EP1920139B1

EP1920139B1 - Baugruppe mit mehreren luftspaltisolierten abgasrohren und einem anschlussrohr, sowie verfahren zur herstellung eines anschlussendes eines luftspaltisolierten abgasrohres

Info

Publication number: EP1920139B1
Application number: EP06776544A
Authority: EP
Inventors: Michael Thome
Original assignee: Emcon Technologies Germany Augsburg GmbH
Current assignee: Faurecia Emissions Control Technologies Germany GmbH
Priority date: 2005-08-22
Filing date: 2006-08-01
Publication date: 2010-12-22
Anticipated expiration: 2026-08-01
Also published as: KR20080027962A; DE102005039639A1; EP1920139A1; WO2007022855A1; DE502006008568D1; KR101036540B1; CN101243244A

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Baugruppe insbesondere für eine Abgasanlage, mit mindestens zwei zweischaligen Gasführungsrohren (5), die jeweils ein Außenrohr (10) und ein Innenrohr (12) aufweisen, und einem Anschlußrohr (7), das gasdicht mit den Außenrohren (10) verbunden ist, so daß ein Übergang von den beiden Gasführungsrohren (5) zu dem Anschlußrohr (7) geschaffen ist, wobei die Außenrohre (10) an ihrem dem Anschlußrohr (7) zugeordneten Ende jeweils einen Verbindungsrand (14) aufweisen, der mit dem Verbindungsrand (14) des benachbarten Gasführungsrohres (5) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungsrand (14) einstückig mit dem Außenrohr (10) ausgeführt ist und durch plastisches Verformen des Außenrohres (10) erhalten ist. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Herstellen eines Anschlußendes eines zweischaligen Gasführungsrohres (5) gebildet aus einem Außenrohr (10) und einem Innenrohr (12), dadurch gekennzeichnet, daß ein Anschlußende des Außenrohres (10), an dem später ein Anschlußrohr (7) angebracht wird, mittels eines Stempels (26) plastisch verformt wird.

