CN101418714B - 可用于排出气体系统的金属片部件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及金属片部件(1)，其可用于排气系统，具有由至少两个外壳(3，4)组成的本体(2)，具有至少一个管子(5)，其中至少两个外壳(3，4)沿着接触的对接边缘(8，9)结合在一起，其中至少两个外壳(3，4)在外部和管子(5)相接触形成管状的连接区域(10)，已经被结合在一起的外壳(3，4)的的对接边缘(8，9)延伸至其内，其中管子(5)通过焊缝(11)结合到这些外壳(3，4)上，该焊缝沿着这些外壳(3，4)的边缘(12)在连接区域(10)内延伸，围绕管子(5)以管子的纵向方向(13)在端部延伸。为了改善金属片部件(1)的持久性，外壳(3，4)在连接区域(10)内如此设计，使得它们在管子(5)的纵向方向(13)上突出超过对接边缘(8，9)的纵向端部(14)并互相间隔一定距离。

Description

可用于排出气体系统的金属片部件
技术领域
本发明涉及一种金属片部件，其可用于排出气体系统。
背景技术
在许多应用中，都使用了具有包含至少两个外壳和至少一个管子的本体的金属片部件。例如，可以想到的有，具有从外壳向外导出的管子的以半壳(half-shell)结构制造的外壳。然后这些半壳沿着对接边缘，例如通过焊缝被结合在一起。这些半壳可形成一管状的连接区域，其与管子在外侧相接触，用于该管子的连接，其中这些半壳的结合的对接边缘延伸。然后管子通过焊缝结合到这些半壳上，使得该焊缝沿着在连接区域内环绕管子的外壳边缘延伸，所述的边缘位于该管子的纵向方向的端部。在端部的边缘通常在管子周围以最短的路径延伸，从而通常位于垂直于管子纵向方向延伸的平面内。在该管子的圆形横截面的情况下，在端部的边缘从而具有一圆形的路径，从而在管子和半壳之间的焊缝同样为圆形的。
高负荷特别发生在装设有排气系统的车辆的运行过程中，并可能导致在管子和外壳本体之间的焊接接头的失灵。
发明内容
本发明涉及提供如导言中限定的类型的金属片组件的改进的实施例的问题，该实施例的特征特别在于其具有延长的使用寿命。
该问题根据本发明独立权利要求的主题而解决。有利的实施方式为从属权利要求的主题。
本发明的大体思想基于如下，延长在连接区域内和管子相接触的外壳并使其在管子的纵向方向超过邻接的对接边缘的纵向端部，以这样一种方式，即延伸超过对接边缘纵向端部的这些外壳的区域彼此间隔一定距离。从侧面看来，这产生了端部边缘的楔形或谷形的样式，其中该端部边缘沿着其线路从一个与对接边缘的纵向端部相隔一定距离的外壳的区域到达该纵向端部，并且再次与另一个外壳上的纵向端部相隔一定距离。由于在连接区域内的外壳的所建议的实施方式，这导致了邻接于对接边缘的纵向端部的焊缝的延长，其增加了管子和外壳之间的连接力或者至少更加均匀地分布这些力。同时，这降低了在对接边缘的纵向端部区域内的应力峰值，其降低了纵向端部区域内的焊缝上的总负荷。因此，管子和外壳本体之间的焊接接头的持久性从而得以增加。
这样的一个实施方式是有利的，其中两个外壳上的端部边缘具有至少在从对接边缘的纵向端部开始的部分内的对称的线路。由于该焊缝的对称性，焊缝内在负荷之下的最均匀的可能的应力分布能够实现。
根据另一个有利的实施方式，两个外壳之间在连接区域内的距离可随着离对接边缘的纵向端部的距离的增加而增加。这实现了沿着对接边缘的纵向端部的焊缝部分和远离纵向端部的外壳部分的焊缝部分之间的最光滑的可能的过渡。这同样导致了在焊缝内的应力峰值的降低。
在另一个有利的实施方式中，还可能提供两个在连接区域内成形的外壳，使得在对接边缘的纵向端部的端部边缘的线路的切线沿着垂直于对接边缘的纵向方向延伸。该设计同样达到了应力峰值的减少，特别地在纵向端部区域内。
本发明的其他重要特征和优点由从属权利要求，图形和以这些图形为基础的附图的各自的描述而来。
不言而喻的是，上面提到和那些将在下面描述的特征不仅可在给定的特别的组合中应用，还可以在其它的组合中或单独使用，而不会超出本发明的范围。
附图说明
