EP0737803B1 - Abgassammelrohr, insbesondere für eine Brennkraftmaschine in einem Kraftfahrzeug, und Verfahren zu dessen Herstellung - Google Patents

Abgassammelrohr, insbesondere für eine Brennkraftmaschine in einem Kraftfahrzeug, und Verfahren zu dessen Herstellung Download PDF

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EP0737803B1
EP0737803B1 EP96101586A EP96101586A EP0737803B1 EP 0737803 B1 EP0737803 B1 EP 0737803B1 EP 96101586 A EP96101586 A EP 96101586A EP 96101586 A EP96101586 A EP 96101586A EP 0737803 B1 EP0737803 B1 EP 0737803B1
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EP
European Patent Office
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pipe
compensator
exhaust manifold
portions
manifold according
Prior art date
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EP96101586A
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English (en)
French (fr)
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EP0737803A1 (de
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Henning Dipl.-Ing. Blöcker
Pierre Dipl.-Ing. Bonny
Thomas Dipl.-Ing. Hülsberg
Ralf Dipl.-Ing. Pünjer
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Mercedes Benz Group AG
Original Assignee
DaimlerChrysler AG
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Publication date
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    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
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    • F01N13/18—Construction facilitating manufacture, assembly, or disassembly
    • F01N13/1805—Fixing exhaust manifolds, exhaust pipes or pipe sections to each other, to engine or to vehicle body
    • F01N13/1811—Fixing exhaust manifolds, exhaust pipes or pipe sections to each other, to engine or to vehicle body with means permitting relative movement, e.g. compensation of thermal expansion or vibration
    • F01N13/1816—Fixing exhaust manifolds, exhaust pipes or pipe sections to each other, to engine or to vehicle body with means permitting relative movement, e.g. compensation of thermal expansion or vibration the pipe sections being joined together by flexible tubular elements only, e.g. using bellows or strip-wound pipes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F01N13/10—Other arrangements or adaptations of exhaust conduits of exhaust manifolds
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    • F01N13/18—Construction facilitating manufacture, assembly, or disassembly
    • F01N13/1883—Construction facilitating manufacture, assembly, or disassembly manufactured by hydroforming

Definitions

  • the invention relates to an exhaust manifold according to the preamble of claims 1 and 3, in particular for an internal combustion engine in a motor vehicle, and a method for producing such a manifold.
  • EP 0 171 624 A1 describes such an exhaust manifold for Automotive engines, with several to the exhaust ports of the cylinder head leading connecting piece, in which the Exhaust gas flows through a heat-insulating line.
  • the Section is at least in the axial direction directly or indirectly flexibly trained by a Corrugated tube, which is adjacent to the outside of two horizontal pipe ends of the exhaust pipe on both sides of it Gas-tight joint, for example by brazing may be appropriate.
  • Such exhaust manifolds are manufactured by Internal high-pressure forming, the tube in a corresponding Molding tool is added, which the location and Size of the expansion waves determined. Because with the well-known pipe an axial feeding of the material during the internal high pressure forming is insufficient, occurs in Extensive weakening of the material in the area of the expansion shafts on. In addition, in the area of the waves through the in short intervals following changes in cross-section eddies of the exhaust gas flow leading to flow losses and lead to increased noise emissions.
  • the invention is therefore based on the object of an exhaust manifold the specified in the preamble of claims 1 and 3 To create genus that is easy to manufacture and where the noise emissions are reduced, the flow losses reduces and the life of the exhaust manifold is increased. It is also the object of the invention a method for producing an exhaust manifold specify.
  • the pipe section on which the compensator is formed from a multi-walled Material with at least two layers of material there is the pipe section on which the compensator is formed from a multi-walled Material with at least two layers of material.
  • the other Pipe section can be single-walled or multi-layered Material.
  • both pipe sections made of a multi-walled material exist, the material layers of the pipe sections from separate inner tubes and a common one Outer tube are formed.
  • the inner tubes are attached to the adjacent ends of the pipe sections are designed as sockets, which each form part of the gas pipe, and the outer tube extends at least partially over both Pipe sections.
  • the outer tube is designed as a compensator.
  • the nozzle that forms the gas pipe can vary be shaped, in particular a cylindrical shape or a cone with a small angle are.
