CN1837584A - 管制造方法和套管的内管 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种通过具有高结合能力的新型塑性结合并用于薄管的管制造方法。关于该管制造方法，结合片3a和3b设置在沿着较长方向分割的多个对开管2A和2B的边缘2a和2b，并且通过对对开管2A和2B的结合片3a和3b进行敛缝，将结合在一起，结合片3a绕另一个结合片3b卷绕用于对它们进行敛缝，以便形成以滚轧成形的轴线为中心成圆形的折缝35。

Description

管制造方法和套管的内管

技术领域

本发明涉及一种通过将沿较长方向分割的多个对开管的边缘接合而构造的管。更具体地说，本发明涉及一种通过将一对结合片敛缝而构造管的方法。

背景技术

按照惯例，已经提出关于通过接合一对半个件的边缘而构造的管的组装结构的各种工艺。有一些文献公开了用于发动机排气系统管道的组装结构，例如，排气歧管或消声器的套管(例如见专利文件1和2)。

下述文献公开了塑性结合的工艺，即一对结合片分别设置在一对半个构件的边缘，并且结合片放置在一起并敛缝，以便使该对半个构件结合在一起。

【专利文献1】日本专利申请公开公报Hei.9-125948号

【专利文献2】日本专利申请公开公报2000-88150号

考虑到常规的焊接结合需要的技术和工作环境，可以采用上述通过将结合片敛缝的塑性结合来代替焊接结合。

另一方面，关于焊接连接，在薄管的厚度例如为0.8mm或更小的情况下，能够由表面张力保持的焊接熔池很小，以致不能跨接装配起来的半个构件的边缘之间的间隙。因此，薄管的焊接结合与厚管相比更困难。

例如，这种薄管用作具有双层结构的发动机排气系统的内管。在这一领域，近年来，考虑到LEV(低排放车辆)的排气能力的改善，需要进一步减小厚度。

厚度的减小减少了排气管的热容量，以便减少废气带给排气管的热量，从而可以将具有较高温度的废气供给催化剂。特别是，改善了初始排放。

发明内容

考虑到上述问题，本发明提出了通过具有高结合能力的新型塑性结合并用于薄管的管制造方法。

解决问题的方法

上述问题利用根据本发明的下述方法解决。

如权利要求1所限定的，关于管制造方法，结合片设置在沿较长方向分割的多个对开管的边缘，并且通过将对开管的结合片敛缝而将这些对开管结合到一起，所述结合片中的一个绕另一个结合片卷绕用于将它们敛缝，以便形成以滚轧成形的轴线为中心成圆形的折缝。

如权利要求2所限定的，当结合片放置在一起时将结合片夹紧在夹具之间，并且将其上形成有面向结合片端表面的槽的冲模从结合片的伸出端向结合片冲压，用于沿着该槽的断面形状滚轧结合片以便将结合片敛缝。

如权利要求3所限定的，冲模的槽的断面形状基本上为半圆形。

如权利要求4所限定的，结合片的伸出端沿着滚轧方向预先被冲模弯曲，并且通过靠着结合片的表面水平地冲压冲模，将结合片沿着弯曲方向滚轧。

如权利要求5所限定的，在将结合片敛缝之后置于外侧的一个结合片从对开管的伸出宽度，比在将结合片敛缝之后置于内侧的另一个结合片从对开管的伸出宽度长，使得基本上整个内结合片被外结合片卷起。

如权利要求6所限定的，沿结合片伸出端的端表面的较长方向的周边长度相互不同。

如权利要求7所限定的，在将结合片敛缝之后置于外侧的结合片的端表面的平面图中的轮廓是圆弧形。

如权利要求8所限定的，冲模的槽在平面剖视图上是空心弧形，该弧形的中心沿着较长方向是空心的。

如权利要求9所限定的，对开管的厚度为0.8mm或更小。

如权利要求10所限定的，关于构成内燃机排气系统的套管的内管，它包括结合片，所述结合片设置在沿着较长方向分割的多个对开管的边缘，从而通过将对开管的结合片敛缝而将这些对开管结合到一起，所述结合片中的一个绕另一个结合片卷绕用于将它们敛缝，以便形成以滚轧成形的轴线为中心成圆形的折缝。

