DE60215484T2

DE60215484T2 - Verfahren zur herstellung einer flanschverbindung

Info

Publication number: DE60215484T2
Application number: DE60215484T
Authority: DE
Inventors: c/o OHTSUKA CO. Kouichi Shinagawa-ku OZAWA
Original assignee: Ohtsuka Co Ltd; Otsuka Co Ltd
Current assignee: Ohtsuka Co Ltd; Otsuka Co Ltd
Priority date: 2002-03-27
Filing date: 2002-03-27
Publication date: 2007-04-19
Anticipated expiration: 2022-03-28
Also published as: DE60215484D1; EP1387119B1; WO2003081115A1; JPWO2003081115A1; CN100432518C; US7415765B2; JP4187659B2; US20050167977A1; EP1387119A4; CN1516794A; EP1387119A1

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Herstellungsverfahren für eine Flanschverbindung und insbesondere eine Flanschverbindung, die für die Verrohrung von Kraftfahrzeug-Klimaanlagen verwendet wird.
Hintergrundtechnik
Es ist eine herkömmliche Flanschverbindung verfügbar, bei der ein Rohr 4 mit der Seitenfläche eines Flansches 3 verschweißt wird, z. B. wie in 1 dargestellt. Die Verbindung dieses Typs hat jedoch den Nachteil, dass ein Schweißprozess erforderlich ist. Deshalb kann eine Flanschverbindung verwendet werden, bei der ein L-förmiges Rohr 4 am Flansch 3 angebaut ist und sich ein waagrechter Abschnitt 5 des Rohrs 4 relativ zum Flansch 3 in Querrichtung erstreckt, wie in 2 dargestellt ist.
Bei der in 2 dargestellten Flanschkupplung muss jedoch der Radius eines gekrümmten Abschnitts wegen der Härte des normalerweise verwendeten Rohr zwangsweise groß sein, so dass der waagrechte Abschnitt 5 des Rohrs 4 eine beachtliche Höhe h bezüglich des Flansches 3 hat. Deshalb ist die Flanschverbindung dieses Typs ungeeignet für den Fall, in dem sie in den extrem begrenzten Raum in der Nähe eines Motors eingebaut werden sollt.
Andere bekannte Flanschverbindungsanordnungen sind in den US-Patenten Nr. 5,625,948 und 5,853,201 sowie in der internationalen Patentschrift WO 1/63168 beschrieben. Die deutsche Auslegeschrift DE 199 56 463 , die als dem Stand der Technik am nächsten kommende gilt, beschreibt ebenfalls eine bekannte Flanschverbindung, während die deutsche Auslegeschrift DE 195 12 646 ein Rohrbiegeverfahren beschreibt.
Offenbarung der Erfindung
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen waagrechten Abschnitts eines L-förmigen Rohrs mit einer Höhe h nahezu null auszuführen, um das obige Problem zu lösen.
Zur Lösung der obigen Aufgabe stellt die vorliegende Erfindung ein Herstellungsverfahren für eine Flanschverbindung gemäß den Ansprüchen 1 und 2 bereit.
Dementsprechend stellt die vorliegende Erfindung ein Herstellungsverfahren für eine Flanschverbindung bereit, das die Schritte aufweist: Biegen eines Rohrs aus reinem Aluminium oder Aluminiumlegierung mit weichen Eigenschaften oder Aluminium mit Dehnungseigenschaften, obwohl es hart ist, zu einer L-Form mit einem Krümmungsradius, der die Bedingung R ≤ 1,0D (R: Radius, D: Rohrdurchmesser) erfüllt; Einsetzen des L-förmigen Rohrs in eine Rohreinspannform und Korrigieren des Rohrendabschnitts auf einen Winkel von R ≤ 0,5D oder einen dieser Bedingung entsprechenden Winkel mittels eines ersten Formwerkzeugs, das auf den Rohrendabschnitt geschoben wird; Anbringen eines Flansches auf dem Rohrendabschnitt und Aufweiten des Rohrendabschnitts, der aus dem Flansch herausragt, mittels eines zweiten Formwerkzeugs; und Befestigen des Rohrendabschnitts am Flansch, indem der aufgeweitete Rohrabschnitt gegen den Flansch gepresst wird, mittels eine dritten Formwerkzeugs, wodurch ein waagrechter Abschnitt des L-förmigen Rohrs so geformt wird, dass eine untere Fläche desselben im Wesentlichen auf dem gleichen Niveau liegt wie eine die obere Oberfläche des Flansches enthaltende Ebene.
