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DE19718178A1 - Einrichtung zum Verbinden eines Rohres mit einem Doppelrohr - Google Patents

Einrichtung zum Verbinden eines Rohres mit einem Doppelrohr

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DE19718178A1
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cylindrical
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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein eine Einrichtung zum Verbinden von Rohren und insbesondere eine in einem Auspuffkrümmer eines Kraftfahrzeugverbrennungsmotors verwendete Einrichtung zum Verbinden eines Rohres mit einem Doppelrohr. Dabei betrifft die vorliegende Erfindung insbesondere eine Einrichtung zum Verbinden eines zylindrisch vereinigten Endstücks des Doppelrohres mit einem zylindrischen Endstück des Rohres durch Schweißen.
In einem Auspuffsystem eines Kraftfahrzeugverbrennungsmotors ist ein Auspuffkrümmer vorgesehen, der die Abgase aus den Verbrennungskammern des Motors abführt. Einige der Auspuffkrümmer umfassen eine Mehrzahl von Rohren, deren eines Ende jeweils mit einem Auspuffrohr des Auspuffsystems verbunden ist, und eine entsprechende Anzahl von Doppelrohren, deren zylindrisch vereinigtes Endteil jeweils durch Schweißen mit dem anderen Ende eines der Rohre verbunden ist und deren zwei separate Enden jeweils mit den Auslaßschlitzen des Motors verbunden sind.
Einige der Einrichtungen zum Verbinden der vereinigten Enden eines Doppelrohres mit einem Rohr durch Schweißen sind in der offengelegten Patentanmeldung 57-47523 angegeben und in Fig. 4, 5, 6, und 7 der hier beigefügten Zeichnungen schematisch dargestellt.
Wie in Fig. 4 gezeigt, ist in einer herkömmlichen Verbindung ein zylindrisch vereinigtes Ende eines Doppelrohres 11 durch die Schweißnaht "W" mit einem Ende des Rohres 13 verbunden.
Fig. 5A, 5B und 5C zeigen das Verfahren zum Herstellen des Doppelrohres 11. Wie in Fig. 5A gezeigt, wird für die Herstellung ein gerades Rohr 15 verwendet, das einen an seiner zylindrischen Wand ausgebildeten flachen Teil 15A aufweist. Der Querschnitt des Rohres 15 ist bei diesem flachen Teil derart ausgebildet, daß er, wie gezeigt, einen geraden Teil 15b und einen bogenförmigen Teil 15c aufweist. Dann wird nur die halbzylindrische Wand 15c des Rohres 15 bis zu dem flachen Teil 15a durchgeschnitten, und das Rohr 15 wird, wie in Fig. 5C gezeigt, an dieser Stelle zu einem Doppelrohr gefaltet.
Die Verbindung zwischen dem Doppelrohr 11 und dem Rohr 13 in der Einrichtung von Fig. 4 ist jedoch schwach, wie es einer derartigen Verbindung eigen ist. Die zwei Teile 11 und 13 sind nämlich in einer sogenannten Ende-auf-Ende-Verbindung aneinander gelegt und die Schweißnaht "W" ist lediglich bei den aneinandergelegten Endstücken angebracht, was der Verbindung zwischen ihnen keine zufriedenstellende Festigkeit verleiht.
Um diese Schwachstelle zu beseitigen, hat man zu einer Lösung gegriffen, die in Fig. 6 gezeigt ist. Dabei wird das zylindrisch vereinigte Endstück 11a eines Doppelrohres 11 in ein Ende eines Rohres 17 eingesteckt und die Schweißnaht "W" wird an einer Stelle angebracht, an der ein Endstück des Rohres 17 an der zylindrischen Wand des vereinigten Endstücks 11a des Doppelrohres 11 anliegt.
Auch diese Verbindung weist jedoch eine Schwachstelle auf, die in Fig. 7 gezeigt ist. Bei einer derartigen Verbindung verbleiben bestimmte Lücken "S" zwischen dem eingesteckten vereinigten Endstück 11a des Doppelrohres 11 und dem Rohr 17, die sich jeweils axial entlang der aneinanderliegenden Wände der zwei zueinandergefalteten Teile des Rohres 11 erstrecken. Derartige Lücken "S" sind durch die Rillen gegeben, die unausweichlich gebildet werden, wenn das gerade Rohr 15 (siehe Fig. 5A, 5B und 5C) zu einem Doppelrohr gebogen wird. Derartige Lücken "S" bringen jedoch die Gefahr mit sich, daß Abgase durch sie hindurch in die Außenluft austreten. Obwohl ein derartiges Austreten dadurch minimiert werden kann, daß die Lücken "S" komplett durch die Schweißnaht "W" bedeckt werden, ist eine vollständige Unterbindung des Austretens nicht erreicht, da die Schweißnaht "W" nicht entlang der gesamten Länge "L" des vereinigten Endstücks 11a des in das Rohr 17 eingesteckten Doppelrohres 11 angebracht werden kann.
