-
TECHNISCHES GEBIET
-
Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Rohranordnung, die ein Rohrelement und eine Mehrzahl von zusätzlichen Befestigungselementen, die an dem Rohrelement außen befestigt sind, beinhaltet.
-
HINTERGRUND
-
Die
JP 2016 -
120 866 A offenbart das Befestigen durch Verschrauben oder Verschweißen eines Lenksäulenabstützelements, einer Bodenstrebe und anderer Elemente, welche als die Mehrzahl von zusätzlichen Befestigungselementen dienen, an einer Mehrzahl von Positionen des Rohrs. Die
DE 11 2015 005 785 T5 offenbart eine rohrförmige Armaturenbrettverstärkung, umfassend einen einen großen Durchmesser aufweisenden Abschnitt, der eine Lenksäule stützt, einen einen kleinen Durchmesser aufweisenden Abschnitt, der einen Außendurchmesser aufweist, der weniger als ein Außendurchmesser des einen großen Durchmesser aufweisenden Abschnitts beträgt, und eine Dicke aufweist, die weniger als eine Dicke des einen großen Durchmesser aufweisenden Abschnitts beträgt, und einen Zwischenabschnitt, der zwischen dem einen großen Durchmesser aufweisenden Abschnitt und dem einen kleinen Durchmesser aufweisenden Abschnitt angeordnet ist. Der Zwischenabschnitt ist mit dem einen großen Durchmesser aufweisenden Abschnitt integral ausgebildet und weist einen Außendurchmesser auf, der weniger als der Außendurchmesser des einen großen Durchmesser aufweisenden Abschnitts beträgt. Weiterer Stand der Technik findet sich in der
DE 20 2004 020 792 U1 , der
US 2003 / 0 218 333 A1 sowie der
US 6 389 697 B1 .
-
Die Mehrzahl von zusätzlichen Befestigungselementen können durch gleichzeitiges elektromagnetisches Umformen außen an dem Rohrelement befestigt werden. Beim gleichzeitigen elektromagnetischen Umformen werden die Mehrzahl von zusätzlichen Befestigungselementen in einem Zustand, in dem sie aneinander angesetzt sind, außerhalb des Rohrelements an einer Mehrzahl von Positionen in der axialen Richtung angeordnet, und elektromagnetische Spulen werden im Inneren des Rohrelements an den Positionen angeordnet, an denen die zusätzlichen Befestigungselemente zu befestigen sind. Ein Impulsstrom wird dann gleichzeitig an die elektromagnetischen Spulen angelegt, so dass die Mehrzahl von zusätzlichen Befestigungselementen an dem Rohrelement außen befestigt werden. Daher kann die Herstellungszeit der Rohranordnung einschließlich des Rohrelements und der Mehrzahl von zusätzlichen Befestigungselementen verkürzt werden.
-
Während jedoch vorgesehen ist, einen Strom gleichzeitig an die Mehrzahl von elektromagnetischen Spulen anzulegen, um die Mehrzahl von zusätzlichen Befestigungselementen durch Aufweiten bzw. Verpressen („Swaging“) des Rohrelements anhand von elektromagnetischer Umformung gleichzeitig zu befestigen, kann in einem tatsächlichen Prozess zwischen Zeitpunkten, an denen ein Strom an eine Mehrzahl von aufzuweitenden bzw. zu verpressenden Abschnitten angelegt wird, eine geringfügige Zeitverzögerung auftreten. Daher kann die resultierende Reihenfolge, in der ein Strom angelegt wird, dazu führen, dass die Rohranordnung nicht in einer gewünschten Form ausgebildet werden kann.
-
Das Verfahren zur Herstellung einer Rohranordnung gemäß der vorliegenden Offenbarung ist darauf gerichtet, eine Rohranordnung mit einer gewünschten Form herzustellen und gleichzeitig die Herstellungszeit der Rohranordnung zu verkürzen.
-
KURZFASSUNG
-
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist ein Verfahren zur Herstellung einer Rohranordnung vorgesehen, wobei die Rohranordnung ein Rohrelement und eine Mehrzahl von zusätzlichen Befestigungselementen, die an dem Rohrelement außen befestigt sind, beinhaltet. In diesem Verfahren beinhaltet das Rohrelement ein erstes Rohrelement und ein zweites Rohrelement, das an einem Endabschnitt des ersten Rohrelements angesetzt und angefügt ist. Eine Mehrzahl von Fügestellen zwischen dem Rohrelement und der Mehrzahl von zusätzlichen Befestigungselementen an einer Mehrzahl von Positionen des Rohrelements, in der axialen Richtung gesehen, an denen die Mehrzahl von zusätzlichen Befestigungselementen zu befestigen sind, beinhalten eine erste Fügestelle, an der eines der zusätzlichen Befestigungselemente am Äußeren desjenigen Abschnitts angefügt ist, an dem das erste Rohrelement und das zweite Rohrelement aneinander angesetzt sind, sowie eine oder mehrere zweite Fügestellen, an denen eines oder mehrere der zusätzlichen Befestigungselemente an mindestens einem aus dem ersten Rohrelement und dem zweiten Rohrelement an einer oder mehreren Positionen angefügt sind, die von jenen verschieden sind, an denen das erste Rohrelement und das zweite Rohrelement aneinander angesetzt sind. Das Verfahren umfasst ein Anordnen der Mehrzahl von zusätzlichen Befestigungselementen außerhalb des Rohrelements an der Mehrzahl von Positionen, an denen die Mehrzahl von zusätzlichen Befestigungselementen zu befestigen sind; Anordnen einer Mehrzahl von elektromagnetischen Spulen im Inneren des Rohrelements an einer oder mehreren der Mehrzahl von Positionen, an denen die Mehrzahl von zusätzlichen Befestigungselementen zu befestigen sind; und, während sich das Rohrelement, die Mehrzahl von zusätzlichen Befestigungselementen und die Mehrzahl von elektromagnetischen Spulen in diesem Zustand befinden, Erhöhen des Durchmessers des Rohrelements in Bereichen entsprechend den Stellen, an denen die Mehrzahl von elektromagnetischen Spulen, in der axialen Richtung gesehen, angeordnet sind, durch Anlegen eines Impulsstroms an die Mehrzahl von elektromagnetischen Spulen, so dass die Mehrzahl von zusätzlichen Befestigungselementen durch elektromagnetische Umformung mit dem Rohrelement verpresst und befestigt werden. Das zusätzliche Befestigungselement, das die erste Fügestelle bildet, wird vor den zusätzlichen Befestigungselementen, welche die zweiten Fügestellen bilden, durch elektromagnetische Umformung mit dem Rohrelement verpresst und befestigt.
-
Durch Anwenden des oben beschriebenen Verfahrens zur Herstellung einer Rohranordnung gemäß der vorliegenden Offenbarung wird durch Anlegen eines Stroms an die Mehrzahl von elektromagnetischen Spulen, während die Mehrzahl von elektromagnetischen Spulen im Inneren des Rohrelements angeordnet sind, der Durchmesser des Rohrelements an einer Mehrzahl von Positionen des Rohrelements so vergrößert, dass die Mehrzahl von zusätzlichen Befestigungselementen mit dem Rohrelement verpresst und befestigt werden. Die Herstellungszeit der Rohranordnung kann mithin verkürzt werden. Der Abschnitt des Rohrelements, der die erste Fügestelle bildet, wird vor den Abschnitten des Rohrelements, welche die zweiten Fügestellen bilden, bearbeitet. Die Montagegenauigkeit der ersten Fügestelle wird daher ohne Weiteres auf einem hohen Niveau gehalten. Während an der ersten Fügestelle zwei Rohrelemente, nämlich das erste und das zweite Rohrelement, durch elektromagnetische Umformung zu verformen sind, müssen die beiden Rohrelemente an den zweiten Fügestellen nicht verformt werden. Mithin ist die erforderliche Montagegenauigkeit an der ersten Fügestelle tendenziell höher als an den zweiten Fügestellen. Daher wird, selbst wenn durch eine Verformung desjenigen Abschnitts des Rohrelements, der die erste Fügestelle bildet, eine Verformung derjenigen Abschnitte des Rohrelements bewirkt wird, welche die zweiten Fügestellen bilden, die beeinträchtigte Verformungsgenauigkeit ohne Weiteres an den zweiten Fügestellen aufgefangen. Daher kann die Rohranordnung in einer gewünschten Form hergestellt werden, während die Herstellungszeit der Rohranordnung verkürzt wird.
-
In dem Verfahren zur Herstellung einer Rohranordnung gemäß der vorliegenden Offenbarung kann das erste Rohrelement vorzugsweise ein Rohrelement sein, an dem drei oder mehr der Mehrzahl von zusätzlichen Befestigungselementen außen zu befestigen sind. Zwei endseitige zusätzliche Befestigungselemente, die an Positionen angeordnet sind, welche jeweils einem von zwei Enden des ersten Rohrelements am nächsten sind, und ein oder mehrere zusätzliche Zwischenbefestigungselemente, die zwischen den beiden endseitigen zusätzlichen Befestigungselementen angeordnet sind, können als die drei oder mehr der Mehrzahl von zusätzlichen Befestigungselementen durch elektromagnetische Umformung mit dem ersten Rohrelement verpresst und befestigt werden. Während die drei oder mehr der Mehrzahl von zusätzlichen Befestigungselementen derart an Spannvorrichtungen befestigt sind, dass sie an dem ersten Rohrelement mit einem Zwischenraum zwischen sich befestigt sind, kann eines der beiden endseitigen zusätzlichen Befestigungselemente, das später als das andere an dem ersten Rohrelement befestigt wird, entweder nach oder gleichzeitig mit dem einen oder den mehreren zusätzlichen Zwischenbefestigungselementen durch elektromagnetische Umformung mit dem ersten Rohrelement verpresst und befestigt werden.
