JP2005508253A - 分岐管を製造するための方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、分岐管（１）を製造するための方法に関する。前記方法によれば、長手方向の直線状の主湾曲部、および主湾曲部のそれぞれ１つの長手方向側面から偏向しかつ主湾曲部の中央長手方向軸線（２）に対して互いに対向する少なくとも２つの横方向湾曲部（前記長手方向軸線は材料の板に延在し、かつ横方向湾曲部の基線は対称的に配置される）は、深絞りによってこの板から形成される。形成後、長手方向に開いているバスタブ型のシェル部（３）を主湾曲部から形成し、かつ長手方向に開いて、このシェル部と同一面に位置決めされ、かつシェル部（３）に接続される半部スリーブ（４）を横方向湾曲部から形成するように板が切断される。さらに、接合フランジとして機能する板金ストリップ（７）は、シェル部（３）および半部スリーブ（４）の横方向縁部（９）の外側に沿って延在する。次に、シェル部（３）の両側の互いに対応する接合フランジ（板金ストリップ）が互いに隣接するまで、シェル部（３）が中央長手方向軸線（２）に対して平行な空間軸線を中心に曲げられる。次に、前記接合フランジ（板金ストリップ）が相互接続される。

Description

【技術分野】
【０００１】
本発明は、分岐管を製造するための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
分岐管は、一般に、互いに溶接される深絞りされた半成形板から、鋳物として一体（ワンピース）型で製造されたり、あるいは内部高圧成形によって直線状のまたは曲がった管から製造される。第１の形式の製造は、２つの半成型板を共に接合するために多大の処理を必要とする。さらに、接合作業のために個別部品の製造公差を相応して高くする２つのダイが必要とされ、この作業をより困難にする。鋳物構造は、取扱いに関して疑いなくはるかに容易であるが、一方で鋳造分岐管は比較的重く、他方で、製造すべき管の分岐部の設計自由度が肉厚に関して著しく制限される。この理由は、非常に薄い壁部が鋳造技術によって確実に形成できないからである。この点で、内部高圧成形技術はより多くの可能性を提供するが、特に分岐部の長さに関してこの技術にも制限がある。さらに、この方法に特有の材料が薄くなる効果があるため、可能ではあるとしても、薄壁管から確実な分岐部を形成することには大きな困難と労力が伴う。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の目的は、実質的に任意の所望の分岐部設計による分岐管の確実な製造を簡単に可能にする方法を提供することである。
【０００４】
上記目的は、本発明による請求項１の特徴によって達成される。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
分岐管は一体型（ワンピース）形状のため、製造の操作がより容易になる。加圧、切断、曲げ、および接合を含む製造工程全体を容易に自動化することができる。製造公差は、確実な製造を行うために実質的に重要でない。スリーブの形成が深絞りによって行われるという事実は、スリーブの設計自由度が形状および長さに関して実質的に制限されないことを意味する。さらに、管の肉厚は、信頼性に悪影響を及ぼすことなく大幅に低減することもできる。このことは、一方で軽量構造に好ましく、他方で、分岐管が自動車の排気ラインに使用される場合、可能な限り速い触媒コンバータの点火に有利である。この理由は、薄い壁が低い熱容量のみを有し、したがって排気流から比較的僅かな熱しか抽出されないからである。設計自由度は、大きく曲がった分岐部の形成を可能にし、これにより、分岐部が排気マニホールドのアセンブリのために使用される場合、エンジン室の装備空間へのより優れた適合が可能になる。この利点には、シリンダヘッドの入口フランジに接続管をもはや必要としないように、分岐部の長さを寸法決めできるという事実が追加される。さらに、接合の継ぎ目は、高温の排気流に直接露出されないように位置決めされ、これには、排気マニホールドの耐久性の著しい向上が伴う。接合の継ぎ目の位置のため、接合は、排気ラインに使用される箇所で少なくとも中断され得るが、この理由は、遊びのある滑りばめで接続される別の排気管の故に、完全には気密のシールが設けられておらず、これにより、製造工程に関連する時間が最小にされ、したがって、製造コストをより低くするからである。