Es ist deshalb eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Einrichtung anzugeben, um ein zylindrisch vereinigtes Endstück eines Doppelrohres durch Schweißen mit einem zylindrischen Endstück eines Rohres zu verbinden, bei der die oben genannten Schwachstellen beseitigt sind.
Einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung entsprechend wird eine Einrichtung angegeben, welche enthält: ein Doppelrohr mit einem zylindrisch vereinigten Endstück, wobei das zylindrisch vereinigte Endstück an diametral gegenüberliegenden Teilen jeweils Rillen aufweist, die sich axial von einem kreisförmigen Ende des zylindrisch vereinigten Endstücks erstrecken; ein Rohr mit einem zylindrischen Endstück, das an diametral gegenüberliegenden Teilen jeweils Schlitze aufweist, die sich axial von einem kreisförmigen Ende des zylindrischen Endstücks erstrecken, wobei das zylindrisch vereinigte Endstück des Doppelrohres derart in das zylindrische Endstück des Rohres eingesteckt wird, daß die Rillen jeweils neben den Schlitzen liegen und zu diesen ausgerichtet sind, und wobei jeder Schlitz in axialer Richtung ein Ende aufweist, das dem kreisförmigen Ende des zylindrisch vereinigten Endstücks benachbart ist; wobei das kreisförmige Ende des Rohres vollständig an eine äußere Oberfläche des zylindrisch vereinigten Endstücks des Doppelrohres geschweißt ist, um diese luftdicht miteinander zu verbinden; und wobei jeweils die Ränder der Schlitze an die der entsprechenden Rillen derart geschweißt sind, daß diese luftdicht miteinander verbunden sind.
Einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung entsprechend, wird ein Auspuffkrümmer für einen Kraftfahrzeugverbrennungsmotor angegeben, welcher enthält: ein Doppelrohr aus nichtrostendem Stahl mit einem zylindrisch vereinigten Endstück und zwei separaten für den Anschluß an die Auslaßschlitze des Motors ausgebildeten Endstücken, wobei das zylindrisch vereinigte Endstück an diametral gegenüberliegenden Teilen jeweils Rillen aufweist, die sich jeweils axial von einem kreisförmigen Ende des zylindrisch vereinigten Endstücks erstrecken; ein Rohr aus nichtrostendem Stahl mit einem zylindrischen Endstück und einem anderen für den Anschluß an das Auspuffrohr ausgebildeten Endstück, das an diametral gegenüberliegenden Teilen jeweils Schlitze aufweist, die sich axial von einem kreisförmigen Ende des zylindrischen Endstücks erstrecken, wobei das zylindrisch vereinigte Endstück des Doppelrohres derart in das zylindrische Endstück des Rohres eingesteckt wird, daß die Rillen neben den entsprechenden Schlitzen liegen und zu diesen ausgerichtet sind, und wobei jeder Schlitz in axialer Richtung ein Ende aufweist, das dem kreisförmigen Ende des zylindrisch vereinigten Endstücks benachbart ist; wobei das kreisförmige Ende des Rohres vollständig an eine äußere Oberfläche des zylindrisch vereinigten Endstücks des Doppelrohres geschweißt, um diese luftdicht miteinander zu verbinden; und eine zweite Einrichtung, um-jeweils die Ränder der Schlitze an die der entsprechenden Rillen derart zu schweißen, daß diese luftdicht miteinander verbunden sind.
Einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung entsprechend, wird ein Verfahren zum Verbinden eines zylindrisch vereinigten Endstücks eines Doppelrohres mit einem zylindrischen Endstück eines Rohres angegeben, wobei das zylindrisch vereinigte Endstück an diametral gegenüberliegenden Teilen jeweils Rillen aufweist, die sich jeweils axial von einem kreisförmigen Ende des zylindrisch vereinigten Endstück erstrecken. Das Verfahren umfaßt die folgenden Schritte: (a) Ausbilden von Schlitzen an diametral gegenüberliegenden Teilen des zylindrischen Endstücks des Rohres, wobei die Schlitze sich jeweils axial von einem kreisförmigen Ende des zylindrischen Endstücks erstrecken; (b) Einstecken des zylindrisch vereinigten Endstücks des Doppelrohres in das zylindrische Endstück des Rohres, so daß die Rillen jeweils neben den entsprechenden Schlitzen liegen und zu diesen ausgerichtet sind, wobei das zylindrisch vereinigte Endstück des Doppelrohres so weit eingesteckt wird, daß jeweils ein axiales Ende der Schlitze des Rohres dem kreisförmigen Ende des zylindrisch vereinigten Endstücks benachbart plaziert wird; (c) vollständiges Schweißen des kreisförmigen Endes des Rohres an eine äußere Oberfläche des zylindrisch vereinigten Endstücks des Doppelrohres, so daß diese luftdicht miteinander verbunden sind; und (d) vollständiges Schweißen jeweils die Ränder der Schlitze an die der entsprechenden Rillen, so daß diese luftdicht miteinander verbunden sind.
Andere Aufgaben und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung deutlich, die auf die beigefügten Zeichnungen Bezug nimmt, in denen:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eine der vorliegenden Erfindung entsprechenden Einrichtung ist, die einen Zustand zeigt, in dem ein zylindrisch vereinigtes Endstück eines Doppelrohres fest in ein zylindrisches Endstück eines Rohres eingesteckt und an dieses geschweißt ist;
Fig. 2 eine perspektivische Ansicht mit voneinander getrennten und auseinander gezogenen Teilen der Einrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung entsprechenden ist;
Fig. 3 eine laterale Querschnittansicht einer der vorliegenden Erfindung entsprechenden modifizierten Verbindung ist, die bei einem anderen Doppelrohr angewendet ist;
Fig. 4 eine longitudinale Querschnittansicht einer herkömmlichen Verbindung ist;
Fig. 5A, 5B und 5C Ansichten sind, die Arbeitsschritte für die Herstellung eines Doppelrohres aus einem geraden Rohr zeigen;
Fig. 6 eine Fig. 4 ähnliche Ansicht ist, die jedoch eine andere herkömmliche Verbindung zeigt; und
Fig. 7 eine laterale Querschnittansicht der Verbindung von Fig. 6 ist.
Fig. 1 und 2 zeigen eine Einrichtung der vorliegenden Erfindung, um ein zylindrisch vereinigtes Endstück 21a eines Doppelrohres 21 durch Schweißen mit einem zylindrischen Endstück 23a eines Rohres 23 zu verbinden. Diese Rohre 21 und 23 sind aus einem hitzebeständigen Material wie nichtrostendem Stahl oder ähnlichem hergestellt.
Wie in Fig. 2 gezeigt, weist das zylindrisch vereinigte Endstück 21a des Doppelrohres 21 an diametral gegenüberliegenden Teilen jeweils eine Rille 21d auf, die sich entlang der aneinanderliegenden Kanten der zwei gefalteten Teile des Rohres 21 erstreckt. Wie gezeigt, enthält die Mundöffnung des zylindrisch vereinigten Endstücks 21a zwei halbkreisförmige Öffnungen, die jeweils durch ein bogenförmiges Wandteil 21b des Rohres 21 und ein gemeinsames flaches Wandteil 21c desselben begrenzt werden.
Wie in Fig. 2 gezeigt, weist das zylindrische Endstück 23a des Rohres 23 an diametral gegenüberliegenden Teilen jeweils einen Schlitz 23b auf (nur einer ist gezeigt), der sich axial von dem Ende des Rohres 23 erstreckt.
Wenn das zylindrisch vereinigte Endstück 21a des Doppelrohres 21 richtig in das zylindrische Endstück 23a des Rohres 23 eingesteckt ist, liegen die Schlitze 23b, wie aus Fig. 1 ersichtlich, jeweils neben den entsprechenden Rillen 21d des zylindrisch vereinigten Endstücks des Doppelrohres und sind zu diesem ausgerichtet. Wie gezeigt, sind in diesem Zustand die axialen Enden der Schlitze 23b den kreisförmigen Enden des zylindrisch vereinigten Endstücks 21a des Doppelrohres 21 benachbart plaziert.
