DE19752772A1 - Verfahren zur Herstellung eines mit einem Abzweigstutzen versehenen luftspaltisolierten Abgasrohres - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines mit einem Abzweigstutzen versehenen luftspaltisolierten Abgasrohres gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Ein gattungsgemäßes Verfahren ist aus der DE 195 11 514 C1 be­ kannt. Darin ist die Herstellung eines luftspaltisolierten Ab­ gasrohres mit einem Abzweigstutzen im Zusammenhang mit einem Zusammenbau von mehreren Abgasrohren zu einem Abgaskrümmer be­ schrieben, wobei der aus zwei miteinander verbundenen Halbscha­ len bestehende Außenmantel des verzweigten Abgasrohres gemein­ samer Bestandteil aller Abgasrohre des Abgaskrümmers ist. So werden die Innenrohre der Abgasrohre zuerst mit Schiebesitz aufeinandergesteckt und in aufwendiger Weise mit speziellen Di­ stanzringen versehen, die später nach dem Zusammenbau im Be­ trieb der Abgasanlage verdampfen. Der Steckverbund wird danach in eine Unterschale des Außenmantels eingelegt und in aufwendi­ ger Weise positioniert. Da einerseits die mit Fertigungstole­ ranzen behafteten Einzelrohre gegeneinander verschieblich sind und aufgrund der Montagearbeit von Steckverbund zu Steckverbund unterschiedliche Stecklängen aufweisen und andererseits die Di­ stanzringe zum einen selbst Fertigungstoleranzen unterworfen sind und zum anderen aufgrund ihrer Gestaltung relativ zur Aus­ bildung der Unterschale selten umlaufend an dieser anliegen, ist die Fertigung des gesamten Abgaskrümmers allein schon unter diesen Aspekten Toleranzen unterworfen. Eine exakte Reprodu­ zierbarkeit gibt es dabei nicht. Hierbei ist beim Zusammenbau darauf zu achten, daß eine bestimmte minimale Stecklänge einge­ halten wird, damit die Einzelinnenrohre nicht auseinanderrut­ schen. Diese Einhaltung erfordert Augenmaß und damit erhebli­ chen Aufwand. Bei dem Teiletransfer zur Schweißstation können ebenfalls Erschütterungen und zentrifugale Kräfte auftreten, die zu einer nochmaligen Verschiebung der Einzelinnenrohre zu­ einander und zur Unterschale des Außenmantels, wobei dies gar zur Auflösung des Steckverbundes führen kann. Die Transponie­ rung der aufwendigen Positionierung der Innenrohre in der Un­ terschale des Außenmantels mittels der Distanzringe und die fertigungstechnisch bedingten Toleranzen in der Innenrohraus­ bildung sowie die damit verbundene von Zusammenbau zu Zusammen­ bau jeweils unterschiedliche relative Lage des Innerohres im und außerhalb des Außenmantels zum Außenmantel läßt sich ohne weiteres auf ein einzelnes verzweigtes Innenrohr mit einem aus zwei Halbschalen bestehenden Außenmantel ausführen. Das Innen­ rohr mit dem Abzweigstutzen liegt bei den genannten Fertigung­ stoleranzen praktisch nie mit dem gewünschten definierten um­ laufenden Luftspalt innerhalb des Außenmantels. Aufgrund des Rückspringverzuges der beiden Blechhalbschalen nach dem Tief­ ziehen liegen die beiden Halbschalen von alleine nicht durchge­ hend satt und damit spaltfrei aneinander an. In der Schweißsta­ tion wird daher die Oberschale des Außenmantels auf die Unter­ schale gesetzt und an dieser angepreßt. Auch hierbei kommt es zu Erschütterungen des Steckverbundes bzw. der Verschiebung der Relativlage des verzeigten Innenrohres im Außenmantel. Schließ­ lich werden die Schalen des Außenmantels miteinander laserver­ schweißt. Nach Aufhebung der Anpressung wirken dann aufgrund der Nichtgleichförmigkeit der Anlageflächen der Halbschalen auf die Schweißnaht erhebliche Zugkräfte, was die Dauerbelastbar­ keit des Zusammenbaus, insbesondere des Außenmantels herabsetzt und im Betrieb des Abgasstranges gar zu einem Versagen des Bau­ teils führen kann. Auch ist die Verschweißung der Halbschalen unter Bildung einer Bördelnaht relativ aufwendig, insbesondere, da beim Übergang zum Ausschnitt des Außenmantels für den Ab­ zweigstutzen des Innenrohres aufgrund von Kantenradien ein Dreieckszwickel entsteht, der zur Prozeßsicherheit zugeschweißt werden muß, was in der Praxis in sinnvoller Weise nur unter Zu­ hilfenahme eines Zusatzwerkstoffes geht. Auch ist die Bördel­ naht zudem durch ihre Gestaltung begrenzt mechanisch belastbar. Für die Festlegung des Innenrohres am Außenmantel ist zusätz­ lich eine Verschweißung unter Bildung einer Rundnaht, d. h. ei­ ner umlaufenden Kehlnaht im Endbereich des Abzweigstutzens er­ forderlich, wobei das Ende des Innenrohres des Stutzens gegen­ über der Öffnung des Außenmantels etwas zurückversetzt liegt. Der Außenmantel ist im übrigen gerade wegen des verzweigten Ab­ gasrohres räumlich sehr ausladend ausgebildet, die bei der Heer­ stellung der Halbschalen durch Tiefziehen keine Verzweigung er­ zielt werden kann und somit für eine konturtreue Ausbildung ei­ nes Außenmantels bezüglich der Gestaltung des Innenrohres nicht tauglich ist. Dies erfordert jedoch erheblichen Bauraum und er­ höht das Gewicht des verzweigten Abgasrohres. Zudem ist dadurch die Ausbildung eines definierten einheitlich gleichförmigen Luftspaltes beim verzweigten Abgasrohr nicht erreichbar.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Verfahren dahingehend weiterzubilden, daß in einfacher Weise ein luftspaltisoliertes Abgasrohr mit einem Abzweigstutzen ex­ akt reproduzierbar hergestellt werden kann, das leicht verbau­ bar ist ohne Beeinträchtigung der Maßhaltigkeit hinsichtlich Luftspaltbreite und der Relativlage des Innenrohres zum Außen­ mantel.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patent­ anspruches 1 gelöst.

