DE60015195T2

DE60015195T2 - Verfahren zur Herstellung eines Abgasrohres mit einer Doppelleitungsanordnung und Abgasrohr mit einer Doppelleitungsanordnung

Info

Publication number: DE60015195T2
Application number: DE60015195T
Authority: DE
Inventors: Nobuyuki Hamamatsu-shi Yoshitoshi; Hirokazu Hamamatsu-shi Shirai; Hiroto Hamamatsu-shi Yanagibayashi; Akihiro Hamamatsu-shi Suzuki; Kazuo Ishii; Yoshihiko Eguchi; Takeshi Munemura; Masayuki Uegane; Noriyuki Hamamatsu-shi Sato; Fumio Hamamatsu-shi Hosoda; Takeshi Hamamatsu-shi Sasagase
Original assignee: Honda Motor Co Ltd; Yutaka Giken Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd; Yutaka Giken Co Ltd
Priority date: 1999-12-24
Filing date: 2000-12-22
Publication date: 2005-08-25
Anticipated expiration: 2020-12-23
Also published as: CA2328804C; DE60005476D1; EP1316384B1; DE60005476T2; CA2328804A1; EP1114690B1; EP1316384A3; US20030163918A1; EP1114690A1; US20010037836A1; EP1316384A2; US6575198B2; DE60015195D1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen eines Abgasrohres von zwei-durchgängiger Konstruktion zur Verwendung in einem Abgassystem eines Verbrennungsmotors gemäß der Präambel von Anspruch 1 (vgl. beispielsweise JP-A-09/192727).
Stand der Technik
Als Verfahren des Schweißens zweier relativ dünner Metallbleche zum Zwecke des Herstellens eines Produktes wie etwa eines Abgasrohr einer Konstruktion mit zwei Durchgängen, das zum Verbinden mit einem Abgaskrümmer einer Mehrzylinderinnenverbrennungsmaschine eines Motorfahrzeugs geeignet ist, ist das folgende Verfahren beispielsweise aus der veröffentlichten ungeprüften japanischen Patentanmeldung Nr. 192727/1997 bekannt, wie in 11 gezeigt. Ein einzelnes Stück Metallblech mit einem ersten bzw. einem zweiten Ende, das sich in einer Längsrichtung des Abgasrohrs erstreckt, wird nämlich im Wesentlichen in eine S-Form (d.h. eine Konfiguration eines Buchstabens "S") gebogen, wie im Querschnitt ersichtlich. Das derart erhaltene Produkt weist auf: Eine Teilerplatte oder eine Teilerwand "a", die sich in einer diametralen Richtung erstreckt und in einer Längsrichtung des Abgasrohrs in die Länge gezogen ist; und im Wesentlichen halbkreisförmige Randwandbereiche b, b auf jeder lateralen Seite der Teilerplatte (d.h. auf einer Seite im rechten Winkel zur Teilerplatte). Auf diese Weise werden unabhängige Kammern d, d zwischen der Teilerplatte "a" und den Randwänden b, b zum Hindurchlassen der Abgase vom Motor ausgebildet. Diametrale Endbereiche, wie im Querschnitt gesehen, des ersten Endes und des zweiten Endes des Metallblechs werden jeweils radial einwärts gebogen, um Verbindungsstücke c, c zu bilden, die längs der Teilerplatte "a" in ihrem zusammengebauten Zustand liegen. Radial äußere Seiten der Verbindungsstücke c und der Teilerplatte "a" werden von einer radialen Außenseite aus zusammengeschweißt, um dadurch Schweißnähte e, e zu bilden. An beiden Längsendbereichen dieses Abgasrohrs werden Flansche zum Verbinden des Abgasrohrs mit dem Motor auf einer stromauf desselben gelegenen Seite, wie auch mit einem katalytischen Konverter auf einer stromab desselben gelegenen Seite angeschweißt.
Das derart ausgebildete Abgasrohr mit Zwei-Durchlass-Aufbau hat jedoch die folgenden Nachteile. So ist es wahrscheinlich, dass eine Schweißnaht e, die in der Längsrichtung des Abgasrohrs ausgebildet ist, über die äußere Umgrenzungsoberfläche des Abgasrohrs vorragt. Daraus folgt, dass, wenn der Längsendbereich dieses geschweißten Abgasrohrs in den Flansch zu seiner Befestigung am Abgasrohr vermittels Schweißen eingesetzt werden soll, oder wenn ein äußeres Rohr, das zum Abdecken des inneren Rohrs zum Zwecke der thermischen Isolierung verwendet wird, eingezogen wird (oder auf einen kleineren Durchmesser verengt wird), um dadurch die zwei Elemente in engen Kontakt zueinander zu bringen, die vorstehende Schweißnaht e ein Hindernis ist.
