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EP0894951A2 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung einer Anbindung eines Lambda-Sondenhalters an ein Abgasrohr - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung einer Anbindung eines Lambda-Sondenhalters an ein Abgasrohr Download PDF

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Publication number
EP0894951A2
EP0894951A2 EP98113617A EP98113617A EP0894951A2 EP 0894951 A2 EP0894951 A2 EP 0894951A2 EP 98113617 A EP98113617 A EP 98113617A EP 98113617 A EP98113617 A EP 98113617A EP 0894951 A2 EP0894951 A2 EP 0894951A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
exhaust pipe
holder
pipe
high pressure
contour
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP98113617A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0894951A3 (de
Inventor
Pierre Bonny
Thomas Hülsberg
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mercedes Benz Group AG
Original Assignee
Daimler Benz AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Daimler Benz AG filed Critical Daimler Benz AG
Publication of EP0894951A2 publication Critical patent/EP0894951A2/de
Publication of EP0894951A3 publication Critical patent/EP0894951A3/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F01N13/08—Other arrangements or adaptations of exhaust conduits
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D22/00—Shaping without cutting, by stamping, spinning, or deep-drawing
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • Y10T29/53122—Heat exchanger including deforming means

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a connection a hollow cylindrical ⁇ probe holder to an exhaust pipe according to the preamble of claim 1 and a device to carry out the method according to the preamble of claim 9.
  • ⁇ probe holders are made in various ways such as known from DE 34 09 045 C1. With all of these designs, the Holder in its shape in a very special way to the curved Shape of the exhaust pipe adapted to a dimensionally accurate connection of the Holder to get the exhaust pipe, which ensures that by a subsequent welding process of the holder the exhaust pipe is a mechanically and thermally resilient connection between the liaison partners.
  • the special one However, adjustment is complex in terms of production technology and therefore expensive.
  • the outer surface has to be attached to the exhaust pipe Almost true to size only on the one hand through highly complicated Contour milling of the outer surface of the holder or by training of the holder as an investment casting on which the system contour at Casting process is designed. Both methods require expensive ones Tools and long process times, also for increased Costs when forming a suitable connection of the holder on Provide exhaust pipe.
  • the invention has for its object a method or to develop a device with which in a simple manner and A dimensionally accurate connection of a ⁇ probe holder to save installation space is achievable on an exhaust pipe.
  • the task is according to the invention by the features of the claim 1 regarding the procedure and the characteristics of claim 9 with respect to the device.
  • the invention is based on the idea of forming the connection to exploit the high pressure technology, by means of the resulting possibility of using exhaust pipes with complicated running curvatures virtually free of manufacturing tolerances to train, exhaust lines or parts thereof have increased lately getting produced.
  • the exhaust pipe is simple by means of high pressure at the point where the future Contact surface of the holder is provided with respect to the contact contour the lateral surface of the holder true to the contour, that is adapted to this shape negative.
  • the connection of the holder with its lateral surface on the exhaust pipe saves installation space, the To a certain extent, the holder at this point is almost in the exhaust pipe is at least sunk into the pipe wall. In economic terms, this is done together with the forming of the pipe blank to the desired finished shape of the exhaust pipe in just one operation.
  • the shaping agent can either permanently installed in a die of the forming tool or be included in an exchange matrix, if necessary be inserted into the base body of the forming tool can.
  • an exhaust line 1 is shown on the one hand an input flange 2, by means of which the strand 1 on a Cylinder head of an internal combustion engine is attached, and on the other hand is attached to an output flange 3 to which to the exhaust pipe the further exhaust pipe, for example immediately Catalyst, connects.
  • the exhaust line 1 is essentially formed from two separate exhaust pipes 4,5, which in Area of the outlet flange 3 open into each other. Upstream this junction is a hollow cylindrical between the tubes 4,5 sleeve-shaped ⁇ probe holder 6 arranged on both Pipes 4,5 with areas of its lateral surface 7 welded flat is.
  • the probe holder 6 is designed as a turned part (Fig. 3) and has a central bore 8 with an internal thread 9, into which the ⁇ probe 10 is screwed.
