DE60000548T2

DE60000548T2 - Wellrohr

Info

Publication number: DE60000548T2
Application number: DE60000548T
Authority: DE
Inventors: Hiroyuki Kihira; Shinji Kosaki; Susumu Suzuki
Original assignee: Sango Co Ltd
Current assignee: Sango Co Ltd
Priority date: 1999-03-04
Filing date: 2000-03-02
Publication date: 2003-04-03
Anticipated expiration: 2020-03-03
Also published as: EP1033482A1; ATE225902T1; EP1033482B1; US6216743B1; DE60000548D1

Description

Hintergrund der Erfindung

1. Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Wellrohr, und insbesondere auf ein Wellrohr zur Verwendung in einem Abgassystem eines Fahrzeugs.

2. Beschreibung des Stands der Technik

Im Allgemeinen ist ein flexibles Rohranschlussstück, wie es z. B. in EP 0 736 714 offenbart ist, in einem Fahrzeugabgassystem an einem Verbindungsabschnitt der Abgasleitung eingesetzt, so dass eine Vibration eines Motors oder ein relativer Abstand zwischen dem Motor und der Abgasleitung ausgeglichen wird. Wird einmal ein Biegemoment oder eine Scherspannung auf das flexible Rohranschlussstück aufgegeben, das als ein flexibles Rohr bezeichnet werden könnte, wird das darauf aufgebrachte Moment oder die Spannung an einem Endabschnitt des flexiblen Rohrs, d. h. dem Verbindungsabschnitt, maximal. Um die Beständigkeit des Rohrs zu verbessern, sind vordem verschiedene Gegenmaßnahmen vorgeschlagen worden. In der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 8-28260 ist z. B. ein flexibles Rohr offenbart, das aus einem Metallrohr 21 gebildet ist, das einen Wellabschnitt 23 mit abwechselnd einem Bergabschnitt 25 und einem Talabschnitt 27 ausgebildet hat, worin jeweils ein kreisförmiger Bogenabschnitt 29 auf der Oberseite des Bergabschnitts 25 und dem Boden des Teilabschnitts 27 ausgebildet ist. Entsprechend der Veröffentlichung wird vorgeschlagen, dass die Höhen des vierten Berges M4 und der nachfolgenden Berge gleichgemacht werden, wobei die Höhen des dritten Bergs M3, des zweiten Bergs M2 und des ersten Bergs M1 allmählich zu dem Ende des Wellabschnitts 23 verringert werden, und dass der Radius der Krümmung des kreisförmigen Bogenabschnitts 29, die an einem ansteigenden Abschnitt 31 des ersten Berges M1 ausgebildet ist, mehr als zweimal größer als der Radius der Krümmung des kreisförmigen Bogenabschnitts 29 gemacht worden ist, die an jeder Oberseite des vierten Berges M4 und der nachfolgenden Berge ausgebildet ist.
In der japanischen Gebrauchsmusteroffenlegungsschrift Nr. 1-166886 wird in Bezug auf ein Rohrverbindungsgerät zum Verbinden eines Rohres mit dem anderen Rohr durch ein Wellrohr und Schützen der Außenseite des Wellrohrs durch einen äußeren Schutzzylinder vorgeschlagen, dass ein großer Durchmesserabschnitt des äußersten Endes des Wellrohres größer gemacht ist als andere große Durchmesserabschnitte.
In der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 61-235025 ist ein Verfahren zum Herstellen einer Ω-förmigen Welle offenbart, die einen ersten Prozess zum Ausbilden einer Rohrluppe, um einen U-förmigen Bergabschnitt und einen geraden Vorabschnitt vorzusehen, der senkrecht zu dem Boden des Bergabschnitts kreuzt, mit einem zwischen ihnen ausgebildeten vorgegebenen Raum, einen zweiten Prozess zum Komprimieren der Rohrluppe mit einem auf die Rohrluppe aufgegebenen Innendruck, die durch den ersten Prozess gebildet wurde, in ihre axiale Richtung auf eine vorgegebene Länge, und einen dritten Prozess beinhaltet, zum Aufgeben eines hohen Drucks in die Rohrluppe für einen vorgegebenen Zeitraum, wobei die Rohrluppe komprimiert wird.
Entsprechend der flexiblen Rohrverbindungsstücke, die in der Abgasleitung des Fahrzeugs angeordnet sind, die das wie in den vorstehend aufgelisteten Offenlegungsschriften offenbarte flexible Rohr beinhaltet, sind nach außen gebogene Abschnitte eines Metallrohrs (als Bergabschnitt in der Offenlegungsschrift Nr. 8-28260 bezeichnet), die zur Außenseite des Metallrohrs gebogen sind, und nach innen gebogene Abschnitte (als Talabschnitte in dieser Offenlegungsschrift bezeichnet), die zur Innenseite des Metallrohrs gebogen sind, ausgebildet, um jeweils einen im allgemeinen Ω-förmigen Querschnitt vorzusehen, um eine Elastizität zu verbessern.
In der Offenlegungsschrift Nr. 8-28260 wird darauf gezielt, eine Konzentration der Spannung an dem Endabschnitt durch Vergrößern des Bogenradius des kreisförmigen Bogenabschnitts zu verringern, der an dem ansteigenden Abschnitt des ersten Bergs ausgebildet ist. Folglich kann ein Schaden an dem ansteigenden Abschnitt vermieden werden, aber ein möglicher Schaden könnte an einem Abschnitt nahe der Oberseite des ersten Berges auftreten. Dies ist so, da der Bergabschnitt des ersten Berges auf dem Metallrohr durch einen gewöhnlichen Wölbprozess ausgebildet ist, so dass die Dicke des gewölbten ersten Berges im Vergleich zu der des Metallrohrs, bevor es gewölbt wird, verringert wird, und auch weil ein Wendepunkt an einem Verbindungsabschnitt zwischen dem ersten Berg und dem Ende des ansteigenden Abschnitts, der dem ersten Berg folgt, ausgeführt ist, so dass ein Abschnitt an dem Punkt geschwächt wird. Des Weiteren wird, wenn eine Biegeverformung auf das flexible Rohr aufgebracht wird, die Spannung an dem Abschnitt nahe der Oberseite des ersten Berges konzentriert. Daher bricht das Rohr wahrscheinlich an dem Wendepunkt.