Als Lösung kann die folgende Anordnung erwogen werden, wie in 12A gezeigt. Das Abgasrohr mit Zwei-Durchlass-Aufbau ist in diesem Beispiel im Querschnitt im Wesentlichen als eine S-Form aus einem einzelnen Stück relativ dünnen Metallblechs ausgebildet. Es besteht aus: Einer zentralen Teilerplatte "a", die, wie im Querschnitt gesehen, eine diametrale Linie des Abgasrohrs bildet und die sich in Längsrichtung durch das Abgasrohr erstreckt; eine im Wesentlichen halbkreisförmige Randwand b, die auf jeder lateralen Seite der zentralen Teilerplatte "a" ausgebildet ist; und ein Verbindungsstück c1, das an jedem Ende des Metallblechs ausgebildet ist und so gebogen ist, dass es partiell mit der Teilerplatte "a" in engem Kontakt zueinander an jedem diametralen äußeren Ende der Teilerplatte "a" überlappt. Als Ergebnis wird an jedem diametralen äußeren Endbereich der Teilerplatte "a" eine Rille (oder ein Tal) f bereitgestellt, die im Wesentlichen in Form eines Buchstabens V ist. Diese Rille f wird von einem gebogenen Ende des dünnen Metallblechs und dem gebogenen Ende der halbkreisförmigen Randwand b gebildet, welche in die zentrale Teilerplatte "a" übergeht (oder sich zu dieser verändert). Das Schweißen wird dann an dieser Rille f mittels einer Schweißzange (oder einem Schweißbrenner) g durch Erzeugen eines Lichtbogens zwischen der Schweißzange und einem Boden der Rille f in einem Versuch zum Integralschweißen der zentralen Teilerplatte "a" und der Randwand b durchgeführt. Beim Schweißen ist es jedoch wahrscheinlich, dass elektrische Entladung zu dem Bereich eines Muttermaterials (Randwand b) auftritt, der näher zur Schweißzange g ist, wie durch die Pfeile g1, g1 gezeigt. Als Ergebnis dieser elektrischen Entladung ist es wahrscheinlich, dass, wie in 12B gezeigt, ein Klumpen h geschweißten Metalls (Schweißnaht) in einer Weise ausgebildet wird, die nicht tief in die Rille (oder den überlappten Bereich) hineinreicht. Manchmal wird eine Einbrandnahtwulst ausgebildet, so dass dadurch die Stärke des Muttermaterials vermindert wird. Manchmal wird ein einbrennendes Loch i, das durch die Randwand b durchbricht, ausgebildet, wie in 12C gezeigt. Falls versucht wird, die Breite der Rille f zu vergrößern, nähert sich der Querschnitt des Abgasrohrs der Form eines abgeflachten, was zu einer Verminderung der Fläche des Abgasstroms führt.
Das Abgasrohr mit Zwei-Durchlass-Aufbau, wie in der oben beschriebenen veröffentlichten ungeprüften japanischen Patentanmeldung Nr. 192727/1997 offenbart, hat noch einen weiteren Nachteil, wie untenstehend beschrieben. Wenn nämlich die Abgase aus der Mehrzylinderinnenverbrennungsmaschine durch einen rechtsseitigen Durchgang hindurchgehen (wie in 11 gezeigt) tendiert die zentrale Teilerplatte "a" dazu, durch den Abgasdruck nach links auszuweichen, wie durch die gestrichelten Linien a1 gezeigt. Wenn die Abgase durch den linksseitigen Durchgang d durchgehen, tendiert die zentrale Teilerplatte "a" dazu, durch den Abgasdruck nach rechts auszuweichen, wie durch die gestrichelten Linien a2 gezeigt. Als Ergebnis vibriert durch die Pulsation der Abgase, die durch die zwei Durchgänge d, d durchgehen sollen, die Teilerplatte "a" durch abwechselndes Biegen in entgegengesetzte Richtungen, wie durch die gestrichelten Linien a1, a2 gezeigt. Diese Biegung findet beim folgenden, als Biegepunkt dienenden, Punkt statt, dass heißt jedem Schweißbereich zwischen dem Verbindungsstück "c" und der Teilerplatte "a" oder einem Bereich, der radial innen davon liegt. Belastungen konzentrieren sich auf diese Biegepunkte und Ermüdung tritt dort auf, falls die Vibrationen andauern.
Im Hinblick auf die oben beschriebenen Punkte hat die vorliegende Erfindung als eine Aufgabe das Bereitstellen eines Verfahrens zum Herstellen eines Abgasrohrs mit Zwei-Durchgang-Aufbau wie auch eines Abgasrohrs mit Zwei-Durchgang-Aufbau, dass gemäß dem obigen und anderen Verfahren hergestellt ist.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
Um die obige und andere Aufgaben gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung zu lösen, wird ein Verfahren zum Herstellen eines Abgasrohrs mit Zwei-Durchgang-Aufbau gemäß Anspruch 7 bereitgestellt.
Gemäß noch einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Abgasrohr mit Zwei-Durchgang-Aufbau gemäß Anspruch 1 bereitgestellt.
