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DE10043824C2 - Method of connecting thin-walled pipes and connecting thin-walled pipes - Google Patents

Method of connecting thin-walled pipes and connecting thin-walled pipes

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DE10043824C2
DE10043824C2 DE2000143824 DE10043824A DE10043824C2 DE 10043824 C2 DE10043824 C2 DE 10043824C2 DE 2000143824 DE2000143824 DE 2000143824 DE 10043824 A DE10043824 A DE 10043824A DE 10043824 C2 DE10043824 C2 DE 10043824C2
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pipe
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Benteler Deutschland GmbH
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Description

Zur Schweißverbindung dünnwandiger Rohre, ins­ besondere Stahlrohre hochwertiger Qualität, beispielsweise mit Wanddicken von 0,1 mm bis 0,5 mm, muss sowohl bei einer Stoß- als auch bei einer Überlappungsverbindung eine sehr genaue und kostenintensive Schweißnahtvorbereitung bezüglich der Toleranzen erfolgen. Der Aufwand ist damit hoch.For welding thin-walled pipes, ins special steel pipes of high quality, for example with wall thicknesses of 0.1 mm to 0.5 mm, must be used for both a butt joint as well as an overlap connection very precise and cost-intensive weld preparation regarding the tolerances. The effort is there high.

Die DE 504 538 A offenbart einen Stand der Tech­ nik, bei welchem zur sicheren Schweißverbindung von Roh­ ren gleichen Durchmessers eine Schweißnaht so breit wie möglich gemacht werden soll. Sie soll mindestens die glei­ che Stärke besitzen wie die Wandung der zu verbindenden Rohre, da die Rohrwandstärke mit Rücksicht auf die auftre­ tenden Beanspruchungen gewählt ist. Zu diesem Zweck wird eine Schweißfuge mit einem großen Winkel gebildet, und zwar dadurch, dass die zu verschweißenden Enden der beiden Rohre gleichsinnig aufgebogen werden.DE 504 538 A discloses a state of the art nik, for which a secure weld connection of raw the same diameter a weld seam as wide as should be made possible. It should at least be the same have the same strength as the wall of the joint Pipes, because the pipe wall thickness takes into account the tend stresses is selected. To this end a weld joint with a large angle is formed, This is because the ends of the both pipes are bent in the same direction.

Der Erfindung liegt ausgehend vom Stand der Technik die Aufgabe zugrunde, sowohl ein Verfahren zur Verbindung dünnwandiger Rohre als auch eine Verbindung dünnwandiger Rohre zu schaffen, welche eine einfache Fer­ tigung ohne aufwendige Schweißnahtvorbereitung erlau­ ben.The invention is based on the prior art Technology based the task of both a method for Connection of thin-walled pipes as well as a connection to create thin-walled pipes, which is a simple Fer allowed without complex weld preparation ben.

Was den verfahrenstechnischen Teil dieser Auf­ gabe anlangt, so besteht die Lösung in den Merkmalen des Patentanspruchs 1.As for the procedural part of this As far as information is concerned, the solution lies in the characteristics of the Claim 1.

Bei diesem Verfahren wird am Ende eines 1. Rohrs im Abstand von dessen Stirnseite durch Wellung oder Fal­ tung eine durchgehende Umfangsrippe erzeugt. Neben die­ ser Umfangsrippe weist das 1. Rohr mindestens einen zylin­ drischen Rohrabschnitt auf.With this procedure, at the end of a 1st pipe at a distance from its end face by corrugation or fold tion generated a continuous circumferential rib. In addition to the Water circumferential rib, the 1st tube has at least one cylin drische pipe section.

Parallel zur Erzeugung der Umfangsrippe oder zeitlich vor bzw. zeitlich nach der Herstellung der Umfangs­ rippe wird an einem 2. Rohr durch Abkanten ein radialer Flansch gebildet. Neben dem Flansch befindet sich ein zy­ lindrischer Rohrabschnitt am 2. Rohr.Parallel to the generation of the peripheral rib or before or after the production of the scope The rib becomes a radial on a second pipe by folding Flange formed. Next to the flange is a zy Lindrisch pipe section on the 2nd pipe.

