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Patent Searching and Data


Title:
METHOD FOR PRODUCING A PIPE AND PIPE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2009/068290
Kind Code:
A1
Abstract:
A pipe (8), in particular, a vehicle exhaust pipe is formed by partly widening said pipe (8) and then folding the pipe together in the widened region.

Inventors:
STECK ALFRED (DE)
Application Number:
PCT/EP2008/010087
Publication Date:
June 04, 2009
Filing Date:
November 27, 2008
Export Citation:
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Assignee:
EMCON TECH GERMANY A GMBH (DE)
STECK ALFRED (DE)
International Classes:
B21D26/02; B21D41/02; F01N13/18
Foreign References:
US2050230A1936-08-04
US3782156A1974-01-01
US2581787A1952-01-08
US3083754A1963-04-02
Attorney, Agent or Firm:
KITZHOFER, Thomas (Rundfunkplatz 2, München, DE)
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Claims:

Patentansprüche

1. Verfahren zum Herstellen eines Rohres (8), insbesondere eines Fahrzeugabgasrohres, gekennzeichnet durch folgende Schritte: - das Rohr (8) wird abschnittsweise radial aufgeweitet, und der aufgeweitete Bereich wird gestaucht und zu einem Flansch (10) zusammengefaltet.

2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Flansch (10) aus wenigstens zwei Lagen (18, 20), die aus einem Rohrabschnitt gebildet sind, besteht.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Lagen (18, 20) parallel zueinander verlaufen.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Flansch (10) aus einem Rohrabschnitt gebildet ist, der zu zwei aufeinanderliegenden, abgeflachten Lagen (18, 20) umgeformt ist.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in das Rohr (8) ein elastisches Element (34) eingeführt wird, auf das eine axiale Kraft ausgeübt wird, durch die das elastische Element (34) radial nach außen gedrückt wird und das Rohr (8) dabei aufweitet. 6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die axiale Kraft durch einen in das Rohr (8) eingeführten Stempel (30, 32) auf das elastische Element (34) übertragen wird.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Flansch (10) am äußeren Rand wenigstens abschnittsweise abgewinkelt wird.

8. Rohr nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d. h., dass der Flansch (10) zur Anbringung oder Einbringung einer Befestigungsstruktur bearbeitet wird

9. Rohr, insbesondere Fahrzeugabgasrohr, mit einem Flansch (10), dadurch gekennzeichnet, dass der Flansch (10) ein aus dem Rohr (8) radial nach außen umgeformter, zu flachen Lagen (18, 20) verformter Rohrabschnitt ist.

10. Rohr nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Rohrabschnitt ein zur Bildung des Flansches (10) zusammengefalteter Rohrabschnitt ist.

11. Rohr nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Flansch (10) zwischen Rohrenden (12, 14) gebildet ist, sodass axial vom Flansch (10) ent- gegengesetzte Rohrenden (12, 14) ausgehen.

Description:

Verfahren zum Herstellen eines Rohres und Rohr

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Rohres, insbesondere eines Fahrzeugabgasrohres, und darüber hinaus ein Rohr selbst, welches vorzugsweise ein Abgasrohr ist.

Insbesondere Fahrzeugabgasrohre sind hohen Belastungen sowie starker Korrosion ausgesetzt. Darüber hinaus muss ein Fahrzeugabgasrohr möglichst günstig hergestellt werden können. Diese Anforderungen widersprechen sich. Eine weitere wichtige Forderung an die Eigenschaften eines Rohres, insbesondere ei- nes Abgasrohres, ist die zuverlässige Befestigung mittels Flanschen. Solche Flansche werden an das Rohr angeschweißt, wobei die Schweißverbindung eine potentielle Schwachstelle darstellt.

Die Erfindung schafft ein Verfahren zum kostengünstigen Herstellen eines Rohres, insbesondere eines Fahrzeugabgasrohres sowie ein entsprechendes Rohr selbst.

Dies wird durch folgende Schritte erreicht:

Das Rohr wird abschnittsweise radial aufgeweitet, d.h. plastisch verformt. Anschließend wird der aufgeweitete Bereich gestaucht und zu einem Flansch zusammengefaltet. Der Flansch wird also einstückig aus dem Rohr selbst geformt und besteht aus zwei ineinander übergehenden Rohrabschnitten.