  • a preferred embodiment is that the nozzle on a pipe section and the compensator is formed on the adjacent pipe section, the free end of the compensator sealing the other pipe section encloses. Because of this configuration, it is possible the material of the Track pipe section in the axial direction, so that no significant weakening of the material during formation the expansion waves occur. Because the free end of the compensator rests on the outer wall of the adjacent pipe section, can be a gas-tight connection in a simple way be generated by means of a weld seam.
  • the free end the compensator is preferably by a cylindrical connecting portion formed, the Inner diameter the outer diameter of the neighboring Pipe section corresponds.
  • the gas guide tube expediently extends at least over the axial length of the compensator, which front end of the gas pipe in the neighboring Pipe section protrudes. This ensures that as a result of axial expansion of the compensator
  • the gas guide pipe always changes in temperature up to the cylindrical one Area of the subsequent pipe section enough.
  • the pipe sections and in particular the one on which the compensator is formed preferably consists of a tube designed by internal high pressure forming.
  • the compensators preferably comprise two expansion shafts, the axial Distance between the two outer crests approximately 1 to 2 times, preferably that 1.5 times to 1.7 times the radial difference between outer and inner wave crest. In this way become tight radii to form the expansion waves and thereby Conditional material expansion avoided.
  • different shape and number of expansion shafts can be provided.
  • an exhaust manifold 1 is shown, the four Connection pieces 2, 3, 4 and 5 with associated flanges 12, 13, 14, and 15 and the connecting pieces connecting pipe sections 7, 8 and 9 includes and for mounting on the cylinder head an internal combustion engine in a motor vehicle.
  • An exhaust pipe is on the output side of the exhaust manifold 1 6 connected, which is connected to the pipe section 9 is.
  • the pipe section 9 has two necklines 16 and 17 to which the connecting pieces 4 and 5 are welded are.
  • the first connection piece 2 is integral with the executed first pipe section 7 and the middle pipe section 8 has a neck 18 on which the connecting piece 3 is welded.
  • a first compensator 10 and between the pipe sections 8 and 9, a second compensator 11 provided between the pipe sections 7 and 8 a first compensator 10 and between the pipe sections 8 and 9, a second compensator 11 provided.
  • These compensators 10, 11 comprise two Expansion shafts 20, 21 and are in one piece on one of the pipe sections 8 or 9 molded.
  • the adjacent pipe section 7 and 8 has a nozzle 19 which is in the compensator 10 or 11 of the other pipe section 8 or 9 protrudes and approximately to the distal axial end of the compensator 10 or 11 is sufficient and in this way a gas pipe 22 forms.
  • Fig. 2a in 2b are a pipe section 25 with a neck 27 and a pipe section 26 with a neck 28 shown, the pipe section 25 on its the Pipe section 26 facing side has a nozzle 29, which as an extension of the pipe section 25 with the same Diameter can be seen.
  • the pipe section 25 is made in the example shown from a single-walled tube, a multi-walled tube can also be provided, as shown in the example of FIG. 2b.
  • the pipe section 26 shown in Fig. 2b consists of two wall layers, the radially outer layer of material designated 23 and the radially inner material layer designated 24 is. There are different ones for the material layers Suitable material combinations, for example, the inner Austenitic steel and heat resistant layer the outer layer consist of a ferritic steel.
  • a compensator 30, which consists of two Expansion shafts 31 and 32 are formed and at its front End has a cylindrical connecting portion 33, whose inside diameter is the outside diameter of the nozzle 29 is adjusted. Otherwise, the diameter of the Pipe section 26 larger than that of the connecting section 33.
  • the embodiment of an exhaust manifold shown in FIG. 3 40 comprises two pipe sections 41 and 42 made of two layers Material, the pipe sections from an inner pipe 43 and 44 and one extending over the entire length Outer tube 45 exist.
  • the inner tubes 43, 44 are on their opposite ends as conical sockets 46, 47 formed, the end faces 46 ', 47' a small Distance from each other.
  • the length of both connecting pieces 46, 47 is the outer tube 45 as a compensator 48 formed, which comprises two expansion shafts 49, 49 '.
  • the inner tubes 43, 44 preferably have a larger one Wall thickness than the outer tube.
  • the expansion shafts 49, 49 ' of the compensator are preferably designed so that the axial Distance A between the crests 50 and 50 'about that 1.5 times to 1.7 times the radial difference D between the outer shaft tip 50 and an inner shaft tip 51 is. In this way, small bending radii and the large material tensions caused thereby avoided.
