CN102146825B

CN102146825B - 消声器

Info

Publication number: CN102146825B
Application number: CN201110033648.5A
Authority: CN
Inventors: 乔治·维尔特
Original assignee: J Eberspaecher GmbH and Co KG
Current assignee: Ebbers Peixie Climate Control System Of Joint Venture Co; Eberspaecher Exhaust Technology GmbH and Co KG
Priority date: 2010-02-05
Filing date: 2011-01-31
Publication date: 2013-07-24
Anticipated expiration: 2031-01-31
Also published as: JP2011163342A; JP5781319B2; DE102010007012A1; EP2354483A3; CN102146825A; EP2354483A2; EP2354483B1; US8205716B2; US20110192676A1

Abstract

本发明涉及一种用于内燃机，特别是机动车的内燃机的排气系统的消声器，其具有两个彼此相对的面端底面（2），一闭合的圆周形的套筒（3），至少一个消声器插入物（4），至少一个入口管（5），和至少一个出口管（6）。至少一个管（5，6）延伸穿过套筒（3）进入消声器内部（8）并且固定在套筒（3）上。如果延伸穿过套筒（3）的管（5，6）在其位于内侧的端部包括一锥形体（10），消声器插入物（4）包括一配套锥形体（11），并且锥形体（10）接合在配套锥形体（11）内，那么制造方法就会变得简单。

Description

消声器

技术领域

本发明涉及一种用于内燃机、特别是机动车内燃机的排气系统的消声器。另外，本发明也涉及一种相关的制造方法。

技术背景

根据其闭合的圆周套筒的制造方式，消声器被分成两种制造方法，也就是说，壳形设计的消声器和卷绕设计的消声器。当具有壳形设计时，两个深长的金属板在边缘互相连接，当具有卷绕设计时，一金属板围着核心卷绕并且闭合。在这之后，一消声器插入物在面端插入，也就是说轴向的进入到卷绕的套筒中，并且在互相远离的轴向端头，两个端底面被连接或者被插入，并且例如通过卷边与套筒连接。

当横向设置消声器时，特别是当横向设置后部消声器时，至少一个管，特别是一入口管能横向设置从而使其能延伸穿过套筒并且进入到消声器的内部。在与卷绕设计连接时就出现了问题，因为这个横向设置的管只能在消声器插入物插入之后装配。为了能可靠的吸收在操作中产生的力，需要将横向的引入穿过套筒的管支撑在套筒上和在位于内侧的消声器插入物上。然而，因为降低的可接近性，这个在消声器插入物上的支撑在与卷绕的结构连接时仅能很困难的实现。

从WO2006/131165A1中可知一种开头提到的类型的消声器。它包括两个彼此相对的面端底面，一闭合的圆周套筒，至少一个消声器插入物，至少一个入口管和至少一个出口管。在那里，管中的至少一个延伸穿过套筒进入到消声器的内部。这个管还被另外的固定至套筒。根据已知的消声器，这个管被另外的固定至消声器插入物，也就是通过机械形成固定。将横向穿过套筒的管固定至消声器插入物及已知的消声器是可以实现的，举例来说，以下面这种方式，即一扩口工具被插入到管内，利用这个工具，在消声器插入物的底面区域，管被扩口，其中管通过底面区域被插入，扩口以这样的一种方式，即管与底面一起在径向被有效加压。

发明内容

本发明提供了一种用于开头提到类型的消声器的改进的实施方式用以解决问题，特别的，其特征在于制造简单。

此段删除。

本发明是基于这样一个总的想法，装配突出穿过套筒进入消声器内部的管，在其端部的内侧设置有锥形体，锥形体用于在消声器插入物上支撑管，在装配的状态与在消声器插入物上形成的配套锥形体相互作用。通过锥形体在配套锥形体内的接合，能在管和消声器插入物之间获得相对于管的轴线方向的径向和轴向的有效的支撑。锥形体和配套锥形体可以相对简单的获得。可以在装配期间同样简单的确立在配套锥形体内的锥形体的有效的接合。在装配状态下，可以为横向连接的管获得足够的支撑，也就是一方面在套筒上而另一方面，通过锥形体与配套锥形体的相互作用，也可以在消声器插入物上。因此，通过有成本效益的制造就能够获得横向设置管充足的稳定性。