Zusammenfassung der Erfindung

Entsprechend ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein aus Metall gebildetes Wellrohr vorzusehen, das einen zylindrischen Punktabschnitt und daran angrenzend eine Mehrzahl von Wellen mit nach außen gekrümmten Abschnitten und nach innen gekrümmten Abschnitten hat, die alternierend entlang der Längsachse des Rohrs ausgebildet sind, wobei ein Endabschnitt der Wellen in einer Form ausgebildet ist, die angemessenen wiederholenden Lasten widerstehen kann, so dass eine ausreichende Haltbarkeit vorgesehen ist.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zum Verformen des Wellrohrs vorzusehen.
Bei Erfüllung der vorstehenden und weiterer Aufgaben hat ein aus Metall geformte Wellrohr einen zylindrischen Bundabschnitt und daran angrenzend eine Mehrzahl von Wellen mit nach außen gekrümmten Abschnitten und nach innen gekrümmten Abschnitten, die alternierend entlang der Längsachse des Rohrs ausgebildet sind. Das Wellrohr hat des Weiteren einen ausgebauchten Endabschnitt, der sich von einem ersten nach außen gekrümmten Abschnitt der nach außen gekrümmten Abschnitte zu dem Bundabschnitt erstreckt. Der ausgebauchte Endabschnitt ist zur Außenseite des Rohrs hin mit den von dem ersten nach außen gekrümmten Abschnitt zu dem Bundabschnitt fortschreitend abnehmenden äußeren Durchmesser des gekrümmten Endabschnitts ausgebaucht. Und es ist ein Verbindungsabschnitt zum Verbinden des ausgebauchten Endabschnitts mit dem Bundabschnitt ausgebildet, wobei er zur Innenseite des Rohrs hin gekrümmt ist.
Vorzugsweise ist der Radius der Krümmung des Verbindungsendabschnittes kleiner als der Radius der Krümmung des ersten nach außen gekrümmten Endabschnitts.
Die nach außen gekrümmten Abschnitte, nach innen gekrümmten Abschnitte und der Verbindungsendabschnitt sind vorzugsweise so ausgebildet, dass jeweils ein im Wesentlichen kreisförmiger Querschnitt vorgesehen wird.
Die nach außen gekrümmten Abschnitte und die nach innen gekrümmten Abschnitte sind vorzugsweise so ausgebildet, dass jeweils ein im Wesentlichen Ω-förmiger Querschnitt vorgesehen wird.
Und es ist ein Verfahren zum Verformen eines geraden Metallrohrs vorgesehen, um ein Wellrohr herzustellen, das einen zylindrischen Bundabschnitt und daran angrenzend eine Mehrzahl von Wellen mit nach außen gekrümmten Abschnitten und nach innen gekrümmten Abschnitten hat, die alternierend entlang der Längsachse des Metallrohrs ausgebildet sind. Das Verfahren wird durch Verformen eines ausgebauchten Endabschnitts, der sich von einem ersten nach außen gekrümmten Abschnitt der nach außen gekrümmten Abschnitte zu dem Bundabschnitt hin erstreckt und zur Außenseite des Metallrohrs mit dem von dem ersten nach außen gekrümmten Abschnitt zu dem Bundabschnitt fortschreitend abnehmenden äußeren Durchmesser des ausgebauchten Endabschnitts ausgebaucht ist, und Verformen eines Verbindungsendabschnitts zum Verbinden des ausgebauchten Endabschnitts mit dem Bundabschnitt erreicht, um zur Innenseite des Metallrohrs hin gekrümmt zu werden.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Die vorstehend genannte Aufgabe und die nachstehende Beschreibung werden in Bezug auf die begleitenden Zeichnungen leicht offensichtlich, wobei gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente bezeichnen, in denen:
Fig. 1 eine vergrößerte Querschnittsansicht eines Teils eines Wellrohrs entsprechend einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist;
Fig. 2 eine Vorderansicht eines Wellrohres entsprechend einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist;
Fig. 3 eine Querschnittsansicht eines Wellrohrs zum Darstellen eines Formprozesses des Wellrohrs entsprechend einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist;
Fig. 4 eine Querschnittsansicht eines Wellrohrs zum Darstellen eines Kompressionsprozesses des Wellrohrs entsprechend einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist;
Fig. 5 eine Querschnittsansicht eines Wellrohrs zum Darstellen eines Rückholprozesses mit einer Rückfederung entsprechend einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist;
Fig. 6 eine Vorderansicht eines Wellrohrs entsprechend einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist, das wiederholt zum Testen des Rohrs gebogen wird;
Fig. 7 ein Diagramm ist, das ein Testergebnis eines Wellrohrs entsprechend einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt;
Fig. 8 eine vergrößerte Querschnittsansicht eines Teils eines herkömmlichen Wellrohres ist;
Fig. 9 eine Querschnittsansicht eines Teils eines herkömmlichen Wellrohres ist; und
Fig. 10 eine Vorderansicht eines Teils eines Fahrzeugabgassystems entsprechend einem. Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist, wobei dessen oberer Teil geschnitten ist.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele

Bezug nehmend auf Fig. 2 ist ein Wellrohr entsprechend einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dargestellt, wobei ein Teil dessen in Fig. 1 geschnitten und vergrößert ist. Entsprechend der vorliegenden Erfindung hat ein Wellrohr 1 einen Wellabschnitt, der in der Mitte eines Doppelmetallrohres MT ausgebildet ist, (nachstehend einfach als Metallrohr MT bezeichnet), und einen zylindrischen Bundabschnitt 10, der jeweils an entgegengesetzte Enden des Wellabschnittes ausgebildet ist. An dem Wellabschnitt ist eine Mehrzahl von nach außen gekrümmten Abschnitten (11 usw.) und nach innen gekrümmten Abschnitten (21 usw.) ausgebildet.
In dem Wellabschnitt, wie in dessen vergrößerten Querschnitt in Fig. 1 gezeigt, die eine Schnittansicht des Metallrohres MT ist, das entlang der Längsachse geschnitten ist, sind abwechselnd ein erster nach außen gekrümmter Abschnitt 11, ein zweiter nach außen gekrümmter Abschnitt. 12, ein dritter nach außen gekrümmter Abschnitt 13 und dergleichen, die zur Außenseite des Metallrohrs MT gekrümmt sind, um jeweils einen im wesentlichen Ω-förmigen Querschnitt vorzusehen, sowie ein erster nach innen gekrümmten Abschnitt 21, ein zweiter nach innen gekrümmter Abschnitt 22, ein dritter nach innen gekrümmter Abschnitt 23 und der gleichen, die jeweils zur Innenseite des Metallrohrs MT gekrümmt sind, um einen im wesentlichen Ω- förmigen Querschnitt vorzusehen, ausgebildet. Und es ist ein ausgebauchter Endabschnitt 31 ausgebildet, um sich von dem ersten nach außen gekrümmten Abschnitt 11, der angrenzend zu dem Bundabschnitt 10 ausgebildet ist, zu dem Bundabschnitt zu erstrecken, wobei der äußere Durchmesser des ausgebauchten Endabschnitts 31 schrittweise von dem ersten nach außen gekrümmten Abschnitt 11 zu dem Bundabschnitt 10 verringert wird und zur Außenseite des Metallrohrs MT ausgebaucht ist. Der ausgebauchte Endabschnitt 31 ist mit dem Bundabschnitt '10 durch einen Verbindungsendabschnitt 32 verbunden.
Der Verbindungsendabschnitt 32 ist zum Inneren des Metallrohrs MT gekrümmt ausgebildet. Entsprechend dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Radius der Krümmung R2 des Verbindungsendabschnitts 32 kleiner eingestellt, als der Radius der Krümmung R1 des ersten nach außen gekrümmten Abschnitts 11. Die nach außen gekrümmten Abschnitte (11 usw.), nach innen gekrümmte Abschnitte (21 usw.) und der Verbindungsendabschnitt 32 sind so ausgebildet, dass jeweils ein kreisförmiger Querschnitt oder ein annähernder kreisförmiger Querschnitt vorgesehen ist.
Fig. 3-5 stellen einen Herstellungsprozess des Wellrohrs entsprechend dem vorliegenden Ausführungsbeispiel dar. Am Beginn ist entsprechend einem Formprozess, wie in Fig. 3 gezeigt, ein gerades Doppelmetallrohr ST zwischen Werkzeugen D1 und D2 platziert, dessen äußere Gestalt durch zweipunkt-gestrichelte Linien in Fig. 3 gezeigt ist. Die Werkzeuge D1, D2 sind an dessen Innenseiten mit Aussparungen D1r bzw. D2r ausgebildet, wobei dessen offene Endabschnitte so ausgebildet sind, dass sie konische Oberflächen vorsehen, die jeweils in Kontakt mit dem ausgebauchten Endabschnitt 31, wie in Fig. 1 gezeigt, formbar sind. Das Werkzeug D1 ist mit einer Leitung PP versehen, durch das hydraulischer Druck (durch HP in Fig. 3 gekennzeichnet) in das gerade Rohr ST eingeführt wird. Das gerade Rohr ST ist fluiddicht zwischen den Werkzeugen D1, D2 mittels Dichtelementen SL, SL gehalten. Zwischen den Werkzeugen D1 und D2 sind eine Mehrzahl von Abstandhaltern (durch SP gekennzeichnet) angeordnet, so dass sie voneinander durch einen vorgegebenen Abstand entlang der Längsachse des geraden Rohres ST beabstandet sind und beweglich senkrecht zur Achse des geraden Rohres ST gelagert sind. Jeder Abstandhalter ist ausgeführt, um senkrecht zur Achse des geraden Rohres ST in einer Richtung bewegt zu werden, wie durch einen nicht ausgefüllten Pfeil in Fig. 3 dargestellt, entsprechend einer Bewegung des Werkzeugs D1, das sich zu dem Werkzeug D2 bewegt, oder einer Bewegung der Werkzeuge D1 und D2, die sich aufeinander zu bewegen.