Das oben genannte "reine Aluminium oder die Aluminiumlegierung mit weichen Eigenschaften" bezieht sich auf vergütetes O-Material oder ein H14- oder H24-Material der JIS A1000-Reihe, der A3000-Reihe, der A5000-Reihe oder der A6000-Reihe, z. B. auf Material gemäß JIS A1100, A1N00, A3003 oder A3203. Das "Aluminium mit Dehnungseigenschaften, obwohl es hart ist" bezieht sich auf ein Material mit einer Dehnung von mindestens 15 %, wie z. B. A6063-T8-Material.
Gemäß der vorliegenden Erfindung könnte die Höhe des waagrechten Abschnitts des L-förmigen Rohrs durch die Wahl des oben genannten Materials und der obigen Formgebungsschritte so klein wie möglich gemacht werden.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 ist eine Seitenansicht einer herkömmlichen Flanschverbindung;
2 ist eine Seitenansicht einer herkömmlichen Flanschverbindung mit einem L-förmigen Rohr;
3 ist eine teilweise abgebrochene Seitenansicht einer Flanschverbindung gemäß der vorliegenden Erfindung;
4 ist eine stirnseitige Ansicht einer Flanschverbindung gemäß der vorliegenden Erfindung;
5 ist eine Draufsicht einer Flanschverbindung gemäß der vorliegenden Erfindung;
6 ist eine Ansicht von unten einer Flanschverbindung gemäß der vorliegenden Erfindung;
7(A) bis 7(E) sind Ansichten eines Herstellungsprozesses für die in den 3 bis 6 dargestellte Flanschverbindung;
8 ist eine schematische Ansicht des Zustands einer Verrohrung einer Kraftfahrzeug-Klimaanlage, bei der die Flanschverbindung gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird; und
9 ist eine Ansicht des Zustands, bei dem eine Flanschverbindung gemäß der vorliegenden Erfindung an einer Kompressor-Anbaufläche angebaut ist.
Beste Art zur Ausführung der Erfindung
Die 3 bis 6 zeigen eine Ausführungsform einer Flanschverbindung gemäß der vorliegenden Erfindung.
Ein Flansch 3 hat eine Befestigungsschraubenbohrung 1 und eine Rohrverbindungsbohrung 2, wobei die Rohrverbindungsbohrung 2 zahlreiche senkrechte Nuten 2' hat, die in ihrer Innenwand ausgebildet sind. Ein L-förmiges Rohr 4 ist fest so in der Rohrverbindungsbohrung 2 eingesetzt, dass es sich nicht drehen kann, und in senkrechter Richtung durch einen Dichtungsansatzabschnitt 7 fixiert. Das Bezugszeichen 8 kennzeichnet eine O-Ringnut.
Das L-förmige Rohr 4 ist in waagrechter Richtung unmittelbar ab der oberen Oberfläche des Flansches 3 mit einem kleinen Krümmungsradius R gebogen, so dass ein waagrechter Abschnitt 5 desselben eine untere Fläche 6 hat, die nahezu in der gleichen Ebene liegt wie die obere Oberfläche des Flansches 3.
4 ist eine Ansicht der rechten Stirnseite von 3, 5 ist eine Draufsicht und 6 eine Ansicht von unten derselben Figur. In 6 bedeutet eine strichpunktierte Linie, dass der Winkel des Rohrs 4 relativ zum Flansch 3 frei eingestellt werden kann, und in der Draufsicht kann der Flansch 3 auch rechteckig sein.