本发明的优选的示例性的实施方式在图中描述并在下面的描述中更加详细地解释，其中相同的附图标记指的是相同或相似或功能上同样的组成。
附图1至5每个都表示不同实施方式中金属片部件在管子和外壳主体之间的焊接接头区域的极大简化的侧视图。
具体实施方式
根据附图1到5，优选地为一排气系统组件的金属片部件1，包含本体2，其由至少两个外壳3和4组成，并还可在下面作为外壳本体2。很明显本体2还可由多于两个3，4的更多外壳组成。如果目前只具有两个外壳3，4，它们可为半壳(half-shells)，但是其不是绝对必需的。外壳3，4为模制的金属片部件，即由金属制成的。此外，该金属片部件1具有至少一个管子5，其通过焊接接头6连接到外壳本体2上。很明显金属片部件1本质上还可具有两个或多个这样的管子5，它们可通过相应的焊接接头6连接到外壳本体2上。管子5同样由金属制成。
在这里显示的两个外壳3，4每个都沿着分界线7具有对接边缘8和/或9。在组装状态下，这两个对接边缘8，9沿着分界线7彼此接触。此外，这两个外壳3，4沿着它们的对接边缘8，9结合在一起，它们彼此互相接触。为此，还可提供未在这里更加详细显示的焊缝。基本上，对接边缘8，9还可通过翻边结合在一起。
这两个外壳3，4形成一管状的连接区域10，其在这里以大括号表示。在连接区域10中，外壳3，4和管子5在外部表面上接触。在连接区域10中对接边缘8，9延伸至彼此内。
管子5通过焊接接头6连接到外壳本体2。为此，焊接接头6包含连续的焊缝11，沿着外壳3，4的边缘12在连接区域10内延伸，其围绕管子5并根据端部的管子5的纵向方向13设计。
两个对接边缘8，9彼此接触处的分界线7限定了对接边缘8，9的纵向方向。对接边缘8，9在连接区域10中在纵向端部14处终止。根据本发明，这两个外壳3，4在连接区域10内如此设计，以便它们每个在管子5的纵向方向13突出超过纵向端部14，并彼此间隔一定距离。为此，端部处的边缘12具有波状样式，在侧视图中可看到，其中曲线的凹处和对接边缘8，9的纵向端部14相接触。由于焊缝11沿着端部边缘12延伸，焊缝11跟随边缘12的特定曲线。由于外壳3，4的这种设计，焊缝11比沿着与纵向方向13成直角延伸的平面环绕管子5的焊缝长。焊接接头6的强度可单独地通过这种方法增加。然而外壳3，4的成形，其以目标的方式在纵向端部14的区域实施，同时导致在纵向端部14区域中的焊缝6上的张力的显著松弛，由于通过这种方法，从管子5传递至外壳3，4的力被分布在一个更大的区域上。焊接接头6的持久性因此而增加。
外壳3，4超过对接边缘8，9的纵向端部14而突出的部分同样在下面被参考为突起15和/或16。
在这里显示的实施例中，端部边缘12具有对称的线路。特别的边缘12以及也这样样的焊缝11设计成至少在连接区域10内以分界线7所在的平面而镜面对称。
在这里所示的实施方式中，值得注意的是在连接区域10中，突起15和16之间的距离随着离开纵向端部14的距离的增加而增加。这产生了在纵向端部14方向逐渐变细的形成于突起15和16之间的间隙的楔子形状。以这种方式可能达到在边缘12线路中、以及属于纵向端部14的区域和离开其一定距离的区域之间的焊缝11逐渐的过渡。
在附图1中，还画出了端部边缘12的曲线的切线17，并且该切线通过纵向端部14而延伸。该切线17垂至于纵向方向延伸，其至少在连接区域10内具有对接边缘8，9。这样，在焊缝11内的应力可在纵向端部14的区域内减小。为此，两个外壳3，4可在它们的突起15，16的区域内成形，使得在纵向端部14的区域内的边缘12的线路具有一圆形的弧形段。该圆形的弧形段的半径至少在连接区域10内可具有例如管子5的直径18的10％。例如，仅作为一例子并且不具有任何普遍效力上的限制，该半径可为5mm。
例如边缘12与突起15，16内的纵向端部14的保持一定，该距离最大为距离19。例如该距离19可等于直径18的三分之一。
根据附图1和2的实施方式不同之处仅在于外壳本体2的设计。附图1显示了一实施方式，其中金属片部件1例如可为一管子组件或者管子分支，例如其可以Y-软管和X-软管的样式设计。与其形成对照的是，附图2显示一实施方式，其中金属片部件1可为一催化剂或微粒的过滤器或一消音器。此外，对金属片部件1来说，任何的其他实施方式也是可能的，例如以外壳或者类似设计的排气弯管，从而不仅金属片部件1可被看作一排气系统的部件，而且基本上任何的其他应用也是可能的。