Gemäß der oben beschriebenen Anordnung kann ein Abgasrohr mit Zwei-Durchgang-Aufbau erhalten werden, dass durch Verwendung der Entladungsleitspitze überlegen ist.
Vorzugsweise hat die Teilerplatte in ihrem zentralen Bereich eine größere Biegestarrheit als an ihren beiden radial äußeren Bereichen. Der zentrale Bereich der Teilerplatte kann eine größere Dicke als der verbleibende Bereich des Abgasrohrs aufweisen. Die Teilerplatte kann auch eine Mehrzahl von in diametraler Richtung der Teilerplatte längslaufenden Verstärkungsrippen aufweisen, wobei die Verstärkungsrippen in einem Längsabstand voneinander angeordnet sind.
Die im Wesentlichen V-förmige Rille erfüllt eine Bedingung von L/D ≧ 0,05, wobei D ein imaginärer innerer Durchmesser des Abgasrohres und L ein Abstand von D bis zu einem Verbindungsbereich ist.
Es kann ein Abgasrohr vom Zwei-Durchlass-Aufbau erhalten werden, das den Belastungen aufgrund von Pulsationen der Abgase weniger ausgesetzt ist. Falls die Rille ausgebildet ist, um die obigen Bedingungen zu erfüllen, wird das Verschweißen mit einer bestimmten Art von Schweißzange einfach.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die obigen und anderen Aufgaben und die sich ergebenden Vorteile der vorliegenden Erfindung werden unter Bezugnahme auf die folgende detaillierte Beschreibung ersichtlicher, wenn in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen erwogen, in denen:
1 eine perspektivische Ansicht eines Abgasrohrs mit Zwei-Durchlass-Aufbau ist, auf das die vorliegende Erfindung angewendet wird;
2A eine Schnittansicht eines Abgasrohrs und 2B eine Schnittansicht eines geschweißten Bereichs in einer Rille ist;
3 eine Schnittansicht eines Abgasrohrs mit einem modifizierten Beispiel einer Entladungsleitspitze von 2A ist;
4 eine Schnittansicht des Abgasrohrs mit einem anderen modifizierten Beispiel der Entladungsleitspitze von 2A ist;
5a eine Schnittansicht des Abgasrohrs mit noch einem anderen modifizierten Beispiel der Entladungsleitspitze von 2A ist und 5B eine vergrößerte Schnittansicht eines zwei schweißenden Teils ist;
6 ein modifiziertes Beispiel eines Abgasrohrs ist, bei dem die Teilerplatte aus einem anderen Element als den Randwänden hergestellt ist;
7 eine Schnittansicht eines Abgasrohrs ist, bei dem Belastungen einer Teilerplatte vermindert sind;
8 eine perspektivische Ansicht eines Abgasrohrs ist, bei dem die Teilerplatte einen verstärkten Aufbau hat;
9 ein modifiziertes Beispiel von 8 ist;
10 ein Graph ist, welcher die Beziehung zwischen dem Belastungsverhältnis der Teilerplatte und der Tiefe einer Rille zeigt;
11 eine Schnittansicht eines konventionellen Abgasrohrs mit Zwei-Durchlass-Aufbau ist; und
12A bis 12C Schnittansichten eines Abgasrohrs mit Zwei-Durchlass-Aufbau sind, bevor die Verbesserung der vorliegenden Erfindung ausgeführt worden ist, wobei
12A eine Schnittansicht, welche das Auftreten von Schweißbögen zeigt, 12B eine Schnittansicht eines unvollständigen Schweißstrahls und 12C eine Schnittansicht ist, welche eine durch Überbrennen eines Schweißbogens gebrochene Teilerplatte ist.
Die Ausführungsformen der 1 bis 6 bilden keinen Teil der vorliegenden Erfindung, sind aber für das Verständnis der Erfindung nützlich.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Zuerst wird eine detaillierte Erläuterung eines Verfahrens zur Herstellung eines Abgasrohrs mit Zwei-Durchlass-Aufbau zur Verwendung in einem Abgassystem eines Innenverbrennungsmotors gegeben.
1 zeigt ein Abgasrohr 1 mit Zwei-Durchlass-Aufbau, an dem das vorliegende Verfahren der Erfindung angewendet wird. In der Figur kennzeichnet Bezugszeichen 2 ein äußeres Rohr, das am Abgasrohr 1 mit einem thermisch isolierenden Raum dazwischen angeordnet ist. Das Abgasrohr 1 und. das äußere Rohr 2 bilden eine Abgasrohranordnung 3. Ein Ende des äußeren Rohrs 2 ist im Durchmesser vermindert, um so in engen Kontakt mit einem äußeren Rand des Abgasrohrs 1 zu kommen. Ein Flansch 4 ist am äußeren Rand des verengten äußeren Rohrs 2 zum Verbinden der Abgasrohranordnung 3 mit einem Abgaskrümmer (nicht dargestellt) eines Mehrzylinderverbrennungsmotors eines Motorfahrzeugs eingepasst. Das andere Ende des äußeren Rohrs 2 hat ebenfalls einen Flansch 5 zur weiteren Verbindung mit einem Katalysatorbehälter (nicht dargestellt).