Der vorliegenden Erfindung entsprechend ist eine Schweißnaht vollständig sowohl an einem ersten Bereich "W1" und an einem zweiten Bereich "W2" angebracht. Das soll heißen, daß im ersten Bereich "W1" jeweils die Ränder der Schlitze 23b vollständig an die der entsprechenden Rillen 21d geschweißt sind, so daß sie luftdicht miteinander verbunden sind, und daß im zweiten Bereich "W2" das kreisförmige Ende des Rohres 23 vollständig an die zylindrische äußere Wand des zylindrisch vereinigten Endstücks 21a geschweißt ist, so daß sie luftdicht miteinander verbunden sind. Das Anbringen einer Schweißnaht an dem ersten und zweiten Bereich "W1" und "W2" wird kontinuierlich durchgeführt, um diese durch die Schweißnaht zu verbinden.
Falls gewünscht, kann die Verbindung der vorliegenden Erfindung, wie in Fig. 3 gezeigt, an verschiedenen Doppelrohren 29 angewendet werden. Das Doppelrohr 29 umfaßt zwei Rohre 25 bis 27, deren auf einer Seite liegenden Enden vereinigt sind, um ein Endstück wie das oben genannte zylindrisch vereinigte Endstück 21a des Doppelrohres 21 zu bilden.
Im folgenden werden die Vorteile der Einrichtung der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Da die Verbindung des Doppelrohres 21 mit dem Rohr 23 in der oben genannten Weise vorgenommen wurde, ist sichergestellt, daß diese luftdicht miteinander verbunden sind. Da die Schlitze 23b in dem Rohr 23 vorgesehen sind, kann das Anbringen der Schweißnaht an den Rillen 21d des Doppelrohres 21 einfach vorgenommen werden, um die Rillen 21d luftdicht zu schließen.
Da zweitens der Teil, am dem die Schweißnaht "W1" praktisch angebracht ist, aufgrund der vorgesehenen Schlitze 23b in seiner Länge zunimmt, ist die Verbindung der zwei Rohre 21 und 23 sehr gut. Aus demselben Grund ist außerdem die mechanische Stärke der Verbindung höher.
Die Verbindung der vorliegenden Erfindung ist einfach herzustellen, indem man eine geringfügige Modifikation an der herkömmlichen Verbindung von Fig. 6 vornimmt. Das heißt, daß man das Rohr 23 nur bei Bedarf mit den Schlitzen 23b versieht.

Claims (6)

1. Einrichtung mit
einem Doppelrohr (21) mit einem zylindrisch vereinigten Endstück (21a), wobei das zylindrisch vereinigte Endstück (21a) an diametral gegenüberliegenden Teilen jeweils Rillen (21d) aufweist, die sich axial von einem kreisförmigen Ende des zylindrisch vereinigten Endstücks (21a) erstrecken;
mit einem Rohr (23) mit einem zylindrischen Endstück (23a), das an diametral gegenüberliegenden Teilen jeweils Schlitze (23b) aufweist, die sich axial von einem kreisförmigen Ende des zylindrischen Endstücks (23a) erstrecken, wobei das zylindrisch vereinigte Endstück (21a) des Doppelrohres (21) in das zylindrische Endstück (23a) des Rohres (23) so eingesteckt ist, daß die Rillen (21d) neben den Schlitzen liegen (23b) und zu diesen ausgerichtet sind, und wobei jeder Schlitz (23b) in axialer Richtung ein Ende aufweist, das dem kreisförmigen Ende des zylindrisch vereinigten Endstücks (21a) benachbart ist;
wobei das kreisförmige Ende des Rohres (23) vollständig an eine äußere Oberfläche des zylindrisch vereinigten Endstücks (21a) des Doppelrohres (21) geschweißt ist, um diese luftdicht miteinander zu verbinden;
und wobei jeweils die Ränder der Schlitze (23b) an die der entsprechenden Rillen (21d) derart geschweißt sind, daß die beiden Rohre (21, 23) luftdicht miteinander verbunden sind.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß das Doppelrohr (21) ein Metallrohr ist, das durch Falten eines geraden Rohres zu einem Doppelrohr hergestellt ist.
3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Doppelrohr (21) mit den folgenden Arbeitsschritten hergestellt ist:
  • a) Ausbilden eines flachen Bereichs (15a) an der zylindrischen Wand des geraden Rohres (15), um einen halbzylindrischen Teil (15c) an dem geraden Rohr (15) herzustellen;
  • b) Vorsehen eines Schnittes an dem halbzylindrischen Teil (15c), der den flachen Bereich (15a) jedoch ausspart; und
  • c) Falten des geraden Rohres (15) zu einem Doppelrohr an dem halbzylindrischen Teil (15c) durch Öffnen des Schnittes.