-
In dieser bevorzugten Struktur wird die Formgenauigkeit der Rohranordnung ohne Weiteres weiter erhöht. Konkret wird eines der beiden endseitigen zusätzlichen Befestigungselemente, das später als das andere an dem ersten Rohrelement befestigt wird, entweder nach oder gleichzeitig mit dem einen oder den mehreren zusätzlichen Zwischenbefestigungselementen durch elektromagnetische Umformung mit dem ersten Rohrelement verpresst und befestigt. Mithin, da mindestens ein Endabschnitt des ersten Rohrelements nicht an einer Spannvorrichtung befestigt ist, wenn die zusätzlichen Zwischenbefestigungselemente mit dem ersten Rohrelement verpresst und befestigt werden, wird eine Verformung des ersten Rohrelements in der axialen Richtung zugelassen, um Spannung, die in dem ersten Rohrelement durch Aufweiten bzw. Verpressen („Swaging“) erzeugt wird, abzubauen. Daher ist es möglich, zu verhindern, dass in einem Zustand, in dem die beiden endseitigen zusätzlichen Befestigungselemente an dem ersten Rohrelement befestigt sind, eine Verformung des ersten Rohrelements in der axialen Richtung erfolgt, wenn die zusätzlichen Befestigungselemente später aus den Spannvorrichtungen entnommen werden, und die Länge des ersten Rohrelements zwischen den beiden endseitigen zusätzlichen Befestigungselementen wird ohne Weiteres auf einen gewünschten Wert eingestellt. Daher wird die Formgenauigkeit der Rohranordnung ohne Weiteres erhöht.
-
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist ein Verfahren zur Herstellung einer Rohranordnung vorgesehen, wobei die Rohranordnung ein Rohrelement und eine Mehrzahl von zusätzlichen Befestigungselementen beinhaltet, die an dem Rohrelement außen befestigt sind. In diesem Verfahren beinhaltet das Rohrelement mindestens ein Rohrelement, an dem drei oder mehr der Mehrzahl von zusätzlichen Befestigungselementen außen zu befestigen sind. Zwei endseitige zusätzliche Befestigungselemente, die an Positionen angeordnet sind, welche jeweils einem von zwei Enden des Rohrelements am nächsten sind, und ein oder mehrere zusätzliche Zwischenbefestigungselemente, die zwischen den beiden endseitigen zusätzlichen Befestigungselementen angeordnet sind, werden als die drei oder mehr der Mehrzahl von zusätzlichen Befestigungselementen durch elektromagnetische Umformung mit dem Rohrelement verpresst und befestigt. Das Verfahren umfasst Anordnen der drei oder mehr der Mehrzahl von zusätzlichen Befestigungselementen außerhalb des Rohrelements an einer Mehrzahl von Positionen des Rohrelements in der axialen Richtung, an denen die drei oder mehr der Mehrzahl von zusätzlichen Befestigungselementen zu befestigen sind; Anordnen einer Mehrzahl von elektromagnetischen Spulen im Inneren des Rohrelements an einer oder mehreren der Mehrzahl von Positionen, an denen die drei oder mehr der Mehrzahl von zusätzlichen Befestigungselementen zu befestigen sind; und, während die drei oder mehr der Mehrzahl von zusätzlichen Befestigungselementen an Spannvorrichtungen derart befestigt sind, dass sie an dem Rohrelement mit einem Zwischenraum zwischen sich angesetzt sind, Erhöhen des Durchmessers des Rohrelements in Bereichen entsprechend den Stellen, an denen die Mehrzahl von elektromagnetischen Spulen, in der axialen Richtung gesehen, angeordnet sind, durch Anlegen eines Impulsstroms an die Mehrzahl von elektromagnetischen Spulen, so dass die drei oder mehr der Mehrzahl von zusätzlichen Befestigungselementen durch elektromagnetische Umformung mit dem Rohrelement verpresst und befestigt werden. Eines der beiden endseitigen zusätzlichen Befestigungselemente, das später als das andere an dem Rohrelement befestigt wird, wird entweder nach oder gleichzeitig mit dem einen oder den mehreren zusätzlichen Zwischenbefestigungselementen durch elektromagnetische Umformung mit dem Rohrelement verpresst und befestigt.
-
Durch Anwenden des oben beschriebenen Verfahrens zur Herstellung einer Rohranordnung gemäß der vorliegenden Offenbarung wird durch Anlegen eines Stroms an die Mehrzahl von elektromagnetischen Spulen, während die Mehrzahl von elektromagnetischen Spulen im Inneren des Rohrelements angeordnet sind, der Durchmesser des Rohrelements an einer Mehrzahl von Positionen des Rohrelements so erhöht, dass die Mehrzahl von zusätzlichen Befestigungselementen mit dem Rohrelement verpresst befestigt werden. Die Herstellungszeit der Rohranordnung kann mithin verkürzt werden. Eines der beiden endseitigen zusätzlichen Befestigungselemente, das später an dem Rohrelement befestigt wird als das andere, wird entweder nach oder gleichzeitig mit dem einen oder den mehreren zusätzlichen Zwischenbefestigungselementen anhand von elektromagnetischer Umformung mit dem Rohrelement verpresst und befestigt. Mithin, da mindestens ein Endabschnitt des Rohrelements nicht an einer Spannvorrichtung befestigt ist, wenn die zusätzlichen Zwischenbefestigungselemente mit dem Rohrelement verpresst und befestigt werden, wird eine Verformung des Rohrelements in der axialen Richtung zugelassen, um eine durch Aufweiten bzw. Verpressen in dem Rohrelement erzeugte Spannung abzubauen. Daher, da es möglich ist, in einem Zustand, in dem die beiden endseitigen zusätzlichen Befestigungselemente an dem ersten Rohrelement befestigt sind, das Auftreten einer Verformung des Rohrelements in der axialen Richtung zu verhindern, wenn die zusätzlichen Befestigungselemente später aus den Spannvorrichtungen entnommen werden, und da die Länge des Rohrelements zwischen den beiden endseitigen zusätzlichen Befestigungselementen ohne Weiteres auf einen gewünschten Wert eingestellt wird, wird die Formgenauigkeit der Rohranordnung ohne Weiteres erhöht. Daher kann die Rohranordnung in einer gewünschten Form hergestellt werden, während die Herstellungszeit der Rohranordnung verkürzt wird. Hingegen können die zusätzlichen Zwischenbefestigungselemente nach einem der beiden endseitigen zusätzlichen Befestigungselemente, welches später als das andere an dem Rohrelement befestigt wird, anhand von elektromagnetischer Umformung mit dem Rohrelement verpresst und befestigt werden. Nachdem in diesem Fall die zwei endseitigen zusätzlichen Befestigungselemente beide mit dem Rohrelement verpresst und befestigt wurden, kann, da sich das Rohrelement in einem Zustand befindet, in dem die Endabschnitte auf beiden Seite des Rohrelements über die endseitigen zusätzlichen Befestigungselemente an den Spannvorrichtungen befestigt sind, eine Spannung, die erzeugt wird, wenn die zusätzlichen Zwischenbefestigungselemente später mit dem Rohrelement verpresst und befestigt werden, nicht abgebaut werden. Daher kann sich das Rohrelement so verformen und schrumpfen, dass jene Spannung abgebaut wird, wenn die zusätzlichen Befestigungselemente aus den Spannvorrichtungen entnommen werden, so dass die Länge zwischen den beiden endseitigen zusätzlichen Befestigungselementen kürzer wird. Durch Anwenden des oben beschriebenen Verfahrens zur Herstellung einer Rohranordnung gemäß der vorliegenden Offenbarung kann diese Frage gelöst werden und die Formgenauigkeit der Rohranordnung wird ohne Weiteres erhöht.
-
In dem Verfahren zur Herstellung einer Rohranordnung gemäß der vorliegenden Offenbarung kann die Rohranordnung in einer gewünschten Form hergestellt werden, während die Herstellungszeit der Rohranordnung verkürzt wird.
-
Figurenliste
-
Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung werden nun basierend auf den folgenden Figuren beschrieben, wobei:
- 1 eine Rohranordnung veranschaulicht, die anhand eines Verfahrens zur Herstellung einer Rohranordnung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung hergestellt wurde;
- 2 ein Querschnitt A-A in 1 ist, der das Verfahren zur Herstellung einer Rohranordnung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht;
- 3 eine vergrößerte Ansicht der linken Hälfte von 2 ist;
- 4 ein Verfahren zur Herstellung einer Rohranordnung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht;
- 5 zwei Zustände der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht: in einem Zustand (a) wird ein erster elektromagnetischer Umformschritt durchgeführt, und in einem Zustand (b) wird ein zweiter elektromagnetischer Umformschritt durchgeführt; und
- 6 eine Ansicht entsprechend einem Querschnitt B-B in 5(b) veranschaulicht, in der unter Verwendung einer Abflachungsvorrichtung in dem zweiten elektromagnetischen Umformschritt gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ein flacher Abschnitt in einem Teil des Rohrelements gebildet wird.
-
BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
-
Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben. Konkrete Formen, Materialien und Zahlen, welche hierin aufgeführt sind, sind beispielhaft angegeben und können gegebenenfalls verändert werden, um den Vorgaben der Rohranordnung zu entsprechen. Als ein Beispiel für das in der Rohranordnung beinhaltete Rohrelement sei nachfolgend ein Instrumententafelverstärkungsrohr beschrieben, das in einer Instrumententafel eines Fahrzeugs angeordnet ist. Das Rohrelement ist jedoch nicht auf dieses Beispiel beschränkt, und die vorliegende Offenbarung ist auf verschiedene Arten von Strukturen anwendbar. In der folgenden Offenbarung und in den gesamten Zeichnungen sind gleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet. Bezugszeichen, die in dieser Offenbarung bereits verwendet wurden, werden in der späteren Beschreibung gegebenenfalls erneut verwendet.
-
1 veranschaulicht eine Rohranordnung 10, hergestellt anhand eines Verfahrens zur Herstellung einer Rohranordnung gemäß einer Ausführungsform. Während das Verfahren zur Herstellung der Rohranordnung 10 später beschrieben wird, wird zunächst die Struktur der Rohranordnung 10 beschrieben.
-
Die Rohranordnung 10 beinhaltet ein Rohrelement 12 und eine Mehrzahl von zusätzlichen Befestigungselementen, die an dem Rohrelement 12 außen befestigt sind. Das Rohrelement 12 ist eine Instrumententafelverstärkung. Die Instrumententafelverstärkung ist in einer Instrumententafel eines Fahrzeugs so angeordnet, dass sie in der Breitenrichtung des Fahrzeugs liegt. Die Instrumententafel ist an der Instrumententafelverstärkung angebracht.
