CN102953876A

CN102953876A - 流体用管道

Info

Publication number: CN102953876A
Application number: CN2012103041184A
Authority: CN
Inventors: C.贝杜埃; M.科特罗; M.萨拉赞
Original assignee: Mann and Hummel GmbH
Current assignee: Modex 01 2022 LLC
Priority date: 2011-08-24
Filing date: 2012-08-24
Publication date: 2013-03-06
Anticipated expiration: 2032-08-24
Also published as: EP2562409B1; EP2562409A1; CN102953876B

Abstract

本发明涉及一种流体用管道，特别是气体，特别是机动车涡轮增压内燃机的特别是空气管道（10）。该管道（10）具有至少两个刚性导管部件（12），其通过柔性连接装置（14）不透流体地相互连接。导管部件的至少一个具有管状外连接部（16）。至少两个导管部件的另一个具有管状内连接部（18）。内连接部在径向方向上的外部尺寸小于外连接部的内部尺寸。内连接部插入到外连接部中。内连接部和外连接部之间的间隙允许两个导管部件之间的运动。在外连接部紧密地固定有不透流体的柔性环形隔膜（20）的径向外缘（34）。在内连接部紧密地固定有隔膜（20）的径向内缘（36）。

Description

流体用管道

技术领域

本发明涉及一种流体用管道，特别是气体，特别是机动车的涡轮增压内燃机的特别是空气管道，具有至少两个刚性导管部件，其通过柔性连接装置不透流体地相互连接。

背景技术

从市场中已知，机动车的涡轮增压内燃机的空气管道是用于将空气从涡轮增压器的压缩机输送到发动机的。由于来自压缩机的空气是热的，因此，空气管道需要耐受高于180℃直到超过240℃的温度。此外，空气管道需要补偿发动机相对于中间冷却器的运动。空气管道具有抵耐高温的至少两个刚性导管部件。所述导管部件通过橡胶软管不透气地相互连接。该橡胶软管通过使用夹持环而固定到每个导管部件。该橡胶软管是柔性的并且也是耐高温的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种耐高温并且柔性的流体用管道，特别用于补偿通过管道连接的部件之间的运动。

该目的是这样实现的，导管部件中的至少一个具有管状外连接部并且至少两个导管部件中的另一个具有管状内连接部，内连接部在径向方向上的外部尺寸小于外连接部的内部尺寸，内连接部插入到外连接部中，并且内连接部和外连接部之间的间隙允许两个导管部件之间的运动，在外连接部紧密地固定有不透流体的柔性环形隔膜的径向外缘，并且在内连接部紧密地固定有隔膜的径向内缘。

有利地，导管部件通过保持一定间隙而插在一起，这样它们能够相对于彼此运动，用于补偿通过管道连接的部件之间的运动。导管部件通过环形隔膜相互连接。该隔膜可布置在内连接部和外连接部之间的空间中。该隔膜紧密地固定在两个导管部件的每一个上。导管部件依靠隔膜的相互连接是不透流体的。隔膜的柔性允许导管部件的运动。该柔性可通过折叠或卷起和/或拉伸隔膜来实现。隔膜的柔性可特别通过其边缘之间的尺寸来限制。因此隔膜能够限制导管部件相对于彼此的运动。此外，该隔膜可设计为经受管道内部和周围环境的压差。导管部件和隔膜可耐受高温和高压，使得管道能够用作涡轮增压内燃机的空气管道，用于将热空气从涡轮增压器的压缩机输送到发动机。

根据本发明，具有导管部件的管道可用于流体在发动机的“热侧”如涡轮增压器和中间冷却器之间或在中间冷却器和节流阀体之间的在 “冷侧”的流动。

根据本发明的有利实施例，隔膜可具有纤维材料用于加强，特别是纺织纤维。因此隔膜具有抵抗高温和/或高压的甚至更好的耐用性。此外，能够改善通过隔膜实现的导管部件的运动的限制。特别是能够达到更精确的限制。

根据本发明进一步的有利实施例，隔膜在其径向内缘和其径向外缘之间的尺寸可大于外连接部的径向内周侧和内连接部的径向外周侧之间的距离。这样，柔性隔膜可折叠或卷起和展开或铺开来补偿导管部件的运动。隔膜不必须是可拉伸的。如果隔膜是不可拉伸的，则导管部件之间的运动可通过隔膜的尺寸更精确地限制。