Description

Die Erfindung betrifft eine Baugruppe, insbesondere für eine Abgasanlage, mit mindestens zwei zweischaligen Gasführungsrohren, die jeweils ein Außenrohr und ein Innenrohr aufweisen, und einem Anschlußrohr, das gasdicht mit den Außenrohren verbunden ist, so daß ein Übergang von den beiden Gasführungsrohren zu dem Anschlußrohr geschaffen ist, wobei die Außenrohre an ihrem dem Anschlußrohr zugeordneten Ende jeweils einen Verbindungsrand aufweisen, der mit dem Verbindungsrand des benachbarten Gasführungsrohres verbunden ist. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Herstellen eines Anschlußendes eines zweischaligen Gasführungsrohres, gebildet aus einem Außenrohr und einem Innenrohr.
Ein solches Gasführungsrohr ist auch als luftspaltisoliertes Abgasrohr bekannt. Aufgrund des doppelwandigen Aufbaus ergeben sich einige Probleme, wenn zwei oder mehr Gasführungsrohre, beispielsweise abgaskrümmerseitig, an ein einziges Anschlußrohr angeschlossen werden müssen. Da alle Rohre üblicherweise einen kreisförmigen Querschnitt haben, stellt sich das Problem, zwei kreisförmige Rohre an ein einziges kreisförmiges Rohr anzuschließen. Bisher wurde im Stand der Technik das Problem so gelöst, daß die dem Anschlußrohr zugeordneten Enden der Gasführungsrohre abgeschnitten wurden und dort spezielle Anschlußstücke angeschweißt wurde. Es wurde allgemein angenommen, daß auf andere Weise keine für eine gasdichte Verbindung mit dem Anschlußrohr geeignete Querschnittsform erhalten werden kann. Das anzubringende Anschlußstück wurde getrennt vom Außenrohr hergestellt und wies am dem Gasführungsrohr zugeordneten Ende einen kreisförmigen Querschnitt auf, so daß es dort angeschweißt werden kann, und an seinem entgegengesetzten Ende einen D-förmigen Querschnitt. Dies ermöglicht, die beiden Gasführungsrohre so aneinander anzuordnen, daß die beiden D-förmigen Querschnitte Rücken an Rücken liegen. Die geraden Ränder der Anschlußstücke bilden dann einen Verbindungsrand, der mit dem benachbarten Verbindungsrand verschweißt werden kann. Insgesamt bilden die beiden Anschlußstücke zusammen einen Querschnitt, welcher der Form eines Langlochs ähnelt. Das Anschlußrohr wird mit seinem den Gasführungsrohren zugewandten Ende mit dem selben Querschnitt ausgeführt, so daß das Anschlußrohr auf die beiden Gasführungsrohre aufgesteckt und dort verschweißt werden kann.
Nachteilig bei dieser Art der Verbindung ist der hohe Aufwand, der erforderlich ist, um an den Gasführungsrohren ein Ende vorzusehen, das zur gasdichten Verbindung mit dem Anschlußrohr geeignet ist.
US 5,787,709 Offenbart eine Baugruppe mit zwei zweischaligen Gasführungsrohren und einem Anschlussrohr, wobei die Außenrohre einen Verbindungsrand aufweisen. Der Verbindungsrand ist einstückig mit dem Außenrohre ausgeführt.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Baugruppe der eingangs genannten Art sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Anschlußendes eines zweischaligen Gasführungsrohres zu schaffen, die bzw. das sich durch geringere Kosten auszeichnet.
Erfindungsgemäß ist zur Lösung dieser Aufgabe bei einer Baugruppe der eingangs genannten Art vorgesehen, daß der Verbindungsrand einstückig mit dem Außenrohr ausgeführt ist und durch plastisches Verformen des Außenrohres erhalten ist. Erfindungsgemäß ist bei einem Verfahren der eingangs genannten Art vorgesehen, daß ein Anschlußende des Außenrohres, an dem später ein Anschlußrohr angebracht wird, mittels eines Stempels plastisch verformt wird.
Die Erfindung beruht auf dem Grundgedanken, die geeignete Querschnittsform nicht mehr an einem separaten Bauteil vorzusehen und dieses mit dem Außenrohr des entsprechenden Gasführungsrohres zu verbinden, wie dies im Stand der Technik geschieht, sondern das Außenrohr selbst direkt in die gewünschte Form umzuformen. Zu diesem Zweck wird ein Stempel verwendet, der in das dem Anschlußrohr zugewandten Anschlußende des Außenrohres eingepreßt wird. Dadurch wird das Außenrohr so verformt, daß sich der Verbindungsrand ergibt, der dann mit dem benachbarten Verbindungsrand des weiteren Gasführungsrohres verbunden werden kann.
Wenn zwei Gasführungsrohre in dem Anschlußrohr aufzunehmen sind, weist das Anschlußende der beiden Außenrohre der Gasführungsrohre jeweils vorzugsweise einen D-förmigen Querschnitt auf. Wenn dagegen drei Gasführungsrohre in dem Anschlußrohr aufzunehmen sind, weisen die Anschlußenden der Außenrohre vorzugsweise einen kreissektorförmigen Querschnitt auf. Es sind natürlich auch andere Querschnittsformen am Anschlußende des Außenrohres denkbar. Wichtig ist nur, daß sich zwischen den aneinander anliegenden Außenrohren kein oder wenigstens kein großer Spalt bildet, so daß die Außenrohre innerhalb des Anschlußrohres gasdicht miteinander verbunden werden können, beispielsweise durch eine Schweißnaht.
Wenn das Anschlußende des Außenrohres des Gasführungsrohres plastisch verformt wird, nachdem das Innenrohr angebracht ist, wird ein Hohlstempel verwendet, der eine Ausnehmung für das Innenrohr aufweist. Auf diese Weise beeinträchtigt das Innenrohr die plastische Verformung des Außenrohres nicht.
Je nach den Anforderungen kann das Außenrohr in einem einzigen Prägeschritt in seinen endgültigen Querschnitt verformt werden, oder es können mehrere Prägeschritte verwendet werden, die das dem Anschlußrohr zugeordnete Ende des Außenrohres über mehrere Zwischenstadien in seine endgültige Form bringen. Ein einstufiges Umformverfahren zeichnet sich durch besonders geringe Kosten aus. Ein mehrstufiges Umformverfahren führt zu einer geringeren axialen Stauchung des Außenrohres.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand verschiedener Ausführungsformen beschrieben, die in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind. In diesen zeigen:

Figur 1 in einer schematischen Draufsicht eine erfindungsgemäße Baugruppe;
Figur 2 schematisch einen Schnitt entlang der Ebene II-II von Figur 1;
Figur 3 schematisch das Umformen des einem Anschlußrohr zugeordneten Endes eines Außenrohres;
die Figuren 4a bis 4c verschiedene Querschnittsformen des einem Anschlußrohr zugeordneten Ende eines Gasführungsrohres bei einem zweistufigen Umformverfahren; und
Figur 5 in einer Ansicht entsprechend derjenigen von Figur 2 drei in einem Anschlußrohr aufgenommene Gasführungsrohre.