Entsprechend dem hydraulischen Druck, der in das gerade Rohr ST durch die Leitung PP eingeführt wird, wird das Werkzeug D1 zu dem Werkzeug D2 hinbewegt oder die Werkzeuge D1 und D2 werden zueinander bewegt. Gleichzeitig wird entsprechend der Bewegung des Werkzeuges D1 zu dem Werkzeug D2 jeder Abstandhalter SP zu der Achse des geraden Rohres ST bewegt. Folglich wird verhindert, dass jeder Abschnitt des geraden Rohres St, der zwischen angrenzenden Abstandhaltern SP nach außen ausgebaucht wird, und jeder Abschnitt des geraden Rohres ST, der in Kontakt mit jedem Abstandhalter SP angeordnet ist, nach außen ausgebaucht wird, wodurch das gerade Rohr ST zu einem Wellrohr geformt wird. In diesem Prozess werden die Werkzeuge D1, D2, die, wie in Fig. 3 gezeigt, geformt sind, so eingesetzt, dass der axiale Endabschnitt des Wellrohrs 1 angemessen ausgebildet wird, ohne sein Knicken zu verursachen. Wie vorstehend beschrieben sind die Werkzeuge D1, D2 an deren Innenseiten mit Aussparungen D1r bzw. D2r ausgebildet, wobei deren offene Endabschnitte so ausgebildet sind, dass die konischen Oberflächen vorgesehen werden, wobei die axialen Endabschnitte des Wellrohrs 1 durch die konischen Oberflächen gepresst werden, dass die ausgebauchten Endabschnitte 31 ausgebildet werden, so dass das Material des geraden Rohres ST gleichmäßig geleitet wird, um das Wellrohr 1 bei einer guten Formgenauigkeit auszubilden, wobei die Verringerung der Dicke jedes Abschnitts minimiert ist.
Als nächstes werden die Abstandhalter SP entfernt, wobei in einem Pressverfahren, wie in Fig. 4 gezeigt, das Werkzeug D1 zu dem Werkzeug D2 hinbewegt wird oder die Werkzeuge D1 und D2 aufeinander zu bewegt werden, ohne dass hydraulischer Druck in das gerade Rohr ST aufgegeben wird, bis angrenzende Seitenflächen der gekrümmten Abschnitte, die einander gegenüberliegen, sich einander Berühren. In diesem Fall wird der ausgebauchte Endabschnitt 31 mit einer konischen Oberfläche an jedem axialen Endabschnitt des Wellrohrs 1 ausgebildet, um eine hohe Steifigkeit vorzusehen, so dass keine unerwartete Verformung bewirkt werden wird, wodurch eine saubere Formgenauigkeit des Wellrohres 1 als Ganzes erreicht wird. Des Weiteren wird, dadurch, dass der Radius der Krümmung R2 des Verbindungsendabschnitts 32 so klein als möglich ausgebildet wird und der ausgebauchte Endabschnitt 31 so lang als möglich ausgebildet wird, die Formgenauigkeit mehr verbessert werden.
Dann wird, wenn die Werkzeuge D1, D2, wobei das Wellrohr 1 durch sogenanntes Zurückfedern verlängert wird, in eine solche Richtung entfernt werden, dass die Bundabschnitte 10, die an entgegengesetzten Enden ausgebildet sind, voneinander entfernt sein werden, wie durch einen nicht ausgefüllten Pfeil in Fig. 5 dargestellt. Daher wird in dem Pressverfahren, wie vorstehend in Bezug auf Fig. 4 beschrieben, die Druckkraft, angesichts der zukünftigen erhöhten Menge an Raum zwischen den angrenzenden gekrümmten Abschnitten aufgegeben, die durch das Zurückfedern erweitert werden, so dass, wenn das Wellrohr 1 frei von dem komprimierten Stadium ist, es ein gewünschtes Ausmaß haben wird. In Fig. 5 ist der ausgebauchte Endabschnitt 31 annähernd eben dargestellt. Tatsächlich sind jedoch, wenn die Werkzeuge D1, D2 entfernt werden, die ausgebauchten Endabschnitte 31 durch das Zurückfedern ausgedehnt, so dass eine konvexe Oberfläche vorgesehen wird, die zur Außenseite des Metallrohrs MT ausgebaucht sind, wie in Fig. 1 gezeigt. Bevorstehend beschrieben sind offene Endabschnitte der Aussparungen D1r, D2r der Werkzeuge D1, D2 vorzugsweise ausgebildet, so dass konische Oberflächen vorgesehen werden, wogegen sie geformt werden könnten, um jeweils konkave Oberflächen entsprechend des äußeren Aufbaus des ausgebauchten Endabschnitts 31, wie in Fig. 1 gezeigt, vorsehen zu könnten.
