  • Der Anschluss 69 ist über eine Fluidleitung 73 mit einer Fluidquelle 75 verbunden. Die Fluidleitung 73 ist vorzugsweise möglichst kurz, wobei die Fluidquelle 75 in Wirklichkeit eventuell direkt am Formteil 53 befestigt wird. Die Fluidquelle 75 ist ausgebildet, um bei geschlossener Form 51 ein Fluid 79 in noch beschriebener Weise mit Druck in den Hohlraum 57 hinein zu pressen und diesen danach wieder vom Fluiddruck zu entlasten und dabei beispielsweise mindestens einen Teil des im Hohlraum 57 vorhandenen Fluids aus diesem abzuleiten. Das Fluid besteht vorzugsweise aus einer Flüssigkeit, nämlich beispielsweise aus Wasser. Die Fluidquelle 75 weist zum Beispiel ein Reservoir 77 zum Speichern von Fluid 79 und zwei Pumpvorrichtungen 81, 83 auf. Von diesen besteht die Pumpvorrichtung 81 aus einer Pumpe, die zum Pumpen einer grossen Fluidmenge pro Zeiteinheit, aber nur zur Erzeugung eines relativ kleinen Druckes ausgebildet ist. Die Pumpvorrichtung 83 soll dagegen einen grossen Druck erzeugen, braucht aber nur eine kleine Fluidmenge pro Zeiteinheit zu fördern. Die Pumpvorrichtung 83 kann zum Beispiel eine mehrstufige Pumpe oder mehrere separate, hintereinander geschaltete Pumpen oder mindestens eine Pumpe sowie einen mit deren Ausgang verbundenen Druckverstärker aufweisen. Die Pumpvorrichtung 81 hat einen mit dem Fluidreservoir 77 verbundenen Eingang und einen Ausgang, der über ein Rückschlagventil 85 mit dem Anschluss 69 verbunden ist. Die Pumpvorrichtung 83 hat einen mit dem Fluidreservoir 77 verbundenen Eingang und einen direkt mit dem Anschluss 69 verbundenen Ausgang. Ferner ist noch ein Ventil 87 vorhanden, das den Anschluss 69 in geöffnetem Zustand zur Druckentlastung mit dem Fluidreservoir 77 verbindet.
  • Das mit der Biegevorrichtung 11 gebogene Werkstück 1 kann mit Hilfe der Presse 31, der Form 51 und der Fluidquelle 75 weiter umgeformt werden. Hiezu wird das Werkstück 1 bei geöffneter Form 51 in die Ausnehmung 53a des untern Formteils 53 eingelegt. Anschliessend wird die Form 51 mit Hilfe der Stellvorrichtung 39 geschlossen. Danach führt die Fluidquelle 75 den Anschluss 69 von dem aus Wasser bestehenden Fluid 79 zu, wie es in der Figur 6 durch einen Pfeil angedeutet ist. Das Fluid, d.h. Wasser gelangt vom Anschluss 69 zunächst in den unmittelbar mit diesem verbundenen Hohlraum-Endabschnitt 57c und fliesst danach in den Innenraum des innern Rohrs 3 sowie durch diesen hindurch in den freien Bereich des sich in der Figur 3 beim linken Ende des Werkstücks 1 befindenden Endabschnitts 57c des Hohlraums 57. Ferner kann bei beiden Enden des Werkstücks 1 Fluid, d.h. Wasser zwischen die Aussenfläche des innern Rohrs 3 und die Innenfläche des äussern Rohrs 5 eindringen. Dieses Eindringen des aus Wasser bestehenden Fluids zwischen die beiden mindestens annähernd spielfrei und satt ineinander steckenden Rohren 3, 5 wird dadurch erleichtert und beschleunigt, dass das innere Rohr 3 bei beiden Enden des Werkstücks 1 aus dem äussern Rohr 5 herausragt. Die vor dem Zuführen von Wasser in den freien Bereichen der Hohlraum-Endabschnitte 57c und im Werkstück 1 vorhandene Luft wird durch das zugeführte Wasser zu mindestens einer Blase komprimiert und eventuell zum Teil im Wasser gelöst.