替代地，根据本发明的另一个有利实施例，隔膜在其径向内缘和其径向外缘之间的尺寸可与外连接部的径向内周侧和内连接部的径向外周侧之间的距离相对应。因此该隔膜保持两个导管部件密封。导管部件的运动可通过拉伸隔膜来补偿。隔膜的恢复力可通过材料和/或隔膜的厚度来规定。因此可阻止导管部件的运动。

特别地，连接部的至少一个可具有主要部分，在该主要部分上固定有环形帽，并且隔膜的对应边缘夹持在主要部分和帽之间。因此，隔膜的边缘可在帽和主要部分之间被压缩。这样，能够容易地实现隔膜和连接部之间的坚固且紧密的密封。帽可特别通过胶合、焊接或旋拧固定在主要部分上。

有利地，连接部可以是固定到导管部件的独立模块。在这种情况下，隔膜可固定在由热塑性材料制成的圆周框架中。该框架例如通过焊接固定地连接到导管部件的连接部上。该框架可直接模制到隔膜上以具有紧密接合。

根据本发明的进一步有利的实施例，可在外连接部和内连接部之间径向地布置用于隔膜的环形腔。隔膜可节省空间地保持在腔中。隔膜能够容易地保护在腔中而免于受到环境影响。在腔中隔膜还可折叠或卷起。

有利地，外连接部的开放边缘特别是环形帽的开放边缘可具有外套环，该外套环指向内连接部的径向外周侧，特别是，开放边缘可朝向内连接部弯曲。外套环因此能够保护隔膜免于受到环境影响。进而，外套环能够防止隔膜的部分脱离内连接部和外连接部之间的空间。

根据本发明的进一步有利实施例，可在内连接部的径向外周侧布置内套环，该内套环轴向地置于隔膜的径向内缘和外连接部的开放边缘特别是环形帽的开放边缘之间。该内套环能够容易地保护隔膜免于受到环境影响。进而，内套环能够防止隔膜的部分脱离内连接部进入外连接部之间的空间。进而，内套环能够与可能的外套环相互作用作为止动件，来防止内连接部从外连接部滑脱。

特别地，内套环在内连接部的开放边缘相对侧的表面的形状可与外连接部的弯曲开放边缘的内表面的形状相对应，特别是显示给内套环的环形帽的开放边缘。这样内套环的表面可在止动位置与外套环的表面齐平，来防止内连接部从外连接部滑脱。

有利地，导管部件可由热塑性塑料制成。热塑性塑料能够容易地成形。此外，热塑性塑料能够耐热和耐压。由热塑性塑料制成的导管部件可以是刚性的。此外，热塑性塑料是轻的。

导管部件可通过注塑成型工艺或吹塑成型工艺制造。由吹塑成型制造的管道可连接到由注塑成型制成的管道。

附图说明

本发明与上述的目的和优点一起以及其他目的和优点可由下面实施例的详细描述最好地理解，但是不限定于实施例，其中示意性地示出。

图1表示根据第一实施例的具有四个刚性导管部件的机动车涡轮增压内燃机空气管道的纵向部分，该四个刚性导管部件通过具有隔膜的柔性连接装置相互连接；

图2是图1的空气管道的连接装置之一的详细图，其中隔膜是U形的；

图3是图2的连接装置的详细图，其中隔膜是S形的；

图4是根据第二实施例的与图1的连接装置相似的连接装置的详细图；

图5是根据第三实施例的与图1的连接装置相似的连接装置的详细图；

图6是根据第四实施例的与图1的连接装置相似的连接装置的详细图。

在附图中，相同或相似的元件通过相同的参考标记来指代。这些附图仅仅是示意性表示，不意于描写本发明的特定参数。而且，这些附图意于仅仅描绘本发明的典型实施例，并且因此不应认为是限制本发明的范围。

