DE4202808C2 - Verfahren zum Herstellen eines Leitungselements und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines flexiblen Leitungselements für Ab­ gasleitungen, mit einem schraubengangförmig oder ringgewell­ tem Balg und einem in diesem angeordneten Metallschlauch, dessen Außendurchmesser kleiner ist als der lichte Quer­ schnitt des Balges, wobei die jeweiligen Enden des Balgs und des Schlauchs gemeinsam zu einem Anschluß für die Abgaslei­ tung verbunden sind und eine Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens.

In der fortgeschrittenen Automobiltechnik werden flexible Leitungselemente in den Abgasleitungen zwischen dem Krümmer und der eigentlichen Rohrleitung eingesetzt, um das Lei­ tungssystem und den Krümmer schwingungstechnisch von einan­ der zu isolieren. Ist in einer derartigen Abgasleitung ein Katalysator mit Lambdasonde, d. h. ein geregelter Katalysator eingesetzt, so ist es erforderlich, das Leitungssystem absolut gasdicht zu halten, um sicherzustellen, daß die Lambdasonde die tatsächlichen Abgaswerte mißt ohne eventu­ elle Zumischungen von Umgebungsluft, die in das Leitungssy­ stem infolge undichter Stellen eingedrungen ist.

Aus diesem Grund werden an die flexiblen Leitungselemente hohe Anforderungen sowohl bezüglich der Gasdichtheit als auch der Lebensdauer gestellt.

Aus der DE-38 04 208 ist eine flexible Metallschlauchanord­ nung bekannt, bei der ein als Agraffschlauch ausgebildeter Metallschlauch im Abstand von einem Balg umgeben ist. Diese Leitungsanordnung weist an den Anschlüssen An­ schlußstutzen auf, um eine Verbindung mit dem Rohrleitungs­ system herzustellen. Zwischen dem Metallschlauch und dem Balg ist ein Abstandsring vorgesehen, so daß zwi­ schen dem Metallschlauch und dem Balg ein ringförmi­ ger Freiraum entsteht, der eine dauerhafte Berührung beider Schläuche verhindert. Außen um den Balg ist ein Ab­ stützring aufgesetzt, der zusammen mit einem in das Innere des Metallschlauchs eingesetzten Anschlußstutzen mit dem Balg bzw. dem Zwischenring und dem Metallschlauch verschweißt ist.

Zwar arbeitet dieses flexible Leitungselement zur vollsten Zufriedenheit, jedoch ist die Herstellung noch aufwendig und zeitraubend. Insbesondere das Verschweißen des Balgs, des Zwischenrings, des Agraffschlauchs und des Anschlußstutzens miteinander zu einer Einheit führt zu er­ heblichen Kosten.

Aus der DE-39 24 697 ist ein flexibles Leitungselement be­ kannt, bei dem ein mit einem Metallgeflechtsschlauch umge­ bender Balg aus Metall einen koaxial eingesetzten Me­ tallschlauch umgibt. Der Balg weist an seinen Enden zylin­ drische Anschlußendstücke auf, die einen Innendurchmesser besitzen, der geringer ist als die lichte Weite des Well­ schlauchabschnitts des Balgs. Der Durchmesser dieser An­ schlußenden des Balgs ist so gewählt, daß der Metallschlauch problemlos eingesetzt werden kann. Der Metallschlauch wird bei der Fertigung nach dem Einsetzen so weit aufgeweitet, daß die Einsetztoleranz zwischen den Anschlußenden des Balgs und dem Außendurchmesser des Metallschlauchs überwunden wird. Dabei kommt es zu einer Verdrückung der Agraffverbindung des Metallschlauchs und zu einer Aufweitung dergestalt, daß ein Durchmesser erhalten wird, in den anschließend das Rohrende der Abgasleitung einschiebbar ist. Hierbei kann das Rohr so weit eingeschoben werden, bis es an den inneren Absatz der Aufweitung stößt. Dieser Stand der Technik hat den Nachteil, daß die Herstellung eines Metallbalgs mit einem im Durchmes­ ser gegenüber der laufenden lichten Weite reduzierten An­ schlußdurchmesser aufwendig und kostspielig ist.

Als Möglichkeiten, eine radiale Aufweitung oder ein konzen­ trisches Auseinanderpressen durchzuführen, kennt der Stand der Technik die Polymerkissenmethode sowie das Aufweiten mittels eines konischen Dornes. Beide Möglichkeiten sind je­ doch bei ihrer Anwendung an einem Metallschlauch mit Proble­ men behaftet. Der Metallschlauch weist definitionsgemäß eine offene und eine geschlossene Seite auf. Von einer offenen Seite spricht man dann, wenn das Wickelende des Agraffbands außen absteht, von der geschlossenen Seite spricht man, wenn das Wickelende sich innen befindet. Eine Aufspreizung mit­ tels eines Dorns ergibt auf der offenen Seite zufriedenstel­ lende Ergebnisse. Soll dieses Verfahren jedoch auf der ge­ schlossenen Seite angewandt werden, so ist das erzielte Er­ gebnis unbefriedigend, da quasi eine Verkeilung des Bands mit dem Dorn stattfindet.

Derartige Probleme sind bei der Methode mit einem Polymer­ kissen nicht zu befürchten, jedoch hat man nach einem Auf­ weitvorgang mit einem Polymerkissen kreuz und quer ver­ drückte Lagen des Agraffschlauchs, was ebenfalls unerwünscht ist.

Aus diesem Grund kommt der Technik des Aufweitens eine be­ sondere Bedeutung zu.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, mit dem auf einfache und kostengünstige Weise ein Leitungselement hergestellt werden kann sowie zu diesem Verfahren eine Vorrichtung anzugeben, mit der das Verfahren sicher einfach und kostengünstig durchgeführt werden kann.