本发明的效果

根据权利要求1至3，结合片通过折缝相互接合起来，从而获得高结合能力。由于折缝是在结合片上以滚轧成形的轴线为中心形成为圆形，因此特别在抵抗沿着滚轧成形的轴线的载荷的情况下，可获得高结合能力。

根据权利要求4，滚轧成形可以沿着所希望的方向形成。

根据权利要求5，结合片之间的接触面积可以保持得足够大以便获得高结合能力。

根据权利要求6至8，确定地形成折缝。

根据权利要求9，本发明能够用于结合(连接)用薄板形成的管，对于这种薄板很难采用焊接结合。

根据权利要求10，内管可以用薄管构成，使得薄管的热容量很小，从而改善初始排放。

附图说明

图1是通过根据本发明的管制造方法制造的管的结构图。

图2是使用该管作为构成内燃机排气系统的套管排气歧管的内管的应用例子。

图3是在该管的弯曲部分的敛缝部分的结合片的平面图。

图4是冲模和结合片的透视图。

图5是通过冲压冲模形成的滚轧成形的视图。

图6是冲模的圆弧形槽的视图。

图7是在敛缝部分上形成的折缝的视图。

图8是冲模的直线形槽的视图。

图9是内结合片的端表面为直线形的结构视图。

图10是在管的直线部分的敛缝部分的结合片的平面图。

图11(a)是用由两块板材分别模压形成的对开管构造管的情况的图，(b)是用由一块板材模压形成的对开管构造管的情况的图。

具体实施方式

下面将参考附图说明本发明的最佳实施例。

图1示出管1，根据本发明的组装结构用于该管。

管1包括沿着较长方向分割的对开管2A和2B，结合片3a和3b设置在对开管2A和2B的边缘2a和2b。通过将对开管2A和2B的结合片3a和3b进行敛缝，将对开管2A和2B结合在一起。通过将结合片3a绕着结合片3b卷绕以便将它们敛缝，形成以滚轧成形的轴线为中心成圆形的折缝35。

关于这种结构，通过敛缝结合片3a和3b形成敛缝部分3。对开管2A和2B通过敛缝部分3塑性地结合(敛缝)。

通过下述的管的制造方法制造管1：将结合片3a和3b设置在沿着较长方向分割的对开管2A和2B的边缘2a和2b，并通过将对开管2A和2B的结合片3a和3b进行敛缝而把对开管2A和2B结合在一起，其中通过将结合片3a绕着结合片3b卷绕以便对它们进行敛缝，形成以滚轧成形的轴线为中心成圆形的折缝35。

例如，如图2所示，管1用作构成内燃机排气系统的套管排气歧管的内管。在这种结构中，没有由敛缝部分3A至3F塑性结合的部分，对开管2A和2B没有焊接连接。通过使外管4制成气密的，防止通过对开管2A和2B的边缘2a和2b之间的间隙的空气泄漏。

如图2所示，敛缝部分3A至3F适当地设置在多个位置，以便防止对开管2A和2B分开。

一些敛缝部分设置在管1的弯曲部分，如敛缝部分3A、3C，一些敛缝部分设置在管1的基本为直线的部分，如敛缝部分3B、3D、3E和3F。根据本发明的组装结构应用于所有的敛缝部分。

下面将对每个敛缝部分3的结构进行详细的说明。

如图3至5所示，结合片3a和3b分别沿着管的径向向外伸出地设置在对开管2A和2B上。

然后，在将结合片3a和3b装配起来时，结合片3a和3b被夹紧在夹具25和26之间。在冲模20上形成有面向结合片3a和3b的端面31a、31b的槽21，将冲模20从结合片3a和3b的伸出端向结合片3a和3b冲压，以便沿着槽21的断面形状滚轧结合片3a和3b。因此，形成敛缝部分3。