根据一个优选实施例，延伸进入到消声器内的管可以被附着，以使其承受轴向的预负荷，其通过接合配套锥形体的锥形体而被支撑在消声器插入物上。通过预负荷，任何在锥形体和配套锥形体之间的间隙都被消除，由此，在管和消声器插入物之间的相对运动也可以被避免。由此，相应的管的支撑效果被改进。

根据一个特殊的实施例，管在消声器插入物上支撑其自身的轴向预负荷可以是特定选择的，从而在贯穿整个预期的消声器的热操作区间内获得轴向的最小预负荷。因此，应该考虑到特殊的热膨胀效应，从而在所有的运行条件下都可以保证消音器的足够的稳定性。

至少在其外部的轮廓上，锥形体可以被设置成圆锥形的形状或者球形的形状。为了与此配套，配套锥形体至少在其内侧轮廓上可以设置成圆锥形的形状或者球形的形状或者漏斗形的形状。如果锥形体的外部轮廓具有球形形状，那么在制造过程中可能产生的位置公差，就可以特别简单的被抵消，因为，为了获得所需的支撑效果，管之后不必被严密的共轴装配至消声器插入物的配套锥形体内。

本发明更多重要的特征和优点将体现在附图及根据附图的相应的附图说明中。

可以理解的是，上文提到的和下文将解释说明的特征不仅可以相应的组合使用，还可以在不背离本发明的保护范围的情况下被用于其他组合或者单独使用。

本发明的优选示例性实施方式将在附图中展示，并且通过以下附图说明进行详细解释说明，其中，相同的附图标记表示同样或者相似或者功能相同的部件。

附图说明

以下是各幅附图的说明，

图1是消声器的非常简化的纵截面图；

图2是沿图1所示的截面线II的消声器的横截面图；

图3-6是不同实施方式中在横向设置的管区域的消声器的纵截面图。

具体实施例

如图1和2所示，消声器1包括两个彼此相对的面端底面2，一闭合的圆周套筒3，至少一个消声器插入物4，至少一个入口管5和至少一个出口管6。

消声器1用于安装在内燃机的排气系统（未示出）内，并且更优选的可以用于机动车上。优选的，消声器1是一个后部消声器，也就是说在排气系统内的消声器相对于废气气流方向，在废气到达包括排气系统和环境之间的开口的排气系统的对应的尾管之前，消声器最后经受通流。特别优选的，消声器在装配状态下是一个横向设置的消声器。当消声器1横向设置时，消声器1的轴线方向7大体上平行于车辆的水平横向方向延伸。为了使消声器更加容易的横向地安装在车辆内，至少一个管，也就是说至少一个入口管5和/或一个出口管6延伸穿过套筒3进入到消声器内部8。在所示的实施例中一个管，即入口管5延伸穿过套筒。优选地，就只设置一个单独的入口管5。与此相反，也可以提供超过一个的出口管6。虽然在后续的说明中，每种情况下，都只提到入口管5是横向穿过套筒3的管5，6，但是在另一个具有相反的流动方向的实施例中，出口管也可以是横向穿过套筒3的管5，6。同样可能的是这样一个实施例，其中，至少一个入口管5与至少一个出口管6同时都被横向设置并且穿过套筒3。可选的，所有的进给管或者排出管5、6都可以与套筒3横向连接。

入口管5固定于套筒3上。在实施例中，设置至少一个将入口管5固定于套筒3的焊接合9。举例来说，这个可以是环形的闭合的环形焊缝卷边，其中同时也就形成了一个气密连接。可选择的，举个例子来说，在消声器1的制造过程中，通过至少一个点焊或者定位焊将入口管5固定于套筒3上，也是同样可行的。在排气系统内安装消声器1的过程中，一相应的进给管可以与入口管5相连接。当固定进给管时，可以形成一环形焊缝卷边。优选地，三个金属板的连接是卷边，其同时连接三个金属板，即在这个实施例中为入口管5，套筒3和进给管。