Das Leitungselement ist günstigerweise so ausgebildet, daß der Balg aus einem abgehängten Wellschlauch mit an den Enden im wesentlichen zu einem zylindrischen Anschlußbereich zusammengepreßten Wellen besteht und der Anschlußbereich des Balges radial bis auf den Außenumfang des Metallschlauchendes reduziert ist, der gleich oder größer ist als der Außendurchmesser des übrigen Schlauches, wobei die Reduzierung den freien Raum zwischen dem Innendurchmesser des Balges und dem Außendurchmesser des Metallschlauches überbrückt.

Diese Merkmale führen zu einem in der Her­ stellung wesentlich billigeren Schlauch, als es beim Stand der Technik erreichbar wäre. Dadurch, daß der den inneren Metallschlauch umgebende Balg des Leitungselements aus einem Stück Wellschlauch hergestellt ist und die Anschlußenden erst im Verpreßvorgang ihre zylindrische Anschlußform erhal­ ten, entfällt die teure Herstellung eines Balgs mit geraden zylindrischen Anschlüssen, mit vorbestimmtem reduzierten Durchmesser. Die zusammengedrückten Wellen können mit einem äußeren Abstützring überdeckt sein, so daß sich zum einen eine Verstärkung und zum anderen auch ein Schutz gegen Ver­ schmutzung und erhöhter Korrosionsanfälligkeit ergibt.

Der Abstützring ist darüberhinaus von Nutzen, wenn das fle­ xible Leitungselement mit einem Metallgeflechtschlauch umge­ ben ist, der die dynamischen Längskräfte aufnimmt.

Bei dieser Ausführungsform wird das Material des Balges zur Überbrückung des Abstands zwischen dem Metall­ schlauch und dem Balg verwendet, so daß dieser seine Eigenschaften im wesentlichen beibehalten kann.

Bei einer weiteren Ausführungsform kann ein vorgefertigter Balg verwendet werden, wobei dann ebenfalls die zylindri­ schen Anschlußenden durch Herunterziehen der Enden des Balgs auf den entsprechenden Durchmesser des Metallschlauchs bewerkstelligt werden kann.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung kann darin gesehen werden, daß im Anschlußbereich des Metallschlauchs ein innerer Ab­ stützring mit einer lichten Weite passend für die Aufnahme eines Leitungsrohrs angeordnet ist. Dieses Leitungsrohr ist in der Regel das Abgasleitungsrohr.

Eine vorteilhafte Ausbildung kann darin gesehen werden, daß der Abstützring eine U-förmig ausgebildete Ringwandstruktur aufweist, bei der die freien Schenkel des U jeweils die An­ schlußbereiche des Balgs und des Metallschlauchs von außen bzw. von innen übergreifen.

Für die Herstellung des Leitungselements mittels eines Ma­ gnetpulsverfahrens kann es günstig sein, daß die jeweiligen Abstützringe jeweils an ihrer der Magnetspule zugewandten Oberfläche mit einem elektrisch gut leitenden Metall, z. B. Kupfer, beschichtet sind.

Die Aufgabe hinsichtlich des Verfahrens wird erfindungsgemäß durch die folgenden Verfahrensschritte gelöst:

• - Ablängen eines durchgehend gewellten Balgs 4 auf die gewünschte Länge des Leitungselements
• - Ablängen eines Metallschlauchs auf die gewünschte Länge des Leitungselements,
• - Auf/Einsetzen eines Abstützrings auf/oder in das Ende des abgelängten Balgs/Metallschlauchs,
• - Ein/Aufsetzen eines ringförmigen Treibelements in/auf das Ende des Metallschlauchs/Balgs,
• - Ineinanderschieben der vorbereiteten Teile Balg und Metallschlauch,
• - Ein/Aufsetzen des vormontierten Leitungselements in/auf eine Magnetpulsspule mit gleichzeitigem konzentrischem Zen­ trieren der Bauteile, und
• - Aufweiten des Metallschlauchs zum Überbrücken des Abstands zwischen dem Balg und dem Metallschlauch unter Zu­ sammendrücken der Wellen des Balgs und Verpressen der einzelnen Lagen der verschiedenen Bauelemente gegen die Innenwand des äußeren Abstützrings und/oder Zusammenpressen der Wellen des Balgs und der Agraffstruktur des Metallschlauchs gegen die Außenwand des inneren Abstütz­ rings.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht die Verwendung von nicht vorpräparierten Balgen, da die entsprechende Länge des Leitungselements lediglich von einem Wellschlauch­ vorrat abgeschnitten wird. Darüberhinaus ist die Anwendung des an sich bekannten Magnetpulsverfahrens bei der Herstel­ lung eines flexiblen Leitungselements besonders vorteilhaft, da zunächst keinerlei Schweiß- oder mit erheblichem Aufwand zu bewerkstelligende Preßarbeiten erforderlich sind. Bei dem Magnetpulsverfahren wird erfindungsgemäß ein Treibelement verwendet, um die Bauteile entweder von innen oder von außen zu verpressen.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann jedoch auch bei einem Balg zur Anwendung gelangen, an dem bereits ein zylindri­ scher Anschlußbereich vorgesehen ist. Bei einem solchen be­ reits fertiggestellten Balg weist der Durchmesser des An­ schlußbereichs denselben Durchmesser auf wie der laufende Balgbereich. Es kann jedoch auch ein Balg Verwendung finden, dessen Anschlußbereich einen Durchmesser gleich dem Außen­ durchmesser aufweist. Diese Ausbildung ist vorteilhaft, wenn einerseits das die Abgase heranführende Abgasrohr in das Leitungselement hineingesteckt werden soll, jedoch der Aus­ gang des Leitungselements in ein weiterführendes Abgasrohr eingeschoben wird.

In einem solchen Fall wird zumindest an einem Anschluß der Innendurchmesser des Metallschlauchs konstant gehalten. Als günstig hat sich erwiesen, daß als Treibelement kupfer- oder alubeschichtete Abstützringe verwendet werden, die an ihrer jeweils der Magnetspule zugewandten Oberfläche die elektrisch leitende Schicht tragen. Auf diese Weise kann auf die Verwendung von reinen Kupfertreibringen verzichtet wer­ den.