冲模20的槽21的截面基本上是半圆形的，从而通过冲压冲模20，外结合片3b绕着内结合片3被卷绕。

在形成滚轧成形之后，在结合片3a和3b上以滚轧成形的轴线CL为中心、成圆形地形成折缝35。

通过折缝35，结合片3a和3b相互接合，因而获得高结合能力。由于折缝35在结合片3a和3b上以滚轧成形的轴线CL为中心形成为圆形(对于圆弧成直角)，所以特别能够抵抗沿着滚轧成形的轴线CL的载荷获得高结合能力。

如图4所示，结合片3a和3b的伸出端沿着滚轧方向预先被冲模稍稍弯曲。因此，通过靠着结合片3a和3b的表面水平地冲压冲模20，结合片3a和3b沿着弯曲方向被滚轧。因此，能够沿着所希望的方向形成滚轧成形。

如图3所示，在将结合片3a和3b敛缝之后置于外侧的结合片3b从对开管2A的伸出宽度D1大于在将结合片3a和3b敛缝之后置于内侧的结合片3a从对开管2B的伸出宽度D2。如图5所示，基本上整个内结合片3a被外结合片3b卷起。因此，结合片3a和3b之间的接触面积保持很大，以便获得高结合能力。

如图3和图6所示，沿结合片3a和3b伸出端的端表面31a和31b的较长方向的周边长度相互不同。

在这个实施例中，侧向宽度W在结合片3a和3b之间是相同的。每个结合片3a和3b的外形在平面图中是空心弧形，该弧形的侧向中心是空心的。敛缝结合片3a和3b之后置于外侧的结合片3b的圆弧半径R1设置成小于置于内侧的结合片3a的圆弧半径R2，从而端面31b的周边长度长于端面31a的周边长度。

如图7所示，通过如上所述使端面31a、31b的周边长度相互不同，在冲压冲模20之后在结合片3a和3b上确定地形成对于结合片3a和3b的圆弧成直角的折缝35(以滚轧成形的轴线CL为中心的圆形)。

折缝35通过结合片3a和3b的塑性变形形成。即便端面31a、31b的周边长度是相同的，也形成折缝35。但是，通过故意使端面31a和31b的周边长度相互不同，更加确定地形成折缝35。

由于折缝35，结合片3a和3b相互接合，因而获得高结合能力。由于折缝35在结合片3a和3b上以滚轧成形的轴线CL为中心成圆形地(对于圆弧成直角)形成，因而特别能抵抗沿着滚轧成形的轴线CL的载荷而获得高结合能力。

此外，所需要的只是使端面31a、31b的周边长度相互不同，并且长度的不同可以与该实施例相反，也就是，端表面31a的周边长度可以长于端表面31b的周边长度。

如图6所示，在敛缝结合片3a和3b之后置于外侧的结合片3b的端表面31b在平面图中的外形是圆弧形，使得端表面31b的角32b首先接触冲模10的槽21。因此，载荷沿着箭头34，即沿着从圆弧的角32b到圆弧的中间点的方向，施加在结合片3b上，以便缩小该圆弧的长度。

然后，如图7所示，载荷使结合片3b沿着箭头37弯曲，从而促进折缝35的形成。

因此，通过形成折缝35获得高结合能力。

如图4和图6所示，冲模20的槽21在平面剖视图中是空心弧形的，该弧形的中心在较长方向(侧向方向)是空心的。

因此，如图8所示，与冲模20的槽21是直线形的情况相比，确保结合片3b的端表面31b的中心和槽21之间的间隙C较宽。通过确保较宽的间隙C，在冲压冲模20的过程中保持槽21只有作用在角32b上的区域很长，因而，确保了在沿着箭头34的载荷出现的区域很长。

