KR100785159B1 - Exhaust manifold manufacturing method using exhaust manifold and hydroforming - Google Patents
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Abstract
본 발명은 배기 매니폴드를 구성하는 런너 확관부의 두께 감소됨이 없도록 하며, 생산원가의 절감이 가능하도록 하는 배기 매니폴드 및 하이드로 포밍을 이용한 배기 매니폴드 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to an exhaust manifold and a method for manufacturing an exhaust manifold using hydroforming so as not to reduce the thickness of the runner expansion portion constituting the exhaust manifold and to reduce the production cost.
이를 위한 본 발명은 배기가스가 이동되는 다수개의 런너를 구비한 배기 매니폴드에 있어서, 엔진실린더헤드에 결합되는 인렛 플랜지와, 인렛 플랜지에 다수개로 결합되며, 타단은 하이드로 포밍으로 확관된 확관부가 각각 형성되고, 상기 다수개의 확관부는 용접 결합되는 런너를 구비한다.The present invention for this purpose is an exhaust manifold having a plurality of runners to which the exhaust gas is moved, inlet flange coupled to the engine cylinder head, a plurality of inlet flanges are coupled to the inlet flange, the other end of the expansion pipe is expanded by hydroforming Each of the plurality of expansion pipes includes a runner that is welded to each other.
하이드로 포밍, 배기 매니폴드, 런너, 피딩 Hydroforming, Exhaust Manifolds, Runners, Feedings
Description
도 1은 종래 기술에 따른 배기 매니폴드를 도시한 도면.1 shows an exhaust manifold according to the prior art;
도 2는 도 1의 배기 매니폴드의 요부도면.2 is an essential part view of the exhaust manifold of FIG. 1;
도 3은 도 1의 런너를 구성하는 파이프의 벤딩을 도시한 도면.3 is a view illustrating bending of a pipe constituting the runner of FIG. 1. FIG.
도 4는 도 3의 파이프의 기계적 확관을 도시한 도면.4 shows a mechanical expansion of the pipe of FIG. 3.
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도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 배기 매니폴드를 도시한 도면.5 shows an exhaust manifold in accordance with a preferred embodiment of the present invention.
도 6은 도 5의 확관부 용접 결합을 도시한 도면.6 is a view showing the expansion weld joint of FIG.
도 7은 런너의 하이드로 포밍 공정의 제1피딩을 도시한 도면.7 shows a first feeding of the hydroforming process of the runner.
도 8은 런너의 하이드로 포밍 공정의 제2피딩을 도시한 도면.8 shows a second feeding of the hydroforming process of the runner.
도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 하이드로 포밍을 이용한 배기 매니폴드 제조방법의 흐름도.9 is a flow chart of a method for manufacturing an exhaust manifold using hydroforming according to a preferred embodiment of the present invention.
본 발명은 배기 매니폴드 및 하이드로 포밍을 이용한 배기 매니폴드 제조방 법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 배기 매니폴드를 구성하는 런너 확관부의 두께 감소됨이 없도록 하며, 생산원가의 절감이 가능하도록 하는 배기 매니폴드 및 하이드로 포밍을 이용한 배기 매니폴드 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing an exhaust manifold using an exhaust manifold and hydroforming, and more particularly, to reduce the production cost of the runner expansion portion constituting the exhaust manifold, and to reduce the production cost. An exhaust manifold manufacturing method using a manifold and hydroforming.
일반적으로 배기 매니폴드(2)는 도 1에 도시된 바와 같이, 인렛 플랜지(1)와, 런너(3)와, 컬렉터(5)로 구비된다. 이러한 컬렉터(5)는 다수개의 런너(3)를 하나로 합쳐지도록 결합하는 장치를 말한다.Generally, the
이러한 배기 매니폴드(2)의 제작과정을 설명하면, 먼저, 도 3에 도시된 바와 같이, 작업자가 수작업으로 파이프를 일정 각도 벤딩되도록 한다.Referring to the manufacturing process of the exhaust manifold (2), first, as shown in Figure 3, the operator is to bend the pipe by an angle manually.
이어서, 도 4에 도시된 바와 같이, 작업자는 파이프의 단부를 기계적으로 확관 시키도록 하여 런너의 확관부(4)를 형성되도록 한다.Then, as shown in Fig. 4, the operator mechanically expands the end of the pipe so as to form the
다음, 도 2에 도시된 바와 같이, 런너(3)의 확관부(4)를 합치고, 십자형 격벽(6)을 삽입하여 확관부(4)의 용접이 이루어지도록 하여, 배기 매니폴드(2)의 제작이 이루어지도록 한다.Next, as shown in FIG. 2, the
그러나, 전술한 공정으로 제작되는 배기 매니폴드는 확관부의 기계적인 확관으로 두께가 감소되어 내구성이 저하되는 문제점이 있다. 그리고, 확관부 용접을 위한 십자형 격벽의 접합면 용접이 불균일할 수 있으며, 십자형 격벽의 삽입 공정의 추가됨으로 배기 매니폴드의 생산성 저하 및 원가상승의 문제점이 있다.However, the exhaust manifold manufactured by the above-described process has a problem in that the thickness is reduced due to mechanical expansion of the expansion portion, thereby reducing durability. Further, welding of the cross section of the cross partition wall for welding the expansion pipe may be nonuniform, and the addition of the cross partition wall insertion process may reduce productivity and increase the cost of the exhaust manifold.