Bei besonderen Ausführungsformen kann es günstig sein, daß die Treibelemente oder die beschichteten Abstützringe in Achsrichtung länger sind als die Magnetspule. Durch diese Maßnahme erzielt man weiche Übergänge zwischen den Preßbe­ reichen und den nicht gestörten Leitungsbereichen.

Bei der Verwendung von Kupferringen als Treibelement kann man diese Treibelemente wieder entfernen.

Eine günstige Ausnutzung des Verfahrens besteht darin, daß als innerer Abstützring das Einsetzende eines Abgasrohres verwendet wird. Somit kann man komplette Abgasanlagen mit Katalysator und flexiblem Leitungselement vormontieren und als integrales Bauteil später am Kraftfahrzeug anbauen.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn Magnetspulen eingesetzt werden, die über den Preßbereich hinweg eine unterschiedli­ che Magnetkraft entwickeln. Diese Ausbildung der Magnetspu­ len gestattet eine unterschiedliche Ausbildung des Preßbe­ reichs, so daß beispielsweise im vorderen und im rückwärti­ gen Bereich eine stärkere Pressung stattfindet als im mitt­ leren Bereich. Dabei kann es von besonderem Vorteil sein, wenn das Magnetfeld im Übergangsbereich vom Inneren des Lei­ tungsbereichs zum Anschluß bzw. zum Preßbereich geringer ist als im Bereich der eigentlichen Verpressung.

Eine besonders günstige Gestaltung des Anschlußbereichs er­ hält man, wenn die Wellen des Balgs im Bereich des Anschlusses geringfügig vorgepreßt werden. Diese Vorpressung ist besonders vorteilhaft, wenn sie die Wellen des Balgs aus ihrer im wesentlichen aufgerichteten Stellung in Richtung des Leitungselements leicht schräg drückt.

Die Aufgabe bezüglich der Vorrichtung wird erfindungsgemäß gelöst, durch mindestens ein Treibelement, das in den Me­ tallschlauch und/oder um den Wellschlauch herum angeordnet ist,
- mindestens eine Magnetpulsspule, die in das innere Treib­ element und/oder über das äußere Treibelement herum geschoben ist, wobei das innere Treibelement den Metallschlauch und den Balg im Bereich des Anschlusses nach außen zusammen­ drückt und miteinander verpreßt und/oder der äußere Treibring den Balg und den Metallschlauch ra­ dial nach innen zusammendrückt und miteinander verpreßt.

Günstig bei dieser Vorrichtung kann sein, daß die Magnet­ feldspule auf einem Zentrierdorn angeordnet ist. Es kann da­ bei ein einziger Zentrierdorn Verwendung finden, der an sei­ nem vorderen und seinem hinteren Ende jeweils eine Magnet­ spule trägt, die jeweils im Bereich der Verpressung gelegen sind. Eine andere Ausführungsform der Vorrichtung kann je­ doch auch zwei Zentrierdorne vorsehen, die jeweils von außen in die Endöffnungen des Metallschlauchs hineinfahren.

Es kann eine verstellbare Auflage vorgesehen sein, die den Balg konzentrisch zur Magnetspule auflagert.

Das erfindungsgemäße Treibelement kann in Achsrichtung zum Inneren des Leitungselements eine größere Länge aufweisen als die Magnetspule.

Vorteilhaft kann es auch sein, daß das Treibelement an dem zum Leitelement gewandten inneren Seitenrand mit Längs­ schlitzen versehen ist.

Um ein Auswandern der Treibelemente aus dem Bereich der Ver­ pressung heraus zu verhindern, kann es vorteilhaft sein, wenn die Treibelemente an der Position des Anschlusses fi­ xiert gehalten werden. Hierzu kann es günstig sein, wenn am Außenumfangsrand ein umlaufender Vorsprung ausgebildet ist, der mit dem zugeordneten Metallschlauch/Balg zusam­ menwirkt.

Zur Entfernung eines aus Kupfer bestehenden Treibelements kann dieses mit einer nach außen bzw. nach innen abstehenden Schlaufe oder Sicke versehen sein.

Statt eines rohrförmigen Treibelements kann dieses auch aus einem zu einem Ring gebogenen Band bestehen, das an seinen Enden agrafförmig verbunden ist.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung ist darin zu sehen, daß die Magnetspule an ihrem dem Inneren des Leitungsele­ ments zugewandten Ende einen Bereich geringerer Feldstärke als an dem anderen Ende aufweist.

Günstig ist es, wenn um den äußeren Abstützring herum eine Stützmanschette angeordnet ist, die eine übermäßige Aufwei­ tung des äußeren Abstützrings verhindert. In gleicher Weise kann es günstig sein, daß ein innerer Abstützdorn vorgesehen ist, der beim radialen Zusammenpressen des Balgs den Innendurchmesser des Agraffschlauchs konstant hält.

Im folgenden wird die Erfindung anhand in der Zeichnung dar­ gestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 Eine schematische Darstellung eines erfindungsge­ mäßen flexiblen Leitungselements in Seitenansicht mit aufgeschnittener unterer Hälfte,

Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung des mit II gekenn­ zeichneten Bereichs in Fig. 1,

Fig. 3a und b jeweils schematische Darstellungen einer er­ sten Ausführungsform,

Fig. 4a und b eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform des Leitungselements mit Anschluß an eine Rohrleitung,

Fig. 5 eine schematische Darstellung einer nächsten Aus­ führungsform, bei der die Anschlüsse des Leitungs­ elements einen größeren Durchmesser aufweisen als die lichte Weite des Wellschlauchs,

Fig. 6 eine schematische Darstellung eines Zentrierdorns mit integrierten Magnetspulen und Auflagen,

Fig. 7 die Darstellung der Vorrichtungsanordnung gemäß Fig. 6 in Vorderansicht,

Fig. 8 eine schematische perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit Auflage sowie Transportband und zwei zu beiden Seiten der Öff­ nungen des Leitungselements angeordneten Magnet­ spulen,