  • the probe holder 6 has further two cross bores 11, 12, which are the centric At least cut hole 8 and also - depending on the location of the Tubes 4,5 and the probe holder 6 to each other - as a single Through hole can be formed.
  • the cross holes 11, 12 or the through hole serve to connect the sensor the ⁇ probe 10 with a guided in the tubes 4.5 Exhaust gas flow.
  • the pipes 4, 5 are formed and calibrated to the correct internal high pressure. Representing both pipes 4,5 points at the point the system of the probe holder 6, the exhaust pipe 4 a bulge 13 on, the shape negative to the contact contour of the lateral surface 7 of the Probe holder 6 is formed by means of hydroforming.
  • the exhaust pipe 4 has an opening 14 in the arch 13, to which the transverse bore 11 connects and via which the probe 10 can be acted upon with exhaust gas from the exhaust pipe 4.
  • a pipe blank 15 is inserted into an internal high-pressure forming tool 16 inserted into an upper tool 17 and a lower tool 18 is divided.
  • the upper tool 17 and lower tool 18 by providing corresponding recesses in each other facing end faces 19, 20 an engraving 21 is formed in the the blank 15 lies with play.
  • a guide bore 23 which in the Engraving 21 opens out and a stamp 24 is displaceable is led.
  • the one facing the blank 15 can be immersed in the engraving 21
  • the end face 25 of the die 24 is contoured - at least where later the contact surface of the arch 13 for the probe holder 6 is located - according to the system contour the lateral surface 7 of the probe holder 6 is formed.
  • the die 24 is still in one of the Engraving 21 retracted position, the forming tool 16th and the blank 15 in unpressurized with respect to a fluid pressure Condition are.
  • the embossing die 24 is now engraved 21 according to FIG. preferably hydraulically, pushed in, being the blank 15 dented on the application surface. This can be done both without prior filling of the blank 15 with a pressure fluid as well as with filling, possibly producing a moderate one internal high pressure located below a forming pressure. With filling, the risk of kinking the blank 15 at the dent is avoided, but are to be dented high indentation forces required. Without filling there is a risk of kinking, but this can be done by suitable Interpretation of the punch diameter and the tube wall thickness also be avoided. In any case, the dent can done in a simple manner. Remains in this dent position for the time being the embossing stamp 24. If not before executed, the dented blank 15 with a Pressure fluid filled.
  • the stamp 24 remains still in its dent.
  • the die is drilled hollow and takes one in its bore 26 slidably there performed punch 27.
  • the punch 27 has one end-face ring prong 28 with which it is applied of the exhaust pipe 4,5 penetrates into its wall material, wherein the depth of penetration is such that only a narrow one circumferential thin spot 29 remains in the tube wall.
  • the punch 27 is withdrawn, then under high pressure the pipe wall along the thin point 29 clean tears, whereby the opening 14 in the exhaust pipe 4.5 and a slug 30 arises from wall material.
  • the punch 27 withdrawn only to such an extent that the slug 30 opens the opening 14 does not leave.
  • the crack creates in the formed exhaust pipe 4.5 a pressure drop.
  • the punch 27 has a guide bore in the center 31 on, in which a plunger 32 is guided.
  • Tappet 32 is spring-loaded and when punching against the exhaust pipe 4.5 biased. After the pressure drop there is in the exhaust pipe 4.5 only an internal fluid pressure below a forming pressure, a complete pressure release is also provided can be. It is also conceivable to remove the fluid from the exhaust pipe 4.5 to derive. In all the cases mentioned, spring loading is applied applied with the plunger 32 of the perforated slug 30 and pushed into the opening 14 without overhang in a jamming manner. The stamp 24 is used together with the stamp 27 withdrawn, whereby both of the exhaust pipe 4.5 to solve.
