25 30 35 529 552 g 2 nämnda hål hos rörämnet, att placera rörämnet och flänsämnet i detta tillstånd i ett hydroformningsverktyg, och att utföra en hyd- roformningsprocess med ett så pass högt invändigt tryck i rör- ämnet så att det expanderar plastiskt til! nämnda rör samtidigt som rörämnets expansion vidgar flänsämnets öppning under - processen på ett åtminstone delvis elastiskt vis så att ett per- manent spänningstillstànd skapas i den färdiga flänsenvilket utövar en tryckkraft på röret i ett förbindningsområde så' att en fast förbindning åstadkoms mellan flänsen och röret. Här kan således ett rörformigt element tillverkas med en fast anordnad fläns under en hydroformningsprocess. En förutsättning för att ett rörformigt element ska kunna användas för att transportera gasformiga och vätskeformiga medier är att en helt tät förbind- ning kan skapas mellan flänsen och röret i förbindningsområdet." Med lämplig dimensionering av ingående komponenter och ett passande tryck under hydroformningsprocessen är det möjligt att skapa ett spänningstillstånd i flänsen vilket utövar ett tryck på röret så att en helt tät och fast förbindning skapas mellan rör och fläns.
52 30 559 g in said hole of the tube blank, to place the tube blank and the flange blank in this state in a hydroforming tool, and to perform a hydroforming process with such a high internal pressure in the tube blank that it expands plastically! said pipe at the same time as the expansion of the pipe blank widens the opening of the flange blank during the process in an at least partially elastic manner so that a permanent state of tension is created in the finished flange which exerts a compressive force on the pipe in a connecting area so that a fixed connection is made between the flange and the pipe. Here, a tubular element can thus be manufactured with a fixedly arranged flange during a hydroforming process. A prerequisite for a tubular element to be able to be used for transporting gaseous and liquid media is that a completely tight connection can be created between the flange and the pipe in the connection area. "With suitable dimensioning of constituent components and a suitable pressure during the hydroforming process, it is possible to create a state of tension in the flange which exerts a pressure on the pipe so that a completely tight and fixed connection is created between pipe and flange.
Enligt en utföringsform av föreliggande uppfinning innefattar förfarandet steget att utföra en hydroformningsprocess där rör förses med åtminstone ett.radiellt utskjutande parti i anslutning till förbmdningsomràdet med flänsen, vilket radiellt utskjutande parti har en form och placering så att en förskjutning av flänsen i förhållande till det rörformiga ledningselementet förhindras i åtminstone en axiell riktning. Därmed elimineras väsentligen helt risken att axiella förskjutningsrörelser av flänsen i förhållande till röret uppstår i denna riktning. Röret kan förses med radiella utskjutande partier så att risken för rörelser ide båda möjliga axiella riktningarna elimineras.According to an embodiment of the present invention, the method comprises the step of performing a hydroforming process in which pipes are provided with at least one radially projecting portion adjacent to the connection area with the flange, which radially projecting portion has a shape and position so that a displacement of the flange relative to the tubular the guide element is prevented in at least one axial direction. Thus, the risk of axial displacement movements of the flange in relation to the pipe in this direction is substantially completely eliminated. The tube can be provided with radial projecting portions so that the risk of movement in both possible axial directions is eliminated.
Enligt en annan utföringsform av föreliggande uppfinning inne- fattar förfarande steget att använda ettflänsämne som har ett genomgående hål som har enform som avviker från en cirkulär form så att det färdiga rörets utvändiga yta tillhandahåller en 10 15 20 25 30 35 529 552 3 motsvarande form i förbindningsområdet, vilket resulterar i att en formförbindning skapas i förbindning-sområdet som förhindrar vridröreiser av flänsen i förhållande till röret. Genom att förse flänsämnet med ett genomgående hål som har en form som av- viker från en cirkulär sådan skapas under hydroformningspro- cessen en formförbindning mellan rör och fläns som även avvi- ker från en cirkulär form. Därmed elimineras väsentligen helt risken att vridröreiser kan uppstå i rörelementet mellan röretoch flänsen. Det ursprungliga rörämnet behöver inte vara runt för att hydroformningsprocessen ska fungera. Det kan vara fyrkantigt, ovalt etc., Rörämnet kan även vara, till exempel, koniskt ivsin längdriktning utan att det i sak påverkar processen.According to another embodiment of the present invention, the method comprises the step of using a flange blank having a through hole having a uniform shape deviating from a circular shape so that the outer surface of the finished tube provides a corresponding shape in 529 552 3 the connection area, which results in a mold connection being created in the connection area which prevents rotary pipe travel of the flange relative to the pipe. By providing the flange blank with a through hole having a shape that deviates from a circular one, a mold connection between pipe and flange is created during the hydroforming process, which also deviates from a circular shape. This substantially completely eliminates the risk that rotary pipe travel can occur in the pipe element between the pipe and the flange. The original tube blank does not have to be round for the hydroforming process to work. It can be square, oval, etc. The tube substance can also be, for example, conically in the longitudinal direction without it actually affecting the process.