  • In der Anfangsphase des Wasserzufuhrvorgangs, in der nur ein relativ geringer Druck erforderlich ist, um dem sich im Hohlraum 57 befindenden Werkstück 1 Wasser zuzuführen und die in den Hohlraum-Endabschnitten 57c sowie im Werkstück vorhandenen Luft zu komprimieren, wird das Wasser durch die eine relativ grosse Pumprate aufweisende Pumpvorrichtung 81 zugeführt. Wenn die freien Hohlraum-Endabschnitte 57c und der Innenraum des innern Rohrs 3 mindestens annähernd mit Wasser gefüllt sind und der mit der Pumpvorrichtung 81 erzeugte Druck nicht mehr ausreicht, um zusätzliches Wasser zuzuführen, wird die Pumpvorrichtung 81 ausgeschaltet und dafür die Pumpvorrichtung 83 eingeschaltet, die eine kleinere Pumprate hat, aber einen grösseren Druck erzeugen kann als die Pumpvorrichtung 81.
  • Das Wasser wird von der Fluidquelle 75 beim Pumpvorgang und insbesondere nach dem Einschalten der Pumpvorrichtung 83 mit so grossem, zum Beispiel etwa 200 MPa bis 300 MPa betragenden Druck in das innere Rohr 3 und zwischen die beiden Rohre 3, 5 hinein gepresst, dass der sich im Hohlraum-Hauptabschnitt 57b befindende Hauptabschnitt 5b des äussern Rohrs 5 durch eine plastische Verformung - und nämlich zum Beispiel durch eine bei normaler Raumtemperatur stattfindenden Kaltverformung - radial gedehnt und erweitert wird, bis er überall an der den Hohlraum 57 begrenzenden Innenfläche der Form 51 anliegt. Weil an der Innen- und Aussenfläche des innern Rohrs 3 ein gleich grosser Fluiddruck herrscht, wird das innere Rohr 3 nicht verformt. Die ursprünglich, d.h. vor der Erweiterung des Rohrs 5 im freien Bereich des Hohlraum-Hauptabschnitts 57b vorhandene Luft wird beim Erweiterungsvorgang komprimiert und/oder mindestens zum grössten Teil zwischen den beiden Formteilen 53, 55 hindurch aus dem Hohlraum 57 heraus gepresst.
  • Wenn das äussere Rohr 5 in der beschriebenen Weise erweitert wurde und auch im Bereich des Hauptabschnitts 57c des Hohlraums 57 an den diesen begrenzenden Innenflächen der Form 51 anliegt, wird die Wasserzufuhr durch Ausschalten der Pumpvorrichtung 83 beendet. Ferner wird nun vorübergehend das Ventil 87 geöffnet und dadurch der Hohlraum 57 und das Werkstück 1 vom Fluiddruck entlastet, wobei Wasser aus dem Hohlraum 57 und Werkstück in das Reservoir 77 zurückfliessen kann. Nach dieser Druckentlastung wird die Form 51 mit der Stellvorrichtung 39 geöffnet und das Werkstück 1 aus der Form 51 heraus genommen.
  • Die Presse 31 und die Fluidquelle 75 sind noch mit nicht gezeichneten Steuermitteln versehen und/oder verbunden, mit denen die Stellvorrichtung 39 der Presse und die Fluidquelle 75 zur Durchführung der vorgängig beschriebenen Arbeitsoperationen gesteuert werden kann. Die verschiedenen Arbeitsoperationen können dabei zum Beispiel manuell oder mindestens zum Teil wahlweise manuell oder automatisch gesteuert werden.
  • Nach dem beschriebenen Erweitern des sich im Bereich des Hohlraum-Hauptabschnitts 57b befindenden Hauptabschnitts 5b des äussern Rohrs 5 ist zwischen dem innern Rohr 3 und dem Hauptabschnitt 5b des äussern Rohrs 5 ein freier Zwischenraum 91 vorhanden, der sich über den grössten Teil der Länge des Werkstücks 1 erstreckt. Das Werkstück 1 hat dann die in der Figur 7 ersichtliche Form.
  • Man kann nun beispielsweise noch bei der in der Figur 7 mit 93 bezeichneten Trennfläche den einen Endabschnitt des Werkstücks 1, der den nicht erweiterten Endabschnitt des äussern Rohrs 5 und den sich innerhalb von diesem befindenden Endabschnitt des innern Rohrs 3 aufweist, abtrennen. Dies kann etwa durch Abschneiden mit einer Säge oder mit einem Scheibenfräser oder mit irgend einer andern Trennvorrichtung geschehen.