  • contact surface also Hollow sections of any kind can be formed, such as in the intake tract of an internal combustion engine or on hollow frame parts of bodies or axle beams or links.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung einer Anbindung eines hohlzylindrischen λ-Sondenhalters (6) an ein mit einer Öffnung zur Beaufschlagung der im Halter befestigten λ-Sonde (10) mit Abgas versehenes Abgasrohr (4,5), das aus einem Rohrrohling zur gewünschten Fertigform innenhochdruckumgeformt wird. Dabei wird mittels des Innenhochdruckumformens eine zur Anlagekontur der Mantelfläche (7) des Halters (6) formnegative von einer Einwölbung (13) gebildete Anlagefläche am Abgasrohr ausgeformt. Durch das beanspruchte Verfahren bzw. die Vorrichtung ist in einfacher Weise eine maßhaltige Anbindung des λ-Sondenhalters an das Abgasrohr erzielbar. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Anbindung eines hohlzylindrischen λ-Sondenhalters an ein Abgasrohr gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 und eine Vorrichtung zu der Durchführung des Verfahrens gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 9.
λ-Sondenhalter sind in vielfältiger Art wie beispielsweise aus der DE 34 09 045 C1 bekannt. Bei all diesen Bauarten wird der Halter in seiner Form in ganz spezieller Weise an die gekrümmte Form des Abgasrohres angepaßt, um eine maßhaltige Anbindung des Halters an das Abgasrohr zu erhalten, die gewährleistet, daß durch einen sich anschließenden Schweißvorgang des Halters an das Abgasrohr eine mechanisch und thermisch belastbare Verbindung zwischen den Verbindungspartnern entsteht. Die spezielle Anpassung ist jedoch fertigungstechnisch aufwendig und daher kostenintensiv. Insbesondere bei knappen Bauraumverhältnissen, bei denen der hohlzylindrische Halter zwangsweise mit seiner Mantelfläche am Abgasrohr angebracht werden muß, kann dies bislang nahezu maßgerecht nur zum einen durch hochkompliziertes Konturenfräsen der Mantelfläche des Halters oder durch Ausbildung des Halters als Feingußteil, an dem die Anlagekontur beim Gießvorgang ausgestaltet wird. Beide Verfahren erfordern teuere Werkzeuge und lange Prozeßzeiten, die ebenfalls für gesteigerte Kosten beim Ausbilden einer geeigneten Anbindung des Halters am Abgasrohr sorgen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren bzw. eine Vorrichtung zu entwickeln, mit dem in einfacher Weise und bauraumsparend eine maßhaltige Anbindung eines λ-Sondenhalters an ein Abgasrohr erzielbar ist.
Die Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruches 1 hinsichtlich des Verfahrens und durch die Merkmale des Patentanspruches 9 hinsichtlich der Vorrichtung gelöst.
Die Erfindung basiert auf dem Gedanken, zur Ausbildung der Anbindung die Innenhochdrucktechnik auszunützen, mittels der aufgrund der daraus erwachsenen Möglichkeit, Abgasrohre mit kompliziert verlaufenden Krümmungen quasi fertigungstoleranzfrei auszubilden, Abgasstränge oder Teile davon in letzter Zeit vermehrt hergestellt werden. Dabei wird in einfacher Weise das Abgasrohr mittels Innenhochdruck an der Stelle, an der die künftige Anlageflache des Halters vorgesehen ist, bezüglich der Anlagekontur der Mantelfläche des Halters konturgetreu, also formnegativ an diese angepaßt. Die Anbindung des Halters mit seiner Mantelfläche an das Abgasrohr erspart Bauraum, wobei der Halter an dieser Stelle in gewissem Umfang quasi in das Abgasrohr zumindest jedoch in die Rohrwandung versenkt gelegen ist. Dies geschieht verfahrensökonomisch gemeinsam mit der Umformung des Rohrrohlinges zur gewünschten Fertigform des Abgasrohres in nur einem Arbeitsgang. Günstig ist darüber hinaus, daß die Ausbildung dieser Anbindung über vielzählige Umformabläufe hinweg exakt reproduzierbar ist. Des weiteren entfällt die Ausbildung von teueren Spezialteilen, wie das anfangs erwähnte Feingußteil, sowie aufwendige gesonderte Fertigungsverfahren, die geeignet sind, um den Halter dem Abgasrohr in der Anlagekontur anzupassen. Nunmehr ist es lediglich ein einfaches und damit kostengünstiges Drehteil als Halter erforderlich, das außer dem Innengewinde für die Schraubaufnahme der λ-Sonde allein eine Querbohrung aufweisen muß, die mit der Öffnung im Abgasrohr zur Erreichung eines Zugangs des Abgasstromes zur λ-Sonde korrespondiert. Weiterhin erscheint die gemeinsame Benutzung ein und desselben Werkzeuges in Richtung der Kostenersparnis und des Platzaufwandes vorteilhaft. Dabei kann das Formgebungsmittel entweder fest in einer Matrize des Umformwerkzeuges installiert oder in einer Austauschmatrize aufgenommen sein, die bedarfsweise in den Grundkörper des Umformwerkzeuges eingesetzt werden kann.
Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung können den Unteransprüchen entnommen werden; im übrigen ist die Erfindung anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles nachfolgend näher erläutert; dabei zeigt:
  • Fig. 1 in einer perspektivischen Darstellung einen Abgasstrang mit einem λ-Sondenhalter in erfindungsgemäßer Anbindung an zwei Abgasrohre des Stranges,
  • Fig. 2 in einer perspektivischen Darstellung ein Abgasrohr des Stranges aus Fig. 1 mit der erfindungsgemäß ausgebildeten Anlagefläche für einen λ-Sondenhalter,
  • Fig. 3 in einem seitlichen Längsschnitt den λ-Sondenhalter aus Fig. 1,
  • Fig. 4 in einem Querschnitt ein Rohrrohling in einem Innenhochdruck-Umformwerkzeug mit integriertem Prägestempel,
  • Fig. 5 in einem Querschnitt den Rohrrohling aus Fig. 4 unter Beaufschlagung des Prägestempels in drucklosem Zustand des Innennochdruck-Umformwerkzeuges,
  • Fig. 6 in einem Querschnitt den Rohrrohling aus Fig. 4 unter Beaufschlagung des Prägestempels mit im Innenhochdruck-Umformwerkzeug herrschendem Innenhochdruck,
  • Fig. 7 in einem Querschnitt den Rohrrohling aus Fig. 4 unter Beaufschlagung des Prägestempels und eines Stanzstempels mit im Innenhochdruck-Umformwerkzeug herrschendem Innenhochdruck,
  • Fig. 8 in einem Querschnitt den Rohrrohling aus Fig. 4 im Niederdruckzustand des Innenhochdruck-Umformwerkzeuges mit rückversetztem Präge- und Stanzstempel beim Verklemmen des Lochbutzens in der Lochung mittels eines Stößels.
    • In Fig. 1 ist ein Abgasstrang 1 dargestellt, der einerseits an einem Eingangsflansch 2, mittels dessen der Strang 1 an einem Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine befestigt ist, und andererseits an einem Ausgangsflansch 3 angebracht ist, an den sich zum Auspuff hin die weitere Abgasleitung, bspw. unmittelbar ein Katalysator, anschließt. Der Abgasstrang 1 ist im wesentlichen aus zwei separat verlaufenden Abgasrohre 4,5 gebildet, die im Bereich des Ausgangsflansches 3 ineinander münden. Stromauf dieser Einmündung ist zwischen den Rohren 4,5 ein hohlzylindrischer hülsenförmiger λ-Sondenhalter 6 angeordnet, der an beiden Rohren 4,5 mit Bereichen seiner Mantelfläche 7 flächig angeschweißt ist.
    Der Sondenhalter 6 ist als Drehteil ausgebildet (Fig. 3) und weist eine zentrische Bohrung 8 mit einem Innengewinde 9 auf, in die die λ-Sonde 10 eingeschraubt ist. Der Sondenhalter 6 besitzt weiterhin zwei Querbohrungen 11,12, die die zentrische Bohrung 8 zumindest anschneiden und auch - je nach Lage der Rohre 4,5 und des Sondenhalters 6 zueinander - als eine einzige Durchgangsbohrung ausgebildet sein können. Die Querbohrungen 11,12 bzw. die Durchgangsbohrung dienen zur Verbindung des Meßfühlers der λ-Sonde 10 mit einem in den Rohren 4,5 geführten Abgasstrom.