본 발명은 상기 전술한 바와 같은 문제점들을 해결하기 위해 창출된 것으로서, 배기 매니폴드를 구성하는 런너의 확관부의 두께 감소됨 없이 용접 결합이 이 루어지도록 하며, 십자형 격벽의 삭제로 생산성 향상 및 원가절감이 가능하도록 하는 배기 매니폴드 및 하이드로 포밍을 이용한 배기 매니폴드 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above-described problems, the weld coupling is achieved without reducing the thickness of the expansion portion of the runner constituting the exhaust manifold, and the productivity of the cross-shaped bulkhead is removed and the cost reduction It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing an exhaust manifold using an exhaust manifold and hydroforming which makes it possible.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 배기 매니폴드는, 배기가스가 이동되는 다수개의 런너를 구비한 배기 매니폴드에 있어서, 엔진실린더헤드에 결합되는 인렛 플랜지; 및 상기 인렛 플랜지에 다수개로 결합되며, 타단은 하이드로 포밍으로 확관된 확관부가 각각 형성되고, 상기 다수개의 확관부는 용접 결합되는 런너;를 구비하는 것을 특징으로 한다.Exhaust manifold of the present invention for achieving the above object, the exhaust manifold having a plurality of runners to which the exhaust gas is moved, Inlet flange coupled to the engine cylinder head; And a plurality of coupled to the inlet flange, the other end of each of which is formed with a hydro-expanded expansion tube, the runners being welded to the plurality of expansion tubes.
본 발명에 있어서, 상기 다수개의 확관부는 용접 결합시 원형으로 형성되도록 확관되는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the plurality of expansion pipe is characterized in that the pipe is expanded to be formed in a circular shape when welding.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 하이드로 포밍을 이용한 배기 매니폴드 제조방법은, (a) 일정의 곡률을 갖도록 벤딩하는 런너 벤딩 단계; (b) 상기 단계의 벤딩된 런너의 일단을 하이드로 포밍으로 확관하는 단계; 및 (c) 상기 단계의 확관된 런너의 일단을 용접 결합하는 단계;를 포함한다.Exhaust manifold manufacturing method using the hydroforming of the present invention for achieving the above object, (a) a runner bending step of bending to have a predetermined curvature; (b) expanding one end of the bent runner of the step by hydroforming; And (c) welding to join one end of the expanded runner of the step.
본 발명에 있어서, 상기 (b) 단계는, (b1) 상기 하이드로 포밍 작업과정중, 상기 런너의 일단을 하이드로 포밍 작업 방향으로 가압하여 상기 확관부의 단면 두께를 더 부여하는 피딩단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the step (b), (b1) during the hydroforming operation, the step of feeding the end of the runner in the hydroforming working direction to further give a cross-sectional thickness of the expansion portion; includes; It is characterized by.
이하 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 배기 매니폴드 및 하이드로 포밍을 이용한 배기 매니폴드 제조방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 그러 나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.Hereinafter, a method for manufacturing an exhaust manifold using an exhaust manifold and hydroforming according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but may be implemented in various forms, and only the present embodiments are intended to complete the disclosure of the present invention and to those skilled in the art. It is provided for complete information.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 배기 매니폴드를 도시한 도면이고, 도 6은 도 5의 확관부 용접 결합을 도시한 도면이며, 도 7은 런너의 하이드로 포밍 공정의 제1피딩을 도시한 도면이고, 도 8은 런너의 하이드로 포밍 공정의 제2피딩을 도시한 도면이다. 5 is a view showing an exhaust manifold according to a preferred embodiment of the present invention, FIG. 6 is a view showing the expansion weld joint of Figure 5, Figure 7 shows a first feeding of the hydroforming process of the runner 8 is a view illustrating a second feeding of the hydroforming process of the runner.
