-
HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
-
Diese
Erfindung betrifft ein Bearbeitungsverfahren zum Verringern einer
Vorsprungsgröße bzw. -betrags
von einer von zwei Protuberanzen bzw. Ausstülpungen (der Ausdruck „Verringern
einer Vorsprungsgröße einer
Protuberanz(en)",
der hier verwendet wird, umfasst nicht nur ein Konzept eines Verkleinerns
einer Vorsprungsgröße sondern
auch ein Konzept eines Eliminierens der Protuberanz(en)) durch Drehen,
wobei die Protuberanzen durch Drehen an Schnittteilen, bei einer
kurzen Achse, zwischen einem abgeflachten Rohrschaftteil mit einer Querschnittskonfiguration,
die eine kurze Achse und eine lange Achse aufweist, und einem durchmesserreduzierten
Teil mit einer kreisförmigen
Querschnittskonfiguration, die bei einem Endstück des Rohrschaftteils gebildet
ist, gebildet sind.
-
Hierfür wurde
weitläufig
ein elliptisches Rohr (ein besonders geformtes Rohr) mit einer elliptischen Querschnittskonfiguration
als Katalysatorwandler und Vorschalldämpfer von Kraftfahrzeugen verwendet.
Die Gründe
sind wie folgt. Vergleicht man das elliptische Rohr mit dem kreisförmigen Rohr,
das eine kreisförmige
Querschnittskonfiguration aufweist, falls deren Querschnittsflächen gleich
sind, so ist die Länge
des elliptischen Rohrs in einer Kurzachsrichtung kürzer als
der Durchmesser des kreisförmigen
bzw. runden Rohrs. Deshalb weist das elliptische Rohr für den Fall,
wenn der Katalysatorwandler, etc., unter den Boden (d.h. ein Chassis)
eines Fahrzeugs geladen werden, einen derartigen Vorteil auf, dass
durch ein derar tiges Laden des Katalysatorwandlers, etc., dass die
Kurzachsrichtung des elliptischen Rohrs in einer Aufwärts-Abwärts-Richtung orientiert
ist, der Abstand von einer Bodenfläche zu dem elliptischen Rohr
erhöht
werden kann.
-
Übrigens
ist ein Auspuffrohr mit gegenüberliegenden
Endstücken
des Katalysatorwandlers und des Vorschalldämpfers verbunden. Das Auspuffrohr weist
normalerweise eine runde Querschnittskonfiguration auf. So werden,
wie in 8 gezeigt, Stücke 2 mit
verringertem Durchmesser, die jeweils einen sich verjüngenden
Abschnitt 2a und einen geraden Rohrabschnitt 2b aufweisen,
an sich gegenüberliegenden Endstücken des
elliptischen Rohrs 1 gebildet, welches den Katalysatorwandler
und den Vorschalldämpfer
bildet, und das Auspuffrohr ist mit dem geraden Rohrabschnitt 2b verbunden.
-
Allgemein
wird das Stück 2 mit
verringertem Durchmesser, wie in 9 gezeigt,
durch Drehen gebildet. Ein Drehen gegen das Stück 2 mit reduziertem Durchmesser
wird durch ein Anpressen einer Walze (eines Formwerkzeugs) R an
das Endstück
des elliptischen Rohrs ausgeführt,
während
sich die Walze R um eine Achse L des elliptischen Rohrs 1 dreht.
Während
sich die Walze R dreht, wird die Walze R von einer mittig gelegenen
Seite des elliptischen Rohrs 1 derart zu der Endstückseite
bewegt, dass der Umdrehungsradius der Walze R verringert wird. Dadurch wird
der sich verjüngende
Abschnitt 2a gebildet. Danach wird die Walze R, während der
Umdrehungsradius der Walze R fixiert gehalten wird, zu einer Endfläche des
Rohrschaftteils 3 bewegt, wodurch der gerade Rohrabschnitt 2b gebildet
wird (vgl. offengelegte japanische Patentanmeldung H03-226327).