Dank der Erfindung ist eine einfache Herstellung des verzweig­ ten Abgasrohres aus zwei ineinandergesteckten geschweißten oder gezogenen und von der Stange abgelängten ggf. vorgebogenen Dop­ pelrohren möglich. Ein aufwendiges Tiefziehen von Halbschalen, die den Außenmantel bilden, sowie das sehr komplizierte Ver­ schweißen der beiden Halbschalen, insbesondere im Übergang der Bördelnaht zur Rundnaht im Bereich des Abzweigstutzens, in wel­ chem Übergang aufgrund von Kantenradien ein Zwickel entsteht, der zur Gewährleistung einer Dauerbelastbarkeit der Schweißnaht nur mit Zusatzwerkstoff zugeschweißt werden kann, entfällt. Des weiteren ist kein montageaufwendiger fehler- und toleranzbehaf­ teter Zusammenbau des Abgasrohres notwendig, vielmehr ist die Relativlage der beiden ineinandergesteckten Rohre zueinander schon nach der ersten Umformung aufgrund der endseitigen Klem­ mung der Rohre aneinander festgelegt. Auf Distanzringe kann verzichtet werden, da der Luftisolierspalt sich nicht aufgrund einer geeigneten Montage des Innenrohres im Außenmantel ergibt, sondern aufgrund der zweiten Umformung des Doppelrohres von selbst zustandekommt. Infolge der festgelegten nicht-verschieb­ lichen Relativlage der beiden Rohre nach der ersten Umformung zueinander und der Abhängigkeiten der Luftisolierspaltbreite lediglich von der Gravurgestaltung und von der Vollständigkeit der Umformung, die beide ohne weiteres beherrschbar sind, ist eine konstante Spaltbreite in einfacher Weise gewährleistet. Aufgrund dessen, daß der Abzweigstutzen aus einem doppelwandi­ gen aus Innenrohr und Außenrohr - dem späteren Außenmantel - bestehenden Rohr während des ersten Innenhochdruckumformprozes­ ses ausgeformt wird, stellt sich das Außenrohr verfahrensbe­ dingt konturgerecht auf das Innenrohr ein. Dadurch wird beim verzweigten Abgasrohr und somit beim gesamten Abgasstrang ge­ genüber von tiefgezogenen Halbschalen Bauraum, Material und Ge­ wicht eingespart. Aufgrund der Konturentsprechung des Außenroh­ res kann die Länge des Abzweigstutzens relativ kurz bemessen werden, so daß beim Anschluß des verzweigten Abgasrohres an weitere Abgasstrangbauteile im Bereich des Abzweigstutzens eine Kompaktierung, also eine Bauraumgewinnung dieses Zusammenbaus erreicht werden kann. Auch ist das erfindungsgemäße verzweigte Abgasrohr dauerbelastbarer als die konventionellen Lösungen, da das Abgasrohr lediglich an den Verbindungsstellen zu anderen Bauteilen des Abgasstranges beim Verbindungsvorgang Schweißnäh­ te erhält, welche in einfacher Weise in Form von umlaufenden mechanisch hoch belastbaren Kehlnähten ausgebildet werden kön­ nen. Die versagensanfälligen Bördelnähte beim bekannten Abgas­ rohr entfallen. Schließlich wird aufgrund der mit dem Verfahren der Innenhochdruckumformung verbundenen Toleranzfreiheit eine exakte Reproduzierbarkeit des verzweigten Abgasrohres ermög­ licht und damit eine Automatisierung der Abgasrohrherstellung ohne ausbessernde Nacharbeiten erleichtert. Aufgrund der Klem­ mung der Einzelrohrwandungen an beiden Abgasrohrenden kann das Abgasrohr dort leicht an andere Bauteile angekoppelt werden, ohne daß die Relativlage des Innenrohres zum Außenrohr und die Spaltbreite sich ändert. Am Ende des Abzweigstutzens kann das Innenrohr - falls gewünscht - in einfacher Weise auf ein ande­ res Innenrohr eines weiteren luftspaltisolierten Abgasrohres gesteckt werden und dort im Schiebesitz angeordnet bleiben, während die Außenrohre der beiden Abgasrohre unter Bildung ein­ facher umlaufender Kehlnähte miteinander verschweißt werden. Das erfindungsgemäße Abgasrohr ist somit aufgrund seiner Bau­ raumvorteile und seiner problemlosen und sicheren bzw. schnell zu ermöglichenden Anbindung an weitere Bauteile des Abgasstran­ ges leicht verbaubar.

Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung können den Unteran­ sprüchen entnommen werden; im übrigen ist die Erfindung anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles nachfolgend näher erläutert; dabei zeigt:

Fig. 1 in einer seitlichen Ansicht einen ersten Schritt des er­ findungsgemäßen Verfahrens beim Ineinanderstecken zweier Rohre, wobei das innere Rohr gelocht ist,

Fig. 2 in einem seitlichen Längsschnitt den Steckverbund aus Fig .1 in einem ersten Innenhochdruck-Umformwerkzeug eingelegt, wobei das Doppelrohr und die Lochung des Innenrohres abgedich­ tet ist, vor der Umformung im entspannten Druckzustand des in das Innenrohr eingeleiteten Druckfluides,

Fig. 3 in einem seitlichen Längsschnitt das Doppelrohr im Um­ formwerkzeug aus Fig. 2, an dem unter Innenhochdruck ein Ab­ zweigstutzen mit flaschenhalsförmigem Ende ausgeformt ist,

Fig. 4 in einem seitlichen Längsschnitt das umgeformte Doppel­ rohr aus Fig. 3 in einem zweiten Innenhochdruck-Umformwerkzeug nach einer zweiten Umformung unter Innenhochdruck, wobei die Lochung des Innenrohres unabgedichtet bleibt und zwischen dem Innen- und Außenrohr des Doppelrohres ein Luftspalt ausgebildet ist, der sich bis zum Flaschenhals des Abzweigstutzens er­ streckt,

Fig. 5 in einer perspektivischen Ansicht einen Endabschnitt des Doppelrohres aus Fig. 4 mit Beschnittstreifen des Außenrohres nach Durchtrennung des Innenrohres,

Fig. 6 in einem seitlichen Längsschnitt das gemäß den Verfah­ rensschritten aus den Fig. 1-5 fertighergestellte luftspaltiso­ lierte Abgasrohr mit Abzweigstutzen nach einem Kappenbeschnitt des Abzweigstutzens.

In Fig. 1 sind zwei geradlinig verlaufende gleichlange Rohre mit annähernd kreisrundem Querschnitt dargestellt, wobei das eine Rohr, das Innenrohr 1, in das andere Rohr, das Außenrohr 2, unter völliger Abdeckung des Innenrohres 1 mit geringem Spiel in Pfeilrichtung hineingesteckt wird. Das Innenrohr 1 weist an seinen beiden Enden 3, 4 über den Umfang gleichmäßig verteilt jeweils einen Lochkranz 5 mit Durchgangslöchern 6 auf. Die beiden Rohre 1 und 2 können auch gebogen sein und einen vom Kreisquerschnitt abweichenden Querschnitt aufweisen, jedoch müssen sie ineinandersteckbar sein.