-
Bezugnehmend auf 1 sind an dem Rohrelement 12 ein fahrerseitiger Fortsatz 20, eine Lenkeinheitsstütze 22, eine Windlaufstrebe 26, ein beifahrerseitiger Fortsatz 27 und zwei äußere Halterungen 28 und 29 befestigt, welche als die Mehrzahl von zusätzlichen Befestigungselementen dienen. In einigen Teilen der folgenden Offenbarung wird die Fahrerseite als „D-Seite“ bezeichnet, und die Beifahrerseite wird als „P-Seite“ bezeichnet. Die Mehrzahl von zusätzlichen Befestigungselementen werden anhand von elektromagnetischer Umformung unter Verwendung einer im Inneren des Rohrelements 12 angeordneten elektromagnetischen Spule an dem Äußeren des Rohrelements 12 befestigt.
-
Das Rohrelement 12 ist unter Verwendung eines elektrisch leitfähigen Metalls wie etwa einer Aluminiumlegierung in einer langen Röhrenform ausgebildet. Daher erfolgt ohne Weiteres eine elektromagnetische Umformung, da das Rohrelement 12 verformt wird, wenn ein Strom an eine im Inneren des Rohrelements 12 angeordnete elektromagnetische Spule angelegt wird, wie später beschrieben wird.
-
Das Rohrelement 12 beinhaltet ein D-Seiten-Rohrelement 14 mit einer langen zylindrischen Gestalt, das auf einer ersten Endseite (linke Seite in 1) angeordnet ist, welche die Fahrerseite („D-Seite“) ist, sowie ein P-Seiten-Rohrelement 16 mit einer langen zylindrischen Gestalt, das an einem zweiten Endabschnitt (rechter Endabschnitt in 1) des D-Seiten-Rohrelements 14 angesetzt und angefügt ist und derart angeordnet ist, dass es sich hin zu der zweiten Seite, in der axialen Richtung gesehen, erstreckt. Das D-Seiten-Rohrelement 14 entspricht dem ersten Rohrelement, und das P-Seiten-Rohrelement 16 entspricht dem zweiten Rohrelement. Wie in 2 veranschaulicht, welche später beschrieben wird, ist ein, in der axialen Richtung gesehen, erster Endabschnitt (linker Endabschnitt in 2) des P-Seiten-Rohrelements 16 in den, in der axialen Richtung gesehen, zweiten Endabschnitt (rechter Endabschnitt in 2) des D-Seiten-Rohrelements 14 eingebracht, und beide werden zusammen mit der Windlaufstrebe 26 anhand von elektromagnetischer Umformung miteinander verpresst und befestigt. In der veranschaulichten Ausführungsform ist die Länge des D-Seiten-Rohrelements 14 kürzer als die Länge des P-Seiten-Rohrelements 16. Das D-Seiten-Rohrelement 14 weist in Abschnitten, die von jenen verschieden sind, an denen das D-Seiten-Rohrelement 14 und das P-Seiten-Rohrelement 16 aneinander angesetzt sind, einen Außendurchmesser und einen Innendurchmesser auf, welche größer sind als jene des P-Seiten-Rohrelements 16.
-
Der D-Seiten-Fortsatz 20 ist am Äußeren eines Endabschnitts des Rohrelements 12 befestigt, der sich auf der ersten Seite befindet, welche die Fahrerseite ist. Der P-Seiten-Fortsatz 27 ist am Äußeren eines Endabschnitts des Rohrelements 12 befestigt, der sich auf der zweiten Seite befindet, welche die Beifahrerseite ist. Der D-Seiten- und der P-Seiten-Fortsatz 20 und 27 sind anhand von Schrauben und Muttern oder anderen Festlegeelementen an einem Fahrzeugkarosserierahmen (nicht veranschaulicht) befestigt. Die äußere D-Seiten-Halterung 28 ist am Äußeren des Rohrelements 12 so befestigt, dass sie zu dem D-Seiten-Fortsatz 20 auf der, in der axialen Richtung gesehen, zweiten Seite benachbart ist. Die äußere P-Seiten-Halterung 29 ist am Äußeren des Rohrelements 12 so befestigt, dass sie zu dem P-Seiten-Fortsatz 27 auf der, in der axialen Richtung gesehen, ersten Seite benachbart ist.
-
Die Lenkeinheitsstütze 22 ist am Äußeren eines, in der axialen Richtung gesehen, Zwischenabschnitts des D-Seiten-Rohrelements 14 befestigt. Unter erneuter Bezugnahme auf 1 beinhaltet die Lenkeinheitsstütze 22 einen Hauptabschnitt 23 und zwei Schenkel 24 und 25, die an dem Hauptabschnitt 23 auf eine gegabelte Weise angefügt sind, und die Schenkel 24 und 25 sind an dem D-Seiten-Rohrelement 14 befestigt. Eine Lenksäule (nicht veranschaulicht) zum Abstützen einer Lenkwelle ist an der Lenkeinheitsstütze 22 befestigt.
-
Die Windlaufstrebe 26 ist an einem im Inneren der Instrumententafel angeordneten Element (nicht veranschaulicht) angefügt.
-
Die Rohranordnung 10 wird durch Befestigen der Mehrzahl von zusätzlichen Befestigungselementen wie etwa des D-Seiten-Fortsatzes 20 und der Lenkeinheitsstütze 22 am Äußeren des Rohrelements 12 anhand von elektromagnetischer Umformung gebildet. Bei dieser Konfiguration kann in einem beispielhaften Vergleichsverfahren das Rohrelement 12 jedes Mal dann aufgeweitet bzw. angepresst werden, wenn eines der zusätzlichen Befestigungselemente an dem Rohrelement 12 zu befestigen ist, indem eine elektromagnetische Spule im Inneren des Rohrelements 12 an der Position angeordnet wird, an der das zusätzliche Befestigungselement zu befestigen ist, und ein Impulsstrom an die elektromagnetische Spule angelegt wird. Dieses Verfahren wird jedes Mal wiederholt, wenn eines der zusätzlichen Befestigungselemente zu befestigen ist. Da dieses Verfahren jedoch viel Zeit zur Herstellung der Rohranordnung erfordert, können die Kosten für die Herstellung der Rohranordnung erhöht sein.
-
In einem anderen beispielhaften Vergleichsverfahren, wie oben vor dem Abschnitt KURZFASSUNG der vorliegenden Offenbarung beschrieben, können die Mehrzahl von zusätzlichen Befestigungselementen durch gleichzeitiges elektromagnetisches Umformen an dem Rohrelement befestigt werden, um die Herstellungszeit der Rohranordnung zu verkürzen. Selbst wenn jedoch in diesem Verfahren vorgesehen ist, einen Strom gleichzeitig an die Mehrzahl von elektromagnetischen Spulen anzulegen, kann in einem tatsächlichen Prozess zwischen Zeitpunkten, an denen ein Strom an eine Mehrzahl von aufzuweitenden bzw. zu verpressenden Abschnitten angelegt wird, eine geringfügige Zeitverzögerung auftreten. Daher kann die resultierende Reihenfolge, in der ein Strom angelegt wird, dazu führen, dass die Rohranordnung nicht in einer gewünschten Form ausgebildet wird. Das Verfahren zur Herstellung einer Rohranordnung gemäß der veranschaulichten Ausführungsform ist darauf gerichtet, diese Fragen zu lösen.
-
Ein Verfahren zur Herstellung der Rohranordnung 10 wird nachstehend unter Bezugnahme auf 2 und 3 beschrieben. 2 ist ein Querschnitt A-A in 1, der das Verfahren zur Herstellung der Rohranordnung 10 veranschaulicht. 3 ist eine vergrößerte Ansicht der linken Hälfte von 2.
-
Eine Herstellungsvorrichtung 38 für die Rohranordnung 10 beinhaltet vier elektromagnetische Spulen, das heißt, zwei erste elektromagnetische Spulen 40 und 41 und zwei zweite elektromagnetische Spulen 42 und 43. Konkret beinhaltet die Herstellungsvorrichtung 38 ein erstes Schaftelement 44, das ausgehend von dem, in der axialen Richtung gesehen, ersten Ende des Rohrelements 12 in das Innere eingesetzt ist, ein zweites Schaftelement 50, das ausgehend von dem, in der axialen Richtung gesehen, zweiten Ende des Rohrelements 12 in das Innere eingesetzt ist, und eine Leistungsversorgungsvorrichtung 60. Das erste Schaftelement 44 weist eine Form gleich einem langen zylindrischen Schaft auf, der aus einem Harz 45 gebildet ist und die ersten elektromagnetischen Spulen 40 und 41 beinhaltet, welche in dem Harz 45 im Inneren an zwei voneinander beabstandeten Positionen in der axialen Richtung eingebettet sind. Das zweite Schaftelement 50 weist eine Form gleich einem langen zylindrischen Schaft auf, der aus einem Harz 51 gebildet ist und die zweiten elektromagnetischen Spulen 42 und 43 beinhaltet, welche in dem Harz 51 im Inneren an zwei voneinander beabstandeten Positionen in der axialen Richtung eingebettet sind.
-
Das erste Schaftelement 44 ist im Inneren des D-Seiten-Rohrelements 14 angeordnet, und das zweite Schaftelement 50 ist im Inneren des P-Seiten-Rohrelements 16 angeordnet. Das erste Schaftelement 44 ist in Übereinstimmung mit der Beziehung zwischen den Längen des D-Seiten-Rohrelements 14 und des P-Seiten-Rohrelements 16 kürzer als das zweite Schaftelement 50. Auch ist der Außendurchmesser des ersten Schaftelements 44 in Übereinstimmung mit dem Merkmal, wonach der Innendurchmesser des D-Seiten-Rohrelements 14 größer ist als der Innendurchmesser des P-Seiten-Rohrelements 16, größer als der Außendurchmesser des zweiten Schaftelements 50.
-
Das erste Schaftelement 44 beinhaltet eine Ausnehmung 46 in einem zentralen Abschnitt der zweiten Endfläche (rechte Endfläche in 2 und 3) in der axialen Richtung. Das zweite Schaftelement 50 ist in die Ausnehmung 46 eingesetzt, und die erste Endfläche (linke Endfläche in 2 und 3) des zweiten Schaftelements 50, in der axialen Richtung gesehen, ist mit der Ausnehmung 46 in Anlage gebracht. Das zweite Schaftelement 50 weist eine abgeschrägte Oberfläche mit einem gerundeten Querschnitt an dem Außenumfangsabschnitt der ersten Endfläche, in der axialen Richtung gesehen, auf. Die Ausnehmung 46 weist entsprechend eine abgeschrägte Oberfläche mit einem gerundeten Querschnitt an der Verbindungsstelle zwischen der Bodenfläche und der Innenumfangsfläche auf. Daher, wenn das erste Schaftelement 44 und das zweite Schaftelement 50 miteinander in Anlage gebracht sind, stimmen die Achsen der Schaftelemente 44 und 50 ohne Weiteres miteinander überein, da es weniger wahrscheinlich ist, dass sich die abgeschrägte Oberfläche des zweiten Schaftelements 50 in dem offenen Ende der Ausnehmung auf der zweiten Endfläche des ersten Schaftelements 44 verfängt.