  • the exhaust manifold 40 shown in Fig. 3 is on both Pipe sections 41 and 42 provided with neckings 28 which correspond to the corresponding necking in Fig. 2c.
  • neckings 28 which correspond to the corresponding necking in Fig. 2c.
  • the Gap between the two end faces 46 'and 47' of the nozzle 46 and 47 is based on the longitudinal axis of the Exhaust manifold 40, in the same plane as the inner one Shaft top 51 of the compensator 48, so that the inner shaft top 51 serves as a radial cover of the gap.
  • the both nozzles 46 and 47 together form a gas pipe 52.
  • Fig. 4a shows the outer tube 45, in the side of the inner tubes 43 and 44 with their conical sockets 46 and 47 be introduced.
  • the inner tubes 43 and 44 are through Applying force in the direction of arrows 59 into the outer tube 45 pressed.
  • the length of the inner tubes is 43 and 44 dimensioned so that when the respective outer ends of the inner tubes 43 and 44 with the outer tube 45 in the middle a distance between the end faces 46 'and 47' of the stub 46 and 47 remains as shown in Fig. 4b is shown.
  • the upper part 38 and a Lower part 39 includes.
  • the upper part 38 has in the middle two sections of the circumferential direction of the mold Ring grooves 54, 55 on and to the side of it are recesses 56, 57 provided the contour of the neckings exhibit.
  • the lower part 39 is also with sections the annular grooves 54, 55 provided so that when closed Mold 37 complete ring grooves 54, 55 formed are.
  • the deformation of the outer tube 45 and the axial tracking the pipe sections 41 and 42 take place until the shape the ring grooves 54 and 55 exactly reproduced in the mold 37 is. Also done by applying internal pressure the formation of the neckings 28 shown in FIG. 3, the material of the tube wall sections 41 and 42 in the Recesses 56 and 57 is pressed. The internal pressure is then completely dismantled and then the mandrels can 53 and 58 extended and the parts 38 and 39 of the mold 37 can be opened.

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Description

Die Erfindung betrifft ein Abgassammelrohr gemäß dem Oberbegriff der Ansprüche 1 und 3, insbesondere für eine Brennkraftmaschine in einem Kraftfahrzeug, sowie ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Sammelrohres.
Die EP 0 171 624 A1 beschreibt ein derartiges Abgassammelrohr für Kraftfahrseugmotoren, mit mehreren zu den Auslaßöffnungen des Zylinderkopfes führenden Anschlußstutzen, bei der das Abgas eine wärmeisolierende Leitung durchströmt. Die Leitung ist abschnittsweise zumindest in Axialrichtung direkt oder indirekt flexibel ausgebildet durch ein Wellrohr, welches auf der Außenseite zweier benachbart liegender Leitungsenden der Abgasleitung beiderseits deren Stoßstelle gasdicht, beispielsweise durch hartlöten angebracht sein kann.
Aus der DE 35 00 568 A1 ist ein Auspuffkrümmer aus hitzebeständigem Stahlblech bekannt, der aus einer Sammelleitung mit mehreren zu den Auslaßöffnungen des Zylinderkopfes führenden Anschlußstutzen besteht. Die jeweiligen Rohrabschnitte des Auspuffkrümmers sind mit Dehnwellen versehen, so daß der Krümmer insgesamt axial nachgiebig ausgebildet ist. Auf diese Weise wirken die Dehnwellen als Kompensatoren, welche die infolge von Temperaturwechseln auftretenden Längenänderungen ausgleichen.
Die Herstellung derartiger Abgassammelrohre erfolgt durch Innen-Hochdruck-Umformung, wobei das Rohr in einem entsprechenden Formwerkzeug aufgenommen wird, welches die Lage und Größe der Dehnwellen bestimmt. Da bei dem bekannten Rohr ein axiales Nachschieben des Materials während der Innen-Hochdruck-Umformung nur unzureichend möglich ist, tritt im Bereich der Dehnwellen eine erhebliche Materialschwächung auf. Außerdem treten im Bereich der Wellen durch die in kurzen Abständen folgenden Querschnittsänderungen Verwirbelungen des Abgasstromes auf, die zu Strömungsverlusten und einer erhöhten Geräuschemission führen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Abgassammelrohr der im Oberbegriff der Ansprüche 1 und 3 angegebenen Gattung zu schaffen, das auf einfache Weise herstellbar ist und bei dem die Geräuschemission reduziert, die Strömungsverluste verringert und die Lebensdauer des Abgassammelrohres erhöht ist. Außerdem ist es die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung eines Abgassammelrohres anzugeben.