Nach der Ausbildung eines Steckverbundes der beiden Rohre 1 und 2 werden diese als Doppelrohr in die Gravur 7 eines ersten In­ nenhochdruck-Umformwerkzeuges 8 gemäß Fig. 2 eingelegt. Dieses weist einen radialen Abzweig 9 von der Gravur 7 auf, in dem ein Gegenstempel 10 geführt ist. Die Stirnseite 11 des Gegenstem­ pels 10, die mittig eine Tasche 12 aufweist, liegt bündig zur Gravur 7 und vor der ersten Umformung des Doppelrohres an die­ sem konturtreu an. Zur Umformung wird das Doppelrohr beiderends mittels zweier Dichtungsköpfe 13, die in die Enden des Doppel­ rohres hineingeschoben werden und jeweils mit einem Axialstem­ pel starr verbunden sind, abgedichtet. Dabei ragt der Dich­ tungskopf 13 mit einem in Einführrichtung konisch sich verjün­ genden Abschnitt 14 soweit in das Doppelrohr hinein, daß der Lochkranz 5 des Innenrohres 1 überdeckt wird. Der konische Ab­ schnitt 14 des Dichtungskopfes 13 trägt auf abzweigzugewandter Seite des Lochkranzes 5 ein radial aufspreizbares Dichtungsele­ ment 15, beispielsweise einen elastischen O-Ring, das zur Ab­ dichtung mit hoher Kraft fluidhochdruckdichtend an die Innen­ seite 16 des Innenrohres 1 gepreßt wird. Auf abzweigabgewandter Seite des Lochkranzes 5 ist der Umfang des konischen Abschnit­ tes 14 größer als der Innenumfang des Innenrohres 1 bemessen, so daß das Doppelrohr dort beim Einschieben des Dichtungskopfes 13 unter Bildung einer radial wirkenden metallischen Dichtung für das Doppelrohr radial gequetscht wird. Gleichzeitig wird dadurch das Innenrohr 1 mit dem Außenrohr 2 ihre Relativlage zueinander festlegend verklemmt, bzw. verpreßt. Der Dichtungs­ kopf 13 weist am abzweigabgewandten Ende des konischen Ab­ schnittes 14 einen Ringbund 17 auf, der in Gebrauchsstellung des Dichtungskopfes 13 an der Stirnseite 18 des Doppelrohres anliegt, wodurch eine axiale Dichtung für das Doppelrohr ge­ schaffen wird.

Nach dem Schließen des ersten Innenhochdruck-Umformwerkzeuges 8 wird ein Druckfluid über einen im Axialstempel und dem zugehö­ rigen Dichtungskopf 13 verlaufenden Druckfluidkanal 19 in den Innenraum 20 des Innenrohres 1 eingeleitet und unter Hochdruck gesetzt. Gemäß Fig. 3 weitet sich das Doppelrohr auf, wobei das doppelwandige Rohrmaterial in die Tasche 12 des Gegenstempels 10 hineinverdrängt wird. Gleichzeitig oder anschließend weicht der erste Gegenstempel 10 mittels eines steuerbaren Hydrau­ likzylinders kontrolliert nach außen im Abzweig 9 aus, wobei mittels des Innenhochdruckes aus dem Doppelrohr ein doppelwan­ diger Abzweigstutzen 21 ausgeblasen wird, welcher stirnseitig vom Gegenstempel 10 abgestützt wird und sich seitlich an die Wandung des Abzweiges 9 formgerecht anschmiegt. Durch den Ge­ genstempel 10 wird eine prozeßsichere Ausblasung des Abzweig­ stutzens 21 gewährleistet, wobei zudem aufgrund der dem Innen­ hochdruck entgegenwirkenden aufstauenden Kraft des Gegenstem­ pels 10 das Rohrmaterial des Doppelrohres an die Abzweigwandung gepreßt wird, was zu einer entsprechend der ersten Gravur 7 formgetreuen Ausformung des Abzweigstutzens 21 mit hoher Außen­ konturqualität führt. Dadurch ergibt sich ein definierter re­ produzierbarer Anschluß an weitere Bauteile des Abgasstranges.

Aufgrund der im Gegenstempel 10 ausgebildeten mittigen Tasche 12 wird die Stirnseite 22 des doppelwandigen Abzweigstutzens 21 flaschenhalsartig durch den Innenhochdruck ausgebeult. Infolge dieser Ausbeulung 31 der Stirnseite 22 wird eine radiale Klem­ mung der Wandungen von Innenrohr 1 und Außenrohr 2 auch dort, nämlich am Ende des Abzweigstutzens 21 erreicht, wonach trotz späteren Beschnittes des Kappenbereiches 23 der Stirnseite 22 des Abzweigstutzens 21 durch die Klemmung die Positionierung des Innenrohres 1 zum Außenrohr 2 festgelegt ist, auch wenn die Enden des Doppelrohres schon beschnitten sind. Damit wird die Gleichmäßigkeit der Spaltbreite des später erzeugten Luftiso­ lierspaltes gesichert. Falls eine feste Verbindung des Abzweig­ stutzens 21 mit einem weiteren Bauteil des Abgasstranges er­ reicht werden soll, begünstigt die Ausbildung der Stirnseite 22 nach Beschnitt eine einfache Montage des luftspaltisolierten Abgasrohres durch die Bündigkeit der aneinanderliegenden Rohr­ wandungen.