  • Der Innenraum des innern Rohrs 3 und der Zwischenraum 91 zwischen den beiden Rohren 3, 5 kann nach dem Erweitern des äussern Rohrs und der beschriebenen Druckentlastung noch Wasser enthalten. Das im innern Rohr enthaltene Wasser fliesst normalerweise beim Öffnen der Form 51 und beim anschliessenden Herausnehmen des Werkstücks 1 aus dieser ohne besondere Massnahmen mindestens zum grössten Teil aus dem innern Rohr 3 heraus. Das nach dem Erweitern und der Druckentlastung im Zwischenraum 91 verbleibende Wasser kann beim Öffnen der Form 51 und beim Herausnehmen des Werkstücks aus dieser eventuell mindestens zum Teil noch im Zwischenraum 91 verbleiben. Nach dem Abtrennen des einen Endabschnitts des Werkstücks 1 kann dann auch das allenfalls noch im Zwischenraum 91 vorhandene Wasser aus diesem abgeleitet werden, so dass der Zwischenraum 91 nun lediglich noch Luft enthält.
  • Die sich am linken Ende des Werkstücks 1 befindenden Enden der beiden Rohre 3, 5 können nun noch fest sowie dicht miteinander und mit einem etwa aus einem Flansch bestehenden, in der Figur 8 ersichtlichen Verbindungselement 95 verbunden, nämlich verschweisst werden. Die andern Enden der beiden Rohre 3, 5 können fest sowie dicht mit einem ebenfalls aus einem Flansch bestehenden Verbindungselement 97 verschweisst und dadurch auch mittelbar miteinander verbunden werden. Dabei entsteht das als Ganzes mit 99 bezeichnete, formfeste Leitungsstück, das zwei durch die verbleibenden Teile der Rohre 3, 5 gebildete, mindestens annähernd zu einer gemeinsamen Achse 7 koaxiale Wände oder Mäntel aufweist, die annähernd über ihre ganzen Längen durch den freien Zwischenraum 91 getrennt sind.
  • Das Verfahren und die Einrichtung für dessen Durchführung können in verschiedener Hinsicht geändert werden.
  • Zum Beispiel kann die beim Biegen des Werkstücks erzeugte Umrissform von diesem in weiten Grenzen variiert werden. Das Werkstück kann zum Beispiel derart gebogen werden, dass es nur einen einzigen sich über einen Teil seiner Länge erstreckenden, gebogenen Bereich oder mehr als zwei solche, voneinander durch gerade Bereiche getrennte Bereiche hat oder über seine ganze Länge gebogen ist. Des weitern ist das Werkstück in der Praxis für viele Verwendungen derart zu biegen, dass seine Achse nicht in einer Ebene liegt, sondern eine mindestens zum Teil eine mehr oder wenig ausgeprägt räumlich gekrümmte Linie oder Kurve bildet, die teils gebogen und teils gerade oder überall gebogen ist. Ferner kann die Biegevorrichtung mit Heizmitteln ausgerüstet werden, um das Werkstück vor und während dem Biegen zu erwärmen. Des weitern kann die Biegevorrichtung zum Beispiel anstelle des Leitelements 15, der Biegescheibe 17 und der Spannbacke 19 ein eine Kurve festlegendes Steuerelement und einen Vorschubschlitten mit einem verschiebbaren Support, mindestens zwei um feste Achsen drehbar an diesem gelagerte Rollen sowie mindestens einen schwenkbar am Support gelagerten Schwenkarm aufweisen. Am letzteren kann dann eine auf dem Steuerelement abrollende und dessen Kurve abtastende Tastrolle und eine Biegerolle drehbar gelagert sein, die am Werkstück angreift und dieses in Zusammenwirkung mit den am Support gelagerten Rollen biegt.
  • Wenn die Achse des Werkstücks nach dem Biegen von diesem noch in einer Ebene liegt, kann diese beim Erweitern des äussern Rohr - wie bereits erwähnt - vertikal oder horizontal, d.h. parallel oder rechtwinklig zur Verschieberichtung des verschiebbaren Formteils sein. Wenn hingegen die Achse des Werkstücks beim Biegen von diesem mehr oder weniger stark räumlich gekrümmt wird, muss selbstverständlich auch die Achse des beim Erweitern des äussern Rohrs dessen Umrissform festlegenden Hohlraums entsprechend räumlich gekrümmt sein. Die beiden bezüglich einander verstellbaren Formteile sollten auch bei räumlich gekrümmter Achse des Werkstücks derart ausgebildet sein, dass diese Achse - bei geschlossener Form und wenn man die Ausnehmungen der beiden Formteile in Gedanken weglässt - zwischen den einander zugewandten sowie aneinander anliegenden Flächen der beiden Formteile hindurch verläuft oder in diesen Flächen liegt. Die Formteile können dann zum Beispiel derart ausgebildet sein, dass die Achse des Werkstücks und des Hohlraums sowohl in einer Projektion auf eine analog zur Zeichenebene der Figur 3 verlaufende Vertikalebene als auch in einer Projektion auf eine Horizontalebene mindestens stellenweise gekrümmt sein.