Fig. 9 eine schematische Darstellung einer Magnetspule aus Fig. 8 beim Einfahren in die Öffnung des Me­ tallschlauchs,

Fig. 10 eine schematische Darstellung der Vorrichtung mit Abstützdorn,

Fig. 11 eine schematische Darstellung eines Endes des Me­ tallschlauchs mit eingesetztem Treibelement und Abstützring,

Fig. 12 und 13 schematische Darstellungen von Treibelemen­ ten größerer Längenabmessung als die Abmessung der Spule beträgt, nach dem Preßvorgang,

Fig. 14 eine Darstellung einer Magnetspule für eine Ver­ pressung radial von außen nach innen mit einem längeren Treibelement,

Fig. 15 eine Darstellung einer Spule, die ein äußeres Treibelement übergreift, das an seiner dem Lei­ tungselement zugewandten Seite mit Schlitzen ver­ sehen ist,

Fig. 16 ein Treibelement mit keilförmig herausgeschnitte­ nen Längsschlitzen,

Fig. 17 ein Treibelement mit einfachen Längsschlitzen,

Fig. 18 und 19 Darstellungen betreffend der Entfernung eines Treibelements,

Fig. 20 und 21 schematische Darstellungen verschiedener Aus­ führungsformen von Abstützringen,

Fig. 22 a bis d schematische Querschnittsdarstellungen un­ terschiedlicher Treibringausführungen mit innen bzw. außen vorgesehener Schlaufe zum Entfernen nach dem Preßvorgang.

In Fig. 1 ist in schematischer Darstellung ein flexi­ bles Leitungselement für ein Abgassystem für Kraftfahrzeuge dargestellt. Das Leitungselement 1 besteht aus einem inneren Metallschlauch 2, der als Agraffschlauch ausgebildet sein kann. Dieser innere Metallschlauch wird konzentrisch von ei­ nem aus Metall bestehenden Balg 4 umgeben, wobei der Balg ein schraubengangförmiger oder ringgewellter Wellschlauch sein kann. Der lichte Durchmesser des Balgs ist wesent­ lich größer als der Außendurchmesser des Metallschlauchs 2.

Die Abmessungen sind dabei so gewählt, daß bei einem be­ stimmten Ausmaß von üblicherweise auftretenden Schwingungen im Abgasleitungssystem der Metallschlauch 2 nicht in Berührung mit den Wellen des Balgs 4 kommen kann.

Um den Balg 4 ist ggfs. noch ein Metallgeflecht­ schlauch herumgelegt, der die in Längsrichtung auftretenden Zugkräfte aufnehmen sowie einen Schlag- und Stoßschutz dar­ stellen soll. Das flexible Leitungselement weist an seinen Enden Anschlüsse 30 auf, die einen Zusammenbau mit den ent­ sprechenden Enden der Rohrleitungen gestatten, die das Lei­ tungselement 1 verbinden soll.

Die Anschlüsse 30 bestehen im wesentlichen aus zylindrischen Stutzen, mit einem lichten Durchmesser, der ein paßgenaues Aufschieben auf die Rohrenden ermöglicht.

In dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel sind innere Abstützringe 3 sowie äußere Abstützringe 6 vorgese­ hen. Der innere Abstützring 3 steht mit seinem Außenumfang in Kontakt mit der Innenwand des Metallschlauchs 2, während der äußere Abstützring 6 auf den zylindrischen Anschlußbe­ reich des Balgs 4 sitzt.

In Fig. 2 ist eine vergrößerte Darstellung des Teilbe­ reichs II aus Fig. 1 dargestellt. Der Anschluß 30 weist bei dem wiedergegebenen Ausführungsbeispiel folgenden Aufbau auf: Der äußere Abstützring 6 umgibt den Metallgeflecht­ schlauch 5, der wiederum unmittelbar auf einem zylindrisch ausgebildeten Anschlußbereich des Balgs 4 aufliegt. Dieser zy­ lindrische Anschlußbereich hat denselben Durchmesser wie die lichte Weite des übrigen Balgs.

An die Innenwand dieses zylindrischen Anschlußbereichs ist der als Agraffschlauch ausgebildete Metallschlauch 2 angepreßt, wobei die Agraffstruktur im Bereich der Pressung zusammengedrückt ist. Der innere Ab­ stützring 3 weist im wiedergebenen Ausführungsbeispiel eine Beschichtung aus Kupfer an seiner Innenwandfläche auf. Diese Beschichtung entspricht einem inneren Treibelement 7.

In den Fig. 3a und b ist eine schematische Dar­ stellung einer kombinierten Aufweitung/Zusammenpressung ei­ nes Anschlusses 30 dargestellt. In Fig. 3a ist der Endbe­ reich eines Balgs 4 erkennbar, auf den ein äußerer Abstützring 6 aufgeschoben ist. Dieser äußere Abstützring 6 kann an seiner Außenumfangsfläche kupferbeschichtet sein. Für manche Ausbildungsformen ist es jedoch vorteilhaft, statt einer Kupferbeschichtung einen separaten äußeren Treibring vorzusehen, was jedoch im weiteren Verlauf der Beschreibung näher erläutert wird. Deutlich erkennbar ist der Unterschied im Durchmesser des inneren Metallschlauchs 2 und der lichten Weite des Balgs 4. In Fig. 3b ist der Anschluß 30 nach der Verpressung wiedergegeben. Wie zu erkennen ist, wurde der Anschluß sowohl von außen radial nach innen, als auch von innen radial nach außen verpreßt. Der Innendurch­ messer des inneren Abstützrings 3 entspricht dem Außendurch­ messer des später in das Leitungselement 1 einzuschiebenden Rohrendes 20 des Abgasrohres. Schematisch ist dargestellt, wie sich die zusammengedrückten Wellen des Balgs 4 verformt haben.