因此，箭头34的载荷更确定地发生，从而促进折缝35的形成。

如图9所示，通过使布置在外侧的结合片3b的端表面31b的平面图中的外形是圆弧形，即便布置在内侧的结合片3a的端表面31a的平面图中的外形是直线形，也能获得相同的效果。

上面已经说明了如图3所示的形成在管1的弯曲部分的敛缝部分3。但是，上述结构也可以用于如图10所示的形成在管1直线部分的敛缝部分3，以便获得同样的效果。

如图11(a)所示，对开管2A和2B可以通过分别用两块板材模压形成。可选地，如图11(b)所示，对开管2A和2B可以这样形成，即通过由一块板材模压形成两个半管22A和22B，并且在弯曲部分23弯曲以便将半管22A和22B的结合片3a和3b放置在一起。根据本发明的组装结构可以用于图11(a)和11(b)模式的每种模式的对开管。管可以分成二、三或四个部分，并且对开管的数目是不受限制的。因此，该方法可以用于具有高数目的对开管的零件的塑性结合，以便构造更复杂的管道形式。

关于上述实施例，对开管2A和2B的断面形状基本上是半圆形的。但是，本发明也可以用于具有正方形截面的管，该管包括具有基本上有角度的U形截面的对开管。对开管2A和2B的形式不受限制。

上述结构特别适合于用薄板模压的对开管2A和2B敛缝的情况，薄板厚度为0.8mm或更小。试验表明，利用上述塑性结合、用厚度为0.4mm的不锈钢板材形成折缝35。此外，不锈钢板的物理特性是杨氏模量为206GPa，屈服点为0.254MPa，抗张强度为0.637MPa。

通过用上面提到的这种薄板材构造管1以便将薄管1用作图2所示的套管的内管，该内管的热容量小，因而改善初始排放。

Claims (10)

1.一种管制造方法，其中结合片设置在沿较长方向分割的多个对开管的边缘，并且通过将对开管的结合片敛缝而将这些对开管结合到一起，其中

所述结合片中的一个绕另一个结合片卷绕用于将它们敛缝，以便形成以滚轧成形的轴线为中心成圆形的折缝。

2.如权利要求1所述的管制造方法，其中

当所述结合片放置在一起时将结合片夹紧在夹具之间，并且

将其上形成有面向结合片端表面的槽的冲模从结合片的伸出端向结合片冲压，用于沿着该槽的断面形状滚轧结合片以便将结合片敛缝。

3.如权利要求2所述的管制造方法，其中

冲模的槽的断面形状基本上为半圆形。

4.如权利要求2或3所述的管制造方法，其中

结合片的伸出端沿着滚轧方向预先被冲模弯曲，并且通过靠着结合片的表面水平地冲压冲模，将结合片沿着弯曲方向滚轧。

5.如权利要求1至4中任何一项所述的管制造方法，其中

在将结合片敛缝之后置于外侧的一个结合片从对开管的伸出宽度，比在将结合片敛缝之后置于内侧的另一个结合片从对开管的伸出宽度长，使得基本上整个内结合片被外结合片卷起。

6.如权利要求1至5中任何一项所述的管制造方法，其中

沿结合片伸出端的端表面的较长方向的周边长度相互不同。

7.如权利要求1至6中任何一项所述的管制造方法，其中

在将结合片敛缝之后置于外侧的结合片的端表面的平面图中的轮廓是圆弧形。

8.如权利要求2至7中任何一项所述的管制造方法，其中

冲模的槽在平面剖视图上是空心弧形，该弧形的中心沿着较长方向是空心的。

9.如权利要求1至8中任何一项所述的管制造方法，其中

对开管的厚度为0.8mm或更小。

10.一种构成内燃机排气系统的套管的内管，包括

结合片，所述结合片设置在沿着较长方向分割的多个对开管的边缘，从而通过将对开管的结合片敛缝而将这些对开管结合到一起，其中

所述结合片中的一个绕另一个结合片卷绕用于将它们敛缝，以便形成以滚轧成形的轴线为中心成圆形的折缝。

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