为此，入口管5穿过一开口17横向插入到套筒3中。相应的焊接合9 可以在设置在密封开口17的外侧的轴环18的面端上形成。

在其设置在内侧的端部上，入口管5包括一锥形体10，锥形体能插入到在消声器插入物4上形成的与其相配套或者相互补的配套锥形体11。通过锥形体10在配套的锥形体11内合适的形成的有效接合，使入口管5相对于其管的纵向轴12，在消声器插入物4上获得径向和轴向的支撑。因此，一方面入口管5支撑在套筒3上，而另一方面，通过接合配套锥形体11的锥形体10由此间隔的支撑在消声器插入物4上。因此，入口管5可以吸收力矩并且容易的承受在操作中产生的力。

特别优选的是，如果入口管5被连接，从而使其承受一相对于与管的纵向轴线12为轴向的预负荷，那么它就支撑在消声器插入物4上。这个轴向的预负荷在图1中通过一标记为13的双向箭头表示。轴向预负荷13在消声器插入4和套筒3之间起作用，并且在套筒3和消声器4之间通过入口管5传送。换句话说，其锥形体10接合在配套锥形体11内的入口管5承受轴向的预负荷13。

优选地，在这种情况下，还有一种实施例，其中，轴向预负荷13并不是随机选择的而是具有一个预先确定的值。更进一步，轴向预负荷13可以被有意的设定为一个数值，即在消声器的操作过程中，保证一适合于所预期整个温度区间的轴向最小预负荷。如果涉及一尾部消音器，举例来说，车辆应用的热量工作范围可以为–40℃至+500℃。

锥形体10实际上是整体的从入口管5中模压形成的。例如，位于内侧的入口管5的端部被加工成用于制造锥形体10。然而，从原则上来说，任何内置形式也是可行的。

配套锥形体11在消声器插入物4的托架14上形成。在这个实施例中，托架14被固定于消声器插入物4的两个中间底面15上，两个中间底面都安装在两个端底面2之间。

实际上，配套锥形体11由托架14整体的模压形成。例如，托架14是成形金属板部分，其是通过一平的金属薄板通过成形制成的。内置实施例也是同样可行的。实际上，托架14可以配置为使其在配套锥形体11的区域在管纵向轴12方向上弹簧弹性弯曲。弹簧弹性弯曲简化了轴向预负荷13的产生。装配时，托架14像弹簧一样被近似拉紧以产生预负荷13。为了产生相对大的预负荷13，托架14被设置成具有比较高的弹簧刚度。这可通过以下方式实现，即托架14如实施例中所示的被配置成类似一底面，横向于管的纵向轴12延伸。

套筒3是通过卷绕金属板部分而形成的。因此，这是根据卷绕设计而制造的消声器1。举个例子，根据图2所示的套筒3可以包括一平行于消声器的纵向轴7延伸的纵向卷边16。实际上，纵向卷边16设置在远离入口管5的一侧。至少一个的端底面2，在该实施例中，显示在图1右侧的端底面2，可以是消声器插入物4的一组成部分。对应于消声器1的卷绕设计，消声器插入物4被轴向的插入到套筒3中，也就是平行于消声器的纵向轴线7并且因此位于面端。这里，将插入物4的外部尺寸与套筒3的内部尺寸相配，以这样方式，即消声器插入物4相对于消声器纵向轴线7邻接或者承受径向预负荷而被保持在套筒3内。

至少一个出口管6延伸穿过一个端底面2，在该实施例中，穿过在图1右侧的所示的在这个实施例中属于消声器插入物4的端底面2。此外，在该实施例中，出口管6延伸穿过一个设置用于布置托架的中间底面15，同时也穿过一另外的中间底面19，另外的中间底面19设置在之前提到的中间底面15和相应的端底面2之间。出口管6至少固定于端底面2，例如通过焊接头20，以在这个位置实现气密连接。端底面2轴向连接于套筒3或者插入其中并且以固定的方式连接至套筒2，例如，利用圆周卷边连接21。