Diese Aufgabe wird bezüglich des Abgassammelrohres durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 3, und bezüglich des Verfahrens durch die Merkmale des Anspruchs 13 gelöst.
Durch die erfindungsgemäße Ausbildung des Abgassammelrohres können unterschiedliche Werkstoffe verwendet werden, wobei auch die einzelnen Rohrabschnitte im Hinblick auf die an sie gestellten Anforderungen aus verschiedenen Materialien bestehen können.
Nach einer Ausführung der Erfindung besteht dabei der Rohrabschnitt, an welchem der Kompensator ausgebildet ist, aus einem mehrwandigen Material mit mindestens zwei Materialschichten. Der andere Rohrabschnitt kann aus einem einwandigen oder mehrschichtigen Material bestehen.
Bei der Ausfuhrung des Abgassammelrohres bzw. von Rohrabschritten desselben aus mehrschichtigem Material wird es als vorteilhaft angesehen, daß die radial äußere Materialschicht aus einem ferritischen Stahl und die radial innere Materialschicht aus einem austenitischen Stahl besteht. Rohrabschnitte aus mehrwandigem Material haben dabei den Vorteil der geringeren Federsteifigkeit bei gleicher Außenkontur, da diese proportional mit der Wandstärke ansteigt.
Eine andere Ausgestaltung des Abgasssammelrohres besteht darin, daß beide Rohrabschnitte aus einem mehrwandigen Material bestehen, wobei die Materialschichten der Rohrabschnitte aus separaten Innenrohren und einem gemeinsamen Außenrohr gebildet sind. Dabei sind die Innenrohre an den benachbarten Enden der Rohrabschnitte als Stutzen ausgeführt, die jeweils einen Teil des Gasführungsrohres bilden, und das Außenrohr reicht zumindest teilweise über beide Rohrabschnitte. Im Bereich der axialen Länge der Stutzen ist das Außenrohr als Kompensator ausgebildet. Durch eine derartige Ausführung ist das spätere Zusammenfügen der Rohrabschnitte und Herstellen einer gasdichten Verbindung nicht erforderlich.
Der Stutzen, der das Gasführungsrohr bildet, kann unterschiedlich geformt sein, wobei hierfür insbesondere eine zylindrische Form oder ein Konus mit geringem Winkel geeignet sind. Eine bevorzugte Ausführungsform besteht darin, daß der Stutzen an einem Rohrabschnitt und der Kompensator am benachbarten Rohrabschnitt ausgebildet ist, wobei das freie Ende des Kompensators den anderen Rohrabschnitt dichtend umschließt. Aufgrund dieser Ausgestaltung ist es möglich, bei der Formung des Kompensators das Material des Rohrabschnittes in axialer Richtung nachzuführen, so daß keine nennenswerte Schwächung des Materials bei der Bildung der Dehnwellen auftritt. Da das freie Ende des Kompensators an der Außenwandung des benachbarten Rohrabschnitts anliegt, kann eine gasdichte Verbindung auf einfache Weise mittels einer Schweißnaht erzeugt werden. Das freie Ende des Kompensators ist dabei vorzugsweise durch einen zylindrischen Verbindungsabschnitt gebildet, dessen Innendurchmesser dem Außendurchmesser des benachbarten Rohrabschnitts entspricht.
Das Gasführungsrohr erstreckt sich zweckmäßigerweise mindestens über die axiale Länge des Kompensators, wobei das vordere Ende des Gasführungsrohres in den benachbarten Rohrabschnitt ragt. Auf diese Weise wird sichergestellt, daß auch bei axialer Verlängerung des Kompensators infolge Temperaturänderung das Gasführungsrohr stets bis in den zylindrischen Bereich des nachfolgenden Rohrabschnitts reicht.