In den Fig. 4a und b ist eine alternative Ausbil­ dung dargestellt, wobei die Verpressung unmittelbar auf dem Einschubende 11 des Abgasleitungsrohrendes 20 stattgefunden hat. Hierbei wurde der Anschlußbereich des Anschluß 30 so weit zusammengepreßt, daß der Balg den Abstand zwi­ schen dem Agraffschlauch und dem Innendurchmesser des Balgs 4 überbrückt. Bei dieser Vorgehensweise ist ein in­ nerer Abstützring nicht erforderlich, da die Funktion des inneren Abstützrings unmittelbar von dem Abgasrohr übernom­ men worden ist. Wenn dieses Herstellverfahren verwendet wird, kann ein vollständiges Rohrleitungssystem für ein Kraftfahrzeug vormontiert werden.

Es gilt jedoch bei dieser Verfahrensweise zu bedenken, daß besondere Maßnahmen und Vorrichtungen ergriffen werden müs­ sen, um die gesamte Einheit bestehend aus Leitungsrohren und flexiblen Leitungselementen sowie ggfs. auch noch Katalysa­ tor so zu transportieren, daß keine Schäden infolge Abknic­ kens auftreten können. Es kann hier vorgesehen werden, eine Manschette oder einen Rahmen über das flexible Leitungsele­ ment herum anzulegen, wobei die Anschlußteile der Manschette breitflächig über eine vorbestimmte Länge starr mit der Rohrleitung verbunden werden müssen, damit das Auftreten von schädlichen Knick- oder Verdrehmomenten verhindert wird. Dementsprechend muß die Manschette oder der Rahmen starr ge­ nug ausgebildet sein.

In Fig. 5 ist ein Leitungselement 1 mit vorgeformten zylin­ drischen Anschlußenden des Balges 4 dargestellt. Der Durch­ messer dieser vorgeformten Anschlußenden ist größer als die lichte Weite des laufenden Balgbereichs, so daß die Distanz zwischen dem Außendurchmesser des inneren Metallschlauchs 2 und dem Innendurchmesser dieses zylindrischen Anschlußbe­ reiches des Balgs 4 von dem Metallschlauch 2 überbrückt wird. Hierzu ist im Inneren des Metallschlauchs 2 ein Treibelement 7 vorgesehen. Alternativ hierzu kann jedoch auch bei dieser Ausführungsform der innere Treibring im Anschlußende des Ab­ gasrohrs 20 eingesetzt sein, wobei dieses Teilstück des Ab­ gasrohrs mit aufgeweitet wird.

In Fig. 6 ist die Vorrichtung zur Durchführung des erfin­ dungsgemäßen Verfahrens teilweise wiedergegeben. Eine Ma­ gnetpulsvorrichtung weist einen Zentrierdorn 12 auf, an des­ sen vorderen und hinteren Ende jweils Magnetspulen 13, 13′ vorgesehen sind. Diese Magnetspulen werden in der Anschluß­ vorrichtung 14 elektrisch gesteuert. Der Zentrierdorn 12 ist konzentrisch zu einer Auflage 15 gehalten, was insbesondere aus Fig. 7 zu erkennen ist. Bei einer sich als besonders vorteilhaft herausgestellten Verfahrensweise werden an den entsprechenden Positionen auf dem Dorn die Treibelemente oder innere an ihrer Innenumfangsfläche mit Kupfer be­ schichtete Abstützringe aufgeschoben und anschließend dar­ über der Metallschlauch sowie der Wellschlauch und die übri­ gen Bauelemente.

In Fig. 8 ist eine schematische Darstellung einer Gesamtvorrichtung zum Verbinden der einzelnen Bauteile zu einem integralen flexiblen Leitungselement 1 dargestellt. Eine vormontierte Einheit bestehend aus einem abgelängtem Balg 4, plus einem eventuell den Balg 4 umgebenden Metallgeflecht, einem im Balg 4 aufgenommenen Metall­ schlauch 2 geringeren Durchmessers sowie auf beide Enden auf­ geschobene äußere Abstützringe 6 wird auf einem Förderband 16 angeliefert. Diese vormontierte Einheit wird von der konzen­ trischen Auflage 15 aufgenommen, wobei der Metallschlauch exzentrisch im Inneren des Balgs 4 auf dessen Innen­ wand aufliegt. Die mit Anschlußvorrichtung 14 bezeichneten Magnetdornhalter sind im vorliegenden Ausführungsbeispiel zweigeteilt, d. h. an jedem Ende des Leitungselements 1 ist eine Magnetvorrichtung vorgesehen, auf deren Zentrierdorn 12; 12′ ein innerer Treibring oder ein innerer Treibring plus innerer Abstützring oder ein an seiner Innenwand beschichte­ ter innerer Treibring aufgesteckt ist. Die Anschlußvorrich­ tung ist axial beweglich und in Arbeitsposition verfahrbar.

Wie aus Fig. 9 zu erkennen, ist der Zentrierdorn 12′ mit einer ausgeprägten konischen Zentrierspitze 17 versehen, die den Metallschlauch 2 anhebt und in eine konzentrische Lage zum Balg 4 bringt. Bei der Vorwärtsbewegung der Ma­ gnetspule schiebt sich der Treibring/Abstützring an die vor­ gesehene Position und diese Position wird durch einen am Au­ ßenrand umlaufenden Vorsprung 31 fixiert.

Um den äußeren Abstützring 6 ist eine äußere Abstützman­ schette 18 herumgelegt, die verhindert, daß der äußere Ab­ stützring 6 seinen Durchmesser verändert. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, daß bei stets gleichbleibender Be­ schickung der Magnetfeldspule stets der gleiche Innendurch­ messer im Anschlußbereich erzielt wird.

In Fig. 9 ist darüberhinaus noch eine weitere Aus­ führungsvariante dargestellt. Die Magnetspule 13 ist in einen vorderen Bereich 13a und einen rückwärtigen Bereich 13b aufgeteilt. Der vordere Bereich 13a weist eine schwä­ chere, der hintere Bereich 13b eine gegenüber dem vorderen Bereich stärkere Magnetfeldspule auf. Diese Aufteilung be­ wirkt, daß in dem Bereich des Übergangs zwischen dem Metall­ schlauch 2 und dem Anschluß eine weiche konstante Krümmung ent­ steht, wodurch Beschädigungen oder Abknickungen im Material verhindert werden.