Anschließend wird das 2. Rohr über den zylindri­ schen Rohrabschnitt des 1. Rohrs geschoben, bis der Flansch die Umfangsrippe kontaktiert. Der innen liegende zylindrische Rohrabschnitt des 1. Rohrs übernimmt hierbei eine Zentrierfunktion.Then the 2nd pipe over the cylindri tube section of the 1st tube pushed until the Flange contacts the peripheral rib. The one inside cylindrical tube section of the 1st tube takes over here a centering function.

Liegt der Flansch an der Umfangsrippe, werden durch ein geeignetes Aufschmelzverfahren die radialen Um­ fangsbereiche der Umfangsrippe und des Flansches mitein­ ander verschweißt.If the flange lies on the circumferential rib, be by a suitable melting process the radial order capture areas of the circumferential rib and the flange other welded.

Soll auch an der anderen Seite der Umfangsrippe ein weiteres 3. Rohr mit einem radial abstehenden Flansch angesetzt werden, so ist es erforderlich, sowohl neben dem Flansch des 3. Rohrs einen zylindrischen Rohrabschnitt als auch neben der Umfangsrippe einen weiteren zylindrischen Rohrabschnitt vorzusehen. Die Verbindung des dann 3. Rohrs mit dem 1. Rohr erfolgt in derselben Weise wie die Verbindung des 1. Rohrs mit dem 2. Rohr, und zwar durch Aufschmelzschweißen der radial außen liegenden Umfangs­ bereiche des Flansches des 3. Rohrs und der Umfangsrippe. Die Rohrabschnitte an dem 2. und 3. Rohr können je nach Ausbildung der doppellagigen Umfangsrippe denselben Durchmesser oder unterschiedliche Durchmesser aufwei­ sen.Should also be on the other side of the circumferential rib another 3rd tube with a radially protruding flange be applied, so it is necessary both next to the Flange of the 3rd pipe as a cylindrical pipe section another cylindrical one in addition to the circumferential rib To provide pipe section. The connection of the then 3rd Tube with the 1st tube is done in the same way as that Connection of the 1st pipe with the 2nd pipe, namely by Fusion welding of the radially outer circumference areas of the flange of the 3rd tube and the peripheral rib. The pipe sections on the 2nd and 3rd pipe can vary depending on Formation of the double-layered circumferential rib the same Diameter or different diameters sen.

Die Rohre bestehen vorzugsweise aus einem Stahl höherwertiger Qualität, wie z. B. V2A-Stahl.The tubes are preferably made of steel higher quality, such as B. V2A steel.

Die Lösung des gegenständlichen Teils der der Er­ findung zugrundeliegenden Aufgabe besteht in den Merk­ malen des Patentanspruchs 2. Danach ist am Ende eines 1. Rohrs im Abstand von seiner Stirnseite durch Wellung oder Faltung eine durchgehende Umfangsrippe gebildet. An min­ destens einer Seite der Umfangsrippe ist ferner am 1. Rohr ein zylindrischer Rohrabschnitt vorgesehen. Dieser zylindri­ sche Rohrabschnitt nimmt eine zentrierende Funktion für ei­ nen zylindrischen Rohrabschnitt an einem 2. Rohr wahr. An diesem 2. Rohr ist durch Abkanten ein radial abstehender Flansch erzeugt, der bei zugesammengefügtem 1. und 2. Rohr an der Umfangsrippe anliegt. Die radialen Außensei­ ten der Umfangsrippe und des Flansches befinden sich auf etwa demselben Durchmesser. Sie sind durch ein geeignetes Aufschmelzschweißverfahren verbunden.The solution of the objective part of the Er the underlying task is in the Merk paint the patent claim 2. Then at the end of a 1. Pipe at a distance from its end face by corrugation or Folding formed a continuous circumferential rib. At min at least one side of the circumferential rib is also on the 1st tube a cylindrical tube section is provided. This cylinder pipe section has a centering function for egg a cylindrical pipe section on a second pipe. On This 2nd tube is a radially protruding one by folding Flange generated that when the 1st and 2nd Tube abuts the peripheral rib. The radial outside sei th of the circumferential rib and the flange are on about the same diameter. You are by a suitable Fusion welding process connected.