Das Abgasrohr 1 ist aus einem einzelnen Stück eines relativ dünnen Metallblechs hergestellt, welches sich in Längsrichtung des Abgasrohrs 1 erstreckt und eine Breite mit einem freien Ende an jeder seiner lateralen Seiten hat. Das Metallblech, dessen Dicke beispielsweise etwa 0,6 bis 1,2 mm beträgt, wird so gebogen, dass es eine zentrale Teilerplatte oder Wand 6 aufweist, die sich in diametraler Richtung erstreckt und in Längsrichtung durch das Abgasrohr 1 läuft, und zwei Durchgänge (Passagen) 8, 8, die beide von der Teilerplatte 6 und einem Paar von Randwänden 7, 7 gebildet werden, die im wesentlichen halbkreisförmig sind, wie im Querschnitt zu sehen. Wie in 2A gezeigt, beginnt die Biegung jeder der halbkreisförmigen Wände 7, 7 in der Umgebung der oberen und unteren Endbereiche (d.h. der diametral äußeren Endbereiche) der Teilerplatte 6, wie in 2A gesehen. An jedem der Basis- oder Endbereiche der Randwände 7, 7 (d.h. an jenen Bereichen der Teilerplatte 6, wo die Teilerplatte 6 und die Randwände 7, 7 aufeinander treffen) werden jeweils geneigte Bereiche 9, 9 bzw. gebogene Bereiche 10, 10 ausgebildet. An allen lateralen freien Endbereichen des Metallblechs (d.h. an Anfangsendbereichen der peripheren Wände 7, 7) werden jeweils andere geneigte Bereiche 12, 12 bzw. gebogene Bereiche 11, 11 ausgebildet. Die freien Endbereiche des Metallblechs werden im wesentlichen rückwärts gebogen, um dadurch eine Entladungsleitspitze 13 ("Ziel") zu bilden. Der Ausdruck "Ziel" bezeichnet einen Bereich oder ein Element, welcher der Funktion eines Schweißdrahts oder eines Fülldrahts beim Bogenschweißen dient. Die zwei geneigten Bereiche 9, 12 bilden somit ein im Wesentlichen V-förmiges Tal oder eine Rille 14 an jedem diametral entgegengesetzten Ende der Teilerplatte 6. Die V-förmige Rille 14 hat ein geschlossenes oder im wesentlichen geschlossenes Ende an der radial inneren Seite und ein offenes Ende an der radial Äußeren Seite. Der Winkel "A" der V-förmigen Rille 14 beträgt etwa 40° und die Entladungsleitspitze 13 erstreckt sich radial auswärts von einem im Wesentlichen geschlossenen Ende (d.h. einem radial inneren Ende der Rille 14) radial auswärts längs einer Linie, welche die Rille 14 gleichmäßig halbiert.
Eine Schweißzange 15, die mit einer Schweißelektrode oder einer Plasmaelektrode ausgerüstet ist, wird auf der Seite des offenen Endes der Rille 14 abseits (oder außer Kontakt mit) der Entladungsleitspitze 13 so angeordnet, dass die Schweißzange zur Entladungsleitspitze 13 weist. Die Schweißzange 15 wird in Längsrichtung längs der Entladungsleitspitze 13 (d.h. in Längsrichtung des Abgasrohrs 1) bewegt, während ein Schweißbogen zwischen der Entladungsleitspitze 13 und der Schweißzange 15 ausgebildet wird. Die Entladungsleitspitze 13 und der Bereich, der in der Nachbarschaft der Entladungsleitspitze 13 liegt, werden somit zusammengeschmolzen, um dadurch Schweißnaht 16 längs des Bodens der Rille 14 auszubilden, wie in 2B gezeigt. Wenn das Schweißen einer diametral äußeren Seite beendet ist, wird die Verschweißung der anderen Rille an der diametral entgegengesetzten Seite ähnlich verschweißt. Die Entladungsleitspitze 13 kann somit als wie ein Schweißdraht funktionierend angesehen werden.
Als modifiziertes Beispiel der Entladungsleitspitze 13 kann die folgende Anordnung verwendet werden. wie in 3 gezeigt, wird nämlich anstelle des Biegens der freien Endbereiche des Metallblechs im Wesentlichen nach hinten, wie in 2A, eine Entladungsleitspitze 13a durch Doppelfalten eines diametral äußeren Endbereichs der Teilerplatte 6 im Wesentlichen in eine U oder V-Form gebracht, so dass ein geschlossenes Ende der U- oder V-Form in der Rille radial auswärts weist. Die Entladungsleitspitze 13a ist daher so ausgebildet, das sie sich von dem geschlossenen Ende auf der radial inneren Seite der Rille auswärts erstreckt.