  • Falls ein Werkstück mit einer relativ stark räumlich gekrümmten Achse hergestellt wird, kann die Form, welche den Hohlraum zum Aufnehmen des Werkstücks beim Erweitern des äusseren Rohr begrenzt, möglicherweise drei oder sogar noch mehr voreinander trennbare Formteile aufweisen.
  • Die Presse und/oder die beim Erweitern des äussern Rohrs eines Werkstücks zum Aufnehmen von diesem dienende Form kann ferner noch Verriegelungsmittel aufweisen, die mindestens ein verstellbares Element besitzen, bei geschlossener Form mechanisch ineinander eingreifen und die Formteile dadurch gegen eine Trennung sichern, bis die Verriegelungsmittel wieder ausser Eingriff gebracht werden.
  • Ferner kann die das Werkstück beim Erweitern des äussern Rohrs aufnehmende Form und/oder die zum Zuführen eines Fluids zu dieser und zum Werkstück dienende Fluidquelle mit Heizmitteln versehen sein, und die Form und/oder das Fluid und damit das Werkstück vor und/oder während dem Erweitern des äussern Rohrs zu erhitzen. Durch eine solche Wärmeverformung kann der zum Erweitern des äussern Rohr erforderliche Fluiddruck - bei vorgegebenen und gleichen Abmessungen sowie bei gleichem Material des äussern Rohrs - gegenüber dem für eine Kaltverformung erforderlichen Fluiddruck verkleinert werden.
  • Wenn der bei geschlossener Form in dieser vorhandene, länglich Hohlraum wie bei der in der Figur 3 gezeichneten Form 51 zwei sich in verschiedene Höhen befindende Enden hat, kann der Anschluss zum Zuführen und Ableiten des zum Erweitern des äussern Rohrs dienenden Fluids statt wie in der Figur 3 beim höher gelegenen Ende des Hohlraums bei dessen tiefer gelegenem Ende angeordnet werden. Dadurch kann eventuell erreicht werden, dass bei der Druckentlastung ein grösserer Teil des im Hohlraum vorhandenen Wassers oder sonstigen flüssigen Fluids abfliessen kann, bevor die Form geöffnet wird. Ferner können Saug- und/oder Blasmittel vorgesehen werden, nur nach dem Erweitern des äussern Rohrs und nach der Druckentlastung, aber vor dem Öffnen der das Werkstück enthaltenden Form einem möglichst grossen Teil des im Werkstück sowie im Hohlraum der Form enthaltenen, flüssigen Fluids heraus zu saugen und/oder hinaus zu blasen.
  • Statt gemäss den Figuren 7 und 8 die sich an einem Ende des Werkstücks befindenden Endabschnitt des innern sowie äussern Rohrs abzutrennen kann man entweder die nicht erweiterten Endabschnitte des äussern Rohrs und die von diesen umschlossenen Endabschnitte des innern Rohrs bei beiden Enden des Werkstücks abtrennen oder sie bei beiden Enden des Werkstücks an diesen belassen. Im letzteren Fall kann man das Werkstück vor dem Verschweissen der Rohre mit Verbindungselementen so stark erhitzen, dass das noch im Zwischenraum zwischen den beiden Rohren vorhandene Wasser verdampft und als Dampf aus dem Zwischenraum herausströmt.
  • Die Verbindungselemente können statt aus Flanschen aus Muffen oder andern geeigneten Bauteilen gebildet werden. Wenn das Leitungsstück zur Bildung einer einen Katalysator aufweisenden Auspuffanlage dient, können die beiden Rohre vielleicht direkt mit dem Gehäuse des Katalysators und/oder eines andern Teils der Auspuffanlage verschweisst werden.
  • Des weitern kann der zwischen den Rohren vorhandene Zwischenraum während oder nach dem Verbinden der Rohre mit Verbindungselementen evakuiert werden.