-
In 2 und 3 sind die Außendurchmesser des ersten Schaftelements 44 und des zweiten Schaftelements 50 der Veranschaulichung halber im Wesentlichen gleich den Innendurchmessern des D-Seiten-Rohrelements 14 bzw. des P-Seiten-Rohrelements 16. Jedoch ist in einer tatsächlichen Konfiguration in der Durchmesserrichtung ein Zwischenraum zwischen dem ersten Schaftelement 44 und dem D-Seiten-Rohrelement 14 sowie zwischen dem zweiten Schaftelement 50 und dem P-Seiten-Rohrelement 16 gebildet, so dass sich die Schaftelemente 44 und 50 in der axialen Richtung im Inneren eines entsprechenden der Rohrelemente 14 und 16 problemlos bewegen können. Das Gleiche gilt auch für die in 4 und 5 veranschaulichte Struktur, die später beschrieben wird.
-
Wie oben beschrieben, wird die, in der axialen Richtung gesehen, erste Endfläche des zweiten Schaftelements 50 mit der Ausnehmung 46 des ersten Schaftelements 44 in Anlage gebracht. Eine aus den beiden ersten elektromagnetischen Spulen 40 und 41, hier die elektromagnetische Spule 40, ist an dem ersten Schaftelement 44 so befestigt, dass sie sich in dem oben beschriebenen Zustand im Inneren des D-Seiten-Rohrelements 14 an den Positionen befindet, an denen der D-Seiten-Fortsatz 20 und die äußere D-Seiten-Halterung 28 zu befestigen sind. Die andere aus den beiden ersten elektromagnetischen Spulen 40 und 41, hier die elektromagnetische Spule 41, ist an dem ersten Schaftelement 44 so befestigt, dass sie sich in dem oben beschriebenen Zustand im Inneren des D-Seiten-Rohrelements 14 an den Positionen befindet, an denen die Schenkel 24 und 25 der Lenkeinheitsstütze 22 zu befestigen sind.
-
Eine aus den beiden zweiten elektromagnetischen Spulen 42 und 43, hier die zweite elektromagnetische Spule 42, ist an dem zweiten Schaftelement 50 so befestigt, dass sie sich in dem oben beschriebenen Zustand im Inneren des P-Seiten-Rohrelements 16 an der Position befindet, an der die Windlaufstrebe 26 zu befestigen ist. Die andere aus den beiden zweiten elektromagnetischen Spulen 42 und 43, hier die zweite elektromagnetische Spule 43, ist an dem zweiten Schaftelement 50 so befestigt, dass sie sich in dem oben beschriebenen Zustand im Inneren des P-Seiten-Rohrelements 16 an den Positionen befindet, an denen der P-Seiten-Fortsatz 27 und die äußere P-Seiten-Halterung 29 zu befestigen sind.
-
Die Leistungsversorgungsvorrichtung 60 (2) beinhaltet eine erste Leistungsversorgungseinheit 61, eine zweite Leistungsversorgungseinheit 62, eine Steuereinheit 63 und vier Entladeschalter 64, 65, 66 und 67. Die erste Leistungsversorgungseinheit 61 ist konfiguriert, um den ersten elektromagnetischen Spulen 40 und 41 Strom zuzuführen, und beinhaltet eine Hochspannungs-Gleichstromversorgung wie etwa eine Batterie, einen Ladeschalter und einen Kondensator. Die erste Leistungsversorgungseinheit 61 ist mit den beiden ersten elektromagnetischen Spulen 40 und 41 über die beiden Entladeschalter 64 und 65 verbunden. Durch Ausschalten der Entladeschalter 64 und 65 und Einschalten des Ladeschalters wird eine aus der Hochspannungs-Gleichstromversorgung stammende hohe Ladungsmenge in dem Kondensator akkumuliert, so dass der Kondensator geladen wird. Durch Ausschalten des Ladeschalters und Einschalten eines der Entladeschalter 64 und 65 wird aus dem Kondensator ein hoher Impulsstrom an eine entsprechende der ersten elektromagnetischen Spulen 40 und 41 ausgegeben. Die Hochspannungs-Gleichstromversorgung kann auch einen AC/DC-Wandler beinhalten, der Wechselstrom, welcher von einer handelsüblichen Wechselstromquelle zugeführt wird, in einen Gleichstrom umwandelt.
-
Die zweite Leistungsversorgungseinheit 62 ist konfiguriert, um den zweiten elektromagnetischen Spulen 42 und 43 Leistung zuzuführen, und weist ähnliche Merkmale und Funktionen auf wie jene der ersten Leistungsversorgungseinheit 61. Die zweite Leistungsversorgungseinheit 62 ist mit den beiden zweiten elektromagnetischen Spulen 42 und 43 über die beiden Entladeschalter 66 und 67 verbunden.
-
Die Steuereinheit 63 steuert die Ladeschalter der Leistungsversorgungseinheiten 61 und 62 und die Entladeschalter 64, 65, 66 und 67. Die Steuereinheit 63 besteht geeigneterweise aus einem Mikrocomputer, der beispielsweise einen Prozessor, eine Speichereinheit wie etwa ein Speichersystem („Memory“) und eine E/A-Schnittstelle beinhaltet. Die Steuereinheit 63 liest beispielsweise ein Programm und Daten, die in der Speichereinheit gespeichert sind, und führt eine vorbestimmte Operation durch. Die Steuereinheit 63 führt das Programm aus, um dadurch den Betrieb der Entladeschalter 64, 65, 66 und 67 und der Ladeschalter zu steuern, so dass ein Impulsstrom in vorgegebener Reihenfolge an die elektromagnetischen Spulen 40, 41, 42 und 43 angelegt wird, wie später beschrieben.
-
Der Prozessor kann irgendeine Art von Prozessor sein, der eine Funktion durch Ausführen eines Programms erreichen kann. Der Prozessor besteht aus einer oder mehreren elektronischen Schaltungen. Die elektronischen Schaltungen können auf einem einzelnen Chip integriert oder auf einer Mehrzahl von Chips implementiert sein.
-
In einer Ausführungsform beinhaltet das Verfahren zur Herstellung einer Rohranordnung einen Anordnungsschritt und einen elektromagnetischen Umformschritt. In dem Anordnungsschritt werden eine Mehrzahl von zusätzlichen Befestigungselementen außerhalb des Rohrelements 12 an einer Mehrzahl von Positionen des Rohrelements 12, in der axialen Richtung gesehen, angeordnet, an denen die Mehrzahl von zusätzlichen Befestigungselementen zu befestigen sind. Die Mehrzahl von zusätzlichen Befestigungselementen sind die Lenkeinheitsstütze 22, der D-Seiten- und P-Seiten-Fortsatz 20 und 27, die beiden äußeren Halterungen 28 und 29 sowie die Windlaufstrebe 26. In dieser Konfiguration weisen das D-Seiten-Rohrelement 14 und das P-Seiten-Rohrelement 16, welche in dem Rohrelement 12 beinhaltet sind, eine zylindrische Form auf, und der erste Endabschnitt des P-Seiten-Rohrelements 16 ist in das Innere des zweiten Endabschnitts des D-Seiten-Rohrelements 14 eingebracht.
-
Die Fortsätze 20 und 27, die äußeren Halterungen 28 und 29, die Lenkeinheitsstütze 22 und die Windlaufstrebe 26 werden mittels Spannvorrichtungen (nicht veranschaulicht) befestigt. Die Fortsätze 20 und 27, die äußeren Halterungen 28 und 29, die Lenkeinheitsstütze 22 und die Windlaufstrebe 26 weisen jeweils ein kreisförmiges Durchgangsloch auf. Das D-Seiten-Rohrelement 14 wird in die Durchgangslöcher des D-Seiten-Fortsatzes 20, der äußeren D-Seiten-Halterung 28, der Lenkeinheitsstütze 22 und der Windlaufstrebe 26 mit einem Zwischenraum zwischen diesen eingebracht. Der Abschnitt, an dem das D-Seiten-Rohrelement 14 und das P-Seiten-Rohrelement 16 aneinander angesetzt sind, ist in dem Durchgangsloch der Windlaufstrebe 26 angeordnet. Das D-Seiten-Rohrelement 14 und das P-Seiten-Rohrelement 16 werden mittels der Spannvorrichtungen (nicht veranschaulicht) über die zusätzlichen Befestigungselemente abgestützt. Das D-Seiten-Rohrelement 14 und das P-Seiten-Rohrelement 16 können von einem Führungselement (nicht veranschaulicht) in der axialen Richtung verschiebbar abgestützt werden, um zu verhindern, dass die Achsen des D-Seiten-Rohrelements 14 und des P-Seiten-Rohrelements 16 in der radialen Richtung voneinander abweichen. Diese Konfiguration ist im Hinblick auf eine Erhöhung der Formgenauigkeit der Rohranordnung 10 stärker zu bevorzugen. Der zweite Endabschnitt (rechter Endabschnitt in 2) des P-Seiten-Rohrelements 16 wird in die Durchgangslöcher des P-Seiten-Fortsatzes 27 und der äußeren P-Seiten-Halterung 29 mit einem Zwischenraum zwischen diesen eingebracht.