【０００６】
本発明の適切な改良は従属請求項から理解することができ、その他の点は、図面に示した例示的実施形態に基づき、本発明について以下により詳細に説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
図１には、分岐管１を製造するための方法の中間段階が示されている。このために、深絞り作業が施されたコイルからの金属シート（金属薄板）の板または切断片が最初に使用される。深絞りは、主湾曲部の長手方向側面からそれぞれ分岐して、材料の板に延在する主湾曲部の中央長手方向軸線２に対して互いに反対側に位置する、細長く直線状の主湾曲部および２つの横方向湾曲部を、この板から形成（成形）する効果を有する。横方向湾曲部は、それらの基線の形状に関して互いに対し鏡面対称的に配列される。この場合、基線は横方向湾曲部の開口部の縁部の側断面（輪郭）を示している。例示的実施形態では、横方向湾曲部の鏡面対称的な配置は別として、形状および寸法に関して完全に同一である横方向湾曲部が示されているが、横方向湾曲部の奥行き（深さ）は、形成すべき分岐部の要件に応じて異なってもよい。
【０００８】
板の形成（成形）作業の後、この板は、経済的な方法で、深絞りダイの中でパンチ工具を用いて、あるいは深絞りダイの外側でクランプ装置内で３次元的に案内することができる切断レーザを用いてトリミングされる。トリミングの効果の１つは、主湾曲部から形成されかつ長手方向に開いている風呂桶（バスタブ）状のシェル部（外板部）３を形成することである。シェル部３は長方形の概観に成形される。しかし、シェル部３は、例えばシェル部３の長手方向の一方または両方に延長されて、二等辺台形として成形してもよい。シェル部３は、同一面にありかつ横方向湾曲部になっている半部スリーブ４と隣接する。半部スリーブ４はそれらが延びる方向に開いており、半円筒としてそれぞれ形成される。しかし、直線状の平行な、半部スリーブ４の下部縁部５の形状は、完全に異なってもよい。例えば、これらの下部縁部は、互いに対して収束するように曲線または直線で形成されてもよい。後者の場合（この場合）、半部スリーブ４は半円錐の形状を有する。半部スリーブ４は、湾曲して形成されたシェル部３のキャビティ（空所）６内に開いてつながっている。さらに、板金ストリップ７が、シェル部３および半部スリーブ４に形成され、かつ半部スリーブ４の下部縁部５およびシェル部３の下部縁部８と同一面にあり、シェル部３および半部スリーブ４の横方向縁部９の外側に沿って延在する。シェル部３のおよび半部スリーブ４の板金ストリップ７は一体型（ワンピース）で相互接続されているが、互いに離れていてもよい。板金ストリップ７の表面領域全体は、半部スリーブ４の下部縁部５およびシェル部３の下部縁部８と同一面にあることも、絶対に必要とは限らない。その後の接合作業を達成するため、板金ストリップ７はこの面から必ず延在しなければならず、上述した形成からどんなに偏っていても（逸脱していても）、中央長手方向軸線２に対して互いに反対側に位置する板金ストリップ７が互いに対して逆の形状で形成されることを同時に必要とする。このことは、引き続く曲げ作業中に板金ストリップ７が互いに確実に係合し、したがって、接合作業のためにより優れた保持および接合の継ぎ目の耐久性の向上が保証される点で有利である。これによって、板金ストリップ７は接合フランジとして機能する。
【０００９】
引き続き、別個の工具内で、シェル部３は、曲げマンドレルによって、中央長手方向軸線２に対して平行な空間軸線１０、つまり、中央長手方向軸線２に沿ってシェル部３を垂直方向に貫く面にある軸線であって中央長手方向軸線２からある距離に位置する軸線を中心に、曲げられる（図２）。図示した例示的実施形態では、軸線（空間軸線）１０は、曲げによって形成された円筒状の主管１１の半径だけ中央長手方向軸線２から下方にオフセットして（軸がずれて）位置する。シェル部３の両側１３、１４の互いに対応する接合フランジ（板金ストリップ）７の全面が互いに対して位置（一致）するまで、曲げが行われる。この場合、一方でシェル部３の下部縁部８が、他方で半部スリーブ４の下部縁部５が、それぞれ互いに位置するようになり、これによって、前記主管１１がシェル部３から形成され、かつ分岐スリーブ１２が半部スリーブ４から形成され、次に、これらの半部スリーブが分岐管１を共に形成する。