In Fig. 10 ist eine schematische Darstellung einer Ver­ pressung von radial außen nach innen dargestellt. Bei dieser Verfahrensweise wird ein innerer Abstützdorn 22 verwendet, der mit entsprechenden Toleranzen dem Außendurchmesser des in das Leitungselement 1 einzuschiebenden Abgasrohrs ent­ spricht. Auf das Ende des Balgs 4 mit darüber angeord­ netem Metallgeflechtsschlauch 5 ist ein äußerer Abstützring 6 mit einem äußeren Treibring 8 geschoben worden. Die äußere Magnetspule 19 weist im vorliegenden Ausführungsbeispiel ebenfalls durch eine Strichlinie angedeutet, zwei Arbeitsbe­ reiche 19a und 19b auf, wobei der Bereich 19a ein schwä­ cheres und der Bereich 19b ein stärkeres Magnetfeld zur Ver­ fügung stellt. Der innere Abstützdorn 22 kann ähnlich wie eine innere Magnetspule ausgebildet sein und einen dünnen Treibring tragen, der eine sehr geringfügige Aufweitung er­ möglicht, damit der Zentrierdorn einwandfrei wieder aus dem Leitungselement 1 entfernt werden kann.

Dem Ziel eines weichen Übergangs dient auch eine besondere Ausbildung des Treibelements 7 sowie des Abstützrings. Wenn das Treibelement 7 wie in Fig. 11 dargestellt, eine Länge E besitzt, die größer ist als die Länge E′ der Magnetspule im dargestellten Ausführungsbeispiel E′_a für eine äußere Ma­ gnetfeldspule und E′_i für eine innere Magnetfeldspule, so wird das Magnetfeld hauptsächlich im unmittelbar gegenüber­ liegenden Bereich wirksam, wohingegen der verlängerte Ab­ schnitt des Treibelements 7 oder des Abstützrings wenig beein­ flußt wird und einen sanften Übergang zum verpreßten Bereich ermöglicht. Es ist möglich, sowohl einen verlängerten Treibring 8 allein oder eine Kombination aus verlängertem Treibring 8 und verlängertem Abstützring 6 zu verwenden, wobei auch die jeweiligen Verlängerungen unterschiedlich ausge­ bildet sein können.

In den Fig. 12 bis 17 sind weitere Maßnahmen dar­ gestellt, die dazu dienen, einen weichen Übergang von dem unverpreßten zu dem verpreßten Bereich im Anschluß zu gelan­ gen.

In Fig. 12 ist ein Treibelement 7 dargestellt, dessen axiale Länge größer ist als die axiale Länge der Magnetspule auf dem Zentrierdorn 12′. Aufgrund des abnehmenden Magnet­ felds am Ende der Spule zum Inneren des Leitungselements hin entsteht ein weicher Übergang von dem geringeren zu dem grö­ ßeren Durchmesser.

Das in Fig. 13 dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt einen Zentrierdorn 12′ mit einer Magnetfeldspule, die in etwa die gleiche Länge aufweist, wie das Treibelement 7, je­ doch ist das Treibelement 7 an seinem dem Leitungselement 1 zu­ gewandten Ende mit Schlitzen versehen, so daß das Magnetfeld hier ebenfalls nur abgeschwächt wirken kann.

In Fig. 14 ist eine Außenspule dargestellt, die einen äußeren Treibring 8 größerer axialer Länge übergreift.

Die Ausführungsform gemäß Fig. 15 zeigt eine Anordnung beste­ hend aus äußerer Magnetfeldspule und äußerem Treibring 8, wobei der Treibring 8 in seinem dem Leitungselement 1 zugewandten Be­ reich mit Längsschlitzen 28 versehen ist. Bei den Ausführungsformen gemäß Fig. 14 und 15 kommt es ebenfalls zu einem weicheren Übergang von dem Balg 4 zum radial re­ duzierten Anschluß.

In den Fig. 16 und 17 sind noch weitere mögliche Treibringausführungsformen dargestellt. Zum einen kann der Treibring 8 an seinem dem Übergangsbereich zugeordneten Ende mit dreieckigen Schlitzen 28′ versehen sein, zum anderen kön­ nen die angesprochenen Schlitze auch von einfachen Ein­ schnitten 28′′ gebildet werden.

Es versteht sich, daß diese in den Fig. 12-17 darge­ stellten Treibelemente auch durch entsprechend ausgebildete Abstützringe mit einer auf der entsprechenden Seite aufge­ tragenen Kupferbeschichtung ersetzt werden können.

Für den Fall, daß ein Treibring aus reinem Kupfer verwendet wird, ist es vorteilhaft, diesen Treibring aus dem Leitungs­ element wieder zu entfernen, um ihn zu recyceln. Nachdem er bei der Aufweitung gegenwärtig sein mußte, fällt ihm bei der weiteren Funktion des Leitungselements keine weitere Aufgabe zu. Dieses Treibelement kann dadurch leicht entfernt werden, daß man vor dem Einsetzen oder Aufschieben auf den Zentrier­ dorn 12 oder Aufschieben auf den Balg 4 ein Zugband 24 oder einen Zugdraht 23 einlegt, mit dem man den Treibring nach erfolgter Verpressung einknickt oder bei einem äußeren Treibring aufreißt, so daß man ihn anschließend leicht ent­ fernen kann.

In den Fig. 20 und 21 sind verschiedene Ausfüh­ rungsvarianten von Abstützringen 3, 6 dargestellt, die eine spätere einwandfreie Verschweißung des flexiblen Leitungselements mit dem eingesteckten Abgasrohr ermöglichen.