-
Bei
dem elliptischen Rohr 1 ist der äußere Rand des Rohrschaftteils 3,
der noch nicht gedreht ist, vorzugsweise, wie in 10 gezeigt,
stufenlos übergehend
mit dem äußeren Rand
des sich verjüngenden
Abschnitts 2a des Stücks 2 mit
verringertem Durchmesser ausgebildet, das bereits gedreht ist. Falls
das Stück 2 mit
reduziertem Durchmesser jedoch gedreht wird, bilden sich Protuberanzen 4,
wie in 8(A)–8(C) gezeigt,
an zwei Schnittstücken
in der Kurzachsrichtung von allen Schnittstücken zwischen dem äußeren peripheren
Stück des
Rohrschaftteils 3 und dem äußeren peripheren Teil des Stücks 2 mit
reduziertem Durchmesser. Der Grund dafür ist, dass das durch die Walze
R ausgeführte Drehen
an dem äußeren peripheren
Stück des
Rohrschaftteils 3 in der Langachsrichtung beginnt, und deshalb
wird, wie durch Pfeile in 9 angezeigt,
die Metallzusammensetzung eines Stücks, welches die Langachsseite
des Rohrschaftteils 3 bildet, näher in Richtung der Kurzachsseite
gebracht, wenn sich die Walze R dreht. Im Ergebnis wird die Protuberanz 4 gebildet.
Die Ausbildung der Protuberanz 4 führt zu einem derartigen Problem,
dass die Protuberanz 4 sich mit anderen Gliedern beim Anbringen
des Katalysators oder des Vorschalldämpfers stört, bei welchen das elliptische
Rohr an einem Fahrzeug verwendet wird. Im Falle des Wandlers stört sich
die Protuberanz 4 z.B. mit einer Wärmeisolationsabdeckung. Deshalb
ist es wünschenswert,
ein Bearbeitungsverfahren sowohl zum Eliminieren der Protuberanz 4 als
auch zum Verringern einer Vorsprungsgröße derselben zu entwickeln.
-
ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
-
Die
vorliegende Erfindung wurde geschaffen, um das oben erwähnte Erfordernis
zu befriedigen. Gemäß der vorliegenden Erfindung
wird ein Bearbeitungsverfahren bereitgestellt, um durch Drehen eine
Vorsprungsgröße von einer
von zwei Protuberanzen eines speziell geformten Rohrs zu verringern, welches
ein abgeflachtes Rohrschaftteil mit einer guerschnittskonfiguration,
die eine Kurzachse und eine Langachse aufweist, und ein durchmesserreduziertes
Teil mit einer runden Querschnittskonfiguration umfasst, das bei
einem Endstück
des Rohrschaftteils durch Drehen ausgebildet ist, was durch Drehen eines
Formwerkzeugs in Bezug auf das Rohrschaftteil ausgeführt wird,
wobei die zwei Protuberanzen an zwei Schnittteilen zwischen einem äußeren Randstück in der
Kurzachsrichtung des Rohrschaftteils und einem äußeren peripheren Stück des durchmesserreduzierten
Teils gebildet sind und die sich in der Kurzachsrichtung nach außen erstrecken,
wobei eine Umdrehungsmittellinie des Formwerkzeugs für die Drehung
in Bezug auf das speziell geformte Rohr exzentrisch in Richtung
der anderen der zwei Protuberanzen von einer Mitte zwischen den
zwei Protuberanzen ausgebildet ist, und wobei das Formwerkzeug lediglich
an die eine der zwei Protuberanzen angepresst wird, die sich auf
der gegenüberliegenden
Seite zu der exzentrischen Richtung befindet, um so lediglich die
eine der beiden Protuberanzen zu rotieren.
-
Es
ist bevorzugt, dass eine Exzentergröße von der Mitte zwischen den
zwei Protuberanzen zu der Umdrehungsmittellinie des Formwerkzeugs
derart eingestellt ist, dass, wenn ein Umdrehungsradius des Formwerkzeugs
stufenweise von einem Zustand verringert wird, in dem das Formwerkzeug
mit keinem Teil des elliptischen Rohrs in Kontakt steht, das Formwerkzeug
die eine Protuberanz allgemein zuerst berührt.
-
Das
Formwerkzeug wird vorzugsweise in einer Richtung der Umdrehungsmittellinie
bewegt, und wird insbesondere vorzugsweise mehrere Male umgekehrt
in Richtung der Umdrehungsmittellinie bewegt. Für den Fall, dass das Formwerkzeug
mehrere Male umgekehrt bewegt wird, ist es bevorzugt, dass das Formwerkzeug
lediglich um eine vorbestimmte Entfernung in Richtung der Umdrehungsmittellinieseite
derart bewegt wird, dass der Umdrehungsradius zumindest bei einem
Endstück
in einer Richtung der reziproken Bewegungen reduziert wird.