Die Prozeßsicherheit beim ersten Umformvorgang wird erheblich gefördert durch ausreichendes Angebot an Rohrmaterial. Durch Einleitung einer axialen Kraft auf die Rohrenden des Doppelroh­ res mittels der Axialstempel über den an der Stirnseite 18 des Doppelrohres anliegenden Ringbund 17 der Dichtungsköpfe 13 kann Rohrmaterial des Doppelrohres zum Abzweig 9, also dem Ort des größten Umformgrades hin nachgeschoben werden. Mit dem variabel einzustellenden Maß der Nachschiebekraft kann je nach Bedarf die Ausblaslänge prozeßsicher in gewissen Grenzen verändert werden, wodurch eine hohe Anpaßbarkeit des Abgasrohres an die jeweils vorliegenden unterschiedlichen Bauraumverhältnisse er­ reicht werden kann. Es erfolgt durch das Nachschieben mit Si­ cherheit keine spürbare Ausdünnung der Wandstärke, wodurch gute Montagebedingungen bei der Verbindung mit einem weiterem Bau­ teil gewährleistet ist. Wird das Rohrmaterial nicht nachgescho­ ben, so ist es auf jeden Fall im Interesse der Prozeßsicher­ heit, insbesondere der Dichtigkeit der Umformvorrichtung unum­ gänglich, daß die Axialstempel mit den Dichtungsköpfen gemäß der durch die Ausformung des Abzweigstutzens 21 erfolgen Ver­ kürzung des Doppelrohres nachgeführt werden müssen.

Nach der Ausformung des doppelwandigen Abzweigstutzens 21 aus dem ursprünglich unverzweigten Doppelrohr durch den ersten In­ nenhochdruckumformvorgang wird das Druckfluid entspannt und aus dem verzweigten Doppelrohr herausgeleitet, wonach das erste Um­ formwerkzeug 8 geöffnet wird und das verzweigte Doppelrohr ent­ nommen wird.

Danach wird dieses in die Gravur 24 eines zweiten Innenhoch­ druck-Umformwerkzeuges 25 eingelegt. Die Gravur 24 ist derart ausgebildet, daß das Doppelrohr an seinen Endbereichen von der Gravur 24 in einer Spielpassung gehalten und zwischen den bei­ den Enden umlaufend und durchgängig von einem im wesentlichen zylindrischen zum Doppelrohr koaxialen Aufweitraum 26 umgeben ist. Der Abzweigstutzens 21 liegt in einem Abzweig 27 der Gra­ vur 24, der entsprechend des Aufweitraumes 26 um etwa das glei­ che Maß den Abzweigstutzen 21 umgibt. Im Abzweig 27 ist ein zweiter Gegenstempel 28 angeordnet, in dessen in seiner Stirn­ seite 29 entsprechend dem Gegenstempel 10 des ersten Umform­ werkzeuges 8 ausgebildeten Tasche 34 die flaschenhalsartige Ausbeulung 31 des Abzweigstutzens 21 mit geringem Spiel aufge­ nommen ist.

Zum nun folgenden zweiten Umformvorgang gemäß der Fig. 4 wird das Umformwerkzeug 25 geschlossen und das Doppelrohr wieder an seinen beiden Enden durch Dichtungsköpfe 30 von Axialstempeln unter Bildung einer metallischen Dichtung und Quetschung der Rohrenden abgedichtet, jedoch derart, daß der Lochkranz 5 einer Innenhochdruckbeaufschlagung frei zugänglich bleibt. Über Druckfluidkanäle 32 wird nun in den Innenraum 20 des Innenroh­ res 1 ein Druckfluid eingeleitet und unter Hochdruck gesetzt.

Aufgrund des freien Lochkranzes 5 wird das Außenrohr 2 direkt mit Hochdruck beaufschlagt, wodurch es in den Aufweitraum 26 hinein aufgeweitet wird und sich an die Gravur 24 des Umform­ werkzeuges 25 und die Wandung des Abzweiges 27 konturgerecht anlegt. Der Gegenstempel 28 wird nach außen unnachgiebig abge­ stützt und bleibt somit während der Aufweitung unverändert in seiner Abstützposition ohne radial nach außen auszuweichen, wo­ bei sich der nichtausgebeulte Bereich der Stirnseite 22 des Ab­ zweigstutzens 21 an der zugewandten Stirnseite 29 des Gegen­ stempels 28 anlegt.