具体实施方式

在图1中示出了用于另外未示出的机动车涡轮增压内燃机的吸入空气的空气管道10的纵向部分。该空气管道10将涡轮增压器的压缩机出口与中间冷却器的入口连接。

空气管道10具有四个刚性导管部件12。该导管部件12由热塑性塑料制成。图1的左侧的导管部件12设计为将空气管道10连接到压缩机出口的凸缘。图1右侧的导管部件12的开放端包含了未示出的凸缘，用于将空气管道10连接到内燃机的进气口。图1右侧的三个导管部件12的每一个都弯曲成接近90度。

根据第一实施例，其中两个导管部件12的每一个均通过柔性连接装置14不透气地相互连接。连接装置14中的一个的详细图在图2中示出。该连接装置14包括管状外连接部16、管状内连接部18和柔性环形隔膜20。

外连接部16是其中一个导管部件12的一部分。内连接部18是另一个导管部件12的一部分。内连接部18在径向方向上的外部尺寸小于外连接部16的内部尺寸。

内连接部18以一定间隙插入到外连接部16中。内连接部18和外连接部16之间的该间隙允许两个导管部件12在径向和/或轴向方向上的相对运动和/或导管部件12相对于彼此的类似弯曲的运动。

外连接部16具有外部主要部分22。在外部主要部分22的前侧通过焊接固定有环形外帽24。为了实现外套环26，使外连接部16的外帽24的开放边缘朝向内连接部18向内径向弯曲。

内连接部18具有内部主要部分28。在内部主要部分28的前侧通过焊接固定有环形内帽30。

在外连接部16和内连接部18之间径向地布置有环形腔32。隔膜20放置在腔32中。隔膜20是不透气的。其具有纺织纤维用于加强。隔膜20的径向外缘34和径向内缘36的每一个都具有外围增厚。径向外缘34紧密地夹持在外部主要部分22和外帽24之间。因此隔膜20固定到外连接部16。径向内缘36紧密地夹持在内部主要部分28和内帽30之间。因此隔膜20固定到内连接部18。

隔膜20的在径向内缘36和径向外缘34之间的柔性部38的尺寸（圆弧长度）大于外连接部16的径向内周侧和内连接部18的径向外周侧之间的径向距离。柔性部38被朝向外套环26折叠一次。在图1和图2中，柔性部38折叠成U形。外套环26保护隔膜20的柔性部38到外面。此外，外套环26防止柔性部38从腔32部分地脱离。

当运行内燃机时，具有甚至高于180℃直到超过240℃的温度的热空气从涡轮增压器的压缩机流动到发动机。发动机的运动引起内连接部18和相应的外连接部16之间的相对运动。由该相对运动引起隔膜20的柔性部38改变其形状来补偿该运动。该隔膜20可进行某种折叠或卷起变形。隔膜20的拉伸不是必需的。柔性部38可部分或完全地折回或卷回。它们可形成图3所示的S形形状。这样空气管道10分离发动机和车体的运动，例如在涡轮增压器和中间冷却器之间或中间冷却器和节流阀体之间。柔性隔膜20确保了导管部件12之间的密封。

图4描绘了连接装置14的第二实施例。与根据图1到图3的第一实施例相同的那些部分具有相同的参考标记。与第一实施例不同的是，在第二实施例中，在内连接部18的径向外周侧额外布置有内套环40。内套环40轴向地置于隔膜20和外帽24的开放边缘之间。内套环40在内连接部18的开放边缘的相对侧的表面的形状与外套环26的内表面的形状对应。内套环40和外套环26相互作用作为止动件来防止内连接部18从外连接部16滑脱。此外，内套环40能够防止隔膜20的柔性部38陷在外套环26和内连接部18的径向外周侧之间，这会损坏隔膜20。

图5描绘了连接装置14的第三实施例。与根据图1到图3的第一实施例相同的那些部分具有相同的参考标记。与第一实施例不同的是，在第三实施例中，隔膜20在其径向内缘36和其径向外缘34之间的尺寸与外连接部16的径向内周侧和内连接部18的径向外周侧之间的距离相对应。因此隔膜20的柔性部38需要较少的空间。柔性部38没有必要折叠或卷起。