-
KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
-
1 stellt
eine Ansicht dar, die eine allgemeine Konstruktion einer ersten
Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung zeigt, bei der die vorliegende Erfindung
auf ein elliptisches Rohr, als erstes speziell geformtes Rohr, angewendet
wird, wobei 1(A) eine Vorderansicht
darstellt, die einen Zustand zeigt, in dem eine Walze beginnt, ein
Rotieren in Bezug auf eine Protuberanz auszuführen, und wobei 1(B) eine Ansicht darstellt, wie man sie
in einer Richtung sieht, wie sie durch einen Pfeil B der 1(A) angegeben ist.
-
2 stellt
eine Ansicht ähnlich 1 dar, wobei 2(A) eine Vorderansicht darstellt, die
einen Zustand zeigt, in dem die Rotation, die in Bezug auf die Protuberanz
ausgeführt
wird, fast abgeschlossen ist, und wobei 2(B) eine
Ansicht darstellt, wie man sie in einer Richtung sieht, wie sie durch
einen Pfeil B der 2(A) angezeigt ist.
-
3 stellt
eine Ansicht dar, die einen Querschnitt eines zweiten speziell geformten
Rohrs zeigt, das bei der vorliegenden Erfindung verwendet werden
kann.
-
4 stellt
eine Ansicht dar, die einen Querschnitt eines dritten speziell geformten
Rohrs zeigt, das bei der vorliegenden Erfindung verwendet werden
kann.
-
5 stellt
eine Ansicht dar, die einen Querschnitt eines vierten speziell geformten
Rohrs zeigt, das bei der vorliegenden Erfindung verwendet werden
kann.
-
6 stellt
eine Ansicht dar, die einen Querschnitt eines fünften speziell geformten Rohrs
zeigt, das bei der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann.
-
7 stellt
eine Ansicht dar, die einen Querschnitt eines siebten speziell geformten
Rohrs zeigt, das bei der vorliegenden Erfindung verwendet werden
kann.
-
8 stellt
eine Ansicht dar, die ein elliptisches Rohr mit einem durchmesserreduziertem Stück zeigt,
welches an seinen beiden Endstücken durch
Drehen gebildet wird, wobei 8(A) eine
Vorderansicht davon darstellt, wobei 8(B) eine Draufsicht
davon darstellt und wobei 8(C) eine Seitenansicht
davon darstellt.
-
9 stellt
eine beispielhafte Ansicht zum Erläutern dar, warum die durchmesserreduzierten Stücke an dem
elliptischen Rohr durch Drehen ausgebildet sind.
-
10 stellt
eine Vorderansicht dar, die ein ideales elliptisches Rohr zeigt,
das ein durchmesserreduziertes Stück an jedem seiner Endstücke aufweist.
-
DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
-
Die
vorliegende Erfindung wird nun in Form einer bevorzugten Ausführungsform
unter Bezugnahme auf 1 bis 7 beschrieben
werden.
-
1 und 2 stellen
schematische Ansichten dar, die die Prinzipien eines Verarbeitungsverfahrens
gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigen, wobei das Verfahren entweder zum Eliminieren einer
Protuberanz 4 eines elliptischen Rohrs 1 oder zum
Verkleinern der Vorsprungsgröße der Protuberanz 4 dient. 1 zeigt
einen anfänglichen
Zustand der Protuberanz 4 zur Zeit eines Bearbeitungsbeginns,
und 2 zeigt einen Endzustand, in welchem eine Bearbeitung
der Protuberanz 4 nahezu abgeschlossen ist.
-
Während der
Ausführungszeit
des Bearbeitungsverfahrens der vorliegenden Erfindung ist ein elliptisches
Rohr (speziell geformtes Rohr) als Werkstück fixiert, wie es bei einem
normalen Drehen der Fall ist. Bei dieser Ausführungsform wird das elliptische
Rohr durch sandwichartiges Halten eines Rohrschaftteils 3 an
der Oberseite und am Boden zwischen einem Paar von Haltegliedern
H1, H2 fixiert, die Haltevertiefungen Ha, Hb aufweisen, die allgemein
einen gleichen Krümmungsradius
wie das Rohrschaftteil 3 aufweisen. Das elliptische Rohr könnte durch
andere Haltemittel, wie z.B. durch ein Fixierspannfutter, fixiert
werden.