Durch die zweite Umformung des Abgasrohres wird infolge der Ab­ hebung des Außenrohres 2 vom Innenrohr 1 ein dieses gleichmäßig zwischen den eingeklemmten Enden rundum umgebender Spalt, der sogenannte Luftisolierspalt 33, geschaffen, welcher in seiner Breite völlig konstant bemessen ist, wobei er in seinem Verlauf der Kontur des Innenrohres 1 exakt folgt. Das Innenrohr 1 bleibt aufgrund des Druckausgleiches zwischen seinem Innenraum 20 und dem Spalt 33 während der zweiten Umformung unverformt.

Denkbar ist auch, das Innenrohr 1 ohne Lochkranz 5 auszubilden und das Druckfluid in die Trennfuge zwischen Innenrohr 1 und Außenrohr 2 über den Spielspalt oder besonders dafür am Innen­ rohr 1 ausgebildete in die Trennfuge führende Spalten einzu­ bringen. Hierzu ist jedoch ein vorgeschalteter Druckraum not­ wendig, was Bauraum und eine kompliziertere Abdichtung des Dop­ pelrohres erfordert. Durch den Lochkranz 5 jedoch wird in höchst vorteilhafter Weise eine einfach herzustellende und so­ fortige relativ großflächige Beaufschlagung des Außenrohres 2 durch den Innenhochdruck erreicht. Weiterhin erfahren die End­ bereiche des Doppelrohres keine Verformung bei einer etwaigen Einleitung des Druckfluides in die Trennfuge der beiden Rohre 1 und 2 von außen, so daß die Maßhaltigkeit des Doppelrohres an beiden Enden erhalten bleibt, was sich besonders günstig für eine Verbindung mit weiteren Bauteilen auswirkt. Schließlich wird der Druckausgleich für das Innenrohr 1 durch eine einfache in der Ausbildung des Lochkranzes 5 begründete Fluidführung er­ reicht.

Nach der zweiten Umformung wird das Druckfluid entspannt, aus dem nahezu fertig ausgebildeten luftspaltisolierten Abgasrohr herausgeleitet, wonach das zweite Umformwerkzeug 25 geöffnet und das Abgasrohr entnommen wird. Danach wird in einer Werkzeu­ geinspannung des umgeformten Abgasrohres der Kappenbereich 23 des Abzweigstutzens 21 unter Bildung einer Durchgangsöffnung 35, die den Innenraum 20 des Innenrohres 1 mit der äußeren Um­ gebung des luftspaltisolierten Abgasrohres verbindet, bei­ spielsweise durch Sägen oder Laserschneiden abgeschnitten. Auf­ grund der flaschenhalsartigen Ausbildung der Stirnseite 22 bleibt danach ein kurzer zylindrischer Abschnitt 36, bei dem eine Klemmung der Rohrwandungen noch vorhanden ist, so daß auch nach dem Beschnitt keine Veränderung der Relativlage des Innen­ rohres 1 zum Außenrohr 2 erfolgen kann.

Schließlich werden optional die Enden des Doppelrohres in der Einspannung abgetrennt. Dies erfolgt dann, wenn eine Minimie­ rung von Wärmebrücken im Verbindungsbereich mit anderen Abgas­ rohren erwünscht ist und dieser bezüglich des Außenrohres 2 mit einer einfachen umlaufenden Kehlnaht und bezüglich des Innen­ rohres 1 mittels Schiebesitz zur Kompensation axialer Wärmedeh­ nungen und Vibrationen im Betrieb der Abgasanlage ausgebildet werden soll. Diese Verbindung kann in höchst vorteilhafter Wei­ se zum Zusammenbau einer luftspaltisolierten Abgasanlage mit anderen luftspaltisolierten Abgasrohren durch einfaches Inein­ anderstecken der endseitig aufeinander im Durchmesser abge­ stimmten Rohre ausgenutzt werden. Insbesondere ermöglicht die Ausbildung des erfindungsgemäß hergestellten verzweigten Abgas­ rohres mit seinem jeweils endseitigen Beschnitt (Fig. 6) erst­ mals eine Modulbauweise bei luftspaltisolierten Abgaskrümmern, wobei das verzweigte Rohr einen Teil des Abgaskrümmers bildet. Die übrig gebliebene Klemmung des zylindrischen Abschnittes 36 der Stirnseite 22 hält die Rohre 1 und 2 zueinander in der bis­ herigen voneinander beabstandeten Position, wodurch bei der Montage auftretende Lagetoleranzen und Spaltuneinheitlichkeiten vermieden werden. Dies kann auch erreicht werden, wenn die Stirnseite 22 keine Ausbeulung 31, d. h. nach Beschnitt keinen zylindrischen Abschnitt 36 und somit keine Klemmung der Wandun­ gen der Rohre 1 und 2 aufweist. Hierbei muß jedoch nach Be­ schnitt des Kappenbereiches 23 der Abzweigstutzen 21 hinsicht­ lich Innenrohr 1 und Außenrohr 2 durch eine Verbindung des Ab­ gasrohres am Ende des Abzweigstutzens 21 mit einem weiteren Bauteil des Abgasstranges beispielsweise durch Verschweißung des Außenrohres 2 mit dem Außenrohr des Verbindungsbauteils und Schiebesitzbildung des Innenrohres 1 mit dem dessen Innenrohr radial festgelegt werden, wonach die freiliegenden Endbereiche des Abgasrohres mit den dort klemmend aneinandergepreßten Wan­ dungen des Innenrohres 1 und des Außenrohres 2 abgeschnitten werden.