在根据附图3至5的实施方式中，另外的管子20，其通过另外的焊接接头21连接到另一个管子5上，同样被插入至管子5内。外部的管子5同样在下面参照为外管5，同时内部的管子20同样在下面参考为内管20。将这两个管子5，20连接在一起的另外的焊接接头21包含外周的焊缝22，其连接外管5的轴向端部23于内管20的外部。内管20和外管5还可互换。
在附图3显示的实施方式中，外管5的延伸仅稍微超过外壳本体2的端部边缘12。这产生了至少在一些区域内将两个焊缝11和22设计为二板搭接缝的可能性。该二板搭接焊缝还在通向纵向边缘14并从那里向后返回的焊缝11的部分处在标记区域24内具有一搭接。
在附图4显示的实施方式中，外管5远超出外壳本体2的端部边缘12，从而该两个焊缝11，22可完全彼此分开设计。
在附图5显示的实施方式中，外管5的轴向端部23便利地具有和外壳本体2的端部边缘12相同的线路。这导致使用一个共同的三板(three-plate)搭接缝将内管20，外管5和外壳本体2彼此焊接的可能性。该单独的焊缝11，22与此一致；焊接接头6，21也一样。在附图5显示的侧视图中，外管5的轴向端部23设计成与外壳本体2的突起15，16相一致。

Claims (10)

1.金属片部件，具有由至少两个外壳(3，4)组成的本体(2)，具有至少一个第一管子(5)，其中至少两个外壳(3，4)沿着对接边缘(8，9)彼此接触连接在一起，其中至少两个外壳(3，4)邻接于该第一管子(5)在外部形成管状的连接区域(10)，这些外壳(3，4)的互相连接的对接边缘(8，9)延伸至该连接区域内，其中该第一管子(5)通过焊缝(11)连接到这些外壳(3，4)上，所述焊缝(11)沿着这些外壳(3，4)的一个端部边缘(12)在连接区域(10)内延伸，所述端部边缘(12)在该第一管子(5)的纵向方向(13)上在端部环绕该第一管子(5)，其中这两个外壳(3，4)在该连接区域(10)内在该第一管子(5)的纵向方向(13)突出超过对接边缘(8，9)的纵向端部(14)并彼此间隔一定距离。
2.根据权利要求1所述的金属片部件，其特征在于，在这两个外壳(3，4)上的端部边缘(12)至少在远离该对接边缘(8，9)的纵向端部(14)的部分内具有对称的线路。
3.根据权利要求1或2所述的金属片部件，其特征在于，在连接区域(10)内，两个外壳(3，4)之间的距离随着与对接边缘(8，9)的纵向端部(14)之间的距离的增加而增加。
4.根据权利要求1所述的金属片部件，其特征在于，这两个外壳(3，4)在连接区域(10)内成形，使得端部边缘(12)的曲线在对接边缘(8，9)的纵向端部(14)的切线(17)垂直于对接边缘(8，9)的纵向方向延伸。
5.根据权利要求1所述的金属片部件，其特征在于，这两个外壳(3，4)在连接区域(10)内成形，使得端部边缘(12)在对接边缘(8，9)的纵向端部(14)的区域内具有一弧形段。
6.根据权利要求1所述的金属片部件，其特征在于，这两个外壳(3，4)在连接区域内突出超过对接边缘(8，9)的纵向端部(14)大致第一管子(5)的直径(18)的三分之一。
7.根据权利要求1所述的金属片部件，其特征在于，通过外周焊缝(22)连接于第一管子(5)的轴向端部(23)的第二管子(20)被插入至第一管子(5)内。
8.根据权利要求7的金属片部件，其特征在于，第一管子(5)的轴向端部(23)和外壳(3，4)的端部边缘(12)的曲线同样的成形。
9.根据权利要求7或8的金属片部件，其特征在于，用于连接第二管子(20)与第一管子(5)的焊缝(22)以及用于连接第一管子(5)和这两个外壳(3，4)的焊缝(11)被设计为二板搭接焊缝或者为三板搭接焊缝。
10.根据权利要求1所述的金属片部件，其特征在于，金属片部件(1)为外壳弯管，催化转化器，颗粒过滤器，消音器。
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