Die oben beschriebene Flanschverbindung wird z. B. durch die in den 7(A) bis 7(E) dargestellten Schritte hergestellt.
Zunächst wird ein Rohrmaterial 10 gemäß JIS A3003-O (vergütetes O-Material der Reihe A3000) verwendet und gemäß der üblichen Praxis zu einem L-förmigen Rohr mit einem Krümmungsradius gebogen, der die Bedingung R = 0,6 bis 0,9D (R: Radius, D: Rohrdurchmesser) erfüllt.
Dieses Rohr 10 wird in eine Rohreinspannform 11 eingesetzt und ein erstes Formwerkzeug 13 so abgesenkt, dass es einen Rohrendabschnitt 12 des Rohrs 10 abdeckt, wodurch der Biegewinkel des L-förmigen Rohrs 10 auf einen Winkel mit R = 0,5D oder einem entsprechenden Winkel korrigiert wird.
Die Rohreinspannform 11 ist mit einer Bohrung 11a in Querrichtung ausgeführt. Der waagrechte Abschnitt 5 des L-förmigen Rohrs 10 ist in dieser Bohrung 11a gelagert und der andere Endabschnitt ragt senkrecht nach oben. Ein Abschnitt der Rohreinspannform 11, der dem äußeren Eckabschnitt des L-förmigen Rohrs 10 entspricht, ist so geformt, dass der Krümmungsradius R1 dem äußeren Eckabschnitt des L-förmigen Rohrs 10 angepasst ist. Außerdem ist im ersten Formwerkzeug 13 eine innere Bohrung 13a ausgebildet, deren Innendurchmesser ungefähr gleich ist dem Außendurchmesser des L-förmigen Rohrs 10. Ein Abschnitt an der Öffnung des inneren Eckabschnitts des L-förmigen Rohrs 10 ist so geformt, dass er dem Krümmungsradius R2 des inneren Eckabschnitts des Rohrs 10 angepasst ist. Nach der Korrektur wird das erste Formwerkzeug 13 entfernt.
Danach wird ein Flansch 14 am Rohrendabschnitt 12 angebracht und ein zweites Formwerkzeug 15 abgesenkt. Das Rohr 10 wird von einem am unteren Ende hervorstehenden Abschnitt 16a des zweiten Formwerkzeugs 15 zur Außenseite gepresst, wodurch der Rohrendabschnitt 12 gegen die Nuten 2' in der Rohrverbindungsbohrung 2 im Flansch 14 gepresst wird. Dadurch wird das Rohr 10 in der Rohrverbindungsbohrung 2 fixiert, so dass es sich nicht drehen kann. Gleichzeitig wird der Rohrendabschnitt 12 in eine Aufweitnut 17 im zweiten Formwerkzeug 12 eingeführt, wodurch der Endabschnitt 12 aufgeweitet wird.
Das zweite Formwerkzeug 15 hat einen hervorstehenden Abschnitt 16a mit einem Durchmesser, der geringfügig größer ist als der Innendurchmesser des Rohrs 10 und einem proximalen Endabschnitt 16b mit einem Durchmesser, der größer ist als der Innendurchmesser des Rohrs 10. Der hervorstehende Abschnitt 16a ragt aus einer Referenzebene (Kontaktfläche mit dem Flansch 14) des zweiten Formwerkzeugs 15 hervor und die Aufweitnut 17 ist um den proximalen Endabschnitt 16b herum ausgebildet. Außerdem ist ein sich verjüngender Abschnitt 16c, bei dem der Durchmesser zum distalen End abnimmt, zwischen dem hervorstehenden Abschnitt 16a und dem proximalen Endabschnitt 16b ausgebildet. Nach dem Formen wird das zweite Formwerkzeug 15 entfernt.
Anschließend wird ein drittes Formwerkzeug 18 abgesenkt. Dadurch wird der Rohrendabschnitt 12 von einer Formnut 19 und einem gestuften Abschnitt 20 gegen den Flansch 14 gepresst, wodurch ein Rohrendabschnitt 21 (der Dichtungsansatzabschnitt 7) gebildet wird, dessen Durchmesser größer ist als der Durchmesser des waagrechten Abschnitts 5 des Rohrs.