-
Zusätzlich werden in dem Anordnungsschritt die elektromagnetischen Spulen 40, 41, 42 und 43 jeweils im Inneren des Rohrelements 12 an einer oder mehreren der Mehrzahl von Positionen des Rohrelements 12 angeordnet, an denen die Mehrzahl von zusätzlichen Befestigungselementen zu befestigen sind. In dieser Konfiguration ist das erste Schaftelement 44, das die ersten elektromagnetischen Spulen 40 und 41 beinhaltet, im Inneren des Rohrelements 12 so angeordnet, dass es in der axialen Richtung mittels zweier auf der ersten Seite befindlicher Führungsrollen 70 (siehe 5) beweglich ist, welche Führungen sind, die außerhalb des Rohrelements 12 angeordnet sind. Das zweite Schaftelement 50, das die zweiten elektromagnetischen Spulen 42 und 43 beinhaltet, ist mittels Führungsrollen 71 (siehe 5), die sich auf der zweiten Seite befinden und außerhalb des Rohrelements 12 angeordnet sind, in der axialen Richtung beweglich im Inneren des Rohrelements 12 angeordnet. Das erste Schaftelement 44 wird ausgehend vom, in der axialen Richtung gesehen, ersten Ende des Rohrelements 12 in das Innere eingesetzt, und das zweite Schaftelement 50 wird ausgehend vom, in der axialen Richtung gesehen, zweiten Ende des Rohrelements 12 in das Innere eingesetzt. Während der Zeit, in der die Schaftelemente 44 und 50 in das Rohrelement 12 eingesetzt sind, können die Kondensatoren der Leistungsversorgungseinheiten 61 und 62 geladen werden. Die Herstellungszeit kann mithin verkürzt werden. Das erste Schaftelement 44 und das zweite Schaftelement 50 werden dann, in der axialen Richtung gesehen, miteinander in Anlage gebracht. In dem oben beschriebenen Zustand wird eine der beiden ersten elektromagnetischen Spulen 40 und 41, hier die erste elektromagnetische Spule 40, im Inneren an den Positionen angeordnet, an denen der D-Seiten-Fortsatz 20 und die äußere Halterung 28 zu befestigen sind. Die andere der beiden ersten elektromagnetischen Spulen, hier die erste elektromagnetische Spule 41, wird im Inneren an den Positionen angeordnet, an denen die Schenkel 24 und 25 der Lenkeinheitsstütze 22 zu befestigen sind. Eine der beiden zweiten elektromagnetischen Spulen 42 und 43, hier die zweite elektromagnetische Spule 42, wird im Inneren an der Position angeordnet, an der die Windlaufstrebe 26 zu befestigen ist. Die andere der beiden zweiten elektromagnetischen Spulen, hier die zweite elektromagnetische Spule 43, wird im Inneren an den Positionen angeordnet, an denen der P-Seiten-Fortsatz 27 und die äußere Halterung 29 zu befestigen sind.
-
Anschließend wird in dem elektromagnetischen Umformschritt ein Impulsstrom an die elektromagnetischen Spulen 40, 41, 42 und 43 in vorgegebener Reihenfolge angelegt. In dieser Konfiguration speichert die Speichereinheit der Steuereinheit 63 die Reihenfolge. Die Steuereinheit 63 schaltet die Entladeschalter 64, 65, 66 und 67 und die Ladeschalter an oder aus, so dass ein Strom in Übereinstimmung mit dieser Reihenfolge an die elektromagnetischen Spulen 40, 41, 42 und 43 angelegt wird.
-
Bezugnehmend auf 2 ist die Reihenfolge, in der ein Strom an die elektromagnetischen Spulen 40, 41, 42 und 43 angelegt wird, durch die eingekreisten Zahlen in den elektromagnetischen Spulen 40, 41, 42 und 43 gekennzeichnet. Genauer gesagt wird an die im Inneren der Windlaufstrebe 26 angeordnete zweite elektromagnetische Spule 42 ein Impulsstrom angelegt, und danach wird ein Impulsstrom an die im Inneren der Lenkeinheitsstütze 22 angeordnete erste elektromagnetische Spule 41 angelegt. Anschließend wird ein Impulsstrom an die im Inneren des P-Seiten-Fortsatzes 27 und der äußeren Halterung 29 angeordnete zweite elektromagnetische Spule 43 und dann an die im Inneren des D-Seiten-Fortsatzes 20 und der äußeren Halterung 28 angeordnete erste elektromagnetische Spule 40 angelegt. Jedes Mal nachdem das Anlegen eines Impulsstroms an die elektromagnetische Spule 40, 41, 42 oder 43 endet, wird der Kondensator von der Hochspannungs-Gleichstromversorgung in der entsprechenden der Leistungsversorgungseinheiten 61 und 62 geladen.
-
Der Durchmesser des Rohrelements 12 wird in Bereichen entsprechend den Stellen, an denen die elektromagnetischen Spulen 40, 41, 42 und 43 in der axialen Richtung angeordnet sind, erhöht, so dass auf diese Weise die Mehrzahl von zusätzlichen Befestigungselementen durch elektromagnetische Umformung mit dem Rohrelement 12 verpresst und befestigt werden.
-
In dieser Konfiguration beinhalten eine Mehrzahl von Fügestellen zwischen dem Rohrelement 12 und der Mehrzahl von zusätzlichen Befestigungselementen an der Mehrzahl von Positionen, an denen die Mehrzahl von zusätzlichen Befestigungselementen zu befestigen sind, eine erste Fügestelle G1 und zweite Fügestellen G2 und G3. Die erste Fügestelle G1 ist eine Fügestelle, welche die Windlaufstrebe 26 dort an dem Rohrelement 12 anfügt, wo die Windlaufstrebe 26 mit dem Äußeren desjenigen Abschnitts zusammengefügt ist, an dem das D-Seiten-Rohrelement 14 und das P-Seiten-Rohrelement 16 aneinander angesetzt sind. Die zweite Fügestelle G2 ist eine Fügestelle, welche den D-Seiten-Fortsatz 20 und die äußere Halterung 28 an dem Rohrelement 12 anfügt. Die zweite Fügestelle G3 ist eine Fügestelle, welche den P-Seiten-Fortsatz 27 und die äußere Halterung 29 an dem Rohrelement 12 anfügt. Die zweiten Fügestellen G2 und G3 sind zwei Fügestellen, an denen zusätzliche Befestigungselemente an jeweils dem D-Seiten-Rohrelement 14 und dem P-Seiten-Rohrelement 16 an Positionen angefügt sind, die von jenen verschieden sind, an denen das D-Seiten-Rohrelement 14 und das P-Seiten-Rohrelement 16 aneinander angesetzt sind. Die Montagetoleranz der ersten Fügestelle G1 ist tendenziell enger als jene der zweiten Fügestellen G2 und G3. Mit anderen Worten ist der absolute Wert der Montagetoleranz für die erste Fügestelle G1 tendenziell kleiner als jene für die zweiten Fügestellen G2 und G3. Der Grund hierfür ist, dass an der ersten Fügestelle G1 zwei Rohrelemente, das D-Seiten-Rohrelement 14 und das P-Seiten-Rohrelement 16, anhand von elektromagnetischer Umformung zu verformen sind und der verformte Abschnitt des D-Seiten-Rohrelements 14, der sich außerhalb befindet, mit beiden Enden der Windlaufstrebe 26 in der axialen Richtung durch Verpressen zu verbinden ist. An den zweiten Fügestellen G2 und G3 brauchen die beiden Rohrelemente nicht verformt zu werden. Mithin ist die erforderliche Montagegenauigkeit an der ersten Fügestelle G1 tendenziell höher als an den zweiten Fügestellen G2 und G3, um den Einpass- und Verpress- bzw. Aufweitungsbetrag (Umkapselungsbetrag) streng zu regeln. Beispielsweise ist C1 kleiner als C2, wenn C1 den absoluten Wert der Montagetoleranz der ersten Fügestelle G1 darstellt und C2 den absoluten Wert der Montagetoleranz der zweiten Fügestelle G2 darstellt.
-
In der veranschaulichten Ausführungsform wird der Durchmesser des Rohrelements an einer Mehrzahl von Positionen des Rohrelements erhöht, indem ein Strom an die elektromagnetischen Spulen in einem Zustand angelegt wird, in dem die Mehrzahl von elektromagnetischen Spulen 40, 41, 42 und 43 im Inneren des Rohrelements 12 angeordnet sind, so dass die Mehrzahl von zusätzlichen Befestigungselementen mit dem Rohrelement 12 verpresst und befestigt werden. Die Herstellungszeit der Rohranordnung 10 kann mithin verkürzt werden. Ein Impulsstrom wird an die Mehrzahl von elektromagnetischen Spulen derart angelegt, dass die Windlaufstrebe 26, welche die erste Fügestelle G1 bildet, vor den Fortsätzen 20 und 27 und den äußeren Halterungen 28 und 29, welche die zweiten Fügestellen G2 und G3 bilden, durch elektromagnetische Umformung mit dem Rohrelement 12 verpresst und befestigt wird. Da der Abschnitt des Rohrelements 12, der die erste Fügestelle G1 bildet, mithin vor den Abschnitten des Rohrelements 12, welche die zweiten Fügestellen G2 und G3 bilden, bearbeitet wird, wird die Montagegenauigkeit der ersten Fügestelle G1 ohne Weiteres auf einem hohen Niveau gehalten. Die erforderliche Montagegenauigkeit ist an der ersten Fügestelle G1 tendenziell höher als an den zweiten Fügestellen G2 und G3. Selbst wenn daher durch eine Verformung des Abschnitts des Rohrelements 12, welcher die erste Fügestelle G1 bildet, eine Verformung der Abschnitte des Rohrelements 12, welche die zweiten Fügestellen G2 und G3 bilden, bewirkt wird, wird die beeinträchtigte Verformungsgenauigkeit ohne Weiteres an den zweiten Fügestellen G2 und G3 aufgefangen. Die Reihenfolge, in der an die Mehrzahl von elektromagnetischen Spulen ein Strom angelegt wird, kann mithin geeignet eingestellt werden, um die Formgenauigkeit der Rohranordnung 10 zu erhöhen, so dass die Rohranordnung 10 in einer gewünschten Form hergestellt werden kann, während die Herstellungszeit der Rohranordnung 10 verkürzt wird.