图6描绘了连接装置14的第四实施例。与根据图5的第三实施例相同的那些部分具有相同的参考标记。与第三实施例不同的是，在第四实施例中，在隔膜20的柔性部38中布置有环绕凹槽40。这增加了柔性部38的柔性。

本发明不限于机动车涡轮增压内燃机的空气管道10。本发明还可应用于其他种类的内燃机，特别是工业发动机。本发明还可进一步应用于其他种类的流体用管道，特别是气体。

空气管道10也可具有少于或多于四个的刚性导管部件12。

导管部件12也可由不同于热塑性塑料的其他刚性材料制成。

隔膜由橡胶等柔性材料或纺织纤维等具有机械加强的热塑性弹性体制成。

替代纺织纤维，也可使用其他纤维材料来加强隔膜20。

替代地，可采用机织或针织或编结织物来实现加强。

替代地，隔膜20也可没有例如纤维材料的任何加强地实现。

代替使用上面固定有帽24、30的主要部分22、26，连接部16、18均可由一件制成。在这种情况下，外连接部16的开放边缘可具有外套环26。

外套环26还可通过可布置在外连接部16上的单独的套环实现。

连接装置14也可没有外套环26地实现。

帽24、30可以不同于焊接的方式固定在主要部分22、28上，例如通过胶合或旋拧。

Claims

1.一种流体用管道，特别是气体，特别是机动车涡轮增压内燃机的特别是空气管道（10），具有至少两个刚性导管部件（12），其通过柔性连接装置（14）不透流体地相互连接，其特征在于，所述导管部件（12）的至少一个具有管状外连接部（16）且所述至少两个导管部件（12）的另一个具有管状内连接部（18），所述内连接部（18）在径向方向上的外部尺寸小于所述外连接部（16）的内部尺寸，所述内连接部（18）插入到所述外连接部（16）中，并且所述内连接部（18）和所述外连接部（16）之间的间隙允许两个导管部件（12）之间的运动，在所述外连接部（16）紧密地固定有不透流体的柔性环形隔膜（20）的径向外缘（34），并且在所述内连接部（18）紧密地固定有所述隔膜（20）的径向内缘（36）。

2.根据权利要求1所述的管道，其特征在于，所述隔膜（20）具有纤维材料用于加强，特别是纺织纤维。

3.根据权利要求1或2所述的管道，其特征在于，所述隔膜（20）在其径向内缘（36）和其径向外缘（34）之间的尺寸大于所述外连接部（16）的径向内周侧和所述内连接部（18）的径向外周侧之间的距离。

4.根据权利要求1或2所述的管道，其特征在于，所述隔膜（20）在其径向内缘（36）和其径向外缘（34）之间的尺寸与所述外连接部（16）的径向内周侧和所述内连接部（18）的径向外周侧之间的距离相对应。

5.根据前述权利要求之一所述的管道，其特征在于，所述连接部（16、18）的至少一个具有主要部分（22、28），在该主要部分上固定有环形帽（24、30）并且所述隔膜（20）的对应边缘（34、36）夹持在所述主要部分（22、28）和所述帽（24、30）之间。

6.根据前述权利要求之一所述的管道，其特征在于，在所述外连接部（16）和所述内连接部（18）之间径向地布置有用于所述隔膜（20）的环形腔（32）。

7.根据前述权利要求之一所述的管道，其特征在于，所述外连接部（16）的开放边缘特别是所述环形帽（22）的开放边缘具有外套环（26），外套环（26）指向所述内连接部（18）的径向外周侧，特别地所述开放边缘朝向所述内连接部（18）弯曲。

8.根据前述权利要求之一所述的管道，其特征在于，在所述内连接部（18）的径向外周侧上布置有内套环（40），内套环（40）轴向地置于所述隔膜（20）的径向内缘（36）和所述外连接部（16）的开放边缘特别是所述环形帽（24）的开放边缘之间。

9.根据权利要求7和8所述的管道，其特征在于，所述内套环（40）在所述内连接部（18）的开放边缘的相对侧的表面的形状与所述外连接部（16）的弯曲开放边缘的内表面的形状相对应，特别是指向所述内套环（40）的所述环形帽（24）的开放边缘。

10.根据前述权利要求之一所述的管道，其特征在于，所述导管部件（12）由热塑性塑料制成。