    Die Rohre 4,5 sind maßhaltig innenhochdruckumgeformt und kalibriert. Stellvertretend für beide Rohre 4,5 weist an der Stelle der Anlage des Sondenhalters 6 das Abgasrohr 4 eine Einwölbung 13 auf, die formnegativ zur Anlagekontur der Mantelfläche 7 des Sondenhalters 6 mittels Innenhochdruckumformen ausgebildet ist. In der Einwölbung 13 besitzt das Abgasrohr 4 eine Öffnung 14, an die sich die Querbohrung 11 anschließt und über die die Sonde 10 mit Abgas aus dem Abgasrohr 4 beaufschlagbar ist.
    Im folgenden ist im Zusammenspiel mit dem dazu verwandten Werkzeug der Herstellungsprozeß der die Einwölbung 13 und die Öffnung 14 beinhaltenden Anbindung anhand der Fig. 4-8 beschrieben.
    Ein Rohrrohling 15 wird in ein Innenhochdruck-Umformwerkzeug 16 eingelegt, das in ein Oberwerkzeug 17 und ein Unterwerkzeug 18 geteilt ist. Dabei wird vom Oberwerkzeug 17 und Unterwerkzeug 18 durch Vorsehen entsprechender Aussparungen in deren einander zugewandten Stirnflächen 19,20 eine Gravur 21 gebildet, in die der Rohling 15 mit Spiel liegt. In der Trennebene 22 der beiden Werkzeughälften 17,18 liegt eine Führungsbohrung 23, die in die Gravur 21 ausmündet und in der ein Prägestempel 24 verschiebbar geführt ist.
    Die zum Rohling 15 weisende in die Gravur 21 eintauchbare Stirnseite 25 des Prägestempels 24 ist in ihrer Konturierung - zumindest dort, wo später sich die Anlagefläche der Einwölbung 13 für den Sondenhalter 6 befindet - entsprechend der Anlagekontur der Mantelfläche 7 des Sondenhalters 6 ausgebildet. In Fig. 4 befindet sich der Prägestempel 24 noch in einer von der Gravur 21 zurückgezogenen Position, wobei das Umformwerkzeug 16 und der Rohling 15 in bezüglich eines Fluiddruckes drucklosem Zustand sind.
    Der Prägestempel 24 wird nun gemäß Fig. 5 in die Gravur 21, vorzugsweise hydraulisch, hineingeschoben, wobei er den Rohling 15 an der Beaufschlagungsfläche einbeult. Dies kann sowohl ohne vorherige Befüllung des Rohlings 15 mit einem Druckfluid erfolgen als auch mit Befüllung ggf. unter Erzeugung eines gemäßigten unterhalb eines Umformdruckes angesiedelten Innenhochdruckes. Mit Befüllung wird die Knickgefahr des Rohlings 15 bei der Einbeulung zwar vermieden, jedoch sind zur einbeulenden Beaufschlagung hohe Eindrückkräfte erforderlich. Ohne Befüllung besteht die Gefahr des Knickens, jedoch kann dies durch geeignete Auslegung des Stempeldurchmessers und der Rohrwandstärke ebenfalls vermieden werden. Auf alle Fälle kann die Einbeulung in einfacher Weise erfolgen. In dieser Einbeulstellung verbleibt vorerst der Prägestempel 24. Wenn nicht schon vorher ausgeführt, wird nun der eingebeulte Rohling 15 mit einem Druckfluid befüllt.