根据图1和图2，锥形体10可以支撑其自身在入口管5的圆周方向环状地接近配套锥形体11。因此，入口管5在消声器插入物4上的径向支撑在每个方向上都是可能的。

如图1和图2中所示，锥形体10和配套锥形体11与套筒3间隔设置。这个可以通过将托架14相对于套筒3在管纵向轴12上与套筒3间隔设置而获得。横向于管纵向轴12，如图2所示，托架14可以被支撑在套筒3上。更优选地，托架14大约设置在消声器内部的中间位置，即相对于管纵向轴12。

入口管5是轴向开口的，因此，废气可以流通穿过锥形体10和配套锥形体11，即穿过托架14。因此，入口管5与消声器内部8通过锥形体10接合配套锥形体11而流体连接。在这个实施例中，入口管5，穿过托架14，终止在腔22内，腔22在消声器内部8中通过消声器插入物4形成。所述腔22被多个中间底面15、托架14和套筒3的截面横向划界。横向壁14和/或托架14可以被配置成气透性或者声透性的，例如，通过开口或者穿孔的方式。出口管6如该实施例所示，从腔22开始并且从消声器1内伸出。出口管6可以具有穿孔23，从而能与在中间底面15、19之间形成的腔24连通。中间壁19也可以被设置成气透性或者声透性的，从而能将腔24的容量扩大至端底面2，从而，例如，使得在所示中间底面19和端底面2之间形成的腔25，也可以被当作吸附腔来利用。

此处所示的消声器插入物4还另外设置有支撑元件26，其在轴线方向7上支撑消声器插入物4的单独的底面15、19、2。正因为这样，由于底面15、19、2的倾斜被阻止了，所以在径向预负荷下消声器插入物4在套筒3内的轴向插入变得容易。

如图3-6所示，用于锥形体10和配套锥形体11的不同的结构或者实施方式可以被实现。举个例子来说，如图3所示，锥形体10可以具有一有着圆锥形形状的外轮廓27。如图4-6所示，锥形体10的外轮廓也可以被设置成球形的形状。其他用于外轮廓27的形状也是同样可行的。

如图3所示，配套锥形体11可以具有一有着圆锥形形状的内轮廓28。锥形体10和配套锥形体11具有互相配套的角度和相同的轴线，这就在托架14上产生了出口管5的特别显著的同个位置和环形的闭合支撑。

然而，配套锥形体11也可以具有如图5所示的球形的形式或者如图6所示的漏斗形的内轮廓28。如图6所示的漏斗形的内轮廓28与图5中所示的球形形状的内轮廓28，及与图3和图4中所示的圆锥形形状的内轮廓28相比，其特征在于，内轮廓28具有朝向锥形体10的凸起的曲线轮廓。

如图4-6所示的实施例，具有球形形状的外轮廓27的锥形体10与具有圆锥形形状的内轮廓28的（图4）或者具有球形形状的内轮廓28的（图5）或者具有漏斗形的内轮廓28的（图6）配套锥形体11相配。通过这些实施例，就实现了锥形体10和配套锥形体11之间的线性接触闭合，即使在锥形体10和配套锥形体11之间不存在精确的同轴设置。因此，这些实施例允许制造公差的补偿。这里，如图4所示的实施例是优选的，其中，锥形体10的球形形状的外轮廓与配套锥形体11的圆锥形的内轮廓28相互作用。这个实施例可以相当有成本效益地实现。

优选的可以通过以下步骤生产本发明的消声器1：

首先，在面端，将相应的消声器插入物4插入到套筒3内，也就是说，平行于消声器纵向轴线7。之后，将入口管5横向插入到套筒3的开口17内一定距离，也就是直到锥形体10接合在配套锥形体11内。之后，将入口管5固定于套筒3上。

优选地，在这个实施例中，在将入口管5固定于套筒3之前，入口管5穿过开口17插入到消声器内部8一定距离，直到入口管5，通过锥形体10接合在配套锥形体11内，带有轴向预负荷13，支撑在消声器插入物4上，最好带有预定值的轴向预负荷13。将入口管5固定至套筒3上，也就是最好选用焊接头9，然后，当入口管5在消声器插入物4上轴向预负荷的被支撑时，保持轴向预负荷13。正因为如此，预先设定的，更优选是特定值的预负荷13就可以被保持。