Ein anderes modifiziertes Beispiel ist in 4 gezeigt. Bei diesem Beispiel wird eine Entladungsleitspitze 13b durch Einfügen eines unabhängigen metallischen Elements (Stücks) in einen Freiraum am im Wesentlichen geschlossenen Ende der Rille 14 ausgebildet. Die Entladungsleitspitze 13b wird daher so ausgebildet, dass sie sich im wesentlichen vom im Wesentlichen geschlossenen Ende auf der radial inneren Seite der Rille 14 radial auswärts erstreckt.
Noch ein weiteres Beispiel des Entladungsleitspitzenbereichs ist in 5A gezeigt. Die Gesamtanordnung des Abgasrohrs ist im Wesentlichen dieselbe wie das in 2A gezeigt, wobei der einzige Unterschied ist, dass die Entladungsleitspitze 13c so angeordnet ist, dass sie längs des geneigten Bereichs 9 hin zur radial äußeren Seite angeordnet ist. Bei diesem Beispiel, wie in 5B gezeigt, ist die Schweißzange 15 angeordnet, um einen Schweißbogen zwischen der Spitze der Zange und dem vorderen Endbereich der Entladungsleitspitze 13c zu bilden, um dadurch die Schweißnaht 16' auszubilden.
Noch ein anderes modifiziertes Beispiel der Entladungsleitspitze 13d ist als Teil der Teilerplatte 6 ausgebildet, wie in 6 gezeigt. Anders ausgedrückt ist jedes der entgegengesetzten äußeren Enden der Teilerplatte 6 so angeordnet, dass es sich über das im Wesentlichen geschlossene Bodenende der Rille 14 erstreckt, wodurch ein einer Entladungsleitspitze entsprechender Bereich 13c in einer Weise ausgebildet wird, die der der oben beschriebenen Beispiele in den 2A, 3 und 4 ähnelt. Der Unterschied in diesem Beispiel gegenüber den in den obigen Figuren gegebenen besteht darin, dass das Abgasrohr 1 nicht durch ein einzelnes Stück Metallblech gebildet wird, sondern aus drei Stücken gebildet wird. Anders ausgedrückt, werden Bereiche 7, 7 einer halbkreisförmigen Wand in einer zueinander symmetrischen Weise ausgebildet, wobei beide Enden weiter radial einwärts gebogen sind. Sie werden dann platziert, um zueinander zu weisen, so dass ein im wesentlichen geschlossenes Bodenende durch die diametral inneren Seiten der gebogenen Ende gebildet wird. zwischen den geneigten bereichen 9, 12 / 9, 12 wird eine Teilerplatte 6 durch die im Wesentlichen geschlossene radial innere Seite der Rille 14 angeordnet.
Eine Erläuterung ist bislang hauptsächlich über den Aufbau des Entladungsleitspitzenbereichs gegeben worden, um die Basis der vorliegenden Erfindung zu verstehen. Nun wird eine Erläuterung zum Abgasrohr gemäß der vorliegenden Erfindung gegeben, in dem durch Pulsationen bedingte Lastkonzentration an diametral äußeren geschweißten Enden der Teilerplatte verhindert werden kann, wobei das Problem von Pulsationen bei dem unter Bezugnahme auf 11 beschriebenen Abgasrohr auftritt.
Das Abgasrohr mit Zwei-Durchlass-Aufbau ist in 7 gezeigt. Die Konstruktion ist im wesentlichen die gleiche wie die in 2A oder dergleichen gezeigte, außer im Hinblick auf die Art des Verbindens der diametral äußeren Enden der Teilerplatte 6 (d.h. des Bereichs am geschlossenen Bodenende jeder Rille 14) mit den beiden freien Enden des Metallblechs (d.h. des radial inneren Endes jedes freien Endes). Anders ausgedrückt, wird die Entladungsleitspitze, die ein essentielles Element in den oben beschriebenen Beispielen ist, in diesem speziellen Beispiel verwendet. Daher wird über den Aufbau, der im Wesentlichen derselbe ist wie der in dem oben beschriebenen Beispiel, keine detaillierte Erläuterung gegeben, indem dieselben Bezugszeichen denselben oder ähnlichen Bereichen zugewiesen werden. In diesem Beispiel wird der Boden der Rille 14 durch Schweißen miteinander verbunden, um damit einen verbindenden Bereich 17, 17 auszubilden.
Der imaginäre Innendurchmesser des Abgasrohrs mit Zwei-Durchlass-Aufbau ist D. Die Tiefe der Rille 14, d.h. der Abstand von einer Linie des imaginären Innendurchmessers D bis zum Verbindungsbereich 17, wird als L definiert. Der Abstand zwischen den äußeren Bereichen 10, 11 der Kurven an den diametral äußeren Enden der Rille 14 wird als W definiert. Die Tiefe von den diametral äußeren Enden der Rille 14 bis zum Verbindungsbereich 17 wird als j definiert.