KORT BESKRIVNING AV RITNINGARNA l det följande beskrivs såsom exempel föredragna utföringsfor- mer av uppfinningen med hänvisning till bifogade ritningar, på vilka: visar ett rörämne och ett flänsämne för tillverkning av Fig. 1 ett rörformigt element enligt föreliggande uppfinning- en, Fig. 2 visar rörämnet och flänsämnet applicerade i ett hyd- roformningsverktyg, _ _ Fig. 3 visar det färdigtillverkade rörformiga elementet, » Fig. 4 visar tillverkning av ett alternativt rörformigt element, Fig. 5 visar det alternativa rörformiga elementet i ett fär- digtillverkat tillstånd, Fig. 6 visar tillverkning av ett ytterligare alternativt rörformigt element och i Fig. 7 visar ett rörämne som applicerats l ett .àttakantigt h-ål hos ett flänsämne. 10 15 20 _25 30 35 529 552 4 DETALJERAD BESKRIVNING AV FÖREDRAGNA UTFÖRINGSÅ . i FORMER AV UPPFINNINGEN Föreliggande uppfinning avser ett förfarande för att tillverka ett rörformigt element med en fast förbunden fläns. Fig. 1 visar ett. v rörämne 1 och ett flänsämne 2 av vilka det rörformiga elementet tillverkas. Flänsämnet 2 är försett med ett genomgående hål 2a vilket är större än rörämnets 1 omfång. Förfarandet inleds med att rörämnet 1 förs in i flänsämnets 2 hål 2a, vilket visas i Fig. 1.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS In the following, exemplary preferred embodiments of the invention are described with reference to the accompanying drawings, in which: a tubular blank and a flange blank for the manufacture of Fig. 1 show a tubular element according to the present invention, Fig. 2 shows Fig. 3 shows the prefabricated tubular element, Fig. 4 shows the manufacture of an alternative tubular element, Fig. 5 shows the alternative tubular element in a prefabricated state, Figs. Fig. 6 shows the manufacture of a further alternative tubular element and in Fig. 7 shows a tubular blank applied to an octagonal h-hole of a flange blank. 10 15 20 _25 30 35 529 552 4 DETAILED DESCRIPTION OF PREFERRED EMBODIMENTS. IN MODES OF THE INVENTION The present invention relates to a method of manufacturing a tubular element with a fixedly connected flange. Fig. 1 shows a. v tube blank 1 and a flange blank 2 from which the tubular element is manufactured. The flange blank 2 is provided with a through hole 2a which is larger than the circumference of the pipe blank 1. The process begins with the pipe blank 1 being inserted into the hole 2a of the flange blank 2, which is shown in Fig. 1.
Därefter placeras rörämnet 1 och flänsämnet '2 i detta tillstànd i ett hydroformningsverktyg, vilket visas i Fig. 2. Hydroformnings- verktyget består av en övre verktygshalva 3a och en nedre verktygshalva 3b vilka är rörligt anordnade i förhållande till var- andra mellan ett öppet läge och ett slutet läge. Verktygshalvorna 3a, b har i det slutna läget inre väggytor som definierar den hyd- roformade produktens utvändiga yta. Verktygshalvorna 3a, b har i detta fall utformats med ett' spår 4 som har en storlek och en form som är anpassad för att mottaga flänsämnet 2. Spåret 4 har dock en något större utbredning i en radiell riktning' än flänsämnet 2. Verktygshalvorna 3a, b innefattar sidoordnade öppningar vi vilka ändmatningscylindrar 5 appliceras under hydå roformningsprocessen. I figurerna är dock endast en sidoöpp- ning visad. " Under hydroformningsprocessen leds en vätska med ett mycket högt tryck in i genom öppningen till ett invändigt utrymme 6 hos rörämnet 1 medelst ändmatningscylindern 5. Vätskans' tryck är så högt att det får rörämnet 1 att flyta och formas plastlskt efter verktygshalvornas 3a, b invändiga väggytor till ett färdigt rör 1'.Thereafter, the pipe blank 1 and the flange blank 2 in this state are placed in a hydroforming tool, as shown in Fig. 2. The hydroforming tool consists of an upper tool half 3a and a lower tool half 3b which are movably arranged relative to each other between an open position and a closed position. In the closed position, the tool halves 3a, b have inner wall surfaces which define the outer surface of the hydroformed product. The tool halves 3a, b have in this case been formed with a groove 4 which has a size and a shape which is adapted to receive the flange blank 2. However, the groove 4 has a slightly larger extension in a radial direction than the flange blank 2. The tool halves 3a, b comprises lateral openings in which end feed cylinders 5 are applied during the hydroforming process. In the figures, however, only one side opening is shown. During the hydroforming process, a liquid with a very high pressure is led through the opening to an internal space 6 of the tube blank 1 by means of the end feed cylinder 5. The pressure of the liquid is so high that it causes the tube blank 1 to flow and be plastically formed on the inner wall surfaces of tool halves 3a, b to a finished pipe 1 '.