Die Rohrabschnitte und insbesondere derjenige, an welchem der Kompensator ausgebildet ist, besteht vorzugsweise aus einem durch Innen-Hochdruck-Umformung gestalteten Rohr. Im allgemeinen dürfte es ausreichend sein, daß die Kompensatoren vorzugsweise zwei Dehnwellen umfassen, wobei der axiale Abstand zwischen den beiden äußeren Wellenkuppen etwa das 1-fache bis 2-fache, vorzugsweise das 1,5-fache bis 1,7-fache der radialen Differenz zwischen äußerer und innerer Wellenkuppe beträgt. Auf diese Weise werden enge Radien zur Bildung der Dehnwellen und dadurch bedingte Materialdehnungen vermieden. Selbstverständlich kann je nach Anforderung und Konstruktionsvorgabe eine andere Form und Zahl der Dehnwellen vorgesehen werden.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:
Fig. 1
ein Abgassammelrohr mit mehreren Rohrabschnitten und zwei Kompensatoren nach dem Stand der Technik,
Fig. 2a
einen Rohrabschnitt mit Gasführungsrohr im Schnitt,
Fig. 2b
einen Rohrabschnitt mit Kompensator im Schnitt,
Fig. 2c
die Rohrabschnitte der Fig. 2a und 2b im zusammen gefügten Zustand,
Fig. 3
eine Ausführungsvariante zu Fig. 2c,
Fig. 4a bis 4d
mehrere Verfahrensschritte zur Herstellung eines Abgassammelrohres gemäß Fig. 3.
In Fig. 1 ist ein Abgassammelrohr 1 dargestellt, das vier Anschlußstutzen 2, 3, 4 und 5 mit zugehörigen Flanschen 12, 13, 14, und 15 sowie die Anschlußstutzen verbindende Rohrabschnitte 7, 8 und 9 umfaßt und zum Anbau an den Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine in einem Kraftfahrzeug dient. Ausgangsseitig ist an das Abgassammelrohr 1 eine Abgasleitung 6 angeschlossen, die mit dem Rohrabschnitt 9 verbunden ist. Der Rohrabschnitt 9 weist zwei Aushalsungen 16 und 17 auf, an denen die Anschlußstutzen 4 und 5 angeschweißt sind. Der erste Anschlußstutzen 2 ist einstückig mit dem ersten Rohrabschnitt 7 ausgeführt und der mittlere Rohrabschnitt 8 weist eine Aushalsung 18 auf, an welcher der Anschlußstutzen 3 angeschweißt ist.
Zum Dehnungsausgleich bei Temperaturwechseln ist zwischen den Rohrabschnitten 7 und 8 ein erster Kompensator 10 und zwischen den Rohrabschnitten 8 und 9 ein zweiter Kompensator 11 vorgesehen. Diese Kompensatoren 10, 11 umfassen zwei Dehnwellen 20, 21 und sind einstückig an einem der Rohrstücke 8 bzw. 9 angeformt. Das jeweils benachbarte Rohrstück 7 bzw. 8 besitzt einen Stutzen 19, der in den Kompensator 10 bzw. 11 des anderen Rohrstückes 8 bzw. 9 ragt und etwa bis an das entfernt liegende axiale Ende des Kompensators 10 bzw. 11 reicht und auf diese Weise ein Gasführungsrohr 22 bildet.
In Fig. 2a in 2b sind ein Rohrabschnitt 25 mit einer Aushalsung 27 und ein Rohrabschnitt 26 mit einer Aushalsung 28 dargestellt, wobei der Rohrabschnitt 25 auf seiner dem Rohrabschnitt 26 zugewandten Seite einen Stutzen 29 aufweist, der als Verlängerung des Rohrabschnitts 25 mit gleichem Durchmesser anzusehen ist. Der Rohrabschnitt 25 besteht im dargestellten Beispiel aus einem einwandigen Rohr, es kann aber auch ein mehrwandiges Rohr vorgesehen werden, wie dies am Beispiel der Fig. 2b gezeigt ist.
Der in Fig. 2b dargestellte Rohrabschnitt 26 besteht aus zwei Wandschichten, wobei die radial äußere Materialschicht mit 23 und die radial innere Materialschicht mit 24 bezeichnet ist. Für die Materialschichten sind verschiedene Werkstoffkombinationen geeignet, bspw. kann die innere Schicht aus einem hitzebeständigen austenitischen Stahl und die äußere Schicht aus einem ferritischen Stahl bestehen. Auf der dem Rohrabschnitt 25 zugewandten Seite ist an dem Rohrabschnitt 26 ein Kompensator 30 angeformt, der aus zwei Dehnwellen 31 und 32 gebildet wird und an seinem vorderen Ende einen zylindrischen Verbindungsabschnitt 33 besitzt, dessen Innendurchmesser dem Außendurchmesser des Stutzens 29 angepaßt ist. Im übrigen ist der Durchmesser des Rohrabschnitts 26 größer als derjenige des Verbindungsabschnitts 33.