In Figur 1 sind zwei Gasführungsrohre 5 zu sehen, die an ein Anschlußrohr 7 angeschlossen sind. Die beiden Gasführungsrohre 5 weisen jeweils ein Außenrohr 10 und ein Innenrohr 12 auf. Die Gasführungsrohre dienen insbesondere zur Führung von Abgas einer Verbrennungskraftmaschine und werden auch als luftspaltisolierte Abgasrohre bezeichnet. Das Anschlußrohr 7 ist einschalig ausgebildet. Das Anschlußrohr kann auch zwei- oder mehrschalig ausgeführt sein. Unter Anschlußrohr wird hier auch eine weitere abgasführende Komponente verstanden, beispielsweise der Einlaß- oder Auslaßtrichter eines Katalysators, eine Dieselpartikelfilters, etc. Der besseren Übersichtlichkeit halber sind in allen Zeichnungen die Wandungen der verschiedenen Rohre durch eine einzige Linie symbolisiert, und zwischen aneinander anliegenden Wandungen ist ein Zwischenraum gezeigt, um die einzelnen Bauteile besser voneinander unterscheiden zu können. Auch sind die Distanzhalter, die zwischen dem Außenrohr und dem Innenrohr angeordnet sind, nicht dargestellt.
Zur Verbindung mit dem Anschlußrohr weisen die beiden Gasführungsrohre 5 jeweils besonders geformte Anschlußenden 9 auf, die aneinanderliegend in das Anschlußrohr 7 eingesteckt sind.
Wie in Figur 2 zu sehen ist, weist das Anschlußrohr 7 an seinem den Gasführungsrohren 5 zugewandten Ende einen Querschnitt auf, der einem Langloch ähnelt. Die Außenrohre 10 der Gasführungsrohre 5 weisen an ihrem dem Anschlußrohr 7 zugewandten Anschlußende jeweils einen D-förmigen Querschnitt auf. Die beiden Querschnitte sind so angeordnet, daß sie Rücken an Rücken liegen. Somit liegen die beiden geraden, vertikalen Abschnitte des "D" aneinander an. Die entsprechenden Ränder können als Verbindungsränder bezeichnet werden, da sie miteinander verschweißt sind. Die Schweißnaht ist mit dem Bezugzeichen 16 angedeutet. Von der Schweißnaht 16 weg erstreckt sich in axialer Richtung eine weitere Schweißnaht 17, die als Kehlnaht zwischen den beiden Außenrohren 10 ausgebildet ist. Diese erstreckt sich bis etwa zum Ende des Anschlußrohres 7. Das Ende des Anschlußrohres 7 ist durch eine umlaufende Schweißnaht 18 mit den Außenrohren 10 verschweißt. Auf diese Weise ist eine insgesamt gasdichte Verbindung zwischen den Gasführungsrohren 5 und dem Anschlußrohr 7 gewährleistet.
Anhand der Figuren 3 und 4 wird nun erläutert, wie die Querschnittsform des im Anschlußrohr 7 aufgenommenen Anschlußendes jedes Gasführungsrohres 5 erhalten wird.
Das Gasführungsrohr wird in ein Werkzeug 20 eingelegt, welches aus einem Oberteil 22 und einem Unterteil 24 besteht. Das Werkzeug ist so ausgelegt, daß es das Außenrohr 10 zuverlässig einspannt. Im Bereich des im Anschlußrohr 7 aufzunehmenden Anschlußendes des Außenrohres 10 weist das Werkzeug 20 eine Ausnehmung auf, deren Form dem Querschnitt des Anschlußendes entspricht. In diesem Bereich wird ein Stempel 26 in das Außenrohr 10 eingedrückt, so daß dieses aufgeweitet und plastisch umgeformt wird. Der Stempel 26 ist ein Hohlstempel mit einer Ausnehmung 28 für das Innenrohr 12. An seinem vorderen Rand ist der Stempel 26 mit zwei Einführkanten 29, 30 versehen, die das Einschieben zwischen das Innenrohr 12 und das Außenrohr 10 erleichtern.
Das Umformen des dem Anschlußrohr zugeordneten Endes des Außenrohres 10 kann in einem einzigen Schritt erfolgen, oder, wie in den Figuren 4a bis 4c dargestellt, in mehreren Schritten. In 4a ist das Außenrohr 10 mit dem innerhalb angebrachten Innenrohr 12 zu sehen, wobei sich das Außenrohr 10 im Ausgangszustand befindet. In Figur 4b ist das Gasführungsrohr 5 mit dem in einen Zwischenzustand umgeformten Außenrohr 10 zu sehen. Die Querschnittsform des Außenrohres nähert sich einem "D" an. In Figur 4c ist das Gasführungsrohr mit vollständig umgeformtem Außenrohr 10 zu sehen. Es ist der Verbindungsrand 14 gebildet, der mit dem Verbindungsrand 14 des zweiten Gasführungsrohres 5 verschweißt wird.
In Figur 5 ist schematisch ein Beispiel gezeigt, wie drei Gasführungsrohre mit einem Anschlußrohr verbunden werden können. Die dem Anschlußrohr 7 zugeordneten Enden der jeweiligen Außenrohre 10 sind so umgeformt, daß sie einen kreissektorförmigen Querschnitt haben. Es ist bei geeigneter Gestaltung der Anschlußenden der Gasführungsrohre auch möglich, mehr als drei Gasführungsrohre mit einem Anschlußrohr zu verbinden.