Bei dieser Anordnung tritt, wenn die Abgase abwechselnd durch die zwei Durchlässe 8, 8 hindurchtreten, die Pulsation auf, die dadurch die Änderungen im Druck in den Durchlässen 8, 8 verursacht. Als Ergebnis wird aufgrund dieser Druckdifferenz die Teilerplatte 6 abgelenkt, wie in den imaginären Linien 6a, 6b in 7 gezeigt. Diese Ablenkung wird nämlich durch Biegen der Teilerplatte 6 von der Hochdruckseite zur Niederdruckseite mit der Umgebung der Verbindungsbereiche 16, 16 als Biegepunkte wiederholt. Im Vergleich mit der in 11 gezeigten konventionellen, wird somit die diametrale Länge dieser Teilerplatte 6 um einen Betrag des Zweifachen des Betrags L in ihrer Länge kleiner, der der Abstand zwischen dem Kontaktpunkt der Teilerplatte 6 mit der Randwand 7 und der radial innersten Kontaktposition ist. Die Fläche aufliegenden Drucks der Teilerplatte 6 wird daher kleiner und folglich wird der auf die Teilerplatte ausgeübte Gesamtdruck kleiner. Die Biegung in der Umgebung der verbundenen Kontaktpunkte wird kleiner und weiterhin gestatten es die Wandbereiche in der Rille 14 auch, bis zu einem gewissen Grad zu biegen, wie durch die imaginären Linien in 7 gezeigt. Folglich werden die Biegelasten und Lastkonzentration in der Nachbarschaft der verbundenen Punkte 17, 17 vermindert, mit dem Ergebnis, dass die Haltbarkeit der Teilerplatte 6 vergrößert ist.
Nebenbei bemerkt sollen die geneigten Bereiche 9, 9 und die gebogenen Bereiche 10, 10, welche gemeinsam die entsprechenden Rillen 14, 14 ausbilden, vorzugsweise wie folgt angeordnet sein. Die geneigten Bereiche 9, 9 sind nämlich in einer Ebene (d.h. relativ gerade Linien aufweisend) ausgebildet, und die gebogenen Bereiche 10, 10 sind in gekrümmten Bereichen ausgebildet, die nicht die Fortsetzung der geneigten und geraden Bereiche 9, 9 bildet, der sich von kontinuierlich gebildeten gekrümmten Bereichen 9a, 12a unterscheidet, wie durch die Bildlinien in 7 gezeigt. Bei dieser Anordnung kann die Querschnittsfläche des Abgasflusses größer gehalten werden.
Weiterhin kann, wie in 8 gezeigt, die zentrale Wand 6 in einem dickeren Blech als der verbleibende Bereich des Abgasrohrs ausgebildet sein. Gemäß dieser Anordnung kann eine höhere Biegesteifigkeit im zentralen Bereich der Teilerplatte 6 sichergestellt werden. Die Ablenkung der Teilerplatte 6 ist damit reduziert und die Belastungen können entsprechend vermindert werden.
Alternativ kann, wie in 9 gezeigt, eine Mehrzahl von Verstärkungsrippen auf der Teilerwand 6 in einem Längsabstand voneinander angeordnet werden. Gemäß dieser Anordnung kann die Biegesteifigkeit der Teilerplatte 6 in diametraler Richtung der Teilerplatte vergrößert werden. Als Folge wird die Ablenkung der Teilerplatte vermindert und die Lasten können auch vermindert werden. Diese Verstärkungsrippen 18 sollten vorzugsweise auf den relevanten Bereichen der Teilerplatte 6 ausgebildet werden, bevor das Abgasrohr der Biegebearbeitung unterworfen wird.
10 ist ein Graph, der die Lasten zeigt, die an den verbundenen Punkten 16, 16 bei unterschiedlichem Abstand L auftreten. Es ist aus diesem Graph ersichtlich, dass eine große Tiefe L die Lasten im Vergleich zu dem Beispiel, bei dem die Distanz L im Wesentlichen auf Null eingestellt wird, vermindern kann (wie im konventionellen Beispiel in 11).
Falls andererseits dieser Abstand L oder j zu groß ist, wird die Querschnittsfläche der Durchlässe 11, 12 klein. Falls der Abstand W zu klein ist, kann eine ökonomische Schweißbearbeitung wie etwa MIG (Inertes Metallbogenschweißen) oder TIG (Inertgaswolframbogenschweißen) oder dergleichen nicht effektiv vom offenen Ende der Rille aus durchgeführt werden. Als Lösung wird die Rille in diesem Beispiel so geformt, dass jede der verbundenen Punkte 16, 16 radial einwärts der imaginären Linie einer inneren Umgrenzung der Wand liegt (d.h. innerhalb der Linie des Durchmessers D) und dass die Rille eine Bedingung von j/W < 2, bevorzugtesterweise 0,5 < j/W < 2 erfüllt.