Die Fig. 2c zeigt die zu einem Abgassammelrohr 35 zusammengesetzten Rohrabschnitte 25 und 26, wobei der Stutzen 29 des Rohrabschnitts 25 soweit in den Rohrabschnitt 26 gesteckt ist, daß er ein den Kompensator 30 über seine gesamte axiale Länge durchragendes Gasführungsrohr 36 bildet. Der Verbindungsabschnitt 33 ist mittels einer Schweißnaht 34 gasdicht am Rohrabschnitt 25 befestigt.
Die in Fig. 3 gezeigte Ausführungsform eines Abgassammelrohres 40 umfaßt zwei Rohrabschnitte 41 und 42 aus zweischichtigem Material, wobei die Rohrabschnitte aus einem Innenrohr 43 und 44 und einem sich über die Gesamtlänge erstrekkenden Außenrohr 45 bestehen. Die Innenrohre 43, 44 sind an ihren sich gegenüberliegenden Enden als konische Stutzen 46, 47 ausgebildet, deren Stirnseiten 46', 47' einen geringen Abstand zueinander aufweisen. Im Bereich der axialen Länge beider Stutzen 46, 47 ist das Außenrohr 45 als Kompensator 48 ausgebildet, der zwei Dehnwellen 49, 49' umfaßt. Die Innenrohre 43, 44 besitzen vorzugsweise eine größere Wandstärke als das Außenrohr. Die Dehnwellen 49, 49' des Kompensators sind bevorzugt so gestaltet, daß der axiale Abstand A zwischen den Wellenkuppen 50 und 50' etwa das 1,5-fache bis 1,7-fache der radialen Differenz D zwischen der äußeren Wellenkuppe 50 und einer inneren Wellenkuppe 51 beträgt. Auf diese Weise werden kleine Biegeradien und die dadurch bedingten großen Materialspannungen vermieden.
Das in Fig. 3 gezeigte Abgassammelrohr 40 ist an beiden Rohrabschnitten 41 und 42 mit Aushalsungen 28 versehen, die der entsprechenden Aushalsung in Fig. 2c entsprechen. Der Spalt zwischen den beiden Stirnseiten 46' und 47' der Stutzen 46 und 47 befindet sich, bezogen auf die Längsachse des Abgassammelrohres 40, in derselben Ebene wie die innere Wellenkuppe 51 des Kompensators 48, so daß die innere Wellenkuppe 51 als radiale Abdeckung des Spaltes dient. Die beiden Stutzen 46 und 47 bilden gemeinsam ein Gasführungsrohr 52.
Die Fig. 4a zeigt das Außenrohr 45, in das seitlich die Innenrohre 43 und 44 mit ihren konischen Stutzen 46 und 47 eingeführt werden. Die Innenrohre 43 und 44 werden durch Kraftbeaufschlagung in Richtung der Pfeile 59 in das Außenrohr 45 eingepreßt. Dabei ist die Länge der Innenrohre 43 und 44 so bemessen, daß bei bündigem Abschluß der jeweiligen äußeren Enden der Innenrohre 43 und 44 mit dem Außenrohr 45 in der Mitte ein Abstand zwischen den Stirnseiten 46' und 47' der Stutzen 46 und 47 verbleibt, wie dies in Fig. 4b gezeigt ist.
Das in Fig. 4b dargestellte und aus den Innenrohren 43, 44 und dem Außenrohr 45 bestehende Verbundrohr wird dann in ein Formwerkzeug 37 eingelegt, das ein Oberteil 38 und ein Unterteil 39 umfaßt. Das Oberteil 38 weist in der Mitte zwei Abschnitte von in Umfangsrichtung der Form verlaufenden Ringnuten 54, 55 auf und seitlich davon sind Aussparungen 56, 57 vorgesehen, welche die Kontur der Aushalsungen aufweisen. Das Unterteil 39 ist ebenfalls mit Abschnitten der Ringnuten 54, 55 versehen, so daß bei geschlossenem Formwerkzeug 37 vollständige Ringnuten 54, 55 gebildet sind.