Zum Beispiel ist, basierend auf einem Doppelmetallrohr, das aus Edelstahlrohren gefertigt ist, die eine Dicke von 0,3 mm haben, um zwei Schichten entsprechend dem bevorstehend beschriebenen Verfahren zu bilden, das Wellrohr 1 geformt, so dass der äußere Durchmesser des Wellabschnittes mit 76 mm und der innere Durchmesser mit 46 mm, der Radius der Krümmung des Verbindungsendabschnitts mit 1,9 mm und der Radius der Krümmung des ersten nach außen gekrümmten Abschnittes mit 2,1 mm vorgesehen ist. Die Festigkeit dieses Wellrohrs 1 ist extrem gegenüber dem herkömmlichen Wellrohr gesteigert. Zum Beispiel wurde durch solch einen Test, bei dem das Wellrohr 1, wie in Fig. 6 gezeigt, frei eingespannt ist und wiederholt mit einem Biegewinkel von jeweils 10 Grad nach oben und nach unten gebogen wird, entdeckt, dass das Wellrohr 1 des vorliegenden Ausführungsbeispiels nach 1.200.000 maligen Biegebewegungen nicht gebrochen war, während das herkömmliche Wellrohr nach ungefähr 170.000 maligen Biegebewegungen gebrochen war. Fig. 7 zeigt das Ergebnis des Tests bei dem in dem Fall der Biegewinkel des Wellrohres zu Beginn auf 20 Grad festgesetzt wurde, dann fortschreitend gesenkt wurde, wobei die Wiederholungszyklen des Biegevorgangs dargestellt sind, bei denen das Wellrohr brach. In Fig. 7 stellt eine durchgezogene Linie das Ergebnis des vorliegenden Ausführungsbeispiels dar, wobei die gestrichelte Linie das Ergebnis des herkömmlichen Wellrohres darstellt. Es wurde entdeckt, dass der Biegewinkel, der sicherstellen kann, dass das herkömmliche Wellrohr nicht bricht, fast ständig bis zu 4 Grad betrug, wogegen der Biegewinkel, der sicherstellen kann, dass das Wellrohr 1 des vorliegenden Ausführungsbeispiels nicht brechen würde, fast ständig bis zu 8 Grad beträgt, so dass die obere Grenze des Biegewinkels außerordentlich erhöht ist.
Fig. 8 und 9 stellen einen Teil des herkömmlichen Wellrohres dar, um es mit dem vorliegenden Ausführungsbeispiel zu vergleichen. Wie in Fig. 8 vergrößert, ist die Dicke jedes Abschnitts (a, b, c, g, h, i), der angrenzend zu der Oberseite des nach außen gekrümmten Abschnitts ist, dünner als die Dicke jedes Abschnitts (s, t) zum Verbinden dieser ist. Des Weiteren ist, wie in Fig. 9 gezeigt, der Radius der Krümmung R4 eines Verbindungsendabschnittes 132 angrenzend zu einem Bundabschnitt 110 größer eingestellt, als der Radius der Krümmung R3 eines ersten nach außen gekrümmten Abschnittes 111, aber die Krümmungsrichtungen dieser sind entgegengesetzt, so dass ein Wendepunkt BP notwendigerweise zwischen dem Verbindungsendabschnitt 132 und dem ersten nach außen gekrümmten Abschnitt 111 eingestellt ist. Der Wendepunkt BP ist der dünne Abschnitt, der durch "a" in Fig. 8 gekennzeichnet ist, und es ist der Punkt, der der schwächste der Biegeversetzung ist, so dass eine Möglichkeit des Brechens an diesem Punkt sehr hoch sein wird.
Im Gegensatz dazu ist entsprechend dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der ausgebauchte Endabschnitt 31 so ausgebildet, dass er sich in die gleiche Richtung wie der erste nach außen gekrümmte Abschnitt 11 erstreckt, wobei sich kein Wendepunkt zwischen ihnen ausbilden wird, so dass er der Biegeversetzung ausreichend widerstehen kann. Der ausgebauchte Endabschnitt 31 ist mit dem Bundabschnitt 10 durch den Verbindungsendabschnitt 32 verbunden, der den kleineren Radius der Krümmung R2 als der Radius der Krümmung R1 des nach außen gekrümmten Abschnittes 11 hat, und der in eine Richtung entgegengesetzt zu den ersten nach außen gekrümmten Abschnitts 11 gekrümmt ist, wobei eine Spannung auf dem Verbindungsendabschnitt 32 konzentriert werden wird, der groß genug ist, um der Spannung zu widerstehen, wodurch die Konzentration der Spannung des ersten nach außen gekrümmten Abschnittes 11 relativ verringert werden kann. Durch Vergrößern der axialen Länge des ausgebauchten Endabschnittes 31 des Wellrohres 1 kann die Spannung in dem Bereich des dünnen ersten nach außen gekrümmten Abschnittes 11 verringert werden, so dass die Beständigkeit des Wellrohres 1 weiter verbessert ist. Dementsprechend ist es wünschenswert, den Radius der Krümmung R2 des Verbindungsendabschnitts 32 so klein als möglich einzustellen, um die Länge des ausgebauchten Endabschnittes 31 so lang als möglich einzustellen.