-
Nur der D-Seiten-Fortsatz 20, die Windlaufstrebe 26, die äußere D-Seiten-Halterung 28 und die Lenkeinheitsstütze 22, welche als die Mehrzahl von zusätzlichen Befestigungselementen dienen, werden durch elektromagnetische Umformung mit dem D-Seiten-Rohrelement 14 verpresst und befestigt. Aus der Mehrzahl von zusätzlichen Befestigungselementen, die an dem D-Seiten-Rohrelement 14 befestigt werden, sind der D-Seiten-Fortsatz 20 und die Windlaufstrebe 26 an Positionen angeordnet, die jeweils einem der Enden des D-Seiten-Rohrelements 14 am nächsten sind. Der D-Seiten-Fortsatz 20 und die Windlaufstrebe 26 entsprechen den beiden endseitigen zusätzlichen Befestigungselementen. Die äußere D-Seiten-Halterung 28 und die Lenkeinheitsstütze 22 entsprechen den beiden zusätzlichen Zwischenbefestigungselementen. Der D-Seiten-Fortsatz 20, die Windlaufstrebe 26, die äußere D-Seiten-Halterung 28 und die Lenkeinheitsstütze 22 sind an Spannvorrichtungen derart befestigt, dass sie an dem D-Seiten-Rohrelement 14 mit einem Zwischenraum zwischen sich angesetzt sind. In dem oben beschriebenen Zustand wird der D-Seiten-Fortsatz 20, der aus dem D-Seiten-Fortsatz 20 und der Windlaufstrebe 26 dasjenige Element ist, das später an dem D-Seiten-Rohrelement 14 befestigt wird als das andere, nach der Lenkeinheitsstütze 22 und gleichzeitig mit der äußeren D-Seiten-Halterung 28 durch elektromagnetische Umformung mit dem D-Seiten-Rohrelement 14 verpresst und befestigt. Ein Impulsstrom wird unter den oben beschriebenen Bedingungen an die Mehrzahl von ersten und zweiten elektromagnetischen Spulen 40, 41, 42 und 43 angelegt.
-
Die Formgenauigkeit der Rohranordnung 10 wird mithin ohne Weiteres erhöht. Genauer gesagt wird die Rohranordnung 10 anhand des nachstehend beschriebenen Verfahrens hergestellt. In der folgenden Beschreibung zeigen Pfeile eine zeitliche Abfolge an. Eine Mehrzahl von zusätzlichen Befestigungselementen wird mittels Spannvorrichtungen befestigt. -->> Die D-Seiten- und P-Seiten-Rohrelemente 14 und 16 werden durch die Mehrzahl von zusätzlichen Befestigungselementen in einem Zustand eingesetzt, in dem der erste Endabschnitt des P-Seiten-Rohrelements 16 in den zweiten Endabschnitt des D-Seiten-Rohrelements 14 eingebracht ist. -->> Die Windlaufstrebe 26, die aus den beiden endseitigen zusätzlichen Befestigungselementen früher als das andere befestigt wird, wird mit dem D-Seiten-Rohrelement 14 verpresst und befestigt. -->> Die Lenkeinheitsstütze 22, die ein zusätzliches Zwischenbefestigungselement ist, wird mit dem D-Seiten-Rohrelement 14 verpresst und befestigt. -->> Die äußere D-Seiten-Halterung 28, die ein anderes zusätzliches Zwischenbefestigungselement ist, und der D-Seiten-Fortsatz 20, der aus den beiden endseitigen zusätzlichen Befestigungselementen dasjenige ist, das später als das andere befestigt wird, werden gleichzeitig mit dem D-Seiten-Rohrelement 14 verpresst und befestigt. -->> Die Mehrzahl von zusätzlichen Befestigungselementen werden aus den Spannvorrichtungen entnommen. Der D-Seiten-Fortsatz 20, der aus dem D-Seiten-Fortsatz 20 und der Windlaufstrebe 26 dasjenige Element ist, das später an dem D-Seiten-Rohrelement 14 befestigt wird als das andere, wird mithin nach der Lenkeinheitsstütze 22 und gleichzeitig mit der äußeren D-Seiten-Halterung 28 durch elektromagnetische Umformung mit dem D-Seiten-Rohrelement 14 verpresst und befestigt. Das D-Seiten-Rohrelement 14 wird nicht an einer Spannvorrichtung befestigt, bevor die zusätzlichen Befestigungselemente mit dem D-Seiten-Rohrelement 14 verpresst und befestigt werden. Mithin ist der Endabschnitt des D-Seiten-Rohrelements 14, der dem D-Seiten-Fortsatz 20 näher ist, nicht an einer Spannvorrichtung befestigt, wenn die äußere D-Seiten-Halterung 28 und die Lenkeinheitsstütze 22 mit an dem D-Seiten-Rohrelement 14 verpresst und befestigt werden. Daher wird eine Verformung (Schrumpfung) des D-Seiten-Rohrelements 14 in der axialen Richtung erlaubt, um Spannung, die in dem D-Seiten-Rohrelement 14 durch Aufweiten bzw. Verpressen erzeugt wird, abzubauen. Wenn zum Beispiel ein Abschnitt des D-Seiten-Rohrelements 14 aufgeweitet wird, so dass die Dicke verringert wird, wenn die Lenkeinheitsstütze 22 mit dem D-Seiten-Rohrelement 14 verpresst und befestigt wird, schrumpft die Länge in der axialen Richtung tendenziell um den Betrag, um den die Länge des aufgeweiteten Abschnitts in der Umfangsrichtung zunimmt, so dass eine Materialmenge von beiden Seiten des aufgeweiteten Abschnitts zusammengezogen wird. Da in dieser Konfiguration der Endabschnitt des D-Seiten-Rohrelements 14, der dem D-Seiten-Fortsatz 20 näher ist, in den D-Seiten-Fortsatz 20 gleiten darf, um verformt zu werden und dem aufgeweiteten Abschnitt näher zu kommen, kann eine durch Aufweiten bzw. Verpressen in dem D-Seiten-Rohrelement 14 erzeugte Spannung abgebaut werden. Mithin gerät das D-Seiten-Rohrelement 14 nicht in einen elastisch beaufschlagten Zustand zwischen der Mehrzahl von Positionen, an denen die an den Spannvorrichtungen befestigte Mehrzahl von zusätzlichen Befestigungselementen befestigt ist. Daher ist es möglich, das Auftreten einer Verformung (Schrumpfung) des D-Seiten-Rohrelements 14 in der axialen Richtung zu verhindern, wenn die auf das D-Seiten-Rohrelement 14 wirkende Zugbelastung in einem Zustand ausgesetzt wird, in dem der D-Seiten-Fortsatz 20 und die Windlaufstrebe 26 an dem D-Seiten-Rohrelement 14 befestigt sind, wenn die zusätzlichen Befestigungselemente später aus den Spannvorrichtungen entnommen werden. Infolgedessen, da die Länge des D-Seiten-Rohrelements 14 zwischen dem D-Seiten-Fortsatz 20 und der Windlaufstrebe 26 ohne Weiteres auf einen gewünschten Wert eingestellt wird, wird die Formgenauigkeit der Rohranordnung 10 ohne Weiteres erhöht.
-
Wenn die Lenkeinheitsstütze 22 mit dem D-Seiten-Rohrelement 14 verpresst und befestigt wird, wird das D-Seiten-Rohrelement 14 so verformt, dass es kürzer wird, wenn ein aufgeweiteter Abschnitt des D-Seiten-Rohrelements 14 gebildet wird. Da in diesem Zustand der D-Seiten-Fortsatz 20 nicht an dem D-Seiten-Rohrelement 14 befestigt ist, darf sich das D-Seiten-Rohrelement 14 in der axialen Richtung in Bezug auf das Durchgangsloch des D-Seiten-Fortsatzes 20 verlagern. Das D-Seiten-Rohrelement 14 wird mithin durch elektromagnetische Umformung kürzer. Um diese Verkürzung der Länge zu erlauben, kann das D-Seiten-Rohrelement 14 vorab länger ausgebildet werden. Alternativ kann der D-Seiten-Fortsatz 20 nach der äußeren D-Seiten-Halterung 28 durch elektromagnetische Umformung mit dem D-Seiten-Rohrelement 14 verpresst und befestigt werden.
-
Dagegen kann im Unterschied zu der oben beschriebenen Ausführungsform eine aus der äußeren D-Seiten-Halterung 28 und der Lenkeinheitsstütze 22 nach dem D-Seiten-Fortsatz 20, der dasjenige Element aus dem D-Seiten-Fortsatz 20 und der Windlaufstrebe 26 ist, das später als das andere an dem D-Seiten-Rohrelement 14 befestigt wird, durch elektromagnetische Umformung mit dem D-Seiten-Rohrelement 14 verpresst und befestigt werden. In diesem Zustand befindet sich das D-Seiten-Rohrelement 14, nachdem der D-Seiten-Fortsatz 20 und die Windlaufstrebe 26 beide an dem D-Seiten-Rohrelement 14 befestigt wurden, in einem Zustand, in dem die Endabschnitte auf beiden Seiten des D-Seiten-Rohrelements 14 über den D-Seiten-Fortsatz 20 und die Windlaufstrebe 26 an den Spannvorrichtungen befestigt sind. Spannung, die erzeugt wird, wenn eine aus der äußeren D-Seiten-Halterung 28 und der Lenkeinheitsstütze 22 später mit dem D-Seiten-Rohrelement 14 verpresst und befestigt wird, kann daher nicht abgebaut werden. In dieser Konfiguration befindet sich das D-Seiten-Rohrelement 14 in einem elastisch beaufschlagten Zustand zwischen den Positionen, an denen der D-Seiten-Fortsatz 20 und die Windlaufstrebe 26 befestigt sind. Daher kann sich das D-Seiten-Rohrelement 14 verformen, so dass es derart schrumpft, dass jene Spannung abgebaut wird, wenn die zusätzlichen Befestigungselemente aus den Spannvorrichtungen entnommen werden, so dass die Länge zwischen dem D-Seiten-Fortsatz 20 und der Windlaufstrebe 26 kürzer wird. Da die veranschaulichte Ausführungsform diese Frage lösen kann, wird die Formgenauigkeit der Rohranordnung 10 ohne Weiteres weiter erhöht.
-
In dem Anordnungsschritt werden das erste Schaftelement 44 und das zweite Schaftelement 50 von beiden Enden des Rohrelements 12, in der axialen Richtung gesehen, in das Innere eingesetzt, und ein Impulsstrom wird an die elektromagnetischen Spulen 40, 41, 42 und 43 angelegt, während das erste Schaftelement 44 und das zweite Schaftelement 50 in der axialen Richtung aneinander in Anlage gehalten werden. Die Mehrzahl von zusätzlichen Befestigungselementen wird auf diese Weise durch elektromagnetische Umformung mit dem Rohrelement 12 verpresst und befestigt. Daher kann die elektromagnetische Umformung einfach dadurch erfolgen, dass das erste Schaftelement 44 und das zweite Schaftelement 50, welche relativ kurz sind, in das Rohrelement 12 eingesetzt werden und die elektromagnetischen Spulen 40, 41, 42 und 43 einfach in dem Rohrelement 12 angeordnet werden.
