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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Bearbeitungsverfahren für eine Endrohrblende für ein Kraftfahrzeug, umfassend die Schritte Bereitstellen der Endrohrblende mit einem rohrförmigen Körper aus Metallblech, Umformen des Metallblechs an einem Ende des Körpers zu Bildung eines umlaufenden Bords, und Bearbeiten des Bords zur Bildung einer definierten Abschlusskante.
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Weiterhin betrifft die Erfindung eine Endrohrblende für ein Kraftfahrzeug mit einem rohrförmigen Körper aus Metallblech, dessen eines Ende zur Bildung eines umlaufenden Bords umgeformt ist, wobei die Endrohrblende nach dem obigen Bearbeitungsverfahren bearbeitet ist.
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Entsprechende Endrohrblenden werden bei Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor verwendet, um eine Verkleidung eines Auspuffendrohrs zu bilden und dabei einen ästhetischen Eindruck des Fahrzeugs aufzuwerten. Dabei werden die Endrohrblenden an ihrem Endbereich umgebogen, wodurch ein Bord entsteht, und der Bord wird bearbeitet, um eine ästhetisch ansprechende Auslassöffnung der jeweiligen Endrohrblende zu bilden.
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Der Endbereich der Endrohrblende ist dabei häufig schräg in einem beliebigen Winkel zu einer Längsachse der Endrohrblende ausgeführt. Die Endrohrblende kann dabei einen prinzipiell beliebigen Querschnitt aufweisen. Der Bord wird dabei meist kreisrund bearbeitet, um eine entsprechend kreisförmige Auslassöffnung zu bilden. Dafür sind verschiedene Bearbeitungsverfahren bekannt, die einen Laserbeschnitt, Stanzen bzw. einen Kontur-Fräsvorgang umfassen.
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Beim Laserbeschnitt wird eine formschlüssige Vorrichtung zur Aufnahme und Fixierung der Endrohrblende benötigt. Die für dieses Verfahren nötige Fertigungszeit ist hoch, und der Laserstrahl muss weitestgehend in einer Richtung normal zur zu beschneidenden Oberfläche geführt werden. Eine so gebildete Beschnittkante ist zackenförmig und toleranzbehaftet. Insgesamt ist dieses Verfahren teuer und erfordert eine hohe Bearbeitungszeit. Außerdem wird ein Sichtspalt zwischen einem Innentrichter der Endrohrblende und der Außenblende verschlechtert.
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Ein Laserbeschnitt einer Endrohrblende ist in 1 dargestellt. Dort ist eine Endrohrblende 10 mit einem rohrförmigen Körper 12 aus Metallblech zu sehen. Der rohrförmige Körper 12 weist an seinem einen Ende 14 einen Bord 16 auf, der sich von dem rohrförmigen Körper 12 in einer Richtung radial nach innen erstreckt. Ein innenliegender Bereich des Bords 16 ist als Beschnitt 18 definiert, und soll durch eine Bearbeitung mit einer Laserschneidvorrichtung 20 entfernt werden. Zur Bearbeitung ist die Endrohrblende 10 in einer Fixiervorrichtung 22 gehalten. Die Laserschneidvorrichtung 20 wird dann entlang einer kreisförmigen Bearbeitungsbahn 24 bewegt, um den Beschnitt 18 zu entfernen. Die Bearbeitung erfolgt dabei in einer Normalenrichtung 26 zu einer durch den Bord 16 definierten Ebene 28. Eine so gebildete Beschnittkante 30 ist ebenfalls in der Normalenrichtung 26 ausgerichtet.
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Beim Stanzen wird ein die Endrohrblende vollständig umfassendes Stanzwerkzeug benötigt. Dieses Verfahren kann nur dann eingesetzt werden, wenn zwischen der zu bearbeitenden Kante des Bords und einer inneren Fläche der Endrohrblende genügend Platz vorhanden ist. Es ist mindestens die Breite eines inneren Werkzeugteils erforderlich. Zwar ist die für dieses Fertigungsverfahren nötige Fertigungszeit gering, allerdings muss der Stanzvorgang weitestgehend in einer Richtung in einer Richtung normal zur zu bearbeitenden Oberfläche erfolgen.
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Beim Fräsen wird eine formschlüssige Vorrichtung zur Aufnahme und Fixierung der Endrohrblende benötigt. Die für dieses Verfahren nötige Fertigungszeit ist hoch, ebenso wie die Investitionskosten für eine entsprechende Bearbeitungsmaschine.