    Danach wird ein Innenhochdruck aufgebaut, der den Rohling 15 aufweitet und an die Konturierung des Prägestempels 24 preßt (Fig. 6). Nach weitgehender Anlage der Rohlingswandung an die Gravur 21 des Umformwerkzeuges 16 wird ein den bisherigen Aufweitdruck übersteigender Kalibrierdruck erzeugt, mittels dessen das nunmehr in seiner Fertigform maßhaltig vorliegende Abgasrohr 4,5 in einem Preßsitz an der Gravur 21 allseitig anliegt und die aus der Einbeulung resultierende Einwölbung 13 fertig ausgebildet wird Aufgrund der Kalibrierdruckes werden auch die hinsichtlich der Einbeulung nebenliegenden, bei dem Einbeulvorgang unerwünscht miteingezogenen Bereiche der Rohlingswand ausgebeult und entsprechend der Anlage an der Gravur 21 eingeebnet. Denkbar ist, das Ausbilden der Einwölbung 13 samt Einbeulen während des Aufweitens des Rohrrohlinges 15 erfolgen zu lassen, wodurch Prozeßzeit eingespart wird. Dies erfordert jedoch das Aufbringen hoher hydraulischer Kräfte für den Prägestempel 24 sowohl beim Einbeulen als auch beim Formgeben der Einwölbung 13. Des weiteren ist ebenfalls denkbar, zuerst den Rohrrohling 15 in die Fertigform des Abgasrohres 4,5 umzuformen und dann in einer anschließenden Umformstufe die Ausbildung der Einwölbung 13 vorzunehmen. Dies bringt zwar den Nachteil verlängerter Prozeßzeit, erniedrigt jedoch den Kraftaufwand für den Prägestempel 24, da die Druckverhältnisse innerhalb des fertiggeformten Abgasrohres 4,5 gezielt auf die Ausbildung der Einwölbung 13 anpaßbar sind.
    Alternativ zu dem Prägestempel 24 ist es denkbar, daß das Abgasrohr 4,5 oder der Rohrrohling 15 mittels Innenhochdruck an eine Gravur 21 eines Innenhochdruck-Umformwerkzeuges 16 angepreßt wird, die an der Stelle der zu erzeugenden Einwölbung 13 entsprechend der Konturierung des Sondenhalters 6 ausgebildet ist. Hierbei wird zwar durch den Wegfall des Prägestempels 24 die Teilezahl für den Herstellungsprozeß reduziert und die Steuerung für diesen insgesamt vereinfacht, jedoch können nur Rohrrohlinge 15 bzw. Abgasrohre 4,5 in die Gravur 21 eingebracht werden, deren Durchmesser kleiner ist als der Durchmesser der Gravur 21 an der Stelle ihres nach innen stehenden Konturwulstes. Einerseits schließt dies eine Einbringung eines fertigumgeformten Abgasrohres 4,5 zur Ausbildung einer Einwölbung 13 aus, da dazu auch gleichzeitig eine Aufweitung des Abgasrohres 4,5 einhergeht, die die Fertigform unerwünscht verändert. Andererseits werden nach Einbringen eines Rohrrohlinges 15 beim Aufweiten bis zur Anlage an der Gravur 21 relativ hohe Umformgrade erforderlich, die gegebenenfalls zum Versagen des Rohlingsmaterials und damit zu einer erhöhten Ausschußrate des gefertigten Abgasrohres 4,5 führen.
    Wie aus Fig. 7 zu entnehmen ist, verweilt der Prägestempel 24 weiterhin in seiner Einbeulstellung. Der Prägestempel ist hohlgebohrt und nimmt in seiner Bohrung 26 einen dort verschiebbar geführten Stanzstempel 27 auf. Der Stanzstempel 27 weist eine stirnseitige Ringzacke 28 auf, mit der er bei Beaufschlagung des Abgasrohres 4,5 in dessen Wandungsmaterial eindringt, wobei die Eindringtiefe derart bemessen ist, daß nur noch eine schmale umlaufende Dünnstelle 29 in der Rohrwandung verbleibt. Danach wird der Stanzstempel 27 zurückgezogen, wonach unter Innenhochdruck die Rohrwandung entlang der Dünnstelle 29 sauber reißt, wodurch die Öffnung 14 im Abgasrohr 4,5 und ein Lochbutzen 30 aus Wandungsmaterial entsteht. Der Stanzstempel 27 wird nur soweit zurückgezogen, daß der Lochbutzen 30 die Öffnung 14 nicht verläßt. Durch den Riß entsteht im umgeformten Abgasrohr 4,5 ein Druckabfall. Aufgrund der Integrierung des Stanzstempels 27 in den Prägestempel 24 wird zum einen Bauraum im Umformwerkzeug 16 gespart und zum anderen eine in der Lage innerhalb der Einwölbung 13 jederzeit und ohne Aufwand exakt reproduzierbare Öffnung 14 erzeugt. In der oben erwähnten auf einer speziellen Ausbildung der Gravur 21 basierenden Alternative kann ebenfalls eine Durchführung angeordnet sein, in der ein einen Stanzstempel aufnehmender Prägestempel geführt ist.