Durch Einführen von Dornen 53 und 58 in die seitlichen Enden des Verbundrohres wird dieses dichtend verschlossen. Nachdem das Oberteil 38 und das Unterteil 39 des Formwerkzeugs 37 die in Fig. 4c dargestellte geschlossene Stellung einnehmen, wird dem Innenraum des Verbundrohres Druck zugeführt, so daß sich die in Fig. 4d gezeigte Druckbeaufschlagung Pi ergibt. Da in dem Bereich der Ringnuten 54 und 55 lediglich das Außenrohr 45 vorhanden ist, bewirkt der Innendruck eine Aufweitung des Außenrohres in die Ringnuten 54 und 55 des Formwerkzeugs 37 hinein. Damit dies nicht zu einer Materialdehnung des Außenrohres führt, werden durch Kraftbeaufschlagung der Dorne 53 und 58 in Richtung der Pfeile 59 die Rohrabschnitte 41 und 42 zur Mitte hin nachgeführt, wodurch auch der Abstand der Stirnseiten der Innenrohre 43 und 44 geringer wird.
Die Verformung des Außenrohres 45 und das axiale Nachführen der Rohrabschnitte 41 und 42 erfolgt so weit, bis die Form der Ringnuten 54 und 55 im Formwerkzeug 37 exakt nachgebildet ist. Ebenfalls durch Innendruckbeaufschlagung erfolgt die Ausformung der in Fig. 3 dargestellten Aushalsungen 28, wobei das Material der Rohrwandabschnitte 41 und 42 in die Aussparungen 56 und 57 gedrückt wird. Der Innendruck wird dann vollständig abgebaut und anschließend können die Dorne 53 und 58 ausgefahren und die Teile 38 und 39 des Formwerkzeugs 37 geöffnet werden.

Claims (15)

  1. Abgassammelrohr (35) insbesondere für eine Brennkraftmaschine in einem Kraftfahrzeug mit mindestens zwei Anschlußstutzen, die über Rohrabschnitte (25, 26) miteinander verbunden sind und mit einem Kompensator (30) zwischen zwei einander zugewandten Rohrabschnitten (25, 26), der zum Ausgleich der Längenänderung infolge Temperaturwechsel dient, wobei innerhalb des Kompensators (30) ein Gasführungsrohr (36) angeordnet ist, das durch verlängerte Stutzen (29) von mindestens einem der Rohrabschnitte (25) gebildet wird,
    dadurch gekennzeichnet, daß zumindest einer der Rohrabschnitte (26) aus einem mehrwandigen Material mit mindestens zwei Materialschichten (23, 24) besteht, und daß der Kompensator (30) an einem Rohrabschnitt (26), der aus dem mehrwandigen Material (23, 24) besteht, ausgebildet ist.
  2. Abgassammelrohr nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß der andere Rohrabschnitt (25) aus einwandigem Material besteht.
  3. Abgassammelrohr (40) insbesondere für eine Brennkraftmaschine in einem Kraftfahrzeug mit mindestens zwei Anschlußstutzen, die über Rohrabschnitte (41, 42) miteinander verbunden sind und mit einem Kompensator (48) zwischen zwei einander zugewandten Rohrabschnitten (41, 42), der zum Ausgleich der Längenänderung infolge Temperaturwechsel dient, wobei innerhalb des Kompensators (48) ein Gasführungsrohr (52) angeordnet ist, das durch verlängerte Stutzen (46, 47) von mindestens einem der Rohrabschnitte (41, 42) gebildet wird,
    dadurch gekennzeichnet, daß beide Rohrabschnitte (41, 42) aus einem mehrwandigen Material bestehen, wobei die Materialschichten der Rohrabschnitte (41, 42) aus separaten Innenrohren (43, 44) und einem gemeinsamen außenrohr (45) gebildet sind und die Innenrohre (43, 44) an den benachbarten Enden der Rohrabschnitte (41, 42) als Stutzen (46, 47) ausgeführt sind, die jeweils einen Teil des Gasführungsrohres (52) bilden und das Außenrohr (45) zumindest teilweise über beide Rohrabschnitte (41, 42) reicht und über die axiale Länge der Stutzen (46, 47) als Kompensator (48) ausgebildet ist.