4. Einrichtung nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Doppelrohr (21) und das Rohr (23) jeweils aus einem nichtrostenden Stahl hergestellt sind.
5. Auspuffkrümmer für einen Kraftfahrzeugverbrennungsmotor mit:
einem Doppelrohr (21) aus nichtrostendem Stahl mit einem zylindrisch vereinigten Endstück (21a) und zwei separaten für den Anschluß an die Auslaßschlitze des Motors ausgebildeten Endstücken, wobei das zylindrisch vereinigte Endstück (21a) an diametral gegenüberliegenden Teilen jeweils Rillen (21d) aufweist, die sich jeweils axial von einem kreisförmigen Ende des zylindrisch vereinigten Endstücks (21a) erstrecken;
einem Rohr (23) aus nichtrostendem Stahl mit einem zylindrischen Endstück (23a) und einem anderen für den Anschluß an das Auspuffrohr ausgebildeten Endstück, das an diametral gegenüberliegenden Teilen jeweils Schlitze (23b) aufweist, die sich axial von einem kreisförmigen Ende des zylindrischen Endstücks (23a) erstrecken, wobei das zylindrisch vereinigte Endstück (21a) des Doppelrohres (21) derart in das zylindrische Endstück (23a) des Rohres (23) eingesteckt ist, daß die Rillen (21d) neben den entsprechenden Schlitzen (23b) liegen und zu diesen ausgerichtet sind, und wobei jeder Schlitz (23b) in axialer Richtung ein Ende aufweist, das dem kreisförmigen Ende des zylindrisch vereinigten Endstücks (21a) benachbart ist;
wobei das kreisförmige Ende des Rohres (23) vollständig an eine äußere Oberfläche des zylindrisch vereinigten Endstücks (21a) des Doppelrohres (21) geschweißt ist, um diese luftdicht miteinander zu verbinden;
und wobei jeweils die Ränder der Schlitze (23b) an die der entsprechenden Rillen (21d) derart geschweißt sind, daß sie luftdicht miteinander verbunden sind.
6. Verfahren zum Verbinden eines zylindrisch vereinigten Endstücks (21a) eines Doppelrohres (21) mit einem zylindrischen Endstück (23a) eines Rohres (23), wobei das zylindrisch vereinigte Endstück (21b) an diametral gegenüberliegenden Teilen jeweils Rillen (21d) aufweist, die sich jeweils axial von einem kreisförmigen Ende des zylindrisch vereinigten Endstücks (21a) erstrecken, und wobei das Verfahren die folgenden Schritte enthält:
  • a) Ausbilden von Schlitzen (23b) an diametral gegenüberliegenden Teilen des zylindrischen Endstücks (23a) des Rohres (23), wobei die Schlitze (23b) sich jeweils axial von einem kreisförmigen Ende des zylindrischen Endstücks (23a) erstrecken;
  • b) Einstecken des zylindrisch vereinigten Endstücks (21a) des Doppelrohres (21) in das zylindrische Endstück (23a) des Rohres (23), so daß die Rillen (21d) jeweils neben den entsprechenden Schlitzen (23b) liegen und zu diesen ausgerichtet sind, wobei das zylindrisch vereinigte Endstück (21a) des Doppelrohres (21) so weit eingesteckt wird, daß jeweils ein axiales Ende der Schlitze (23b) des Rohres (23) dem kreisförmigen Ende des zylindrisch vereinigten Endstücks (21a) benachbart plaziert wird;
  • c) vollständiges Schweißen des kreisförmigen Endes des Rohres (23) an eine äußere Oberfläche des zylindrisch vereinigten Endstücks (21a) des Doppelrohres (21), so daß diese luftdicht miteinander verbunden sind; und
  • d) vollständiges Schweißen jeweils der Ränder der Schlitze (23b) an die der entsprechenden Rillen (21d), so daß die Rohre (21, 23) luftdicht miteinander verbunden sind.
DE19718178A 1996-04-30 1997-04-29 Rohrverbindungseinrichtung mit einem Doppelrohr und Verfahren zur Herstellung einer Rohrverbindungseinrichtung mit einem Doppelrohr sowie Auspuffkrümmer mit Doppelrohr für einen Verbrennungsmotor Expired - Fee Related DE19718178C2 (de)

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