Soll das 1. Rohr zusätzlich noch mit einem 3. Rohr verbunden werden, so ist es erforderlich, neben der Um­ fangsrippe einen weiteren zylindrischen Längenabschnitt vorzusehen. Dieser kann denselben Durchmesser aufweisen wie der Durchmesser des zylindrischen Rohrabschnitts auf der anderen Seite der Umfangsrippe. Die Durchmesser kön­ nen aber auch voneinander abweichen.If the 1st pipe is also to be fitted with a 3rd pipe be connected, so it is necessary in addition to the order rib another cylindrical length provided. This can have the same diameter like the diameter of the cylindrical pipe section the other side of the circumferential rib. The diameters can but also differ from each other.

Auf diesen zusätzlichen zylindrischen Rohrab­ schnitt des 1. Rohrs wird dann ein zylindrischer Rohrab­ schnitt des ebenfalls mit einem radial abstehenden Flansch versehenen 3. Rohrs geschoben, und zwar so weit, bis dass der Flansch des 3. Rohrs an der Umfangsrippe des 1. Rohrs anliegt. Die radial gerichteten Umfangsbereiche des Flan­ sches des 3. Rohrs und der Umfangsrippe des 1. Rohrs wer­ den dann ebenfalls durch ein geeignetes Aufschmelz­ schweißverfahren miteinander verbunden.On this additional cylindrical pipe The first tube is then cut into a cylindrical tube cut the also with a radially protruding flange provided 3rd tube, so far that the flange of the 3rd tube on the circumferential rib of the 1st tube is applied. The radially directed peripheral areas of the flan of the 3rd tube and the circumferential rib of the 1st tube who then also by a suitable reflow welding process linked together.

Sowohl das Verfahren zur Verbindung dünnwandi­ ger Rohre als auch die Verbindung gestatten es, die Wand­ dicken aller zur Verbindung gehörigen Rohre unterschied­ lich auszubilden. Außerdem ist es ein wesentlicher Vorteil der Erfindung, dass für das Fügen der Umfangsrippe mit mindestens einem Flansch kein zusätzlicher Schweißwerk­ stoff benötigt wird.Both the method of connecting thin walled The pipes as well as the connection allow the wall thickness of all pipes belonging to the connection training. It is also a major advantage the invention that for joining the peripheral rib with at least one flange no additional welding unit fabric is needed.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläu­ tert.The invention is based on one in the Drawing shown embodiment explained in more detail tert.

Mit 1 ist in der Figur ein 1. Rohr bezeichnet, in dem beispielsweise Abgas von einem Motor strömt. Dieses 1. Rohr 1 soll schweißtechnisch mit einem das Abgas weiter führenden 2. Rohr 2 verbunden werden. Die Rohre 1, 2 ha­ ben eine Wanddicke D zwischen 0,1 mm und 0,5 mm. Sie bestehen aus V2A-Stahl. 1 in the figure denotes a 1st pipe in which, for example, exhaust gas flows from an engine. This 1st Pipe 1 is to be connected in terms of welding technology to a second pipe 2 , which carries the exhaust gas further. The tubes 1 , 2 have a wall thickness D between 0.1 mm and 0.5 mm. They are made of V2A steel.

Zu diesem Zweck ist an dem 1. Rohr 1 im Abstand von dessen Stirnseite 3 eine durch Wellung oder Faltung ge­ bildete durchgehende Umfangsrippe 4 ausgebildet. Neben der Umfangsrippe 4 sind am 1. Rohr 1 zylindrische Rohrab­ schnitte 5, 6 ausgeformt.For this purpose, a continuous circumferential rib 4 formed by corrugation or folding is formed on the first tube 1 at a distance from the end face 3 thereof. In addition to the circumferential rib 4 , cylindrical tube sections 5 , 6 are formed on the first tube 1 .

Der zwischen der Umfangsrippe 4 und der Stirn­ seite 3 des 1. Rohrs 1 liegende zylindrische Rohrabschnitt 5 dient der Zentrierung eines zylindrischen Rohrabschnitts 7 am 2. Rohr 2, das mit einem durch Abkanten erzeugten ra­ dial gerichteten Flansch 8 an der Umfangsrippe 4 anliegt.The lying between the circumferential rib 4 and the end face 3 of the 1st tube 1 cylindrical tube section 5 serves to center a cylindrical tube section 7 on the 2nd tube 2 , which rests with a ra dial directed flange 8 on the circumferential rib 4 .