도 5 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 배기 매니폴드(100)는, 배기가스가 이동되는 다수개의 런너를 구비한 배기 매니폴드에 있어서, 엔진실린더헤드에 결합되는 인렛 플랜지(10)와, 인렛 플랜지(10)에 결합되며 타단은 하이드로 포밍으로 확관된 확관부(21)가 형성되는 런너(20)를 구비한다.5 to 8, the
상기 인렛 플랜지(10)는 엔진실린더헤드(미도시)와 런너(20) 간의 결합을 위해 마련되는 장치를 말한다. 상기 인렛 플랜지(10)에는 다수개의 런너(20)가 장착된다.The
상기 런너(20)의 일단은 인렛 플렌지(10)를 통해 차체의 배기가스 배기부에 장착되며, 타단은 확관부(21)가 형성된다. 상기 런너(20)의 확관부(21)는 하이드로 포밍 공법으로 확관된다. 이에따라, 종래 런너의 기계적인 확관이 아닌, 하이드로 포밍 공법에 의한 확관됨을 통해, 확관부의 두께의 손실이 발생되지 않도록 한다. One end of the
즉, 런너(20)의 하이드로 포밍 작업시, 도 7에 도시된 바와 같이, 하이드로 포밍 작업 방향으로 양단에서 가압력을 가하는 제1피딩 작업으로, 런너의 확관부의 하이드로 포밍시 소재의 늘어남에 따른 터짐 현상 발생을 방지하도록 한다. 이어서, 런너의 하이드로 포밍 작업이 완료되면, 확관부(21)의 두께 확보를 위해 재차 제2피딩 작업이 실시되도록 하여, 확관부의 충분한 단면 두께를 확보하도록 한다.That is, during the hydroforming operation of the
여기서, 다수개의 런너(20)의 확관부(21)의 형상은, 도 6에 도시된 바와 같이, 서로간 합쳐졌을 경우 원형을 이루도록 하이드로 포밍 작업이 이루어지도록 한다.Here, the shape of the
이러한, 다수개의 런너(20)는 확관부(21) 서로간의 용접으로 결합됨으로, 배기 매니폴드의 제작공정이 완료되도록 한다. 따라서, 종래 확관부 용접을 위한 십자형 격벽의 제거가 가능하도록 한다.Such a plurality of
도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 하이드로 포밍을 이용한 배기 매니폴드 제조방법의 흐름도이다. 9 is a flowchart of a method for manufacturing an exhaust manifold using hydroforming according to a preferred embodiment of the present invention.
도 9를 참조하여 본 발명의 하이드로 포밍을 이용한 배기 매니폴드 제조방법을 설명한다.Referring to Figure 9 will be described in the exhaust manifold manufacturing method using the hydroforming of the present invention.
먼저, 일정 곡률을 갖도록 벤딩하는 런너 벤딩 작업을 실시한다.(S11) First, a runner bending operation for bending to have a predetermined curvature is performed (S11).
다음, 상기 단계의 벤딩된 런너의 일단을 하이드로 포밍으로 확관되도록 한다.(S13) 이러한 다수개의 런너(20)의 확관부(21)는 서로간 확관된 단부를 합쳤을 경우 원형을 이루도록 하이드로 포밍 작업을 실시한다.Next, one end of the bent runner of the step is to be expanded by hydroforming. (S13) The
여기서, 런너 확관부의 하이드로 포밍 작업시 두께 확보를 위해 가압하도록 하는 피딩단계가 실시하도록 한다.(S15) 이러한 피딩 작업후, 런너 제작의 최종 단계에서 재차 피딩 작업이 실시되도록 하여 런너 확관부의 충분한 두께 확보가 가능 하도록 한다.Here, the feeding step to pressurize to secure the thickness during the hydroforming operation of the runner expansion portion is to be carried out. (S15) After such a feeding operation, the feeding operation is performed again at the final stage of the runner production so that the sufficient runner expansion portion is sufficient. Make it possible to secure the thickness.
다음, 상기 단계(s13)의 확관된 런너의 일단을 용접하여, 배기 매니폴드의 제조 공정이 이루어지도록 한다.(S17)Next, one end of the expanded runner of the step (s13) is welded so that the manufacturing process of the exhaust manifold is performed (S17).
이상, 본 발명을 도면에 도시된 실시예를 참조하여 설명하였다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않고 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명과 균등한 범위에 속하는 다양한 변형예 또는 다른 실시예가 가능하다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호범위는 이어지는 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.The present invention has been described above with reference to the embodiments shown in the drawings. However, the present invention is not limited thereto, and various modifications or other embodiments falling within the scope equivalent to the present invention are possible by those skilled in the art. Therefore, the true scope of protection of the present invention should be defined by the following claims.
상기와 같은 본 발명의 배기 매니폴드 및 하이드로 포밍을 이용한 배기 매니폴드 제조방법은 다음과 같은 효과를 갖는다.Exhaust manifold manufacturing method using the exhaust manifold and hydroforming of the present invention as described above has the following effects.
배기 매니폴드를 구성하는 런너의 확관부를 하이드로 포밍으로 형성되도록 하고, 각 단부의 용접 결합이 이루어지도록 함으로써, 확관부의 두께 감소됨이 없이 용접 결합이 원활하게 이루어질 수 있도록 한다.The expansion portion of the runner constituting the exhaust manifold is formed by hydroforming and the welding coupling of each end is made, so that the welding coupling can be made smoothly without reducing the thickness of the expansion pipe.
또한, 종래 런너 확관부 결합을 위한 십자형 격벽의 삭제가 가능하도록 하여, 생산 원가 절감 및 생산 공정의 축소가 가능하도록 한다.In addition, it is possible to delete the cross-shaped bulkhead for coupling the conventional runner expansion pipe, it is possible to reduce the production cost and the production process.
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