Die dritte Normnut 19 hat wie das zweite Formwerkzeug 15 einen hervorstehenden Abschnitt 25a, dessen Durchmesser gleich groß ist wie oder etwas kleiner ist als der Innendurchmesser des Rohrs 10, und einem proximalen Endabschnitt 25b, dessen Durchmesser größer ist als der Innendurchmesser des Rohrs 10. Der hervorstehende Abschnitt 25a ragt aus einer Referenzebene des dritten Formwerkzeugs 18 hervor und die Aufweitnut 26 ist um den proximalen Endabschnitt 25b herum ausgebildet. Außerdem ist ein gestufter Abschnitt 26a an der Grenzfläche zwischen dem hervorstehenden Abschnitt 25a und dem proximalen Endabschnitt 25b ausgebildet, d. h. an einer Position entsprechend der Oberfläche des Flansches 14. Dieser gestufte Abschnitt 26a wird an der Innenseite von der Referenzebene durch die Blechdicke des Rohrs 10 gebildet. Im sich verjüngenden Abschnitt des Rohrs 10 wird durch den gestuften Abschnitt 26a eine Stufe ausgebildet, die mit der Oberfläche des Flansches 3 in Berührung kommt.
Danach wird eine Nut 22 zum Einlegen eines O-Rings im Endabschnitt 21 des Rohrs 10 ausgebildet, womit das Produkt fertig gestellt ist.
Obwohl bei der oben beschriebenen Ausführungsform das erste, zweite und dritte Formwerkzeug verwendet werden, kann die Formgebung gemäß 7(C) in einem Hub erfolgen, wobei nur das zweite Formwerkzeug 15 verwendet wird und das erste Formwerkzeug 13 nicht zum Einsatz kommt. Der Grund hierfür ist, dass der Grundgedanke der vorliegenden Erfindung vorsieht, ein L-förmiges Rohr mit einem kleinen Krümmungsradius zu bilden, das L-förmige Rohr nicht drehbar an einem Flansch zu befestigen, einen aufgeweiteten Abschnitt im Rohrendabschnitt auszubilden, darin eine O-Ringnut auszubilden und die Höhe h des waagrechten Abschnitts des L-förmigen Rohrs zu gering wie möglich zu machen.
Insbesondere wird ein Rohr aus Aluminium oder Aluminiumlegierung zu einer L-Form gebogen, wobei der Krümmungsradius die Bedingung R ≤ 1,0D (R: Radius, D: Rohr durchmesser) erfüllt, das L-förmige Rohr in die Rohreinspannform eingesetzt, der Flansch am Endabschnitt des Rohrs angebracht und der Rohrendabschnitt durch ein zweites Formwerkzeug 15 aufgeweitet wird. Der Biegewinkel des L-förmigen Rohrs wird dann auf einen Winkel von R ≤ 0,5D oder einen dieser Bedingung entsprechenden Winkel durch den Flansch 14 korrigiert und der aufgeweitete Abschnitt gegen den Flansch gepresst, wodurch der Rohrendabschnitt am Flansch am Flansch fixiert wird.
Die oben beschriebene Flanschverbindung wird z. B. wie in 8 dargestellt verwendet.
In 8 kennzeichnet das Bezugszeichen a einen Kondensator, der vor einem Kühler (nicht dargestellt) angeordnet ist, und b kennzeichnet einen Kompressor, der mit dem Kondensator über einen Schlauch c verbunden ist. Der Kompressor b ist über einen Schlauch d mit einer Kühleinheit (nicht dargestellt) verbunden. Die Bezugszeichen f, g und h kennzeichnen Flanschverbindungen, die an den Enden der Schläuche c und d installiert sind, und die Flanschverbindungen f, g und h sind an Kondensator a vorgesehenen Anbaufläche i und an Anbauflächen j, j am Kompressor b installiert. Die vorliegende Erfindung wird auf die oben beschriebenen Flanschverbindungen angewendet.