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In diesem Zusammenhang sind aus der
DE 102 05 649 C1 ein Verfahren zum Herstellen einer auf das Ende eines Kraftfahrzeug-Auspuffrohres aufsetzbaren Blende und eine nach dem Verfahren hergestellte Blende bekannt. Das Verfahren betrifft das Herstellen einer auf das Ende eines Kraftfahrzeuges aufsetzbaren Blende aus tiefziehfähigem Edelstahl-Zuschnitt. Durch eine Vielzahl von unmittelbar aufeinanderfolgenden Verfahrensschritten lässt sich eine einstückige Blende ohne Verschlechterung und Nacharbeitung der Oberfläche kostengünstig herstellen.
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Ausgehend von dem oben genannten Stand der Technik liegt der Erfindung somit die Aufgabe zugrunde, ein Bearbeitungsverfahren der oben genannten Art und eine mit dem Bearbeitungsverfahren hergestellte Endrohrblende für ein Kraftfahrzeug anzugeben, die eine Bereitstellung einer einfach herzustellenden Endrohrblende mit einer exakt gefertigten Abschlusskante ermöglichen.
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Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Erfindungsgemäß ist somit ein Bearbeitungsverfahren für eine Endrohrblende für ein Kraftfahrzeug vorgesehen, umfassend die Schritte Bereitstellen der Endrohrblende mit einem rohrförmigen Körper aus Metallblech, Einspannen der Endrohrblende in einer Dreheinrichtung, Umformen des Metallblechs an einem Ende des Körpers zu Bildung eines umlaufenden Bords, Rotieren der in der Dreheinrichtung eingespannten Endrohrblende um eine Drehachse, Bereitstellen und Positionieren eines Bearbeitungswerkzeugs in einem radial an den Bord anschließenden Bereich, und Bearbeiten des Bords zur Bildung einer definierten Abschlusskante durch ein radiales Ändern der Position des Bearbeitungswerkzeugs zu dem Bord.
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Erfindungsgemäß ist auch eine Endrohrblende für ein Kraftfahrzeug mit einem rohrförmigen Körper aus Metallblech, dessen eines Ende zur Bildung eines umlaufenden Bords umgeformt ist, wobei die Endrohrblende nach dem obigen Bearbeitungsverfahren bearbeitet ist, vorgesehen.
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Grundidee der vorliegenden Erfindung ist es also, die Bearbeitung des Bords der Endrohrblende dahingehend zu vereinfachen, dass die Endrohrblende insgesamt eingespannt und um ihre Längsachse gedreht wird. Dadurch kann die Bearbeitung mit prinzipiell verschiedenartigen Bearbeitungswerkzeugen erfolgen, die den Bord bearbeiten und eine definierte, kreisförmige Auslassöffnung mit einer entsprechenden Abschlusskante in der Endrohrblende ausbilden. Eine entsprechende Bearbeitung eines sich drehenden Werkstücks kann mit einer hohen Genauigkeit und außerdem sehr effizient in Bezug auf eine Bearbeitungszeit und -kosten durchgeführt werden. Es ergeben sich geringe, reproduzierbare Bearbeitungstoleranzen. Außerdem sind nur geringe Investitionskosten für eine Maschine zur drehenden Bearbeitung erforderlich, beispielsweise für eine Drehvorrichtung oder Drehbank mit einem Dorn und/oder einer Spannhülse zum Spannen der Endrohrblende und für einen Halter für das Bearbeitungswerkzeug.
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Weiterhin kann durch die radiale Positionsänderung erreicht werden, dass die durch die Bearbeitung entstehende Abschlusskante des Bords nicht normal zur Oberfläche des Bords liegt, sondern vorzugsweise parallel zur Längsachse der Endrohrblende bzw. der Drehachse der Dreheinrichtung. Dadurch ist beim Blick in Achsrichtung der Endrohrblende nur eine umlaufende Kante sichtbar, d.h. der nach der Bearbeitung verbleibende Bord, nicht aber eine durch die Bearbeitung entstehende Bearbeitungsfläche.
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Die radiale Änderung der Position des Bearbeitungswerkzeugs bezieht sich dabei auf die Drehachse der eingespannten Endrohrblende.
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Der rohrförmige Körper kann einen prinzipiell beliebigen Querschnitt aufweisen, beispielsweise rund oder quadratisch. Auch kann der Querschnitt über die gesamte axiale Länge des rohrförmigen Körpers konstant sein. Alternativ kann sich der Querschnitt des rohrförmigen Körpers über dessen Länge ändern, beispielsweise derart, dass der Querschnitt sich in Richtung zu seinem Ende mit dem Bord verjüngt oder aufweitet.