Ansonsten soll die Tiefe der Rille 14 vorzugsweise 5 % oder mehr des imaginären inneren Durchmessers D ausmachen, d.h. sie ist ausgebildet, um die Bedingung von L/D ≧ 0,05 zu erfüllen. Bei dieser Anordnung können die Lasten in der Nachbarschaft der verbundenen Bereiche 17, 17 sicher vermindert werden. Als Folge kann die Dicke des als Abgasrohr zu verwendenden Metallblechs in ihrer Dicke kleiner gemacht werden, was zu einem kleineren Gewicht des Abgasrohrs führt. Daher steigt, wenn der Motor gestartet wird, die Temperatur des Abgasrohrs rasch an und die Abgase hoher Temperatur können dem katalytischen Konverter in einer kürzeren Zeitspanne geschickt werden. Als ein Beispiel des Metallblechs zum Herstellen des Abgasrohrs wurde ein rostfreier Stahl (durch einen JIS, japanischen Industriestandard, als SUS 430 definiert) verwendet, um die Bedingung L/D ≧ 0,05 zu erfüllen. Dann wurde gefunden, dass, verglichen mit dem, bei dem L/D fast Null ist, die Belastungen in diesem Beispiel um 10% oder mehr vermindert waren.
Man nehme an, dass die Zeit, in welcher der Einlassbereich des katalytischen Konverters eine katalytisch aktive Temperatur erreicht, "x" Sekunden bei einer Plattendicke "t" beträgt.
Dann wurde gefunden, dass die Zeit 0,9x Sekunden bei einer Plattendicke von 0,8t und 0,77x Sekunden bei einer Plattendicke von 0,6t war. Wie aus diesen Angaben ersichtlich, kann der katalytische Konverter in kürzerer Zeit aktiviert werden, was zu einer Verbesserung der Abgasreinigungskapazität führt.
Es ist leicht ersichtlich, dass das Verfahren zum Herstellen eines Abgasrohrs mit Zwei-Durchlass-Aufbau und ein Abgasrohr mit Zwei-Durchlass-Aufbau alle die oben erwähnten Aufgaben erfüllt und auch den Vorteil einer breiten kommerziellen Nützlichkeit aufweist. Man sollte auch verstehen, dass die spezifische Form der hier oben beschriebenen Erfindung nur als repräsentativ beabsichtigt ist, da sich gewisse Modifikationen innerhalb des Schutzbereichs dieser Lehren für den Fachmann ergeben werden.
Demgemäß sollte Bezug auf die folgenden Ansprüche genommen werden, um den vollen Schutzumfang der Erfindung zu bestimmen.

Claims

Abgasrohr mit Zweidurchlass-Aufbau, umfassend: eine sich in einer diametralen Richtung und in einer Längsrichtung durch das Abgasrohr erstreckende zentrale Teilerplatte (6); eine auf jeder lateralen Seite der Teilerplatte (6) ausgebildete, im wesentlichen halbkreisförmige Wand (7), um sich in Längsrichtung der Teilerplatte (6) zu erstrecken, wobei die Teilerplatte (6) und die halbkreisförmige Wand (7) als ein einzelnes Stück aus Metallblech ausgebildet sind; eine im wesentlichen V-förmige Querschnitt Rille (14), die an beiden diametralen Außenbereichen der Teilerplatte (6) gebildet ist, wobei die Rille (14) einen geschweißten Bereich (17) zwischen der Teilerplatte (6) und einem diametralen inneren Ende der Rille (14) aufweist, wobei der geschweißte Bereich (17) radial einwärts von einer gedachten Linie eines inneren Umfangs der halbkreisförmigen Wand (7) liegt, und wobei die im wesentlichen V-förmige Rille (14) eine Bedingung j/W < 2 erfüllt, wobei j die Tiefe von einem diametralen äußeren Ende der Rille (14) zu einem Verbindungsbereich (17) und W die maximale Breite der Rille (14) ist.
Abgasrohr mit Zwei-Durchlass-Aufbau gemäß Anspruch 1, wobei die Teilerplatte (6) eine größere Biegesteifigkeit in einem zentralen Bereich derselben als an beiden radial äußeren Teilen derselben aufweist.
Abgasrohr mit Zwei-Durchlass-Aufbau gemäß Anspruch 2, wobei die Teilerplatte (6) eine größere Dicke als der verbleibende Bereich des Abgasrohrs aufweist.
Abgasrohr mit Zwei-Durchlass-Aufbau gemäß Anspruch 2, wobei die Teilerplatte (6) eine Mehrzahl von Verstärkungsrippen (18) aufweist, die sich in der diametralen Richtung der Tellerplatte (6) erstrecken, wobei die Verstärkungsrippen (18) in einem Längsabstand zueinander angeordnet sind.
Abgasrohr mit Zwei-Durchlass-Aufbau gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die im wesentlichen V-förmige Rille (14) eine Bedingung L/D ≥ 0,05 erfüllt, wobei D ein gedachter Innendurchmesser des Abgasrohrs und L ein Abstand ist, der einen Abstand von einem Zentrum eines gedachten Kreises der halbkreisförmigen Wand (7) zu einem Verbindungsbereich (17) von einem Innenradius D/2 des gedachten Kreises der halbkreisförmigen Wand (7) subtrahiert.
