CN101743388A - 具有改制壁厚的排气系统管 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于排气系统的管(10)，所述管(10)具有附加部件(18)，所述附加部件(18)借助于钎焊焊缝(20)而牢固地连接至所述管(10)。

Description

具有改制壁厚的排气系统管
技术领域
本发明涉及一种用于排气系统的管。
背景技术
在机动车辆中，设计工程师一般总是努力使所有部件的重量都尽可能地低。这样，在机动车辆操作期间，可以特别地节省燃料。一种使排气系统的重量最优化的方式是使用具有改制壁厚的管，即所谓的“改制管”。术语“改制壁厚”的含义是在管的各个位点中，使壁厚适应于在该处占主导的应力，这意味着在承受高机械应力的区域中，使用比承受较小应力的其它区域大的壁厚。
到目前为止，需要非常大的努力来使管的壁厚适应于相应应力，因为非常难以对用于排气系统的常规拉制管的壁厚作出变化。因此，排气系统管的壁厚主要是基于作用在各部分中的最大应力来确定的，从而比如达到因振动而引起高应力的部分中的疲劳极限，或者在提供熔焊焊缝的情况下确保焊接期间的工艺可靠。特别地，熔焊焊缝导致了在排气系统中使用壁厚实际上过大的管。为了能够以工艺可靠的方式形成具有常规精确度的熔焊焊缝，在使用了主要用于节省成本的MAG焊接的任何情况下，目前使用的是在1.0mm至1.5mm的范围中的壁厚。然而，考虑到管的机械稳定性，0.8mm的壁厚对主要部件而言将是足够的。这里，可以看出，通过具有局部改制壁厚的管而可以实现相当大的重量减轻。
已进行了通过对管进行局部压缩来形成改制壁厚的试验。然而，已发现在细管的情况下该方法的工艺可靠性不足。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种用于排气系统的管，所述管能够以低成本的方式生产，从而具有适宜的改制壁厚。
为了实现该目的，提供了一种根据本发明的用于排气系统的管，所述管具有附加部件，所述附加部件通过钎焊焊缝(brazing seam)而与所述管牢固地连接。本发明基于这样的发现，即借助于钎焊焊缝，附加部件亦即在短的长度上延伸的加强部件能够以工艺可靠的方式紧固至所述管。另一方面，本发明利用了这样的发现，即钎焊是一种工艺极其可靠的方法。
附加部件可以是短管部件、套管或者甚至可以是功能部件。由此，能够在局部形成适宜的壁厚，考虑到作用在该处的应力，该适宜的壁厚是必需的。
不管附加部件布置在管内或者管外对强度基本上没有影响。
根据优选实施方式，所作的设置是，将第三部件安装在附加部件的区域中。该第三部件可以是被用来将排气系统安装至机动车辆的紧固翼片或者紧固孔。特别地，第三部件能够焊接在其上。事实上，已发现，借助于附加部件而在局部设置有增大壁厚、更具体而言具有双层结构的管，在焊接期间表现为如同壁厚原本就大的管一样。比如，壁厚为0.8mm的、设置有壁厚也为0.8mm的附加部件的管在附加部件的区域中表现为如同壁厚为1.6mm的管一样。第三部件通过实际管以及附加部件而能够容易地焊接至该管，其中所述实际管以及附加部件各自的壁厚实际上并不允许进行焊接。对第三部件进行焊接而供应的能量会导致管与附加部件之间的钎焊材料部分地熔融，但这没有多大关系。在试验中已发现，钎焊焊缝的质量也不会因多次重复熔融而受到影响。
第三部件也可以是消音器的壳体或催化转化器的壳体。在排气管的壁厚小的情况下，该第三部件也能够比如使用激光焊接来紧固。
从所附的权利要求中，本发明的有利实施方式将变得清楚。
附图说明
下面参照在附图中示出的各种实施方式来描述本发明，所述附图为：
-图1是排气系统的一部分的示意图；
-图2是根据本发明的管的第一示例；
-图3是根据本发明的管的第二示例；
-图4是根据本发明的管的第三示例；
-图5是根据本发明的管的第四示例；以及
-图6是根据本发明的管的第五示例。
具体实施方式
图1总体示出了用于排气系统的管10。这里，管10由第一部分12、第二部分14和第三部分16组成。特别地，部分12和16实施为具有远比排气系统管的普遍常用壁厚小的壁厚。壁厚优选地为大约0.8mm。
该壁厚不足以允许紧固翼片的固定或紧固孔的固定。为了在局部获得改制壁厚，设置了附加部件18(见图2)，所述附加部件18构造为布置在管10的内部的套管，比如在图2的区域II中。在附加部件18与管10之间具有钎焊焊缝20，其由高温钎焊金属形成。该钎焊焊缝能够通过感应钎焊、通过连续炉中的钎焊或者通过腔室钎焊而形成，如果有必要，则使用保护气体和助熔剂。附加部件18的壁厚为大约0.8mm，从而在局部获得1.6mm的壁厚。这允许对呈紧固孔22形式的第三部件进行紧固，所述紧固孔22焊接至管10(见熔焊焊缝24)。由于在局部使壁厚增加，因此尽管其在该处具有双层结构，但是管10在焊接期间仍表现为如同壁厚为1.6mm的管一样。
对附加部件进行钎焊时所导致的特别优点在于，与熔焊焊缝相比，钎焊焊缝导致“软性”截面转变(“soft”cross-sectional jump)。因此，对于具有被钎焊在其中的附加部件的管，获得非常良好的疲劳极限值。
图3示出了图2中所示实施方式的替代方案。不同之处在于，这里附加部件18不是插入管10的内部，而是放置在管的外表面上。然后将附加部件18钎焊至管10，从而在局部获得适应于相应要求的改制壁厚。如果附加部件18将不布置于管10的端部，而是进一步布置在内部，那么上述方案是特别有利的。在这种情况下，外部附加部件能够更容易地被固定。
将附加部件18构造为周向封闭管并非绝对必要，其能够构造为比如弯曲的薄片金属坯件。由此，附加部件18能够比如紧固在圆弧部后。
图4示出了一种示例性实施方式，所述实施方式能够用在比如图1的区域IV中。呈短管形式的附加部件18被钎焊至管10上，其具有比管10的壁厚大的壁厚。由此，在短管区域中获得比管10区域的强度值高的强度值。
在该实施方式中同样特别有利的是，钎焊焊缝20形成了疲劳极限试验中的软性截面转变，而不是形成在熔焊焊缝中会出现的硬性截面过渡。因此，钎焊焊缝20不会导致疲劳极限的减小。
图5示出了能够用在图1的区域V中的示例性实施方式。在这种情况下，附加部件18实施为功能部件，更具体而言，实施为管10内的管嘴。这种附加部件能够以低成本方式定位于管10内的期望部位并被钎焊在其中。
图6示出了这样一种示例性实施方式，在该示例性实施方式中，作为第三部件，消音器的壳体26能够在比如图1的区域VI中与排气管连接。与图2的实施方式类似，排气管的内表面由附加部件18加强。这允许比如使用激光焊接而将壳体26焊接至管10。同时，消音器的布置在壳体内的内管28能够与该消音器的壳体26以及与管10连接。
当然，壳体26可以是排气系统中不同于消音器的组成部件或者功能部件，并且可以是比如催化转化器或过滤器。