9 zeigt den Zustand vergrößert, in dem die Flanschverbindung g an der Anbaufläche j über einen O-Ring mittels einer Schraube 23 installiert ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann eine Flanschverbindung kann eine Flanschverbindung bereitgestellt werden, bei der ein L-förmiges Rohr in einer sehr niedrigen Position bezüglich eines Flansches installiert wird, sowie ein Herstellungsverfahren dafür. Wenn diese Flanschverbindung zur Verrohrung von Kraftfahrzeug-Klimaanlagen verwendet wird, kann der Raum in der Nähe des Motors effektiv genutzt werden, so dass die Qualität der Automobilkonstruktion verbessert werden kann.

Claims

Herstellungsverfahren für eine Flanschverbindung, mit den Schritten: Biegen eines Rohrs (4, 10) aus Aluminium oder Aluminiumlegierung zu einer L-Form mit einem Krümmungsradius, der die Bedingung R ≤ 1,0D (R: Radius, D: Rohrdurchmesser) erfüllt; Einsetzen des L-förmigen Rohrs (4, 10) in eine Rohreinspannform (11) und Korrigieren des Rohrendabschnitts (12) auf einen Radius von R ≤ 0,5D oder einen dieser Bedingung entsprechenden Winkel; Anbringen eines Flansches (3, 14) auf dem Rohrendabschnitt (12) und Aufweiten des Rohrendabschnitts (12), der aus dem Flansch herausragt; und Befestigen des Rohrendabschnitts (12) am Flansch (3, 14), indem der aufgeweitete Rohrabschnitt gegen den Flansch gepresst wird; wodurch ein waagrechter Abschnitt (5) des L-förmigen Rohrs (4, 10) so geformt wird, dass eine untere Fläche (6) desselben im Wesentlichen auf dem gleichen Niveau liegt wie eine die obere Oberfläche des Flansches (3, 14) enthaltende Ebene.
Herstellungsverfahren für eine Flanschverbindung, mit den Schritten: Biegen eines Rohrs (4, 10) aus Aluminium oder Aluminiumlegierung zu einer L-Form mit einem Krümmungsradius, der die Bedingung R ≤ 1,0D (R: Radius, D: Rohrdurchmesser) erfüllt; Einsetzen des L-förmigen Rohrs (4, 10) in eine Rohreinspannform (11), Anbringen eines Flansches (3, 14) auf einem Rohrendabschnitt (12) und Korrigieren des Rohrendabschnitts (12) auf einen Radius von R ≤ 0,5D oder einen dieser Bedingung entsprechenden Winkel und Aufweiten des Rohrendabschnitts (12), der aus dem Flansch herausragt; und Befestigen des Rohrendabschnitts (12) am Flansch (3, 14), indem der aufgeweitete Rohrabschnitt gegen den Flansch gepresst wird; wodurch ein waagrechter Abschnitt (5) des L-förmigen Rohrs (4, 10) so geformt wird, dass eine untere Fläche (6) desselben im Wesentlichen auf dem gleichen Niveau liegt wie eine die obere Oberfläche des Flansches (3, 14) enthaltende Ebene.
Herstellungsverfahren für eine Flanschverbindung nach Anspruch 1 oder 2, bei dem das Verfahren den Schritt der Ausbildung einer Nut (22) zum Einlegen eines O-Rings (24) im Rohrendabschnitt (12) aufweist, wobei dieser Schritt nach dem Schritt des Befestigen des Rohrendabschnitts (12) am Flansch (3, 14) ausgeführt wird.
Herstellungsverfahren für eine Flanschverbindung nach Anspruch 1 oder 2, bei der das Aluminium oder die Aluminiumlegierung mindestens eine Art ist, die aus einer Gruppe aus reinem Aluminium oder Aluminiumlegierung mit weichen Eigenschaften und Aluminium mit Dehnungseigenschaften, obwohl es hart ist, gewählt wird.