Gemäß der bevorzugten Ausführungsform ist der Flansch aus zwei aneinanderliegenden, abgeflachten Rohrabschnitten gebildet, wobei diese Abschnitte natürlich auch voneinander beabstandet sein könnten. Die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, ein elastisches

Element in das Rohr einzuführen und eine axiale Kraft auf dieses elastische Element auszuüben. Das elastische Element baucht radial nach außen aus bzw. wird entsprechend verformt und weitet damit das Rohr auf.

Bevorzugt sollte dabei das elastische Element elastisch verformt werden, so- dass es wieder verwendbar ist.

Das elastische Element kann mit leichtem Spiel vor seiner Verformung in dem Rohr sitzen oder bereits mit einer leichten Presspassung in das Rohr gesteckt werden.

Die axiale Kraft wird durch einen in das Rohr eingeschobenen Stempel erzeugt.

Bevorzugt ist auf der dem Stempel gegenüberliegenden Seite ein Gegenstück in Form eines weiteren Stempels vorgesehen. Alternativ könnte auch ein sich im Rohr verspreizender Gegenhalter eingesetzt werden, welcher gerade bei langen, gebogenen Rohren einsetzbar wäre.

Die anschließende Verformung des nach außen aufgeweiteten Abschnitts erfolgt insbesondere durch ein ringförmiges Andrückelement samt Gegenstück.

Vorzugsweise ist der Flansch zwischen den Rohrenden gebildet, sodass vom Flansch axial entgegengesetzte Rohrenden ausgehen. Der Flansch kann aber auch am Rohrende sitzen.

Der radial umlaufende Rand des Flansches kann zur Versteifung axial zumindest abschnittsweise abgewinkelt sein bzw. werden.

Natürlich lässt sich der Flansch auch anderweitig zur Einbringung / Anbrin- gung einer Befestigungsstruktur bearbeiten, indem beispielsweise Bohrungen eingearbeitet werden, die für Befestigungsmittel vorgesehen sind. Auch das Anschweißen, Anlöten oder Einpressen von Schrauben, Stehbolzen oder Muttern ist denkbar. Darüber hinaus sind auch noch weitere Möglichkeiten zum Ausbauchen einsetzbar. Beispielsweise wäre über Hydroforming, Rollen oder das sog. Spinning eine Verbreiterung des Rohres erzielbar. Beim Rollen werden mehrere Rollen gegen das Rohr gedrückt, und durch Relativdrehung von Rollen zu Rohr wird das Rohr verformt. Beim Spinning wird das Rohr gegen eine einzelne Rolle bewegt, und anschließend erfolgt die Relativdrehung zur Verformung des Rohrs.

Ferner ist es natürlich auch denkbar, mehr als einen Flansch an einem Rohr entsprechend auszuformen.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus nachfolgender Beschreibung und aus nachfolgenden Zeichnungen, auf die Bezug genommen wird. In den Zeichnungen zeigen:

- Figur 1 eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Rohres in schematischer Längsschnittansicht,

- Figur 2 eine perspektivische Draufsicht auf ein erfindungsgemäßes Rohres gemäß einer zweiten Ausführungsform, - Figur 3 eine Längsschnittansicht durch ein Rohr, welches in ein Werkzeug zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eingelegt ist,

- Figur 4 das Rohr im Werkzeug beim Aufweiten, und

- Figur 5 das Rohr im Werkzeug beim Stauchen des aufgeweiteten Bereichs.

In Figur 1 ist ein Rohr 8, insbesondere ein Fahrzeugabgasrohr schematisch dargestellt.

Das Rohr 8 hat einen radialen Flansch 10, von dem entgegengesetzte Rohrenden 12, 14 ausgehen. Das bedeutet, der Flansch 10 sitzt nicht an einem axialen Ende.

Alternativ hierzu wäre es jedoch durchaus möglich, das Rohr 8 so auszufüh- ren, dass der Flansch 10 tatsächlich gleichzeitig das Rohrende bildet.

Der Flansch 10 ist einstückiger Bestandteil des Rohres 8. Die Rohrwand 16 geht einstückig in den Flansch 10 über, indem der zylindrische Abschnitt der Rohrwand 16 plastisch umgeformt und dabei nach außen, d.h. radial nach außen, verformt wird. Die Verformung erfolgt dabei derart, dass der entsprechende Rohr- abschnitt zu einer doppelwandigen Lage zusammengefaltet wird. Die obere Lage 18 und die untere Lage 20, die sich zum Flansch 10 ergänzen, können dabei vollflächig oder teilweise aneinander anliegen.