Det färdiga röret 1' har dock en något stör-re utvändig diameter än flänsämnets hål 2a. Under hydroformningsprocessen kommer därmed en utvändiga yta hos rörämnet 1 i ett förbindningsområ-r de 7 i kontakt med 'den yta som definierar flänsämnets hål 2a.However, the finished tube 1 'has a slightly larger outer diameter than the hole 2a of the flange blank. During the hydroforming process, an outer surface of the pipe blank 1 in a connecting area 7 thus comes into contact with the surface defining the hole 2a of the flange blank.
Hydroformningstrycket är emellertid så högt att rörämnet 2 tillf handahåller en fortsatt expansionen även i detta förbindnings- område 7 så att flänsämnets öppning 2a vidgas. l och med att 10 15 20 25 30 35 1529 552 5 verktygshalvorna 3a, b har försetts med ett runtomgående spår 4 som är något större i en radiell riktning än flänsämnet 2 kan flänsämnet expandera i spåret 4 i en radiell riktning. Denna ex- pansion sker mer eller mindre elastiskt. Då hydroformningspro- cessen avslutats har rörämnet 1 expanderat plastiskt till ett rör 1' med en önskad form och storlek, vilket visas i Fig. 3. Fläns- ämnet 2 har samtidigt expanderats på ett åtminstone delvis elastiskt vis så att ett permanent spänningstillstånd skapas i den' färdiga flänsen 2'. Den färdiga flänsen 2' 'kommer därmed att ut- öva en radiellt inåt riktad tryckkraft på röret 1' i förbindningsom- rådet 7. Med en lämpligt val av bl.a. material, dimensioner på ingående komponenter och tryck under hydroformningsproces- sen kan en tryckkraft skapas som ger en mycket fast och tät för- bindning mellan röret 1' och flänsen 2'.-- Det färdiga-produkten som plockas ut ur verktygshalvorna 3a, b består således av ett rörformigt element i form av ett rör 1' med en fast anordnad fläns 2'. ' ~ Fig. 4 visar framställning av ett alternativt rörformigt element som har en ytterligare förstärkt förbindning mellan rör 1' och fläns 2'. I detta fall har verktygshalvorna 3a, b även försett med en urtagning 8 i anslutning till spåret 4. Därmed bildas ett mot- svarande format utskjutande parti 8' på röret 1' i anslutning till flänsen 2' under en hydroformningsprocess. Verktygshalvorna 3a, b innefattar en urtagning 9 i anslutning till en motsatt sida av spåret 4. Därmed bildas ett motsvarande format utskjutande parti 9 på röret 1' i anslutning till flänsen 2' under hydroform- ningsprocessen. Det färdiga rörformiga elementet med rör 1' och fläns 2' visas i Fig. 5. Det utskjutande partierna 8', 9' förhindrar en axiell förskjutningsrörelse av flänsen 2' både åt vänster och höger i figuren. Ett tätande ämne 11 har här applicerats i spal- ten mellan rörämnet 1 och flänsen 2 innan hydroformningspro- cessen startar. Det tätande ämnet 11 bildar därmed en garante- rat tät förbindning mellan röret 1' och flänsen 2' i kontaktytan 7 hos det färdiga rörelementet. Alternativt skulle ett sådant tätan- « 10 ,15 20 25 30 529 552 6 de ämne kunna utgöras av en o-ring som appliceras i ett spår hos flänsämnet2. _ ' ' Fig. 6 visar en flänsämne 2 som en radiell urtagning 10 i de ytor som definierar hålet 2a. Under hydroformningsprocessen med ett sådant flänsämne 2 i ett verktyg 3a, b trycks rörämnet 1 in i den radiella urtagningen 10. Därmed kommer det hydroformade g röret 1' att få ett radiellt utskjutande parti som skjuter in i urtag- ningen 10 hos den färdiga flänsens 21 Med en sådan forman- passning mellan röret 1' och flänsen 2' i förbindningsområdet 7 förhindras flänsen 2' att förskjutas axiellt på röret 1' ibåda rikt- ningarna.However, the hydroforming pressure is so high that the pipe blank 2 provides a continued expansion also in this connecting area 7 so that the opening 2a of the flange blank is widened. Since the tool halves 3a, b have been provided with a circumferential groove 4 which is slightly larger in a radial direction than the flange blank 2, the flange blank can expand in the groove 4 in a radial direction. This expansion is more or less elastic. When the hydroforming process is completed, the tube blank 1 has expanded plastically into a tube 1 'of a desired shape and size, as shown in Fig. 3. The flange blank 2 has at the same time expanded in an at least partially elastic manner so that a permanent stress state is created in the 'finished flange 2'. The finished flange 2 '' will thus exert a radially inwardly directed compressive force on the pipe 1 'in the connecting area 7. With a suitable choice of e.g. materials, dimensions of components and pressure during the hydroforming process, a compressive force can be created which provides a very firm and tight connection between the pipe 1 'and the flange 2' .