Abgasrohr mit Zwei-Durchlass-Aufbau gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Rille durch eine Kombination eines gekrümmten äußeren Bereichs (10/11) und eines relativ geraden Bereichs (9/12), welcher dem gekrümmten Bereich (10/11) zum diametralen Innenende der Rille (14) folgt, gebildet ist.
Verfahren zur Herstellung eines Abgasrohres mit Zwei-Durchlass-Aufbau, umfassend die Schritte: Vorbereiten eines Metallblechs mit einem ersten bzw. zweiten Ende, die sich in einer Längsrichtung des Abgasrohrs (1) erstrecken; Biegen des Metallblechs im wesentlichen in eine S-Form im Querschnitt, die eine sich diametral erstreckende zentrale Teilerplatte (6) und eine im wesentlichen halbkreisförmige Randwand (7) auf jeder lateralen Seite der Tellerplatte (6) in solch einer Weise aufweist, dass eine Rille (14) im wesentlichen von V-Form im Querschnitt, die ein geschlossenes Ende auf einer radialen Innenseite und ein offenes Ende auf einer radialen Außenseite an beiden diametralen Außenbereichen der Tellerplatte (6) aufweist, gebildet wird; und Anordnen einer Schweißzange (15) auf einer Seite des offenen Endes und Erzeugen eines Schweißbogens, gekennzeichnet durch Bereitstellen einer Entladungsleitspitze (13), die sich längs der Rille (14) in einer Weise erstreckt, dass sie sich von dem geschlossen Ende nach außen erstreckt, indem das erste bzw. zweite Ende des Metallblechs radial nach außen zum diametral äußeren Ende der Teilerplatte (6) gebogen werden; und Erzeugen des Schweißbogens zwischen der Entladungsleitspitze (13) und der Schweißzange (15), so dass das geschlossene Ende und die Entladungsleitspitze (13) miteinander verschweißt werden, wobei der geschweißte Bereich (17) zwischen der Tellerplatte (6) und einem diametral inneren Ende der Rille (14) radial einwärts von einer gedachten Linie eines inneren Umfangs der halbkreisförmigen Wand (7) liegt, und die im wesentlichen V-förmige Rille (14) eine Bedingung j/W < 2 erfüllt, wobei j die Tiefe von einem diametralen äußeren Ende der Rille (14) zu einem Verbindungsbereich (17) und W die maximale Breite der Rille (14) ist.
Verfahren zur Herstellung eines Abgasrohres mit Zwei-Durchlass-Aufbau gemäß Anspruch 7, wobei die Rille (14) zwei geneigte Bereiche (9, 12) aufweist, der erste geneigte Bereich (9) Teil der Tellerplatte (6) ist und der zweite geneigte Bereich (12) Teil der im wesentlichen halbkreisförmigen Randwand (7) ist, wobei die Entladungsleitspitze (13) auf dem ersten geneigten Bereich (9) liegt.
Verfahren zur Herstellung eines Abgasrohrs mit Zwei-Durchlass-Aufbau gemäß Anspruch 7 oder 8, wobei die Tellerplatte (6) eine größere Biegesteifigkeit in einem zentralen Bereich derselben als an beiden radial äußeren Teilen derselben aufweist.
Verfahren zur Herstellung eines Abgasrohrs mit Zwei-Durchlass-Aufbau gemäß Anspruch 10, wobei die Teilerplatte (6) eine größere Dicke als der verbleibende Bereich des Abgasrohrs aufweist.
Verfahren zur Herstellung eines Abgasrohrs mit Zwei-Durchlass-Aufbau gemäß Anspruch 9, wobei die Tellerplatte (6) eine Mehrzahl von Verstärkungsrippen (18) aufweist, die sich in der diametralen Richtung der Tellerplatte (6) erstrecken, wobei die Verstärkungsrippen (18) in einem Längsabstand zueinander angeordnet sind.
Verfahren zur Herstellung eines Abgasrohrs mit Zwei-Durchlass-Aufbau gemäß einem der Ansprüche 7 bis 11, wobei die im wesentlichen V-förmige Rille (14) eine Bedingung L/D ≥ 0,05 erfüllt, wobei D ein gedachter Innendurchmesser des Abgasrohrs und L ein Abstand ist, der einen Abstand von einem Zentrum eines gedachten Kreises der halbkreisförmigen Wand (7) zu einem Verbindungsbereich (17) von einem Innenradius D/2 des gedachten Kreises der halbkreisförmigen Wand (7) subtrahiert.
Verfahren zur Herstellung eines Abgasrohrs mit Zwei-Durchlass-Aufbau gemäß einem der Ansprüche 7 bis 11, wobei die Rille durch eine Kombination eines gekrümmten äußeren Bereichs (10/11) und eines relativ geraden Bereichs (9/12), welcher dem gekrümmten Bereich (10/11) zum diametralen Innenende der Rille (14) folgt, gebildet ist.