Claims

1.一种用于内燃机的排气系统的消声器，其

-具有两个彼此相对的面端底面（2），

-具有一闭合的圆周形的套筒（3），

-具有至少一消声器插入物（4），

-具有至少一入口管（5），

-具有至少一出口管（6），

-其中，至少一管（5，6）延伸穿过套筒（3）进入消声器内部（8）并且固定在套筒（3）上，其特征在于，

-延伸穿过套筒（3）的管（5，6）在其位于内侧的端部包括一锥形体（10），

-消声器插入物（4）包括一配套锥形体（11），

-锥形体（10）接合在配套锥形体（11）内。

2.如权利要求1所述的消声器，其特征在于，延伸穿过所述套筒（3）的所述管（5，6）被连接，从而承受轴向预负荷（13），其通过接合所述配套锥形体（11）的所述锥形体（10）支撑在所述消声器插入物（4）上。

3.如权利要求2所述的消声器，其特征在于，在所述消声器插入物（4）上支撑其自身的所述管（5，6）承受一预定的轴向预负荷（13），所述预负荷是经过选择的，从而使一轴向最小预负荷在所预期的所述消声器（1）的整个热操作区间内被保持。

4.如权利要求1所述的消声器，其特征在于，

-所述锥形体（10）包括一锥形体形状或者球形形状的外轮廓（27），

-所述配套锥形体（11）包括一锥形体形状或者球形形状或者漏斗形状的内轮廓。

5. 如权利要求1所述的消声器，其特征在于，

-所述配套锥形体（11）是所述锥形体（10）的补充。

6.如权利要求1所述的消声器，其特征在于，

-所述锥形体（10）是由所述管（5、6）整体模压而成的，

-所述配套锥形体（11）在托架（14）上形成，所述托架固定于设置在两个面端底面（2）之间的两个中间底面（15）上，其中，所述配套锥形体（11）是由所述托架（14）整体模压而成的。

7.如权利要求6所述的消声器，其特征在于，

-所述托架（14）被设置成和/或被连接，从而使得其在平行于包括锥形体（10）的所述管（5、6）的纵向轴线（12）的所述配套锥形体（11）的区域，弹簧弹性弯曲，

-所述托架（14）设置成像底面一样横向于包括所述锥形体（10）的所述管（5、6）的纵向轴线（12）延伸。

8.如权利要求1所述的消声器，其特征在于，

-所述套筒（3）通过一金属板部分的卷绕形成，

-所述套筒（3）包括一纵向的卷边（16），卷边设置在背离穿过所述套筒（3）的所述管（5、6）的一侧上，

-至少一个所述面端底面（2）形成所述消声器插入物（4）的一组成部分，

-所述消声器所述插入物（4）轴向插入到所述套筒（3）内，

-所述套筒（3）在预负荷下邻接所述消声器插入物（4），

-至少另一个所述管（5，6）延伸穿过所述面端底面（2）中的一个并且固定至所述面端底面（2）。

9.如权利要求1所述的消声器，其特征在于，

-所述管（5、6）的所述锥形体（10）支撑其自身环状的靠近所述配套锥形体（11），

-所述锥形体（10）和所述配套锥形体（11）与所述套筒（3）间隔，

-所述管（5，6）穿行通过所述锥形体和配套锥形体（11）与所述消声器内部（8）流体连接，具有由所述消声器插入物（4）在所述消声器内部（8）内形成的腔（22）。

10.一种用于制造一种内燃机的排气系统的消声器（1）的方法，

-其中，至少一个消声器插入物（4）轴向插入到闭合的圆周形的套筒（3）内，

-至少一个管（5、6）横向插入到所述套筒（3）的开口（17）内一定距离，直到在所述管（5、6）的一端的锥形体（10）接合在在所述消声器插入物（4）上形成的配套锥形体（11）内，

-其中，将所述管（5、6）固定至所述套筒（3）上。