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Das Metallblech ist vorzugsweise ein Stahlblech mit einer geeigneten Dicke, vorzugsweise ein Edelstahlblech. Alternativ können auch andere Bleche aus anderen Materialien verwendet werden.
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Die Dreheinrichtung bewirkt eine Rotation der Endrohrblende um ihre Längsachse.
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Durch das Umformen des Metallblechs an einem Ende des Körpers wird der umlaufende Bord gebildet. Der Bord kann dabei radial nach außen oder nach innen umgeformt sein.
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Das Bereitstellen und Positionieren des Bearbeitungswerkzeugs kann beispielsweise umfassen, dass das Bearbeitungswerkzeug in eine Auslassöffnung der Endrohrblende eingeführt wird. Entsprechend kann beim Bearbeiten des Bords das Werkzeug radial bewegt werden, bis der Bord mit einem gewünschten Radius seiner Abschlusskante gebildet ist.
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In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung umfasst der Schritt des Bereitstellens der Endrohrblende mit einem rohrförmigen Körper aus Metallblech das Bereitstellen der Endrohrblende mit einem runden Querschnitt. Ein runder Querschnitt ist für die drehende Bearbeitung besonders einfach in der Handhabung. Außerdem haben Auspuffendrohre oft einen runden Querschnitt, so dass Endrohrblenden mit einem runden Querschnitt entsprechend einfach angebracht werden können. Alternativ kann die Endrohrblende einen beliebigen Querschnitt aufweisen, beispielsweise oval oder rechteckig. Auch kann die Endrohrblende einen sich über ihre Länge ändernden Querschnitt aufweisen.
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In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung umfasst der Schritt des Einspannens der Endrohrblende in einer Dreheinrichtung ein Einlegen der Endrohrblende in eine formschlüssige Aufnahme. Durch die formschlüssige Aufnahme wird eine Verformung der Endrohrblende bei der drehenden Bearbeitung verhindert. Dabei ist es unerheblich, ob die formschlüssige Aufnahme die Endrohrblende von innen und/oder von außen formschlüssig aufnimmt.
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In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung umfasst der Schritt des Einspannens der Endrohrblende in einer Dreheinrichtung ein Einspannen der Endrohrblende durch eine radiale Verschiebung einzelner Spannsegmente. Die Spannelemente bewirken eine feste Spannung der Endrohrblende in der formschlüssigen Aufnahme. Dadurch wird die Endrohrblende beispielsweise drehfest zur Bearbeitung durch das Bearbeitungswerkzeug gehalten. Dabei ist es unerheblich, ob die einzelnen Spannsegmente sich radial von innen oder von außen zu der die Endrohrblende bewegen, d.h. ob sie die Endrohrblende von innen und/oder von außen spannen.
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In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung umfasst der Schritt des Umformens des Metallblechs an einem Ende des Körpers zu Bildung eines umlaufenden Bords ein Umformen des Metallblechs an einem Ende des Körpers schräg zu einer Längsachse des Körpers. Es wird also am Ende der Endrohrblende durch den Bord eine Abschlussfläche gebildet, die in einem schrägen Winkel zu der Längsachse des rohrförmigen Körpers angeordnet ist. Derartige Endrohrblenden mit einer schrägen Abschlussfläche werden von Kunden häufig nachgefragt und erfreuen sich einer großen Beliebtheit.
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In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung umfasst der Schritt des Bereitstellens eines Bearbeitungswerkzeugs ein Bereitstellen eines Drehstahls, und der Schritt des Bearbeitens des Bords umfasst eine spanende Bearbeitung mit dem Drehstahl. Der Drehstahl ist als solcher im Stand der Technik bekannt und ermöglicht eine sehr effiziente Bearbeitung. Es erfolgt ein spanender Abtrag des Bords bis zu einer gewünschten radialen Position des Bearbeitungswerkzeugs.
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In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung umfasst der Schritt des Bereitstellens eines Bearbeitungswerkzeugs ein Bereitstellen eines rotierenden Werkzeugs, insbesondere eines Schleifwerkzeug oder eines Fräswerkzeugs. Es werden also zwei Drehbewegungen unabhängig voneinander durchgeführt, d.h. die Drehbewegung der Endrohrblende durch die Dreheinrichtung wie auch eine Drehung des Bearbeitungswerkzeugs um seine eigene Achse, wodurch eine effiziente Bearbeitung des Bords erfolgt. Ein Abfahren einer gewünschten Kontur der Auslassöffnung mit dem Bearbeitungswerkzeug kann entfallen. Auch kann eine Bearbeitung mit dem Drehstahl und mit dem rotierenden Werkzeug nacheinander in beliebiger Reihenfolge erfolgen.