Zum Abschneiden der Rohrenden werden diese am Außenrohr 2 auf abzweigzugewandter Seite des Lochkranzes 5 mittels eines Strahlschneidverfahrens, vorzugsweise durch einen Schneidlaser beaufschlagt. Der Schneidlaser schneidet das Außenrohr unter Bildung eines Schlitzes axial an zwei umfänglich diametral ge­ genüberliegenden Stellen ein. Anschließend wird das Außenrohr 2 mittels der Einstrahlung des Schneidlasers zwei zueinander be­ abstandete Umfangsschnitte ausgeführt, die jeweils durch einen der Endpunkte der axialen Schlitze hindurchgehen. Die dadurch einstehenden halbkreisförmigen Blechstreifen 37 des Außenrohres 2 werden abgelöst, wodurch das Innenrohr 1 frei zugriffsfähig wird. Das Innenrohr 1 kann nun - ggf. bündig mit der Schneid­ kante 38 des Außenrohres 2 - durch Sägen oder ebenfalls durch ein Strahlschneidverfahren beispielsweise Laser oder Elektro­ nenstrahl durchgetrennt werden (Fig. 5). Das Strahlschneiden des Außenrohres 2 erbringt in vorteilhafter Weise eine insge­ samt formtreue Abtrennung der Enden des Doppelrohres.

Natürlich ist es denkbar, daß nach dem Kappenbeschnitt des Ab­ zweigstutzens 21 Außenrohr 2 und Innenrohr 1 offen sind, wobei die Enden des Doppelrohres miteinander verklemmt bleiben, so daß durch die dortige Klemmung die Zentrierung des Innenrohres 1 im Außenrohr 2 gewährleistet ist. Eine weitere Verbindung mit Abgasrohren an den Enden erfolgt durch Verschweißen mit der Doppelwand des verzweigten Rohres.

Claims (7)