Fig. 10 stellt ein flexibles Verbindungsstück für ein Abgassystem eines Fahrzeugs dar, in das das Wellrohr 1 integriert wird. Das flexible Verbindungsstück hat ein geflochtenes Element 2 zum Bedecken des Wellrohres 1, um das selbige vor Beschädigung durch fliegenden Splitt oder dergleichen zu schützen, und ein inneres Rohr 4, das sich in dem Wellrohr 1 erstreckt, um das Wellrohr 1 davor zu schützen, direkt dem Abgas ausgesetzt zu sein. Das geflochtene Element 2 wird durch Metalldraht geflochten, so dass ein Zylinder gebildet wird, wobei dessen entgegengesetzte Enden an die Bundabschnitte 10, 10 des Wellrohres 1 durch ringförmige Ringe 3, 3 fixiert werden. Wie in Fig. 10 gezeigt ist es wünschenswert, dass das Wellrohr 1 so ausgebildet ist, dass der äußere Durchmesser des Wellabschnitts oder dessen in Höhe fortschreitend von den Enden zu einem Mittelbereich des Wellabschnittes vergrößert wird, so dass die Spannung verteilt wird, die darauf wirkt.
Im Allgemeinen wird entsprechend eines herkömmlich flexiblen Verbindungsstückes mit einem herkömmlichen Wellrohr, das durch ein herkömmliches geflochtenes Element (nicht gezeigt) bedeckt wird, das Wellrohr durch das geflochtene Element gezogen, so dass Spannung auf dem ersten nach außen gekrümmten Abschnitt des Wellrohrs konzentriert ist. Folglich wird die Haltbarkeit des Wellrohrs erheblich im Vergleich zu der ohne das geflochtene Element verringert werden. Im Gegensatz dazu hat das Wellrohr 1 entsprechend dem vorliegenden Ausführungsbeispiel den nach außen gekrümmten Abschnitt 11, der der Konzentration der Spannung ausreichend widerstehen kann, so dass die Haltbarkeit des Wellrohres 1 kaum verringert wird.
Durch Platzieren einer oder einer Mehrzahl von vorstehend genannten flexiblen Anschlussstücken an geeigneten Stellen in dem Abgassystem kann daher verhindert werden, dass Vibrationen eines Motors auf eine Abgasleitung und dann auf das Innere des Fahrzeugs übertragen werden, so dass das Abgassystem mit einer hohen Vibrationsverhinderungseigenschaft und Haltbarkeit versehen wird.
Es sollte für den Fachmann ersichtlich sein, dass die vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiele als wenige der vielen möglichen Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung lediglich veranschaulichend sind. Zahlreiche und verschiedene andere Anordnungen können leicht von dem Fachmann erdacht werden, ohne von dem Kern der Erfindung, wie in den nachstehenden Ansprüchen definiert, abzuweichen.
Die vorliegende Erfindung richtet sich auf ein Wellrohr, das aus Metall gebildet ist, einen zylindrischen Bundabschnitt und daran angrenzend eine Mehrzahl von Wellen mit nach außen gekrümmten Abschnitten und nach innen gekrümmten Abschnitten hat, die alternierend entlang der Längsachse des Rohrs ausgebildet sind. Das Wellrohr hat einen ausgebauchten Endabschnitt, der sich von einem ersten nach außen gekrümmten Abschnitt der nach außen gekrümmten Abschnitte zu dem Bundabschnitt hin erstreckt. Der ausgebauchte Endabschnitt ist zur Außenseite des Rohrs hin mit dem von dem ersten nach außen gekrümmten Abschnitt zu dem Bundabschnitt fortschreitend abnehmenden äußeren Durchmesser des ausgebauchten Endabschnittes ausgebaucht. Ein Verbindungsendabschnitt ist zum Verbinden des gekrümmten Endabschnitts mit dem Bundabschnitt ausgebildet, wobei der Verbindungsendabschnitt zur Innenseite des Rohrs hin gekrümmt ist. Vorzugsweise ist der Radius der Krümmung des Verbindungsendabschnitts kleiner als der Radius der Krümmung des ersten nach außen gekrümmten Endabschnitts.