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In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung umfasst der Schritt des Positionierens eines Bearbeitungswerkzeugs ein Positionieren des Bearbeitungswerkzeugs mit einer Werkzeugkante parallel zu einer Längsachse des Körpers. Durch die entsprechende Ausrichtung des Bearbeitungswerkzeugs kann eine Bearbeitungskannte an dem Bord ausgebildet werden, die nicht normal zu einer Oberfläche des Bords liegt, sondern parallel zur Längsachse der Endrohrblende bzw. der Drehachse der Dreheinrichtung. Dadurch ist beim Blick in Achsrichtung der Endrohrblende nur eine umlaufende Kante sichtbar, d.h. der nach der Bearbeitung verbleibende Bord, nicht aber die durch die Bearbeitung entstehende Bearbeitungsfläche.
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In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung umfasst der Schritt des Bereitstellens eines Bearbeitungswerkzeugs ein Bereitstellen eines Bearbeitungswerkzeugs mit einem sich zur einer Spitze verjüngenden Querschnitt umfasst, und der Schritt des radialen Änderns der Position des Bearbeitungswerkzeugs zu dem Bord umfasst das Verschieben des Bearbeitungswerkzeugs entlang des Bords. Das Bearbeitungswerkzeug kann also beispielsweise in einer Austrittsöffnung der Endrohrblende positioniert sein. Durch eine Verschiebung des Bearbeitungswerkzeugs in seiner Längsrichtung ergibt sich eine radiale Änderung der Position des Bearbeitungswerkzeugs relativ zu dem Bord, so dass die Austrittsöffnung in einem gewünschten Maß, d.h. mit einem gewünschten Durchmesser bzw. Radius, durch eine axiale Verschiebung des Bearbeitungswerkzeugs bereitgestellt werden kann.
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Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele exemplarisch erläutert, wobei die nachfolgend dargestellten Merkmale sowohl jeweils einzeln als auch in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können.
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Es zeigen:
- 1: eine schematische Darstellung einer Bearbeitung eines Bords einer Endrohrblende mit einer Laserschneidvorrichtung gemäß dem Stand der Technik,
- 2: eine schematische Darstellung einer Bearbeitung eines Bords einer Endrohrblende mit einem als Drehstahl ausgeführten Bearbeitungswerkzeug gemäß einer ersten, bevorzugten Ausführungsform vor einem Bearbeitungsbeginn,
- 3: eine schematische Darstellung einer Bearbeitung eines Bords einer Endrohrblende mit einem als Drehstahl ausgeführten Bearbeitungswerkzeug gemäß der ersten, bevorzugten Ausführungsform am Ende einer Bearbeitung, und
- 4: ein Ablaufdiagramm eines Bearbeitungsverfahrens für eine Endrohrblende für ein Kraftfahrzeug gemäß der ersten Ausführungsform.
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Die 2 und 3 zeigen eine erfindungsgemäße Endrohrblende 100 gemäß einer ersten, bevorzugten Ausführungsform.
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Die Endrohrblende 100 umfasst einen rohrförmigen Körper 102 aus Metallblech. Das Metallblech ist hier ein Edelstahlblech mit einer geeigneten Dicke, vorzugsweise mit einer Dicke von nur wenigen Millimetern, oder sogar weniger.
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4 zeigt ein Ablaufdiagram eines Bearbeitungsverfahrens für die Endrohrblende 100. Das Verfahren kann für den Fachmann offensichtlich auch teilweise in einer abweichenden Abfolge durchgeführt werden. Auch können einzelne Bearbeitungsschritte getrennt durchgeführt werden. Es ist nicht erforderlich, alle Schritte nacheinander durchzuführen, sondern einzelne Bearbeitungsschritte können auch an verschiedenen Orten oder zeitlich getrennt durchgeführt werden, wozu beispielsweise ein wiederholtes Einspannen der Endrohrblende 100 erforderlich sein kann. Das wiederholte Einspannen der Endrohrblende 100 kann in unterschiedlichen Spanneinrichtungen erfolgen, wie sich aus der nachstehenden Beschreibung des Bearbeitungsverfahrens ergibt.
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Das Verfahren beginnt in Schritt S100 mit einem Bereitstellen der Endrohrblende 100, wie oben beschrieben. Die Endrohrblende 100 weist initial lediglich den rohrförmigen Körper 102. Die Endrohrblende 100 hat in diesem Ausführungsbeispiel einen runden Querschnitt, der hier über die Länge des rohrförmigen Körpers 102 konstant ist.
