CN101070052A - 紧固装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种将排气系统(4)的至少一个组件(2、3)紧固到机动车(6)的至少一个部件(5)上的装置，包括一将其设计成刚性紧固到排气系统(4)的至少一个组件(2、3)上的组件支腿(7)和一将其设计成刚性紧固到机动车(6)的至少一个部件(5)上的部件支腿(8)。为了改善紧固装置(1)的长期稳定性，设置了带有或由一弹性体(12)制成的一耦联体(9)，该耦联体一端固定连接到组件支腿(7)上，另一端固定连接到部件支腿(8)上。

Description

紧固装置
技术领域
本发明涉及一种将排气系统的至少一个组件紧固到机动车的至少一个部件上的装置。
背景技术
这种类型的紧固装置的特征在于，它必须在排气系统的纵向上，吸收排气端上的相应组件与机动车端上的相应部件之间的比较大的相对运动，因此必须具有相应的弹性。由于在机动车运行中因排气系统的加热所引起的热膨胀作用而发生这种相对运动。为此，这种紧固装置具有在安装状态下固定设置到相应组件上的一组件支腿和在安装状态下固定设置到相应部件上的一部件支腿。这两支腿然后通过耦联体彼此连接，以便它们在连接方向上相隔一段距离。支腿优选由金属板制成，从而在连接方向上产生该紧固装置的所需弹性，该连接方向优选平行于排气系统的纵向方向。
已经发现，运行过程中，由于作用在它上面的载荷，在这种紧固装置中会比较快地发生疲劳，因此会被损坏，最后破坏。
发明内容
本发明涉及的问题，即提供一种引言中所提及类型的紧固装置的改进实施方案，其特点尤其在于长的使用寿命。
根据本发明，这一问题通过独立权利要求的主题得以解决。优选实施方案是从属权利要求的主题。
本发明基于的总体思想是提供具有弹性体的耦联体，例如将它设计成由弹性体制成。由于这一设计，该耦联体能阻尼支腿间的旋转振动，例如绕上述连接方向的旋转振动。本发明利用以下发现即，将耦联体用作支杆，在机动车运行期间于排气系统内发生振动，并导致紧固装置区域内的旋转振动。在连接到紧固装置的排气系统和/或相应组件的共振频率区域内，所述振动可获得较高的振幅，在刚性耦联体和/或两支腿彼此刚性固定的情况下，其会导致损坏。由于弹性体的使用，可对振动进行阻尼，因此移走振动系统的能量。同时，耦联体为弹性的，所以由于支腿之间所传送的扭矩和应变而不太容易受到损坏。从而大大延长了该紧固装置的使用寿命。
在优选实施方案中，可对由弹性体制成的耦联体进行设计，以便该紧固装置可作为减震缓冲器，又简称为减震器。减震器由机体(mass)、弹件(spring)和阻尼器(damper)构成，并通常设计为可阻尼特定的振动频率。为了使该紧固装置在安装状态作为减震器，弹件和减震器由耦联体，如弹性体形成，而机体由排气系统的至少一个组件形成。由于作为减震器的紧固装置的实施方案，所发生的振动振幅可大大地减小，所以相当大能量的振动能从该体系移走。因此，显著地降低了紧固装置和排气系统的过载风险。
附图说明
本发明的其它重要特征和优点来自从属权利要求、附图和参照附图的各自的附图说明。
不言而喻的是上述特征和下文还将阐述的那些特征不仅可以以给定的特殊组合方式使用，而且可以以其它组合方式或者单独地使用，都不超出本发明的范围。
本发明的优选示例性实施方案描述于附图中并且在以下阐述中详细进行说明，其中，相同的附图标记用以指代相同、相似或功能相同的部件。
附图中，每一幅示意性地显示了：
图1显示了紧固装置的透视图。
图2-图4显示了不同实施方案中紧固装置部分区域的局部剖视图。
具体实施方式
根据图1，一种紧固装置1，包括组件支腿7、部件支腿8和耦联体9，借助该装置可将排气系统4的至少一个组件2或3连接到机动车6的至少一个部件5上，其它此处未示出。此处所示的安装状态下，组件支腿7刚性或硬连接到相应的组件2和3上。部件支腿8刚性或硬连接到安装状态下相应的部件5上。两支腿7、8通过耦联体9彼此相连接。
例如排气系统4的每个组件2、3都包括一催化转化器。此处所示的实施例中，排气系统4设计有两条流动管线，因此具有两条排气平行流经的排气管线，并且每条管线都包含一个催化转化器2、3。该催化转化器2、3并排设置在图1中所示的机动车6的区域内。利用紧固装置1，可将两催化转化器2、3同时安装在部件5上。为此，每个催化转化器2、3都具有紧固托架10，通过其将相应组件2、3刚性或硬连接到组件支腿7上。此处的刚性或硬连接到可借助螺旋接头11加以完成。
机动车6的至少一个部件5例如可以是变速器和/或传动部分，特别是所谓的钟形传动齿轮。另外，部件5和部件支腿8之间的刚性或硬性紧固可通过螺旋接头11加以实施。