Befestigungsöffnungen 22 dienen der Durchführung von Befestigungsmitteln wie z.B. Schrauben. Diese öffnungen 22 sind jedoch nicht obligatorisch. Der Flansch 10 ist am radialen Umfangsrand abschnittsweise oder ringförmig geschlossen umlaufend abgewinkelt, um seine Stabilität zu erhöhen. Der abgewinkelte Abschnitt trägt das Bezugszeichen 24.

Zu betonen ist jedoch, dass diese Abwinklung nicht zwingend notwendig ist.

Figur 2 zeigt eine etwas modifizierte Ausführungsform des Rohres. Die Ab- schnitte des Rohres, die im Zusammenhang mit Figur 1 bereits eingeführt worden und funktionsgleich sind, behalten die bereits eingeführten Bezugszeichen.

- A -

Im Gegensatz zur Ausführungsform nach Figur 1 ist bei der Ausführungsform nach Figur 2 der Flansch 10 sehr nah am oberen Rohrende 12 positioniert, sodass das obere Rohrende 12 nur noch als kurzer Stutzen ausgeführt ist.

Der umlaufende Rand des Flansches 14 ist nur auf einigen Segmentab- schnitten axial abgewinkelt, um die Stabilität zu erhöhen. Zwischen diesen Abschnitten ist der Flansch 10 nicht abgewinkelt und bietet damit mehr radialen Platz für die Unterbringung der Befestigungsmittel 26.

Die Herstellung des Rohres erfolgt gemäß dem nachfolgenden Verfahren.

Zuerst wird das Rohr 8 in einem Werkzeug positioniert, das einen unteren Stempel 30 und einen oberen Stempel 32, d.h. Stempel und Gegenstempel, besitzt. Die Stempel 30, 32 sind in der vorliegenden Ausführungsform mit vorzugsweise geringem Spiel gegenüber dem Rohr 8 ausgeführt. Das Rohr 8 wird auf den unteren Stempel 30 gesteckt, anschließend wird ein elastisches Element 34 in das Innere des Rohres 8 eingeführt, bis es an dem unteren Stempel 30 anliegt. Das elastische Element 34 ist beispielsweise ein hochelastisches Elastomer.

Es ist möglich, das elastische Element 34 mit geringem Spiel oder mit einer leichten Presspassung im Inneren des Rohres 8 zu positionieren.

Anschließend wird der obere Stempel 32 eingeführt.

Alternativ hierzu kann das elastische Element 34 am oberen oder unteren Stempel 32 bzw. 30 stirnseitig befestigt sein.

Zusätzlich kann oder sollte noch eine axiale Fixierung in Form von Absätzen oder Klemmeinrichtungen vorhanden sein, um das Rohr 8 axial im Werkzeug an einem Rohrende zu positionieren.

Anschließend wird, wie in Figur 3 zu sehen ist, zumindest einer der Stempel 30, 32 in Richtung zum anderen Stempel verfahren, sodass das elastische Element 34 aufgrund der aufgebrachten Kraft nach außen ringförmig ausbaucht und das Rohr 8 plastisch aufweitet (siehe Fig. 4). Der aufgeweitete Bereich trägt das Bezugszeichen 40.

Da das elastische Element 34 nur elastisch verformt wird, federt es zurück, sobald der Druck auf es reduziert wird. Die Stempel 30, 32 sowie das elastische

Element 34 können anschließend optional wieder aus dem Rohr 8 entfernt werden, bevor dieses Rohr 8 wie in Figur 5 gezeigt, im aufgeweiteten Bereich 40 weiter verformt wird. Hierzu sind ringförmige Andrückelemente in einer Presse vorgese-

hen, die die Bezugszeichen 42, 44 tragen. Die Rohrwand wird im aufgeweiteten Bereich 40 flach zusammengepresst, sodass sich die beiden Lagen 18, 20 ergeben. Die Abflachung gemäß Figur 5 kann im selben Werkzeug wie die Aufweitung gemäß Figur 4 durchgeführt werden. Dies ist aber nur eine der möglichen Varian- ten. Die Abwinklung des Umfangsrandes des Flansches 10 kann noch im Werkzeug nach Figur 5 erfolgen, denn hier ist der Flansch außerhalb des Randes noch lagefixiert, oder in einem separaten Werkzeug.