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In einen nachfolgenden Schritt S110 wird die Endrohrblende 100 in der Dreheinrichtung 104 eingespannt. Dazu wird die Endrohrblende 100 in der Dreheinrichtung 104 in eine formschlüssige Aufnahme 106 gelegt. Zusätzlich wird die Endrohrblende 100 in der Dreheinrichtung 104 durch eine radiale Verschiebung einzelner Spannsegmente gespannt und drehfest gehalten. Die Spannsegmente sind in den Figuren nicht dargestellt.
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In einem Schritt S120 erfolgt ein Umformen des Metallblechs an einem Ende 108 des rohrförmigen Körpers 104 zu Bildung eines umlaufenden Bords 110. Der Bord 110 wird hier radial nach innen umgeformt. Dabei wird das Metallblech des rohrförmigen Körpers 104 schräg zu seiner Längsachse 112 umgebogen. Prinzipiell kann der rohrförmige Körper 104 auch bereits eine entsprechende schräge Grundform an dem Ende 108 des Bords 110 aufweisen. Es wird also am Ende 108 der Endrohrblende 100 durch den Bord 110 eine Abschlussfläche 114 gebildet, die in einem schrägen Winkel α zu der Längsachse 112 des rohrförmigen Körpers 104 angeordnet ist.
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Für den Schritt S120 ist es prinzipiell ausreichend, dass die Endrohrblende 100 in einer nicht drehbaren Spanneinrichtung gespannt wird. Eine Drehung der Endrohrblende 100 erfolgt in diesem Bearbeitungsschritt nicht.
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In Schritt S130 beginnt ein Rotieren der in der Dreheinrichtung 104 eingespannten Endrohrblende 100. Die Drehung erfolgt um die Längsachse 112 der Endrohrblende 100 in einer Drehrichtung 116.
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Schritt S140 betrifft ein Bereitstellen und Positionieren eines Bearbeitungswerkzeugs 118 in einem von dem Bord 110 radial innenliegenden Bereich. Wie in 2 dargestellt ist, ist das Bearbeitungswerkzeug 118 zunächst axial außerhalb der Endrohrblende 100 positioniert, und wird dann entlang einer Bewegungsrichtung 120 in Übereinstimmung mit der Längsachse 112 der Endrohrblende 100 in die Endrohrblende 100 hinein verfahren.
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Das Bearbeitungswerkzeug 118 ist in diesem Ausführungsbeispiel als Drehstahl 118 ausgeführt. Der Drehstahl 118 umfasst einem sich zu seiner Spitze verjüngenden Querschnitt. Entsprechend weist eine Werkzeugkante 122 des Bearbeitungswerkzeugs 118 in ihrem vorderen Bereich 124 eine sich zu ihrer Spitze verjüngende Kontur auf, während die Werkzeugkante 122 in ihrem hinteren Bereich 126 parallel zu der Längsachse 112 des rohrförmigen Körpers 102 verläuft.
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In Schritt S150 erfolgt ein Bearbeiten des Bords 110 zur Bildung einer definierten Abschlusskante 128. Entsprechend wird ein Bereich des Bords 110, der einen Beschnitt 130 bildet, mit dem Bearbeitungswerkzeug 118 entfernt, wie nachstehend im Detail erläutert ist.
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Zur Bearbeitung des Bords 110 mit dem Bearbeitungswerkzeug 118 wird das Bearbeitungswerkzeug 118 durch eine radial innenliegend von dem Bord 110 gebildete Auslassöffnung 132 in den rohrförmigen Körper 102 der Endrohrblende 100 sukzessive eingeführt. Durch die sich zu seiner Spitze verjüngende Kontur der Werkzeugkante 122 in dem vorderen Bereich 124 wird der Radius des Bearbeitungswerkzeugs 118 im Bereich des Bords 110 größer, so dass effektiv eine radiale Bewegung des Bearbeitungswerkzeugs 118 zu dem Bord 110 erfolgt. Die radiale Änderung der Position des Bearbeitungswerkzeugs 118 bezieht sich dabei auf die Längsachse 112 der eingespannten Endrohrblende 100. Bei der Bewegung des Drehstahls 118 wird der Beschnitt 130 spannend abgetragen, bis der Bord 100 mit einem gewünschten Radius der Abschlusskante 128 gebildet ist.
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Die Abschlusskante 128 ist dabei parallel zur Längsachse 112 der Endrohrblende 100 ausgebildet, in Übereinstimmung mit einer Ausrichtung des hinteren Bereichs 128 der Werkzeugkante 122.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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