1. Verfahren zur Herstellung eines mit einem Abzweigstutzen versehenen luftspaltisolierten Abgasrohres im Abgasstrang eines Fahrzeuges, wobei ein abgasführendes mit einem Abzweig ausge­ bildetes Innenrohr mit einem Außenmantel unter Bildung eines Luftisolierspaltes ringsum beabstandet umgeben wird, das ge­ meinsam mit dem Außenmantel das Abgasrohr samt Abzweigstutzen bildet, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ausbildung des Abgasrohres zwei bezüglich ihrer Form gleichgestaltete Rohre (1,2) mit geringem Spiel unter Bildung eines Doppelrohres ineinandergesteckt werden, daß das so gebil­ dete Doppelrohr in ein erstes Innenhochdruck-Umformwerkzeug (8) eingebracht wird, beiderends fluidhochdruckdicht abgedichtet und nach Schließen des ersten Umformwerkzeuges (8) und Einlei­ ten eines Druckfluides in den Innenraum (20) des Innenrohres (1) des Doppelrohres mit Innenhochdruck über das eingeleitete Druckfluid derart beaufschlagt wird, daß sich das Doppelrohr entsprechend der Konturierung der Gravur (7) des ersten Umform­ werkzeuges (8) aufweitet, wobei aufgrund eines Abzweiges (9) der Gravur (7) mittels des Innenhochdruckes aus dem Doppelrohr ein doppelwandiger Abzweigstutzen (21) ausgeblasen wird, daß nach dem Erzeugen des Abzweigstutzens (21) das Druckfluid ent­ spannt und aus dem Innenraum (20) des inneren Rohres (1) her­ ausgeleitet wird, wonach das erste Umformwerkzeug (8) geöffnet und das umgeformte Doppelrohr entnommen und in ein zweites In­ nenhochdruck-Umformwerkzeug (25) eingebracht wird, wobei das Doppelrohr an den Endbereichen von der Gravur (24) des zweiten Umformwerkzeuges (25) in einer Spielpassung gehalten und zwi­ schen den beiden Enden einschließlich des Abzweigstutzens (21) umlaufend und durchgängig durch entsprechende Ausbildung der Gravur (24) von einem Aufweitraum (26) umgeben wird, daß nach dem Schließen des Umformwerkzeuges (25) und Abdichtung des mit einem Abzweigstutzen (21) ausgeformten Doppelrohres unter Hoch­ druck ein Druckfluid einerseits zwischen die beiden das Doppel­ rohr bildenden Rohre (1, 2) einerseits und gleichzeitig in den Innenraum (20) des Innenrohres (1) andererseits eingeleitet wird, wobei das Außenrohr (2) innenhochdruckbeaufschlagt bis zur konturgerechten Anlage an der Gravur (24) des zweiten Um­ formwerkzeuges (25) in den Aufweitraum (26) hinein unter Bil­ dung eines Luftisolationsspaltes (33) zwischen dem Außenrohr (2) und dem Innenrohr (1) aufgeweitet wird, daß beim Aufweiten die vom Doppelrohr wegweisende Stirnseite (22) des Abzweigstut­ zens (21) mittels eines in der Abzweig (27) der Gravur (24) an­ geordneten zweiten Gegenstempels (28) nach außen unnachgiebig abgestützt wird, und daß nach dem Aufweiten des Doppelrohres, Entspannen und Herausleiten des Druckfluides aus dem infolge der beiden Umformungen mit einem Abzweigstutzen (21) und einer Luftspaltisolierung versehenen Doppelrohr, sowie Öffnen des zweiten Umformwerkzeuges (25) und Entnahme des fertigumgeform­ ten Doppelrohres, bei dem der Außenmantel vom Außenrohr (2) ge­ bildet wird, der die Stirnseite (22) beinhaltende Kappenbereich (23) des Abzweigstutzens (21) unter Bildung einer Durchgangs­ öffnung (35) zwischen dem Innenraum (20) des Innenrohres (1) und der äußeren Umgebung des luftspaltisolierten Abgasrohres abgeschnitten wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach einer in einer Verbindung des Abgasrohres am Ende des Abzweigstutzens (21) mit einem weiteren Bauteil des Abgasstran­ ges begründeten radialen Festlegung von Innenrohr (1) und Au­ ßenrohr (2) die freiliegenden Endbereiche des Abgasrohres mit den klemmend aneinandergepreßten Wandungen des Innenrohres (1) und des Außenrohres (2) abgeschnitten werden.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet daß zum Abschneiden der Endbereiche des Abgasrohres am Außen­ rohr (2) vollumfänglich Umfangsstreifen (37) mittels Strahl­ schneiden herausgeschnitten werden, und daß danach das Innen­ rohr (1) in dem nach Enfernen der Streifen (37) freigelegten Bereich durch Sägen oder Strahlschneiden durchtrennt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung des Luftisolierspaltes (33) das Druckfluid vom Innenraum (20) des Innenrohres (1) aus durch zumindest ein in der Wandung des Innenrohres (1) ausgebildetes Durchgangsloch (6) hindurch zwischen die das Doppelrohr bildenden Rohre (1,2) geleitet wird, wobei das jeweilige Loch (6) bei der Aufweitung des Doppelrohres im ersten Innenhochdruck-Umformwerkzeug (8) abgedichtet wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim ersten Umformvorgang der doppelwandige Abzweigstutzen (21) stirnseitig mittels eines in dem Abzweig (9) der Gravur (7) des ersten Innenhochdruck-Umformwerkzeuges (8) verschiebbar geführten, nach außen ausweichenden ersten Gegenstempels (10) abgestützt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß beim ersten Umformvorgang aufgrund einer im Gegenstempel (10) ausgebildeten mittigen Tasche (12) die Stirnseite (22) des doppelwandigen Abzweigstutzens (21) flaschenhalsartig durch den Innenhochdruck ausgebeult wird.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim ersten Umformvorgang zum Ausblasen des Abzweigstutzens (21) Rohrmaterial mittels zumindest eines ein Ende des Doppel­ rohres beaufschlagenden Axialstempels zur Ausformstelle des Ab­ zweigstutzens (21) nachgeschoben wird.