-
Danach
wird die Protuberanz 4 entweder entfernt oder hinsichtlich
ihrer Vorsprungsgröße durch
Drehen der Protuberanz 4 unter Verwendung einer Walze (Formwerkzeug)
R verringert. Es könnte nur
eine einzige Walze R verwendet werden. Jedoch ist es bevorzugt,
eine Vielzahl von Walzen R in Bezug auf eine Bearbeitungseffizienz
zu verwenden. Während
dem Drehen der Protuberanz 4 unter Verwendung der Walze
R wird zuerst, wie in 1(B) gezeigt,
eine Umdrehungsmittellinie C der Walze R exzentrisch zu einer Seite
der zwei Protuberanzen 4, 4 in Bezug auf eine
Achse L des elliptischen Rohrs 1 gemacht. Im Falle dieser
Ausführungsform
ist die Umdrehungsmittellinie C exzentrisch in Richtung der unteren
Protuberanz 4 der Achse L. Dies bedeutet, die Umdrehungsmittellinie
C ist entlang einer kurzen Achse exzentrisch nach unten in Bezug
auf die Achse L des elliptischen Rohrs 1 verschoben. Eine
Exzentrizitätsgröße ε zwischen
der Achse L und der Umdrehungsmittellinie C wird vorzugsweise derart eingestellt,
dass, wenn der Umdrehungsradius der Walze R schrittweise von einem
Zustand, bei dem die Rolle R kein Teil des elliptischen Rohrs 1 berührt, reduziert
wird, die Walze R die Protuberanz 4 berührt, die sich auf der gegenüberliegenden
Seite (obere Seite in 1(B)) zu der
exzentrischen Richtung vor irgend einem anderen Teil des exzentrischen
Rohrs 1 befindet.
-
Wenn
jedoch nur ein in Bezug auf ein Stück, z.B. ein Stück A oder
B oder seine nächste
Umgebung in der 1(B), in der umfänglichen
Richtung weit von der Protuberanz 4 weg auszuführendes
Drehen die Bearbeitung in Bezug auf die Protuberanz 4 nicht
nachteilig beeinflusst, kann die Walze R das Stück A oder B oder seine nächste Umgebung
gleichzeitig oder ein wenig früher
berühren,
als die Walze R die Protuberanz 4 berührt.
-
Wenn
die Walze R mit der Protuberanz 4 in Kontakt kommt, wird
die Walze R um die Umdrehungsmittellinie C gedreht und wechselnd
(„reciprocally") entlang (die Richtungen
sind durch Pfeile X1, X2 der 1 angegeben)
der Umdrehungsmittellinie C bewegt. Da die Vorsprungsgröße der Protuberanz 4 eigentlich
bei jeweiligen elliptischen Rohren 1 verschieden ist, ist
es bevorzugt, dass die Walze R gedreht wird und umgekehrt bewegt
wird, bevor die Walze R die Protuberanz 4 berührt. Wenn
die Walze R zu zumindest einem Endstück bei der umgekehrten Bewegung
verbracht wird, wird die Walze R leicht in Richtung der Seite der
Umdrehungsmittellinie C (die Richtung ist durch einen Pfeil Y der 1 angezeigt) bewegt.
Dadurch wird der Umdrehungsradius der Walze R verringert. Natürlich könnte die
Walze R in der Richtung bewegt werden, die durch den Pfeil Y angegeben
ist, wann immer die Walze R zu jedem Endstück während der umgekehrten Bewegung
verbracht wird. Das Bewegungsmaß der
Walze R in der Richtung, die durch den Pfeil Y angegeben ist, wird vorzugsweise
auf ungefähr
1/4 der Vorsprungsgröße der Protuberanz 4 eingestellt.
Falls die Rolle R in der Richtung bewegt wird, die durch den Pfeil
Y angegeben ist, um ihren Umdrehungsradius zu verringern, pressberührt die
Walze R die Protuberanz 4, um die Vorsprungsgröße der Protuberanz 4 zu
verringern (um den Vorsprung 4 zu drücken). Durch Wiederholen dieses
Vorgangs wird die Vorsprungsgröße verringert
oder der Vorsprung 4 wird entfernt, wie in 2 gezeigt.
Anstatt dessen wird ein halbkreisförmiges zylindrisches Stück an dem
Rohrschaftteil 3 und an dem konischen Abschnitt 2a in
Nähe der
Protuberanz 4 gebildet. Das halbkreisförmige zylindrische Stück 5 umfasst
eine gekrümmte
Oberfläche, deren
Bogen um die Umdrehungsmittellinie C als Krümmungszentrum gezogen und in
Umfangsrichtungen des elliptischen Rohrs 1 um die Fläche verlängert ist,
wo die Pro tuberanz 4 gebildet ist. Bei dieser Ausführungsform
kann, obwohl das halbkreisförmige
zylindrische Stück 5 derart
gebildet ist, dass das Schnittteil zwischen der äußeren Randfläche des halbkreisförmigen zylindrischen
Teilstücks 5 und
der kurzen Achse des Rohrschaftteils 3 ein wenig näher zu der
Seite der Umdrehungsmittellinie C angeordnet ist, als das Schnittteil
zwischen der äußeren Randfläche des
Rohrschaftteils 3 und der kurzen Achse des Rohrmaterials 3,
es derart geformt sein, dass die zwei Schnittteile sich in einer
gleichen Position in einer Kurzachsrichtung befinden.