    Nach Fig. 8 weist der Stanzstempel 27 mittig eine Führungsbohrung 31 auf, in der ein Stößel 32 verschiebbar geführt ist. Der Stößel 32 ist federbelastet und beim Stanzen gegen das Abgasrohr 4,5 vorgespannt. Nach dem Druckabfall herrscht im Abgasrohr 4,5 nur noch ein einen Umformdruck untersteigender Fluidinnendruck, wobei auch eine völlige Druckentspannung vorgesehen sein kann. Weiterhin ist es denkbar, das Fluid aus dem Abgasrohr 4,5 herauszuleiten. In allen erwähnten Fällen wird federbelastet mit dem Stößel 32 der Lochbutzen 30 beaufschlagt und in die Öffnung 14 überstandsfrei in verklemmender Weise hineingeschoben. Der Prägestempel 24 wird gemeinsam mit dem Stanzstempel 27 zurückgezogen, wodurch sich beide vom Abgasrohr 4,5 lösen. Nach Öffnen des Umformwerkzeuges 16 wird das umgeformte und gelochte Abgasrohr 4,5 entnommen, wonach der Lochbutzen 30 durch einen Stift herausgedrückt wird, so daß die Öffnung 14 im Abgasrohr 4,5 freigegeben wird. In einem abschließenden Vorgang wird letztlich der Halter 6 konturgerecht in die Einwölbung 13 an dem Abgasrohr 4,5 eingesetzt und mit diesem verschweißt.
    Im übrigen sei noch angemerkt, daß die Anlagefläche auch an Hohlprofilen jedwelcher Art ausgebildet werden kann, wie beispielsweise im Ansaugtrakt einer Brennkraftmaschine oder an hohlen Rahmenteilen von Karosserien oder Achsträgern bzw. -lenkern.

    Claims (13)

    1. Verfahren zur Herstellung einer Anbindung eines hohlzylindrischen λ-Sondenhalters (6) an ein mit einer Öffnung (14) zur Beaufschlagung der im Halter (6) befestigten λ-Sonde (10) mit Abgas versehenes Abgasrohr (4,5), das aus einem Rohrrohling (15) zur gewünschten Fertigform innenhochdruckumgeformt wird, wobei mittels des Innenhochdruckumformens eine zur Anlagekontur der Mantelfläche (7) des Halters (6) formnegative von einer Einwölbung (13) gebildete Anlagefläche am Abgasrohr (4,5) ausgeformt wird.
    2. Verfahren nach Anspruch 1,
      dadurch gekennzeichnet,
      daß die Ausformung der Anlagefläche (13) während der Herstellung der Fertigform des Abgasrohres (4,5) erfolgt.
    3. Verfahren nach Anspruch 1,
      dadurch gekennzeichnet,
      daß in einer sich an den Innenhochdruckumformvorgang hinsichtlich der Fertigform des Abgasrohres (4,5) anschließenden weiteren Innenhochdruckumformstufe die Anlagefläche (13) am Abgasrohr (4,5) ausgeformt wird.