耦联体9由弹性体制成，下文将其标记为12。弹性件12或弹性体12一端固定连接到组件支腿7上，另一端固定连接到部件支腿8。
两支腿7、8每个都能设计成金属板形状或者此处所示的优选实施方案中它们是平坦的，并优选对它们加工成形，以便它们每个在一平面内延伸。该平面横过附图中如箭头13所示的连接方向延伸。这一连接方向13优选平行于排气系统4的排气管线的纵向方向，其可作为直角坐标系的X轴方向。因此，金属板7、8延伸其中的平面是上述坐标系的y-z平面。因为可将它们尺度化成沿它们厚度方向要小于横过它们的厚度，所以支腿7、8由金属板制成或者它们是平坦的。在连接方向13上，耦联体9将两支腿7、8彼此连接。同时，所述连接方向13上，耦联体9使得两支腿7、8之间形成一间隙。由于支腿7、8的金属板设计和它们的y-z取向，所以紧固装置1就能通过支腿7、8吸收排气系统4和机动车6间X方向上的相对运动。这种相对运动源自运行过程中大大加热起来的排气系统4的长度热致变化。为了紧固装置1在x方向上获得所需的柔韧度，目前情况下，组件支腿7具有连接部分14，其将耦联体9连接到组件支腿7的紧固部分15上，并因此桥接组件2、3和部件5之间的距离。由于弹性体12，可改善取向成x方向的组件2、3和部件5之间相对调整用的紧固装置的弹性。
机动车6的运行中，在排气系统4内部会发生显示于紧固装置1的区域中的振动，该振动例如具有转动振动的形式，其中支腿7、8相对彼此振动并将耦联体9作为振动支杆，例如绕连接方向13振动。由于该弹性体12，所以该耦联体9也允许这种旋转振动。但是，该弹性体12对这种旋转振动具有阻尼作用。这意味着，因为弹性体12内与旋转振动相关的变形，将振动能消耗成为热能，所以该振动系统消耗了能量。因此减少了发生的振动振幅。同时，由于弹性体12的弹性，减少了该紧固装置的损坏风险。本文中，在上下文也提及了因为路面扰动的负载陡增而引起相当大的应力和通过具有阻尼的弹性体所吸收的热应力。
一实施方案中，对耦联体9和/或弹性体12进行或都进行设计，以便在安装状态下，紧固装置1连同连接到其上的至少一个组件2、3形成减震缓冲器，简称减震器。耦联体9和/或弹性体12形成弹件，阻尼器形成减震器，而通过紧固装置1连接到部件5上的组件2、3形成该减震器的机体。因而将紧固装置1和/或它的弹性体12设计用于排气系统4形成的振动体系中，实际上可有目的地进行这样的设计，以便通过该紧固装置1连接到部件5的组件2、3和紧固装置1一起形成减震器。随后，可对组件2、3的区域内显示的振动突增的振动状态进行强烈地阻尼，以便极大地减小它们的振幅。以后显著地降低紧固装置1上的载荷，以便相应地延长其使用寿命。对于用作减震器的紧固装置1，弹性体12和/或耦联体9不只用作阻尼器，而且另外它还用作减震器内部的弹件，并通过适合的尺度化允许有所需的阻尼作用。
所述减震器可设计用于阻尼绕支杆，即绕耦联体9振动的转动振动。另外，优选将所述减震器设计用于阻尼在发生共振时至少一个组件2、3振动的振动频率。共振范围内的振动会导致特别大的振幅，该振幅因而具有特别大的破坏力。通过对耦联体9和/或弹性体12有目的的设计，以制造尤其是在共振情况下显示出其优选阻尼作用的减震器，可大大地降低损坏的风险。
根据图1，部件支腿8通过间隔一段距离的至少两个紧固点，即通过螺旋接头11连接到部件5上。这样，部件支腿8通过相对于绕连接方向13的扭矩的上述紧固点11加以支撑，该连接方向与耦联体9共轴。组件支腿7也支撑在相应的组件2上，以阻止绕连接方向13的扭矩。为此，对于每个紧固点，即每个螺旋接头11，都设置有扭矩支点16。例如这种扭矩支点16包括第一部件，例如销17，其远离组件支腿7伸出，并沿扭矩的方向，即相对绕连接方向13的旋转与耦联体9共轴地支撑在第二组件上，该第二组件例如此处由插销头18形成，其可设计在相应的托架10上并其中啮合有销17。
根据图2，在一简单的实施方案中，耦联体9可仅由弹性体12制成。该实施方案中，弹性体12固化到两支腿7、8上。作为选择，也可将弹性体12整体铸造或模制到至少一个支腿7、8上。
在图3所示的实施方案中，耦联体9在其弹性体12内具有一通孔19。使一固定部件21穿过通孔19并穿过形成于支腿7、8内的相应孔20，所以它们与通孔19平齐。例如该固定部件21由螺杆组成。固定部件21用来以防损耗(loss-proof)的方式将两支腿7、8连接在一起。为此，例如将固定部件21用两螺母22倚靠两支腿7、8旋入。可对螺母22旋转地进行固定。特别是并不需要轴支架。将固定部件21固定在支腿7、8上，以使在绕用作支杆的耦联体9的支腿7、8间的扭矩传送中，根本不涉及或者仅轻微会涉及到它。与专门或者几乎专门实施支腿7、8之间扭矩传送的耦联体9相对照，可以看出扭矩传送中该轻微或微小的涉及。将固定部件21设置用于弹性体12被损坏且不再能提供支腿7、8间所需的支撑力的情况下。另外，根据图3的实施方案中，弹性体12整体铸造或模制或固化到至少一个支腿7、8上。