Das in Fig. 20 dargestellte Abstützringelement 6 weist eine U-förmige Wandkontur auf, wobei in den Freiraum zwi­ schen den freien Schenkeln des U das Ende des Metall­ schlauchs 2 eingesteckt werden kann. Beim Verpressen steht dann durch den Boden des U-förmigen Rings genügend Material zur Verfügung, so daß eine zusätzliche Zufuhr von Schweißma­ terial nicht erforderlich ist.

Bei dem in Fig. 21 dargestellten Ausführungsbeispiel weist der Abstützring 6 eine E-Form auf, wobei in die jeweili­ gen Öffnungen zum einen der Metallschlauch, zum anderen der Balg 4 einsetzbar sind. Nach der Verpressung steht auch hier zusätzliches Material für die Verschweißung mit dem Abgasrohr zur Verfügung.

In Fig. 22a-b sind Ausführungsformen von Treibringen dargestellt, die sich ohne Zuhilfenahme eines Drahtes oder Abziehband entfernen lassen.

Der in Fig. 22a dargestellte innere Treibring ist an seiner nach innen gerichteten Wandung mit einer Sicke oder Schlaufe ausgebildet, die ein Ergreifen mittels einer Zange ermöglicht. Nach dem Anpressen kann diese Schlaufe leicht mit der Zange ergriffen, und der Treibring mittels einer leichten Wickelbewegung aus dem Anschluß 30 entfernt werden. Die Ausführungsform gemäß Fig. 22b betrifft einen äußeren Treibring, der die entsprechende Sicke oder Schlaufe an seinem Außenumfang aufweist, hier ist durch eine einfache Manipulation mittels eines Schraubenziehers oder dergleichen eine Entfernung des Treibrings ebenfalls leicht möglich.

Der in Fig. 22c dargestellte innere Treibring besteht aus einem Band, das an seinen Enden mittels einer Agraffver­ bindung geschlossen ist. Diese Agraffverbindung stellt einen wirksamen elektrisch leitenden Kontakt zur Verfügung, so daß es zu keinen Abschmelzvorgängen der beiden Bandenden kommt. Darüber hinaus wird gleichzeitig eine Schlaufe zur Verfügung gestellt, mittels der das Treibelement nach dem Aufpreßvor­ gang wieder aus dem Metallschlauch entfernt werden kann.

Die in Fig. 22d dargestellte Ausführungsform betrifft einen äußeren Treibring, der ebenfalls mittels einer Agraffverbindung geschlossenen Band besteht. Auch hier ist es möglich, durch Manipulation mit einem Werkzeug, bei­ spielsweise einem Schraubenzieher, den Treibring nach er­ folgter radialer nach innen gerichteter Verpressung wieder zu entfernen.

Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen und darge­ stellten Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern umfaßt alle Variationen und Kombinationen der verschiedenen Ele­ mente. Insbesondere sei noch einmal betont, daß es möglich ist, gleichzeitig eine Verpressung sowohl von innen nach außen als auch von außen nach innen durchzuführen. Desweite­ ren ist es möglich, die Erfindung bei solch flexiblen Lei­ tungselementen vorzunehmen, die im Durchmesser unterschied­ lich Ein- und Ausgänge aufweisen. So kann beispielsweise der Eingang im Durchmesser so gestaltet sein, daß ein Abgasrohr in das flexible Leitungselement eingesteckt werden kann, je­ doch das flexible Leitungselement mit seinem Ausgangsan­ schluß in ein weiterführendes Abgasrohr hineingesteckt wird. Somit kann beispielsweise eine Verpressung von innen nach außen erfolgen, wobei dann das weiterführende Abgasrohr den äußeren Abstützring ersetzt und die Verpressung des Eingangs in das Leitungselement von außen nach innen erfolgt, wobei selbstverständlich entsprechend Vorrichtungsanpassungen und Verfahrensschritte nacheinander durchgeführt werden müssen.

Es versteht sich, daß die Reihenfolge der verschiedenen Ver­ fahrensschritte nicht unbedingt eingehalten werden muß, da Variationen, die im Bereich des Erfindungswesentlichen lie­ gen, eine andere Abfolge der Verfahrensschritte notwendig machen kann.

Claims (24)

1. Verfahren zum Herstellen eines flexiblen Leitungselements für Abgasleitungen mit einem schraubengangförmig oder ringgewelltem Balg und einem in diesem angeordneten Metallschlauch, dessen Außendurchmesser kleiner ist als der lichte Querschnitt des Balgs, wobei die jeweiligen Endes des Balgs und des Schlauchs gemeinsam zu einem Anschluß für die Abgasleitung verbunden sind, gekennzeichnet durch die folgenden Verfahrensschritte:

• - Ablängen eines durchgehend gewellten Balgs 4 auf die gewünschte Länge des Leitungselements
• - Ablängen eines Metallschlauchs auf die gewünschte Länge des Leitungselements,
• - Auf/Einsetzen eines Abstützrings (3, 6) auf/oder in das Ende des abgelängten Balgs/Metallschlauchs,
• - Ein/Aufsetzen eines ringförmigen Treibelements (7, 8) in/auf das Ende des Metallschlauchs/Balgs,
• - Ineinanderschieben der vorbereiteten Teile Balg und Metallschlauch,
• - Ein/Aufsetzen des vormontierten Leitungselements in/auf eine Magnetpulsspule (12-14) mit gleichzeitigem konzentrischem Zentrieren der Bauteile, und
• - Aufweiten des Metallschlauchs durch Betätigung der Magnetpulsvorrichtung zum Überbrücken des Abstands zwischen dem Balg (4) und dem Metallschlauch (2) unter Zu­ sammendrücken der Wellen des Balgs und Verpressen der einzelnen Lagen der verschiedenen Bauelemente gegen die Innenwand des äußeren Abstützrings oder Zusammenpressen der Wellen des Balgs (4) und der Agraffstruktur des Metallschlauchs (2) gegen die Außenwand des inneren Abstützrings (7).

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als innerer Abstützring das Einsetzende des Abgasrohres verwendet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Treibelement kupfer- oder alubeschichtete Abstützringe verwendet werden.

4. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die Treibelemente/Abstützringe in Achsrichtung länger sind als die Magnetspule.

5. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß ein wieder entfernbares Treibelement verwendet wird.

6. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß Magnetfeldspulen eingesetzt werden, die über den Preßbereich hinweg eine unterschiedliche Magnetkraft entwickeln.

7. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß beim Verpressen von innen der äußere Abstützring (6) von einer Stützmanschette gehalten wird.

8. Flexibles Leitungselement für Abgasleitungen, mit einem schraubengangförmig oder ringgewelltem Balg (4′) und einem in diesem angeordneten Metallschlauch (2), dessen Außendurchmesser kleiner ist als der lichte Querschnitt des Balgs und die jeweiligen Enden des Balgs und des Schlauchs gemeinsam zu einem Anschluß für die Abgasleitung verbunden sind, hergestellt mittels des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 7, wobei der Balg (4) aus einem abgelängten Wellschlauch mit an den Enden im wesentlichen zu einem zylindrischen Anschlußbereich (30) zusammengepreßten Wellen besteht und der Anschlußbereich des Balgs (4) radial bis auf den Außenumfang des Metallschlauchendes reduziert ist, der gleich oder größer als der Außendurchmesser des übrigen Schlauches ist, wobei die Reduzierung den freien Raum zwischen dem Innendurchmesser des Balgs und dem Außendurchmesser des Metallschlauches überbrückt.

9. Leitungselement mit einem äußeren Abstützring an jedem Anschluß, nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstützring (3) eine U-förmig ausgebildete Ringwandstruktur aufweist, wobei die freien Schenkel des U jeweils die Anschlußbereiche (30) des Balgs (4) und/oder des Metallschlauchs (2) von außen bzw. von innen übergreifen.

10. Leitungselement nach mindestens einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Balg (4) von einem Metallgeflechtschlauch (5) umgeben ist.

11. Vorrichtung zum Herstellen eines flexiblen Leitungselements für Abgasleitungen, mit einem schraubengangförmig oder ringgewelltem Balg (4′) und einem in diesem angeordneten Metallschlauch (2), dessen Außendurchmesser kleiner ist als der lichte Querschnitt des Balgs, wobei die jeweiligen Enden des Balgs und des Schlauchs gemeinsam zu einem Anschluß (30) für die Abgasleitung (21) verbunden sind, gekennzeichnet durch mindestens ein Treibelement (7, 8), das in den Metallschlauch (2) und/oder um einen Balg (4) herum angeordnet ist,
- mindestens eine Magnetspule (12-14), die in das innere Treibelement (7) und/oder über das äußere Treibelement (8) geschoben ist, wobei das innere Treibelement (7) den Metallschlauch (2) und den Balg im Bereich des Anschlusses nach außen zusammendrückt und miteinander verpreßt und/oder der äußere Treibring (8) den Balg und den Metallschlauch radial nach innen zusammendrückt und miteinander verpreßt.

12. Vorrichtung nach Patentanspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß eine oder mehrere Magnetfeldspule(n) (12-14) an einem Zentrierdorn (12) angeordnet ist.

13. Vorrichtung nach einem der Patentansprüche 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß eine verstellbare Vorrichtung (15) vorgesehen ist, die den Balg (4) konzentrisch zur Magnetspule (12-14) auflagert.

14. Vorrichtung nach einem der Patentansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Treibelement (7, 8) in Achsrichtung zum Inneren des Leitungselements hin eine größere Länge aufweist als die Magnetspule.

15. Vorrichtung nach einem der Patentansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Treibelement (7, 8) an dem zum Leitungselement gewandten inneren Seitenrand mit Längsschlitzen (28, 28′, 28′′) versehen ist.

16. Vorrichtung nach einem der Patentansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Treibelement (7, 8) in der Lage zum Anschluß (30) fixiert gehalten ist.

17. Vorrichtung nach einem der Patentansprüche 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Treibelement (7, 8) zum Zwecke des Fixierens ein umlaufender Vorsprung (31) ausgebildet ist, der mit dem zugeordneten Metallschlauch/ Balg zusammenwirkt.

18. Vorrichtung nach einem der Patentansprüche 11 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß das innere bzw. äußere Treibelement (7, 8) mit einer nach innen bzw. nach außen abstehenden Sicke (25) oder Schlaufe versehen ist.

19. Vorrichtung nach einem der Patentansprüche 11 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden (27) des aus einem ringförmigen Band gebildeten Treibelements (7, 8) agraf­ förmig miteinander verbunden sind.

20. Vorrichtung nach einem der Patentansprüche 11 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß das als Ring ausgebildete Treibelement aus sich schuppenförmig überlappenden Teilelementen besteht.

21. Vorrichtung nach einem der Patentansprüche 11 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß das als Ring ausgebildete Treibelement aus aus zwei konzentrischen, im Abstand voneinander angeordneten Teilelementen besteht, wobei die Teilelemente auf dem inneren Umfangskreis und diejenigen auf dem äußeren Umfangskreis sich an ihren Randbereichen überlappen und diese Teilelemente nach dem Preßvorgang einen im wesentlichen geschlossenen Ring bilden.

22. Vorrichtung nach einem der Patentansprüche 11 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetspule (13, 19) an ihrem dem Inneren des Leitungselements zugewandten Ende (13a, 19a) einen Bereich geringere Feldstärke als an dem anderen Ende (19a, 19b) aufweist.

23. Vorrichtung nach einem der Patentansprüche 11 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß um den äußeren Abstützring (6) herum eine Stützmanschette (18) angeordnet ist, um eine übermäßige Aufweitung des Abstützrings zu verhindern.

24. Vorrichtung nach einem der Patentansprüche 11 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß ein innerer Abstützdorn (22) vorgesehen ist, der beim radialen Zusammenpressen des Wellschlauches (4) den Innendurchmesser des Agraffschlauchs (2) konstant hält.