    4. Verfahren nach Anspruch 1,
      dadurch gekennzeichnet,
      daß an der Stelle der auszubildenden Anlagefläche (13) der Rohrrohling (15) oder das fertiggeformte Abgasrohr (4,5) mittels eines Prägestempels (24) eingebeult wird, und daß in Einbeullage des Stempels (24) das Rohrmaterial an die der Konturierung der Anlagefläche (13) entsprechend ausgebildete Prägekontur des Stempels (24) mittels Innenhochdruck angepreßt wird.
    5. Verfahren nach Anspruch 4,
      dadurch gekennzeichnet,
      daß das Einbeulen in drucklosem Zustand des Rohrrohlinges (15) oder des Abgasrohres (4,5) erfolgt.
    6. Verfahren nach Anspruch 4,
      dadurch gekennzeichnet,
      daß das Einbeulen entgegen eines im Rohrrohling (15) oder Abgasrohr (4,5) bestehenden Innenhochdruckes erfolgt.
    7. Verfahren nach Anspruch 1,
      dadurch gekennzeichnet,
      daß das Abgasrohr (4,5) oder der Rohrrohling (15) mittels Innenhochdruck an eine Gravur (21) eines Innenhochdruck-Umformwerkzeuges (16) angepreßt wird, die an der Stelle der zu erzeugenden Anlagefläche (13) entsprechend der Konturierung der anliegenden Mantelfläche (7) des Sondenhalters (6) ausgebildet ist.
    8. Verfahren nach Anspruch 1,
      dadurch gekennzeichnet,
      daß nach Ausformung der Anlagefläche (13) die Öffnung (14) des Abgasrohres (4,5) unter Innenhochdruckbeaufschlagung des Abgasrohres (4,5) durch Stanzen erzeugt wird.
    9. Vorrichtung zur Herstellung einer Anbindung eines hohlzylindrischen λ-Sondenhalters (6) an ein mit einer Öffnung (14) zur Beaufschlagung der im Halter (6) befestigten λ-Sonde (10) mit Abgas versehenes Abgasrohr (4,5), mit einem in ein Ober- und Unterwerkzeug (17,18) geteiltes Innenhochdruck-Umformwerkzeug (16) zum Umformen eines in dessen Gravur (21) eingebrachten Rohrrohlinges (15) in die gewünschte Fertigform des Abgasrohres (4,5), und mit einem in das Umformwerkzeug (16) integrierten Formgebungsmittel, dessen rohrzugewandte Kontur der Anlagekontur der Mantelfläche (7) des Halters (6) an der Stelle der späteren Anlageflache (13) am Abgasrohr (4,5) entspricht, zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1.
    10. Vorrichtung nach Anspruch 9,
      dadurch gekennzeichnet,
      daß das Formgebungsmittel von einer Einwölbung (13) der Gravur (21) des Umformwerkzeuges (4,5) gebildet ist.
    11. Vorrichtung nach Anspruch 9,
      dadurch gekennzeichnet,
      daß das Formgebungsmittel durch ein Prägestempel (24) gebildet ist, der innerhalb einer im Umformwerkzeug (16) angeordneten und in die Gravur (21) mündenden Führungsbohrung (23) verschiebbar geführt ist, wobei die Kontur der in die Gravur (21) eintauchbaren Stirnseite (25) des Prägestempels (24) entsprechend der Anlagekontur der Mantelfläche (7) des Halters (6) ausgebildet ist.
    12. Vorrichtung nach Anspruch 9,
      dadurch gekennzeichnet,
      daß die Vorrichtung einen in das Umformwerkzeug (16) integrierten Stanzstempel (27) beinhaltet, mittels dessen die Öffnung (14) im fertiggeformten Abgasrohr (4,5) erzeugbar ist.
    13. Vorrichtung nach Anspruch 12,
      dadurch gekennzeichnet,
      daß der Stanzstempel (27) innerhalb einer im Formgebungsmittel ausgebildeten Durchführung (26) verschiebbar gehalten ist.
    EP98113617A 1997-08-02 1998-07-22 Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung einer Anbindung eines Lambda-Sondenhalters an ein Abgasrohr Withdrawn EP0894951A3 (de)

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