Die Verbindung des 1. Rohrs 1 mit dem 2. Rohr 2 erfolgt dadurch, dass die radial außen liegenden Umfangs­ bereiche 9, 10 der Umfangsrippe 4 und des Flansches 8 durch Aufbringen von Wärme gemäß dem Pfeil PF aufge­ schmolzen und damit verschweißt werden. Ein Zusatz­ schweißstoff ist nicht erforderlich.The connection of the 1st tube 1 with the 2nd tube 2 is achieved in that the radially outer circumferential areas 9 , 10 of the circumferential rib 4 and the flange 8 are melted by the application of heat according to the arrow PF and are therefore welded. An additional welding substance is not necessary.

Auf der anderen Seite der Umfangsrippe 4 ist ein 3. Rohr 11 vorgesehen, welches beispielsweise mit einem nicht näher dargestellten Befestigungsflansch versehen ist, über den die Rohre 1 und 2 an einem ebenfalls nicht näher darge­ stellten Widerlager fixiert werden können. Auch dieses aus V2A-Stahl bestehende 3. Rohr 11 weist einen im Durchmes­ ser eingezogenen zylindrischen Rohrabschnitt 12 auf, der dann auf den zylindrischen Rohrabschnitt 6 des 1. Rohrs 1 geschoben ist. Das 3. Rohr 11 liegt ebenfalls mit einem ra­ dial gerichteten Flansch 13, der durch Abkanten des 3. Rohrs 11 hergestellt ist, an der Umfangsrippe 4 an. Seine Wanddicke D liegt zwischen 0,1 mm und 0,5 mm.On the other side of the circumferential rib 4 , a third tube 11 is provided, which is provided, for example, with a fastening flange, not shown, via which the tubes 1 and 2 can be fixed to an abutment, also not shown in detail. This also made of V2A steel 3rd tube 11 has a water-retracted cylindrical tube section 12 , which is then pushed onto the cylindrical tube section 6 of the first tube 1 . The 3rd tube 11 is also with a ra dial directed flange 13 , which is made by folding the 3rd tube 11 , on the peripheral rib 4 . Its wall thickness D is between 0.1 mm and 0.5 mm.

Die Verbindung des 3. Rohrs 11 mit dem 1. Rohr 1 erfolgt ebenfalls durch Aufbringen von Wärme in Richtung des Pfeils PF1, wodurch die Umfangsbereiche 14 und 9 des Flansches 13 des 3. Rohrs 11 und der Umfangsrippe 4 auf­ geschmolzen und das 3. Rohr 11 mit dem 1. Rohr 1 sowie dem 2. Rohr 2 verschweißt werden.The connection of the 3rd tube 11 with the 1st tube 1 is also carried out by applying heat in the direction of the arrow PF1, whereby the peripheral regions 14 and 9 of the flange 13 of the 3rd tube 11 and the peripheral rib 4 melted and the 3rd tube 11 are welded to the 1st tube 1 and the 2nd tube 2 .

BezugszeichenaufstellungREFERENCE NUMBERS

11

11

. Rohr
, pipe

22

22

. Rohr
, pipe

33

Stirnseite v. Front of v.

11

44

Umfangsrippe an Circumferential rib

11

55

zylindrischer Rohrabschnitt an cylindrical pipe section

11

66

zylindrischer Rohrabschnitt an cylindrical pipe section

11

77

zylindrischer Rohrabschnitt an cylindrical pipe section

22

88th

Flansch v. Flange v.

22

99

Umfangsbereich v. Circumferential area v.

44

1010

Umfangsbereich v. Circumferential area v.

88th

1111

33

. Rohr
, pipe

1212

zylindrischer Rohrabschnitt v. cylindrical pipe section v.

1111

1313

Flansch v. Flange v.

1111

1414

Umfangsbereich v. Circumferential area v.

1313

A Abstand
D Wanddicke v. A distance
D wall thickness v.

11

, .

22

, .