  4. Abgassammelrohr nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnseiten (46', 47') der Stutzen (46, 47) beider Rohrabschnitte (41, 42) in geringem Abstand zueinander angeordnet sind.
  5. Abgassammelrohr nach einem der Ansprüche 2 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet, daß die radial äußere Materialschicht (23, 45) aus einem ferritischen Stahl und die radial innere Materialschicht (24, 43) aus einem austenitischen Stahl besteht.
  6. Abgassammelrohr nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, daß zumindest der Rohrabschnitt (26, 41, 42), an welchem der Kompensator (30, 48) ausgebildet ist, aus einem durch Innen-Hochdruck-Umformung gestalteten Rohr besteht.
  7. Abgassammelrohr nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, daß der Kompensator (30, 48) zwei Dehnwellen (31, 32; 49, 49') umfaßt, wobei der axiale Abstand (A) zwischen den beiden äußeren Wellenkuppen (50, 50') etwa das 1-fache bis 2-fache, vorzugsweise das 1,5-fache bis 1,7-fache der radialen Differenz (D) zwischen äußerer und innerer Wellenkuppe (50 und 51) beträgt.
  8. Abgassammelrohr nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, daß der die das Gasführungsrohr (36, 52) bildende Stutzen (29, 46, 47) eine zylindrische oder ovale Form aufweist aufweisen.
  9. Abgassammelrohr nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
    dadurch gekennzeichnet, daß der die das Gasführungsrohr (36, 52) bildende Stutzen (29, 46, 47) konisch geformt ist.
  10. Abgassammelrohr nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, daß der Stutzen (29) an einem Rohrabschnitt (25) und der Kompensator (30) am benachbarten Rohrabschnitt (26) ausgebildet ist, wobei das freie Ende des Kompensators (30) den anderen Rohrabschnitt (25) dichtend umschließt.
  11. Abgassammelrohr nach Anspruch 10,
    dadurch gekennzeichnet, daß das freie Ende des Kompensators (30) durch einen zylindrischen Verbindungsabschnitt (33) gebildet ist, dessen Innendurchmesser dem Außendurchmesser des benachbarten Rohrabschnitts (25) entspricht.
  12. Abgassammelrohr nach Anspruch 10 oder 11,
    dadurch gekennzeichnet, daß das Gasführungsrohr (36) sich mindestens über die Länge des Kompensators (30) erstreckt und das vordere Ende des Gasführungsrohres (36) in den benachbarten Rohrabschnitt (26) ragt.
  13. Verfahren zur Herstellung eines Abgassammelrohres (40) mit einem zwei Rohrabschnitte (41, 42) verbindenden Kompensator (48), wobei die Rohrabschnitte (41, 42) aus einem mehrwandigem Material bestehen,
    dadurch gekennzeichnet, daß in ein Außenrohr (45) von jeder Seite ein Innenrohr (43, 44) so weit eingebracht wird, daß ein vorgegebener Abstand zwischen den Stirnseiten (46', 47') der Innenrohre (43, 44) verbleibt, die Innenrohre (43, 44) mit radialer Pressung an der Innenwand des Außenrohres (45) anliegen und ein Verbundrohr bilden, welches in ein Formwerkzeug (37) eingelegt und an den seitlichen Enden dichtend verschlossen wird, wobei das Formwerkzeug (37) im Bereich des Abstandes zwischen den Innenrohren (43, 44) die Kontur des zu bildenden Kompensators (48) aufweist, und daß durch Innendruckbeaufschlagung des Verbundrohres und gleichzeitiger axialer Kraftbeaufschlagung der Enden des Verbundrohres gegeneinander das Außenrohr (45) an die Wand des Formwerkzeugs (37) gedrückt wird und deren Kontur nachbildet.
  14. Verfahren nach Anspruch 13,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Innenrohre (43, 44) mittels Einpressen oder Einschrumpfen in das Außenrohr (45) eingebracht werden.
  15. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14,
    dadurch gekennzeichnet, daß durch die Innendruckbeaufschlagung der Rohrabschnitte (41, 42) in durch das formwerkzeug (37) vorgegebene Aussparungen (56, 57) eine Verformung des Innenrohres (43, 44) und des Außenrohres (45) erfolgt und auf diese Weise gleichzeitig Aushalsungen (28) geformt werden.
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