【００１０】
ついに、最後の製造ステップで、接合フランジ（板金ストリップ）７が互いに接続される。これは溶接によって行うことが可能であり、接合の継ぎ目１５の位置およびフランジ（接合フランジ、板金ストリップ）７の平坦度により、スポット溶接を迅速、簡単、かつ低コストに利用できる。フランジ（接合フランジ、板金ストリップ）７の形成は、例えば折り曲げ接合のような機械的接合を初めて可能にし、これにより、接合の継ぎ目１５の耐久性が著しく高められかつ感熱性材料の場合に有利である。さらに、接着接合技術の利用は、例えば衛生部門におけるような熱応力がないかあるいはそれが低い用途の場合に考えられる。
【００１１】
本実施例では、半部スリーブ４に沿って延びる板金ストリップ７の端部１６が半部スリーブ４の開口部の縁部１７に対して引き戻されるように、板金ストリップ７が形成される。同一のことがシェル部３の一方の端部１８にも当てはまる。このようにして、分岐管１が、簡単な差し込み型の（プラグイン）接続部によって別の管または接続部に接続される場合に、分岐管１に対する妨げがないことが確実にされる。例えば、分岐スリーブ１２を排気ライン内でシリンダヘッドの入口フランジに簡単に装着し、必要ならばフランジに溶接でき、一方、主管１１は滑りばめにより排気マニホールドの別の管に接続することができる。空隙で断熱される排気マニホールドを形成するために、差し込み型の接続部により、分岐管１を内部部品として外部ケーシングの対応するスリーブに接続し、溶接することが可能である。
【００１２】
さらに、本発明による解決方法は、簡単な分岐スリーブ１２の形成に限定されない。より長いシェル部３の場合、深絞りプロセスを用いて、いくつかの横方向湾曲部または半部スリーブ４を形成することが完全に可能であり、次に、製造方法の完了後に分岐スリーブ１２が形成される。空間条件および／または流動条件に対する要件に応じて、これらの分岐スリーブは、形状および長さに関して互いに同一にまたは異なって形成することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明による方法に従って深絞りされかつトリミングされた板の斜視平面図である。
【図２】本発明による方法によって図１の板から曲げられかつ接合された分岐管の斜視平面図である。

Claims (3)

1. 分岐管（１）を製造するための方法であって、
   −細長く直線状の主湾曲部と、該主湾曲部の長手方向側面から分岐し、材料の板に延在する前記主湾曲部の中央長手方向軸線（２）に対して互いに反対側に位置し、かつ鏡面対称的に配置された基線を有する少なくとも２つの横方向湾曲部とが、深絞りによって前記板から成形され、
   −前記成形作業の後、長手方向に開いている風呂桶状の前記シェル部（３）が前記主湾曲部から形成され、かつ前記シェル部（３）に隣接する半部スリーブ（４）は、前記シェル部（３）と同一面にあり、該半部スリーブ（４）が延びる方向に開いており、前記横方向湾曲部から形成されるように、かつ接合フランジとして機能する前記板金ストリップ（７）が前記シェル部（３）および前記半部スリーブ（４）の前記横方向縁部（９）の外側に沿って延在するように、前記板がトリミングされ、
   −引き続き、前記シェル部（３）の両側（１３、１４）の互いに対応する前記接合フランジ（７）が互いに対して位置するまで、前記シェル部（３）が、前記中央長手方向軸線（２）に対して平行な空間軸線を中心に曲げられ、
   −その後、前記接合フランジ（７）が互いに接続される方法。
2. 前記半部スリーブ（４）に沿って延びる前記板金ストリップ（７）の端部（１６）が、前記半部スリーブ（４）の前記開口部の縁部（１７）に対して引き戻されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
3. 前記接合フランジ（７）が、溶接、接着接合、または折り曲げ接合によって互いに接続されることを特徴とする、請求項１あるいは２に記載の方法。