1111

PF Pfeil
PF1 Pfeil
PF arrow
PF1 arrow

Claims (2)

1. Verfahren zur Verbindung von Rohren (1, 2, 11) mit Wanddicken (D) unterhalb 1 mm, bei welchem am Ende eines 1. Rohrs (1) im Abstand (A) von dessen Stirnseite (3) durch Wellung eine radial gerichtete, um­ fangsseitig durchgehende, doppellagige Umfangsrippe (4) sowie benachbart zur Umfangsrippe (4) mindestens ein zylindrischer Rohrabschnitt (5, 6) und endseitig ei­ nes 2. Rohrs (2, 11) durch Abkanten ein radial verlau­ fender Flansch (8, 13) sowie neben dem Flansch (8, 13) ein zylindrischer Rohrabschnitt (7, 12) gebildet wer­ den, worauf der zylindrische Rohrabschnitt (7, 12) des 2. Rohrs (2, 11) auf den zylindrischen Rohrabschnitt (5, 6) des 1. Rohrs (1) bis zum Anschlag des Flansches (8, 13) an die Umfangsrippe (4) geschoben und die radial außen liegenden Umfangsbereiche (9, 10, 14) des Flan­ sches (8, 13) und der Umfangsrippe (4) durch Auf­ schmelzschweißen miteinander verbunden werden.1. A method for connecting pipes ( 1 , 2 , 11 ) with wall thicknesses (D) below 1 mm, in which at the end of a 1st pipe ( 1 ) at a distance (A) from its end face ( 3 ) by a corrugation a radially directed , around the continuous, double-layered circumferential rib ( 4 ) and adjacent to the circumferential rib ( 4 ) at least one cylindrical tube section ( 5 , 6 ) and at the end of a second tube ( 2 , 11 ) by bending a radially extending flange ( 8 , 13 ) and in addition to the flange ( 8 , 13 ) a cylindrical pipe section ( 7 , 12 ) is formed, whereupon the cylindrical pipe section ( 7 , 12 ) of the second pipe ( 2 , 11 ) on the cylindrical pipe section ( 5 , 6 ) of the 1st Pipe ( 1 ) pushed up to the stop of the flange ( 8 , 13 ) on the peripheral rib ( 4 ) and the radially outer peripheral regions ( 9 , 10 , 14 ) of the flange ( 8 , 13 ) and the peripheral rib ( 4 ) through Joined together on fusion welding. 2. Verbindung von Rohren (1, 2, 11) mit einer unter 1 mm liegenden Wanddicke (D), die am Ende eines 1. Rohrs (1) im Abstand (A) von seiner Stirnseite (3) eine durch Wellung gebildete, radial gerichtete, umfangssei­ tig durchgehende, doppellagige Umfangsrippe (4) so­ wie benachbart zur Umfangsrippe (4) mindestens einen zylindrischen Rohrabschnitt (5, 6) aufweist, auf den ein zylindrischer Rohrabschnitt (7, 12) eines 2. Rohrs (2, 11) geschoben ist und ein durch Abkanten eines Endes dieses Rohrabschnitts (7, 12) gebildeter, radial verlau­ fender Flansch (8, 13) am 2. Rohr (2, 11) die Umfangs­ rippe (4) kontaktiert, wobei die radial außen liegenden Umfangsbereiche (9, 10, 14) der Umfangsrippe (4) und des Flansches (8, 13) durch Aufschmelzschweißen mit­ einander verbunden sind.2. Connection of pipes ( 1 , 2 , 11 ) with a wall thickness (D) below 1 mm, which at the end of a 1st pipe ( 1 ) at a distance (A) from its end face ( 3 ) is formed by a corrugation, radially directed, circumferentially continuous, double-layered circumferential rib ( 4 ) as adjacent to the circumferential rib ( 4 ) has at least one cylindrical tube section ( 5 , 6 ) onto which a cylindrical tube section ( 7 , 12 ) of a second tube ( 2 , 11 ) is pushed and a radially extending flange ( 8 , 13 ) on the second tube ( 2 , 11 ) formed by folding one end of this tube section ( 7 , 12 ) contacts the peripheral rib ( 4 ), the radially outer peripheral regions ( 9 , 10 , 14 ) of the peripheral rib ( 4 ) and the flange ( 8 , 13 ) are connected to one another by fusion welding.
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