Bezugszeichenliste

5: Gasführungsrohr
7: Anschlußrohr
9: Anschlußende
10: Außenrohr
12: Innenrohr
14: Verbindungsrand
16: Schweißnaht
17: Schweißnaht
18: Schweißnaht
20: Werkzeug
22: Oberteil
24: Unterteil
26: Stempel
28: Ausnehmung
29: Einführkante
30: Einführkante

Claims

Baugruppe insbesondere für eine Abgasanlage, mit mindestens zwei zweischaligen Gasführungsrohren (5) und einem Anschlußrohr (7), das gasdicht mit den Außenrohren (10) verbunden ist, so daß ein Übergang von den beiden Gasführungsrohren (5) zu dem Anschlußrohr (7) geschaffen ist, wobei die Außenrohre (10) an ihrem dem Anschlußrohr (7) zugeordneten Ende jeweils einen Verbindungsrand (14) aufweisen, der mit dem Verbindungsrand (14) des benachbarten Gasführungsrohres (5) verbunden ist, wobei der Verbindungsrand einstückig mit dem Außenrohr ausgeführt ist, dadurch gekennzeichnet daß die Gasführungsrohre (5) jeweils ein Außenrohr (10) und ein Innenrohr (12) aufweisen und der Verbindungsrand (14) durch plastisches Verformen des Außenrohres erhalten ist.
Baugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Gasführungsrohre (5) in dem Anschlußrohr (7) aufgenommen sind und die dem Anschlußrohr (7) zugeordneten Enden der Außenrohre (10) einen D-förmigen Querschnitt haben.
Baugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß drei oder mehr Gasführungsrohre (5) in dem Anschlußrohr (7) aufgenommen sind und daß die dem Anschlußrohr (7) zugewandten Enden der Außenrohre (10) einen kreissektorförmigen Querschnitt haben.
Baugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Außenrohr (10) und dem Innenrohr (12) ein Luftspalt vorgesehen ist.
Verfahren zum Herstellen eines Anschlußendes eines zweischaligen Gasführungsrohres (5) gebildet aus einem Außenrohr (10) und einem Innenrohr (12), dadurch gekennzeichnet, daß ein Anschlußende des Außenrohres (10), an dem später ein Anschlußrohr (7) angebracht wird, mittels eines Stempels (26) plastisch verformt wird.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Innenrohr (12) im Außenrohr (10) angebracht wird, nachdem das Anschlußende plastisch verformt wurde.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Innenrohr (12) im Außenrohr (10) angebracht wird, bevor das Anschlußende plastisch verformt wurde.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Hohlstempel (26) verwendet wird, der eine Ausnehmung (28) für das Innenrohr (12) aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Anschlußende in einem einzigen Prägeschritt in seine endgültige Form verformt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Anschlußende in mehreren Prägeschritten in seine endgültige Form verformt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Außenrohr (10) und das Innenrohr (12) vor dem Verformen des Außenrohres (10) beschnitten werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Außenrohr (10) und das Innenrohr (12) nach dem Verformen des Außenrohres (10) beschnitten werden.