Claims (10)

  1. Verfahren zur Herstellung eines formfesten, doppelwandigen, mindestens zum Teil gebogenen Leitungsstücks (99) bei dem mindestens in einem Bereich seiner Länge ein Zwischenraum (91) zwischen seinen Wänden vorhanden ist, wobei ein zur Bildung der innern Wand dienendes Rohr (3) in ein zur Bildung der äussern Wand dienendes Rohr (5) gesteckt und das dabei gebildete Werkstück (1) mindestens zum Teil gebogen wird, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Biegen des Werkstücks (1) ein Fluid (79) zwischen die beiden Rohre (3, 5) hinein gepresst und das äussere Rohr (5) dadurch im genannten Bereich seiner Länge erweitert wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in den Innenraum des innern Rohrs (3) mit dem gleichen Druck Fluid (79) hinein gepresst wird wie zwischen die beiden Rohre (3, 5).
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass Rohre (3, 5) verwendet werden, bei denen der Abstand der Innenfläche des äussern Rohrs (5) von der Aussenfläche des innern Rohrs (3) bei koaxial ineinandersteckenden Rohren (3, 5) vor dem Erweitern des äussern Rohr (5) mindestens 0,01% und höchstens 3% der halben äussern Querschnittsabmessung des innern Rohrs (3) betragen, wobei vorzugsweise im Querschnitt kreisförmige Rohre (3, 5) verwendet werden, bei denen die genannten Bedingungen für den radial gemessenen Abstand in bezug auf den Aussenradius des innern Rohrs (3, 5) erfüllt werden.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass Rohre (3, 5) verwendet werden, bei denen der Abstand der Innenfläche des äussern Rohrs (5) von der Aussenfläche des innern Rohrs (3) bei koaxial ineinandersteckenden Rohren (3, 5) vor dem Erweitern des äussern Rohrs (5) mindestens 0,01 mm und höchstens 1 mm beträgt, wobei vorzugsweise im Querschnitt kreisförmige Rohre (3, 5) verwendet werden, bei denen der radial gemessene Abstand die genannten Bedingungen erfüllt und wobei der Abstand der Innenfläche des äussern Rohrs (5) von der Aussenfläche des innern Rohrs (3) beim Erweitern des äussern Rohrs (5) vorzugsweise um mindestens 1 mm vergrössert wird.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkstück (1) nach dem Biegen und vor dem Erweitern seines äussern Rohrs (5) in einen Hohlraum (52) einer voneinander trennbare Formteile (53, 55) aufweisenden Form (51) eingebracht wird und dass das äussere Rohr (5) danach durch das Fluid (79) erweitert wird, bis es im erweiterten Bereich an der den Hohlraum (57) begrenzenden Innenfläche der Form (51) anliegt.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden einander abgewandten Endabschnitte des äussern Rohrs (5) nach dem Einbringen des Werkstücks (1) in die Form (51) durch diese gegen eine Erweiterung gesichert werden.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zum Erweitern des äussern Rohrs (5) als Fluid (79) eine Flüssigkeit, beispielsweise Wasser, verwendet wird.
  8. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Fluidquelle (75) vorhanden ist, um Fluid (79) zwischen die beiden Rohre (3, 5) hinein zu pressen und das äussere Rohr (5) dadurch mindestens im genannten Bereich zu erweitern.
  9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Form (51) mit in geschlossenem Zustand von dieser aneinander anliegenden und zum Öffnen der Form (51) voneinander trennbaren Formteilen (53, 55) vorhanden ist und dass die Formteile (53, 55) bei geschlossener Form (51) zusammen einen länglichen Hohlraum (58) begrenzen, der ausgebildet ist, um ein gebogenes Werkstück (1) aufzunehmen und beim Erweitern des äussern Rohrs (5) von diesem dessen Umrissform festzulegen.
  10. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein Endabschnitt (57c) des Hohlraums (57) derart mit der Fluidquelle (75) verbunden ist, dass das von dieser zugeführte Fluid (79) in den Innenraum des innern Rohrs (3) und zwischen die beiden Rohre (3, 5) hinein fliessen kann und dass Dichtungsmittel (61) vorhanden sind, um bei geschlossener, ein Werkstück (1) enthaltender Form (51) die beiden je einen Endabschnitt des Werkstücks (1) enthaltenden Endabschnitte (57c) des Hohlraums (57) gegen das äussere Rohr (5) und gegen die Umgebung dicht abzuschliessen.
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