-
In dem elektromagnetischen Umformschritt wird ein Impulsstrom abwechselnd an die zweiten elektromagnetischen Spulen 42 und 43, die in dem zweiten Schaftelement 50 angeordnet sind, und die ersten elektromagnetischen Spulen 40 und 41, die in dem ersten Schaftelement 44 angeordnet sind, angelegt. In dieser Konfiguration wird ein Strom an die ersten elektromagnetischen Spulen 40 und 41 und die zweiten elektromagnetischen Spulen 42 und 43 von verschiedenen Leistungsversorgungseinheiten angelegt, das heißt, von der ersten Leistungsversorgungseinheit 61 bzw. von der zweiten Leistungsversorgungseinheit 62. Die gesamte Zeitspanne ab dem Beginn des erstmaligen Anlegens eines Stroms an eine elektromagnetische Spule bis zum Abschluss des letztmaligen Anlegens eines Stroms an eine elektromagnetische Spule kann auf diese Weise verkürzt werden, während der Zeitraum, in dem ein Kondensator durch Anschalten des Ladeschalters nach Entladen aus der Leistungsversorgungseinheit 61 oder 62 geladen wird, bis danach erneut eine Aufladung aus der gleichen Leistungsversorgungseinheit beginnt, verlängert wird. Auf diese Weise kann eine ausreichende Ladezeit sichergestellt werden, ein hoher Impulsstrom kann angelegt werden und die Herstellungszeit kann verkürzt werden.
-
4 veranschaulicht ein Verfahren zur Herstellung einer Rohranordnung gemäß einer zweiten Ausführungsform. 5 veranschaulicht zwei Zustände der zweiten Ausführungsform. Das heißt, ein erster elektromagnetischer Umformschritt wird in einem Zustand (a) durchgeführt, und ein zweiter elektromagnetischer Umformschritt wird in einem Zustand (b) durchgeführt.
-
In der in 4 veranschaulichten Struktur werden eine D-Seiten-Zwischenhalterung 80 und eine Mehrzahl von P-Seiten-Zwischenhalterungen 81, 82 und 83 durch Schweißen am Äußeren des Rohrelements 12 teilweise in der Umfangsrichtung des Rohrelements 12 befestigt. Die D-Seiten-Zwischenhalterung 80 wird an einem flachen Abschnitt 15 befestigt, der in einem Zwischenabschnitt des D-Seiten-Rohrelements 14, in der axialen Richtung gesehen, teilweise in der Umfangsrichtung gebildet ist. Zu diesem Zweck wird, in der axialen Richtung gesehen, der Zwischenabschnitt des D-Seiten-Rohrelements 14 durch elektromagnetische Umformung abgeflacht, wie später beschrieben wird.
-
Eine Herstellungsvorrichtung 38a beinhaltet eine Axialbewegungseinheit, die ein erstes Schaftelement 44a und das zweite Schaftelement 50 veranlasst, sich in der axialen Richtung zu bewegen, und die Steuereinheit 63 steuert auch den Antrieb der Axialbewegungseinheit. Beispielsweise beinhaltet die Axialbewegungseinheit zwei Führungsrollen 70 und zwei Führungsrollen 71, die mit dem vertikal dazwischen befindlichen Schaftelement 44a oder 50 angeordnet sind, und einen Motor (nicht veranschaulicht), der eine obere oder untere der zwei Führungsrollen 70 oder 71 dazu veranlasst, sich zu drehen. Wenn in dieser Konfiguration der Motor angetrieben wird, dreht sich eine der Führungsrollen und das entsprechende Schaftelement bewegt sich. Während sich das Schaftelement bewegt, dreht sich auch die andere der beiden Führungsrollen.
-
Die Herstellungsvorrichtung 38a beinhaltet ferner ein Spulenkühlsystem 85. Das Spulenkühlsystem 85 veranlasst das erste Schaftelement 44a und das zweite Schaftelement 50, mit zwei Kühlern 86 bzw. 87 in Berührung zu treten, denen ein Kühlmittel wie etwa Kühlöl oder Kühlwasser zugeführt wird. Die Kühler 86 und 87 können beispielsweise Behälter sein, die aus einem Material mit hoher Wärmeübertragung gebildet sind. Mit dieser Struktur wird ohne Weiteres eine gute Leistungsfähigkeit der elektromagnetischen Spulen aufrechterhalten, da die in den Schaftelementen 44a und 50 befestigten elektromagnetischen Spulen abgekühlt werden können. Dieses Spulenkühlsystem 85 ist auch in der oben beschriebenen, in 1 bis 3 veranschaulichten Ausführungsform verwendbar.
-
Ferner beinhaltet das erste Schaftelement 44a zwei erste elektromagnetische Spulen 40 und 41, die nur in einem Abschnitt angeordnet sind, der dem zweiten Ende, in der axialen Richtung gesehen, näher ist (einem Abschnitt, der dem rechten Ende in 4 näher ist). Die zwei ersten elektromagnetischen Spulen 40 und 41 sind über die Entladeschalter 64 bzw. 65 mit der ersten Leistungsversorgungseinheit 61 verbunden.
-
Pfeile A1, A2, ... und A6 in 4 zeigen an, dass die Steuereinheit 63 die Leistungsversorgungseinheiten 61 und 62 und die Entladeschalter 64, 65, 66 und 67 steuert. Die Pfeile A3 und A6 zeigen die Reihenfolge an, in der die Entladeschalter 64, 65, 66 und 67 während des elektromagnetischen Umformens angeschaltet werden. Genauer gesagt wird der Entladeschalter 65 nach dem Entladeschalter 64 angeschaltet, und der Entladeschalter 67 wird nach dem Entladeschalter 66 angeschaltet.
-
In dem Verfahren zur Herstellung einer Rohranordnung gemäß der veranschaulichten Ausführungsform werden in dem Anordnungsschritt das erste Schaftelement 44a und das zweite Schaftelement 50 von beiden Enden des Rohrelements 12, in der axialen Richtung gesehen, in das Innere eingesetzt, und eine Endfläche des zweiten Schaftelements 50, in der axialen Richtung gesehen, sowie eine Endfläche des ersten Schaftelements 44a, in der axialen Richtung gesehen, werden miteinander in Anlage gebracht. Während der Zeit, in der die Schaftelemente 44a und 50 in das Rohrelement 12 eingesetzt werden, können die Kondensatoren der Leistungsversorgungseinheiten 61 und 62 geladen werden. In dem oben beschriebenen Zustand ist das zweite Ende (rechte Ende in 4) des ersten Schaftelements 44a, in der axialen Richtung gesehen, an einer ersten vorbestimmten Position positioniert. Zu diesem Zeitpunkt werden die beiden ersten elektromagnetischen Spulen 40 und 41 des ersten Schaftelements 44a im Inneren der Positionen angeordnet, an denen die beiden Schenkel 24 und 25 der Lenkeinheitsstütze 22 zu befestigen sind. Die beiden zweiten elektromagnetischen Spulen 42 und 43 werden im Inneren der Positionen, an denen die Windlaufstrebe 26 zu befestigen ist, und im Inneren der Positionen, an denen der P-Seiten-Fortsatz 27 und die äußere Halterung 29 zu befestigen sind, angeordnet. Diese Platzierungsanordnung der elektromagnetischen Spulen ist gleich jener, die in 5(a) veranschaulicht ist.
-
In dem elektromagnetischen Umformschritt wird ein erster elektromagnetischer Umformschritt in dem oben beschriebenen Zustand wie in 5(a) veranschaulicht durchgeführt. Nachdem in dem ersten elektromagnetischen Umformschritt ein Impulsstrom an eine der beiden ersten elektromagnetischen Spulen 40 und 41, hier die erste elektromagnetische Spule 40, angelegt wird, wird der Kondensator der ersten Leistungsversorgungseinheit 61 geladen, und danach wird ein Impulsstrom an die andere der beiden, hier die erste elektromagnetische Spule 41, angelegt. Bezugnehmend auf 5 wird die Reihenfolge, in der ein Impulsstrom angelegt wird, durch die eingekreisten Zahlen in den elektromagnetischen Spulen 40, 41, 42 und 43 gekennzeichnet. Die beiden Schenkel 24 und 25 der Lenkeinheitsstütze 22 werden auf diese Weise durch elektromagnetische Umformung mit dem D-Seiten-Rohrelement 14 verpresst und befestigt. Die Reihenfolge, in der ein Strom an die beiden ersten elektromagnetischen Spulen 40 und 41 angelegt wird, kann umgekehrt sein. Da die beiden Schenkel 24 und 25 zeitlich getrennt mit dem D-Seiten-Rohrelement 14 verpresst und befestigt werden, wird den ersten elektromagnetischen Spulen 40 und 41, die in den Schenkeln 24 und 25 angeordnet sind, ohne Weiteres hohe Leistung zugeführt. Daher werden die Schenkel 24 und 25 ohne Weiteres angepresst und befestigt.
-
Anschließend, nachdem ein Impulsstrom an eine der beiden zweiten elektromagnetischen Spulen 42 und 43, hier die zweite elektromagnetische Spule 42, angelegt wird, wird der Kondensator der zweiten Leistungsversorgungseinheit 62 geladen, und danach wird an die andere der beiden, hier die zweite elektromagnetische Spule 43, ein Impulsstrom angelegt. Daher werden die äußere P-Seiten-Halterung 29 und der Fortsatz 27 mit dem zweiten Endabschnitt (dem rechten Endabschnitt in 5(a)) des P-Seiten-Rohrelements 16 verpresst und befestigt, nachdem die Windlaufstrebe 26 mit demjenigen Abschnitt verpresst und befestigt wurde, an dem die D-Seiten- und P-Seiten-Rohrelemente 14 und 16 aneinander angesetzt sind. Analog zu der in 1 bis 3 veranschaulichten Ausführungsform wird mithin die Windlaufstrebe 26, welche die erste Fügestelle G1 bildet, vor dem P-Seiten-Fortsatz 27, der die zweite Fügestelle G3 bildet, und dem D-Seiten-Fortsatz 20, der die zweite Fügestelle G2 bildet, mit dem Rohrelement 12 verpresst und befestigt, was später beschrieben wird. Die erforderliche Montagegenauigkeit ist an der ersten Fügestelle G1 tendenziell höher als an den zweiten Fügestellen G2 und G3. Die Rohranordnung 10 kann mithin in einer gewünschten Form hergestellt werden.