Claims (16)

1.一种用于排气系统的管(10)，所述管(10)具有附加部件(18)，所述附加部件(18)通过钎焊焊缝(20)而与所述管(10)牢固地连接。
2.根据权利要求1所述的管(10)，其特征在于，所述附加部件(18)是短管部件。
3.根据权利要求1所述的管(10)，其特征在于，所述附加部件(18)是套管。
4.根据权利要求1所述的管(10)，其特征在于，所述附加部件(18)是功能部件。
5.根据权利要求4所述的管(10)，其特征在于，所述功能部件(18)是管嘴。
6.根据前述权利要求中任一项所述的管(10)，其特征在于，所述附加部件(18)布置在所述管(10)内。
7.根据权利要求1-5中任一项所述的管(10)，其特征在于，所述附加部件(18)布置在所述管(10)外。
8.根据权利要求7所述的管(10)，其特征在于，所述附加部件(18)布置成与所述管(10)齐平。
9.根据前述权利要求中任一项所述的管(10)，其特征在于，在所述附加部件(18)的区域中布置第三部件(22；26)。
10.根据权利要求9所述的管(10)，其特征在于，所述第三部件(22；26)借助于熔焊焊缝(24)而被固定。
11.根据权利要求9和10中任一项所述的管(10)，其特征在于，所述第三部件是壳体(26)。
12.根据权利要求11所述的管(10)，其特征在于，所述壳体(26)是消音器的壳体或催化转化器的壳体。
13.根据前述权利要求中任一项所述的管(10)，其特征在于，所述管(10)的壁厚为大约0.6mm至0.8mm。
14.根据前述权利要求中任一项所述的管(10)，其特征在于，所述附加部件(18)的壁厚为大约0.2mm至0.8mm。
15.根据前述权利要求中任一项所述的管(10)，其特征在于，所述钎焊焊缝(20)由高温钎焊金属构成。
16.根据权利要求15所述的管(10)，其特征在于，所述钎焊焊缝(20)通过感应钎焊特别是通过高温感应钎焊而形成。
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