-- The finished product picked out of the tool halves 3a, b consists thus of a tubular element in the form of a tube 1 'with a fixedly arranged flange 2'. Fig. 4 shows the production of an alternative tubular element which has a further reinforced connection between tube 1 'and flange 2'. In this case, the tool halves 3a, b have also been provided with a recess 8 in connection with the groove 4. Thus, a correspondingly shaped projecting portion 8 'is formed on the pipe 1' in connection with the flange 2 'during a hydroforming process. The tool halves 3a, b comprise a recess 9 in connection with an opposite side of the groove 4. Thus a correspondingly shaped projecting portion 9 is formed on the pipe 1 'in connection with the flange 2' during the hydroforming process. The finished tubular element with tube 1 'and flange 2' is shown in Fig. 5. The projecting portions 8 ', 9' prevent an axial displacement movement of the flange 2 'both left and right in the figure. A sealing blank 11 has here been applied in the gap between the pipe blank 1 and the flange 2 before the hydroforming process starts. The sealing blank 11 thus forms a guaranteed tight connection between the pipe 1 'and the flange 2' in the contact surface 7 of the finished pipe element. Alternatively, such a sealing substance could be constituted by an o-ring applied in a groove of the flange blank2. Fig. 6 shows a flange blank 2 as a radial recess 10 in the surfaces defining the hole 2a. During the hydroforming process with such a flange blank 2 in a tool 3a, b, the pipe blank 1 is pressed into the radial recess 10. Thus, the hydroformed pipe 1 'will have a radially projecting portion which projects into the recess 10 of the finished flange 21. With such a shape adjustment between the pipe 1 'and the flange 2' in the connecting area 7, the flange 2 'is prevented from being displaced axially on the pipe 1' in both directions.
Fig. 7 visar ett flänsämne 2 som har ett genomgående hål 2a en i med en ättakantig form. Under en hydroformningsprocess med ett sådant flänsämne 2 kommer rörämnet 1 att expandera så att det färdiga rörets 1' utvändiga yta tillhandahåller en motsvaran- de ättakantig form i ett förbindningsområde 7 med den färdiga flänsen 2'. Därmed skapas en formförbindning iförbindningsom- rådet mellan rör 1' och fläns 2' vilken förhindrar vridrörelser av flänsen 2' i förhållande till röret 1'. En sådan formförbindning kan skapas med ett flänsämne som har ett genomgående hål 2a med en form som avviker från en cirkulär form. Därmed kan den fasta förbindningen mellan rör 1' och fläns 2' hos ett rörformigt element ytterligare förstärkas. - Föreliggande uppfinning är på intet sätt begränsad till de ovan på ritningarna beskrivna utföringsformerna utan kan modifieras fritt inom patentkravens ramar.Fig. 7 shows a flange blank 2 which has a through hole 2a one in with a rectangular shape. During a hydroforming process with such a flange blank 2, the pipe blank 1 will expand so that the outer surface of the finished pipe 1 'provides a corresponding octagonal shape in a connecting area 7 with the finished flange 2'. This creates a mold connection in the connection area between pipe 1 'and flange 2', which prevents rotational movements of the flange 2 'in relation to the pipe 1'. Such a mold connection can be created with a flange blank which has a through hole 2a with a mold which deviates from a circular shape. Thus, the fixed connection between pipe 1 'and flange 2' of a tubular element can be further strengthened. The present invention is in no way limited to the embodiments described above in the drawings but can be freely modified within the scope of the claims.