-
Wie in 5(b) veranschaulicht, wird das erste Schaftelement 44a entweder gleichzeitig mit oder nach Anlegen eines Stroms an die zweiten elektromagnetischen Spulen 42 und 43 in der axialen Richtung im Inneren des Rohrelements 12 in einer Richtung bewegt, in der es aus dem ersten Ende (dem linken Ende in 5(b)) des Rohrelements 12 nach außen herausgezogen wird. Der Kondensator der ersten Leistungsversorgungseinheit 61 wird geladen, während das erste Schaftelement 44a bewegt wird. Die Bewegung des ersten Schaftelements 44a wird in einem Zustand gestoppt, in dem das zweite Ende (das rechte Ende in 5(b)) des ersten Schaftelements 44a, in der axialen Richtung gesehen, an einer zweiten vorbestimmten Position positioniert ist. In diesem Zustand sind die beiden ersten elektromagnetischen Spulen 40 und 41 des ersten Schaftelements 44a im Inneren des abzuflachenden Abschnitts des D-Seiten-Rohrelements 14 und im Inneren der Positionen, an denen die äußere D-Seiten-Halterung 28 und der Fortsatz 20 zu befestigen sind, angeordnet. Zu diesem Zeitpunkt befinden sich die äußere D-Seiten-Halterung 28 und der Fortsatz 20 an dem D-Seiten-Rohrelement 14 außerhalb einer der beiden ersten elektromagnetischen Spulen 40 und 41, hier der ersten elektromagnetischen Spule 40. Bezugnehmend auf 5(b) wurde das zweite Schaftelement 50 aus dem zweiten Ende (dem rechten Ende in 5(b)) des Rohrelements 12, in der axialen Richtung gesehen, herausgezogen. Jedoch kann das zweite Schaftelement 50 in dem Rohrelement 12 verbleiben.
-
In dem oben beschriebenen Zustand wird als der zweite elektromagnetische Umformschritt ein Impulsstrom an die andere der beiden ersten elektromagnetischen Spulen 40 und 41, hier die erste elektromagnetische Spule 41, angelegt, so dass der flache Abschnitt 15 auf dem D-Seiten-Rohrelement 14 ausgebildet wird. In dieser Konfiguration wird in dem Abschnitt, in dem der flache Abschnitt 15 auszubilden ist, vorab eine Abflachungsvorrichtung 90 (6) um das D-Seiten-Rohrelement 14 angeordnet.
-
6 veranschaulicht eine Ansicht entsprechend einem Querschnitt B-B in 5(b), in welcher in dem zweiten elektromagnetischen Umformschritt anhand der Abflachungsvorrichtung 90 der flache Abschnitt 15 in einem Teil des Rohrelements 12 ausgebildet wird. Wie in 6 veranschaulicht, ist die Abflachungsvorrichtung 90 mit einem nicht kreisförmigen Loch 93 im Inneren gebildet, indem zwei Elemente 91 und 92 aneinander angelegt werden, wobei jedes der beiden Elemente 91 und 92 eine Ausnehmung mit einem im Wesentlichen halbkreisförmigen Querschnitt auf einer Seite derart aufweist, dass die Ausnehmungen einander gegenüberliegen. Das Loch 93 weist eine Form auf, die einen flachen Abschnitt 94 teilweise in der Umfangsrichtung beinhaltet, wobei der flache Abschnitt 94 und ein Abschnitt mit einem im Wesentlichen kreisförmigen Querschnitt zusammengefügt sind. Die Außenumfangsfläche des D-Seiten-Rohrelements 14, die noch einer elektromagnetischen Umformung zu unterziehen ist, steht im Wesentlichen mit dem im Wesentlichen kreisförmigen Abschnitt des Lochs 93 in Berührung. Während der Zwischenabschnitt des D-Seiten-Rohrelements 14, in der axialen Richtung gesehen, von der Abflachungsvorrichtung 90 bedeckt ist, wird dann ein Impulsstrom an die erste elektromagnetische Spule 41 angelegt (5(b)). Auf diese Weise wird der Durchmesser eines Teils des in der axialen Richtung gesehenen Zwischenabschnitts des D-Seiten-Rohrelements 14, der dem flachen Abschnitt 94 der Abflachungsvorrichtung 90 gegenüberliegt, vergrößert, so dass in diesem Zwischenabschnitt, in der axialen Richtung gesehen, der flache Abschnitt 15 gebildet wird. Zu diesem Zeitpunkt wird das D-Seiten-Rohrelement 14 derart verformt, dass der Durchmesser in Richtung eines Pfeils α in 6 vergrößert wird. In einem späteren Prozess wird die D-Seiten-Zwischenhalterung 80 durch Schweißen an dem flachen Abschnitt 15 befestigt, wie oben beschrieben.
-
Anschließend wird an eine der beiden ersten elektromagnetischen Spulen 40 und 41, hier die erste elektromagnetische Spule 40, ein Impulsstrom angelegt, so dass die äußere D-Seiten-Halterung 28 und der Fortsatz 20, welche die zweite Fügestelle G2 bilden, durch elektromagnetische Umformung mit dem ersten Endabschnitt des D-Seiten-Rohrelements 14 verpresst und befestigt werden.
-
Durch Anwenden der oben beschriebenen Struktur wird an die ersten elektromagnetischen Spulen 40 und 41 ein Impulsstrom angelegt, während das erste Schaftelement 44a an der ersten Position positioniert ist, und danach wird das erste Schaftelement 44a in der axialen Richtung bewegt und ein Impulsstrom wird an die ersten elektromagnetischen Spulen 40 und 41 angelegt, während das erste Schaftelement 44a an der zweiten Position positioniert ist. Da das erste Schaftelement 44a auf diese Weise bewegt wird, können unterschiedliche Elemente, das heißt, die Lenkeinheitsstütze 22 und die äußere D-Seiten-Halterung 28 sowie der Fortsatz 20, von den gleichen ersten elektromagnetischen Spulen 40 und 41 angepresst und befestigt werden. Daher kann die Anzahl von elektromagnetischen Spulen, die für die elektromagnetische Umformung erforderlich sind, verringert werden.
-
In der vorliegenden Ausführungsform wird die Windlaufstrebe 26 im Unterschied zu der in 2 veranschaulichten Ausführungsform nach der Lenkeinheitsstütze 22 mit dem Rohrelement 12 verpresst und befestigt. Daher kann die Windlaufstrebe 26, nachdem die Lenkeinheitsstütze 22 unter Verwendung der ersten elektromagnetischen Spulen 40 und 41 des ersten Schaftelements 44a mit dem Rohrelement 12 verpresst und befestigt wurde, unter Verwendung der zweiten elektromagnetischen Spule 42 des zweiten Schaftelements 50 in der Zeit mit dem Rohrelement 12 verpresst und befestigt werden, in der das erste Schaftelement 44a bewegt wird.
-
In der vorliegenden Ausführungsform wird der Zwischenabschnitt des D-Seiten-Rohrelements 14, in der axialen Richtung gesehen, einer Abflachung mittels elektromagnetischer Umformung unterzogen. Die elektromagnetische Umformung zum Abflachen wird vor dem D-Seiten-Fortsatz 20 durchgeführt, der aus den an beiden Enden des D-Seiten-Rohrelements 14 befestigten Elementen, der Windlaufstrebe 26 und dem D-Seiten-Fortsatz 20, dasjenige Element ist, das später als das andere an dem D-Seiten-Rohrelement 14 befestigt wird. Daher, da der Endabschnitt des D-Seiten-Rohrelements 14, der dem D-Seiten-Fortsatz 20 näher ist, nicht an einer Spannvorrichtung befestigt ist, wenn das D-Seiten-Rohrelement 14 einer Abflachung unterzogen wird, kann Spannung, die in dem D-Seiten-Rohrelement 14 durch das Abflachen erzeugt wird, abgebaut werden. Da es mithin möglich ist, das Auftreten einer Verformung des D-Seiten-Rohrelements 14 in der axialen Richtung zu verhindern, wenn die zusätzlichen Befestigungselemente später aus den Spannvorrichtungen entnommen werden, wird die Formgenauigkeit der Rohranordnung 10 ohne Weiteres erhöht. In der vorliegenden Ausführungsform sind die übrigen Merkmale und Wirkungen gleich jenen der in 1 bis 3 veranschaulichten Ausführungsform.
-
In der vorstehenden Beschreibung wurden die Ausführungsformen beschrieben, in denen das Rohrelement aus dem D-Seiten- und dem P-Seiten-Rohrelement besteht. Jedoch ist die vorliegende Offenbarung nicht auf diese Ausführungsformen beschränkt. Beispielsweise kann das Rohrelement lediglich aus einem rohrförmigen Rohrelement bestehen, das einen D-Seiten-Rohrelementabschnitt und einen P-Seiten-Rohrelementabschnitt beinhaltet. In dieser Struktur werden in dem Anordnungsschritt die Mehrzahl von zusätzlichen Befestigungselementen außerhalb des Rohrelements angeordnet und derart an Spannvorrichtungen befestigt, dass sie an dem Rohrelement mit einem Zwischenraum zwischen sich angesetzt sind. Die Mehrzahl von zusätzlichen Befestigungselementen können eine Mehrzahl von zusätzlichen Zwischenbefestigungselementen und zwei endseitige zusätzliche Befestigungselemente (beispielsweise den D-Seiten- und den P-Seiten-Fortsatz), die sich an beiden Enden befinden, beinhalten. In dieser Konfiguration kann eines der beiden endseitigen zusätzlichen Befestigungselemente, das später als das andere an dem Rohrelement befestigt wird, vorzugsweise entweder nach der Mehrzahl von zusätzlichen Zwischenbefestigungselementen oder gleichzeitig mit einem der zusätzlichen Zwischenbefestigungselemente durch elektromagnetische Umformung mit dem Rohrelement verpresst und befestigt werden. Auch in dieser bevorzugten Struktur wird die Formgenauigkeit der Rohranordnung ohne Weiteres auf eine ähnliche Weise erhöht wie in der in 1 bis 3 veranschaulichten Ausführungsform.