在图4所示的实施方案中，耦联体9具有圆板23和在每个端面从圆板23远离伸出的螺钉24。所述螺钉24优选为螺栓，并以旋转固定的方式连接到圆板23上。相应的螺钉24穿过相应的支腿7、8，向后进入通孔20，并通过螺母22固定地旋入相应的支腿8中。与图3所示的螺旋接头相比，图4所示的螺旋接头也可固定地进行设计，以便能实施支腿7、8间充分的扭矩传送。
此处所示的实施方案中，弹性体12具有圆柱形的外部轮廓。另外，在图3所示的实施方案中，可将弹性体12设计为环状体，而在其它实施方案中，可将其设计为实心体。在x方向上和/或在连接方向13上弹性体12的厚度优选达到2mm-20mm。优选将弹性体12制造在硅树脂基质上。其它塑料，例如橡胶基塑料或VMO塑料也是可能的。例如，对于弹性体12来说，以下的弹性材料是可想到的：直到200℃稳定的硅树脂，直到120℃或直到150℃稳定的EPDM或天然橡胶。另外，弹性体12优选设计为具有20-150ShA的肖氏硬度，优选为60-120ShA。

Claims (12)

1.一种将排气系统(4)的至少一个组件(2、3)紧固到机动车(6)的至少一个部件(5)上的装置，
具有一组件支腿(7)，将其设计成刚性紧固到所述排气系统(4)的至少一个组件(2、3)上，
具有一部件支腿(8)，将其设计成刚性紧固到所述机动车(6)的至少一个部件(5)上，
具有一耦联体(9)，其带有或由一弹性体(12)制成，并且一端固定连接到所述组件支腿(7)上，另一端固定连接到所述部件支腿(8)上。
2.根据权利要求1所述的紧固装置，其特征在于，对所述耦联体(9)进行设计，以便所述紧固装置(1)用作减震器，它的弹件和阻尼器由所述耦联体(9)形成，它的机体由所述排气系统(4)的至少一个组件(2、3)形成。
3.根据权利要求2所述的紧固装置，其特征在于，将所述减震器设计用来阻尼绕作为振动支杆的所述耦联体(9)和/或绕一连接方向(13)的旋转振动，在该连接方向上，所述耦联体(9)支持彼此相隔一段距离的所述两支腿(7、8)。
4.根据权利要求2或3所述的紧固装置，其特征在于，将所述减震器设计用于阻尼在共振的情况下，所述排气系统(4)的至少一个组件(2、3)振动时的振动频率。
5.根据权利要求1-4任一项所述的紧固装置，其特征在于，将至少一个所述支腿(7、8)设计为金属板部件并在横穿过连接方向(13)的一平面内延伸，所述耦联体(9)沿该方向将所述两支腿(7、8)彼此连接。
6.根据权利要求1-5任一项所述的紧固装置，其特征在于，所述耦联体(9)整体模制或铸造或固化到所述支腿(7、8)之一上。
7.根据权利要求1-6任一项所述的紧固装置，其特征在于，所述耦联体(9)通过圆板(23)和从其伸出的螺钉(24)连接到所述支腿(7、8)的至少之一上，所述耦联体(9)整体模制或铸造或固化到支腿上。
8.根据权利要求1-7任一项所述的紧固装置，其特征在于，所述耦联体具有一中央通孔(19)，一固定部件(21)穿过其中，并将所述两支腿(7、8)以防损耗的方式连接。由此，与所述耦联体(9)相比，所述固定部件(21)在绕一连接方向(13)的扭矩传送中很少涉及或者没有涉及，在该连接方向上，所述耦联体(9)支持彼此相隔一段距离的所述两支腿(7、8)。
9.根据权利要求1-8任一项所述的紧固装置，其特征在于，将至少一个所述支腿(7、8)通过至少两个紧固点(11)连接到所述至少一个组件(2、3)上或者连接到所述至少一个部件(5)上。
10.根据权利要求1-9任一项所述的紧固装置，其特征在于，将至少一个所述支腿(7、8)通过紧固点(11)或扭矩支点(16)连接到所述的相应部件(5)上或连接到所述的相应组件(2、3)上。
11.根据权利要求1-10任一项所述的紧固装置，其特征在于，
所述机动车(6)的所述部件(5)是一变速器或钟形传动齿轮和/或
所述排气系统(4)的所述组件(2、3)是所述排气系统(4)的两排气管线的两催化器，其中排气平行吹过。
12.根据权利要求1-11任一项所述的紧固装置，其特征在于，
所述弹性体(12)具有20ShA-150ShA的肖氏硬度，和/或
所述弹性体(12)制备在硅树脂基质或橡胶基质上。
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