-
Nachdem
eine der zwei Protuberanzen 4, 4, die an einem
Endstück
des elliptischen Rohrs 1 gebildet sind, entweder entfernt
oder hinsichtlich ihrer Vorsprungsgröße auf eine oben beschriebene
Art und Weise verringert ist, wird die andere Protuberanz 4 entweder
entfernt oder hinsichtlich ihrer Vorsprungsgröße verringert. Gleichzeitig
wird der zwischen den Haltegliedern H1 und H2 sandwichartige Haltezustand
des elliptischen Rohrs 1 gelöst und das elliptische Rohr 1 wird
um die Achse L um 180 Grad gedreht. Anschließend wird das elliptische Rohr 1 wieder
sandwichartig zwischen den Haltegliedern H1 und H2 fixiert. Eine
interessante Alternative ist, wenn jede Walze R relativ zu dem elliptischen
Rohr 1 derart nach oben bewegt wird, dass die Umdrehungsmittellinie
C der Walze R in eine symmetrische Position in Bezug auf die Achse
L des elliptischen Rohrs 1 bewegt wird. Anschließend wird
die Vorsprungsgröße der anderen
Protuberanz 4 (der unteren Protuberanz 4 der 1)
entweder verringert oder die Protuberanz 4 wird entfernt.
Natürlich
können
die zwei Protuberanzen 4, 4, die an dem anderen
Endstück
des elliptischen Rohrs 1 ausgebildet sind, auch entwe der hinsichtlich
ihrer Vorsprungsgröße verringert
oder auf die gleiche Weise, wie oben beschrieben, entfernt werden.
-
Es
ist festzustellen, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die
oben erwähnte
Ausführungsform
beschränkt
ist, aber viele Modifikationen innerhalb des Schutzumfangs der angehängten Ansprüche liegen
können.
-
Obwohl
die vorliegende Erfindung auf ein elliptisches Rohr mit elliptischen
Querschnittskonfigurationen angewendet wird, könnte sie z.B. bei der obigen
Ausführungsform ähnlich auf
viele andere speziell geformte, abgeflachte Rohre mit einer Querschnittskonfiguration
mit einer kurzen Achse und einer langen Achse ähnlich angewendet werden. Spezielle
Beispiele davon sind in den 3 bis 7 gezeigt.
Bei den speziellen Beispielen der 3 bis 7 ist
die Rauf-Runter-Richtung die Kurzachsrichtung, und die Rechts-Links-Richtung
(horizontale Richtung) ist die Langachsrichtung. Ein speziell geformtes
Rohr 1A der 3 weist eine rechtwinklige Querschnittskonfiguration
auf. Ein speziell geformtes Rohr 1B der 4 weist
eine diamantähnliche
Querschnittskonfiguration auf. Ein speziell geformtes Rohr 1C der 5 weist
eine abgeflachte, allgemein hexagonale Querschnittskonfiguration
auf. Ein speziell geformtes Rohr 1D der 6 weist
eine abgeflachte trapezförmige
Querschnittskonfiguration auf, bei der seine Höhe, verglichen mit seiner Länge in der Rechts-Links-Richtung,
eher niedrig ist. Ein speziell geformtes Rohr 1E der 7 weist
eine dreieckförmige
Querschnittskonfiguration auf, bei der seine Höhe, verglichen mit seiner Länge in der Rechts-Links-Richtung,
eher niedrig ist.
-
Bei
der obigen Ausführungsform
kann, obwohl die Walze R mehrere Male reziprok bewegt wird, sie
auch nur einmal umgekehrt bewegt werden. Auch für den Fall, dass eine Walze
R mit einer großen
Breite verwendet wird, kann die Vorsprungsgröße der Protuberanz 4 verringert
werden oder die Protuberanz 4 kann in einem Zustand entfernt
werden, bei dem die Walze R fest in den Richtungen X1 und X2 örtlich fixiert
ist, ohne die Walze R reziprok zu bewegen. Dann reicht es aus, dass
die Protuberanz 4 sich bei einem breiten Mittelteil der
Walze R befindet und dass der Umdrehungsradius der Walze R sich schrittweise
reduziert, während
die Walze R gedreht wird.