Claims

1. Wellrohr (1), das aus Metall gebildet ist, einen zylindrischen Bundabschnitt (10) und daran angrenzend eine Mehrzahl von Wellen mit nach außen gekrümmten Abschnitten (11, 12, 13) und nach innen gekrümmten Abschnitten (21, 22, 23) hat, die alternierend entlang der Längsachse des Rohrs (1) ausgebildet sind, gekennzeichnet durch

einen ausgebauchten Endabschnitt (31), der sich von einem ersten nach außen gekrümmten Abschnitt (11) der nach außen gekrümmten Abschnitte (11, 12, 13) zu dem Bundabschnitt (10) hin erstreckt, wobei der ausgebauchte Endabschnitt (31) zur Außenseite des Rohrs (1) hin mit dem von dem ersten nach außen gekrümmten Abschnitt (11) zu dem Bundabschnitt (10) fortschreitend abnehmenden äußeren Durchmesser des ausgebauchten Endabschnitts (31) ausgebaucht ist; und

einen Verbindungsendabschnitt (32) zum Verbinden des ausgebauchten Endabschnitts (31) mit dem Bundabschnitt (10), wobei der Verbindungsendabschnitt (32) zur Innenseite des Rohrs (1) hin gekrümmt ist.

2. Wellrohr (1) nach Patentanspruch 1, wobei der Radius der Krümmung (R2) des Verbindungsendabschnitts (32) kleiner ist als der Radius der Krümmung (R1) des ersten nach außen gekrümmten Endabschnitts.

3. Wellrohr (1) nach Patentanspruch 1, wobei jeweils die nach außen gekrümmten Abschnitte (11, 12, 13), die nach innen gekrümmten Abschnitte (21, 22, 23) und der Verbindungsendabschnitt (32) so ausgebildet sind, dass ein im wesentlichen kreisförmiger Querschnitt ausgebildet ist.

4. Wellrohr (1) nach Patentanspruch 3, wobei die nach außen gekrümmten Abschnitte (11, 12, 13) und die nach innen gekrümmten Abschnitte (21, 22, 23) jeweils so ausgebildet sind, dass ein hauptsächlich Ω- förmiger Querschnitt vorgesehen ist.

5. Wellrohr (1) nach Patentanspruch 1, wobei das Rohr (1) ein Doppelmetallrohr (MT) ist.

6. Verfahren zum Verformen eines geraden Metallrohrs (ST) zur Herstellung eines Wellrohrs, (1), das einen zylindrischen Bundabschnitt (10) und eine Mehrzahl von Wellen daran angrenzend hat, mit nach außen gekrümmten Abschnitten (11, 12, 13) und nach innen gekrümmten Abschnitten (21, 22, 23), die alternierend entlang der Längsachse des Metallrohrs (ST) ausgebildet sind, gekennzeichnet durch

Formen eines ausgebauchten Endabschnitts (31), der sich von einem ersten nach außen gekrümmten Abschnitt (11) der nach außen gekrümmten Abschnitte (11, 12, 13) zu dem Bundabschnitt (10) hin erstreckt und zur Außenseite des Metallrohrs (ST) mit dem von dem ersten nach außen gekrümmten Abschnitt (11) zu dem Bundabschnitt (10) fortschreitend abnehmenden äußeren Durchmesser des ausgebauchten Endabschnitts (31) ausgebaucht ist; und

Formen eines Verbindungsendabschnitts (32) zum Verbinden des ausgebauchten Endabschnitts (31) mit dem Bundabschnitt (10), um zur Innenseite des Metallrohrs (ST) gekrümmt zu werden.

7. Verfahren nach Patentanspruch 6, wobei der Radius der Krümmung (R2) des Verbindungsendabschnitts (32) so ausgebildet ist, dass er kleiner ist als der Radius der Krümmung (R1) des ersten nach außen gekrümmten Endabschnitts.

8. Verfahren nach Patentanspruch 6, wobei die nach außen gekrümmten Abschnitte (11, 12, 13), die nach innen gekrümmten Abschnitte (21, 22, 23) und der Verbindungsendabschnitt jeweils so ausgebildet sind, dass ein im wesentlichen kreisförmiger Querschnitt vorgesehen ist.

9. Verfahren nach Patentanspruch 8, wobei die nach außen gekrümmten Abschnitte (11, 12, 13) und die nach innen gekrümmten Abschnitte (21, 22, 23) jeweils so ausgebildet sind, dass ein hauptsächlich Ω- förmiger Querschnittsabschnitt vorgesehen ist.

10. Verfahren nach Patentanspruch 6, wobei das Metallrohr (ST) aus einem Doppelmetallrohr (MT) ausbildbar ist.

11. Verfahren nach Patentanspruch 6, wobei das Metallrohr (ST) zwischen einem Werkzeugpaar (D1, D2) platziert wird, das zueinander hin und voneinander weg beweglich gelagert ist, und an dessen einander gegenüberliegenden Seiten jeweils Vertiefungen (D1r, D2r) ausgebildet sind, wobei offene Endabschnitte der Vertiefungen (D1r, D2r) ausgebildet sind, so dass konische Flächen vorgesehen sind, die mit den auszubildenden ausgebauchten Endabschnitten (31) in Kontakt sind, und wobei der ausgebauchte Endabschnitt (31) durch eine Rückfederung ausgebildet wird, die erzeugt wird, wenn die Werkzeuge von dem Metallrohr (ST), das zwischen den Werkzeugen (D1, D2) zusammengedrückt wird, entfernt werden.

12. Verfahren nach Patentanspruch 6, wobei das Metallrohr (ST) zwischen einem Werkzeugpaar (D1, D2) platziert wird, das beweglich zueinander hin und voneinander weg gelagert ist, und jeweils an dessen aneinander gegenüberliegend Seiten mit Vertiefungen (D1r, D2r) ausgebildet sind, wobei offene Endabschnitte der Vertiefungen (D1r, D2r) so ausgebildet sind, dass konkave Flächen, die mit der äußeren Gestalt des ausgebauchten Endabschnitts (31) korrespondieren, vorgesehen sind.