CN103114899B - 用于排气系统的分离元件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于内燃机排气系统（1）的分离元件，包括弹性排气传导本体（3），至少一个以固定方式连接至所述本体（3）的支撑环（7），其在圆周方向（5）在外侧包围本体（3）的轴向端部部分（8），和至少一个通过焊缝（12）紧固至所述支撑环（7）的法兰（9），其中所述法兰（9）包括插入至所述本体（3）的由支撑环（7）包围的端部部分（8）中的连接件（13），并且其中所述焊缝（12）被轴向构建在外侧上，并将所述支撑环（7）远离本体（3）的轴向面端（14）连接至所述法兰（9）的连接件（13）的外圆周（15）。

Description

用于排气系统的分离元件

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分离（decoupling）元件。本发明还涉及一种用于内燃机、特别是机动车内燃机的排气系统，其装备有至少一个所述的分离元件。

背景技术

在排气系统中，分离元件主要应用于分离发动机和排气系统之间的负载变化运动和振动。举例来说，这样的分离元件可以被设置为排气线路的排气传导部分，其位于废气线路中邻近发动机的催化转化器和所述排气系统的中段消音器之间。为此，这样的功能元件包括弹性排气传导本体，在其纵向端部以恰当的方式结合在排气线路中。此处，在其纵向端部，所述的本体每一端均可以连接至管部分或者可以至少在一个纵向端部以固定的方式连接至排气系统的排气处理设备。所述分离元件的本体具有适合产生的排气的温度和压力的构造并且由恰当的材料构成。在所述本体的每个轴向端部均提供有支撑环，其在圆周方向上从外侧包围所述本体的轴向端部部分。对于特定的安装情况，所述的分离元件还可以装备有一个法兰，其通过焊缝紧固至支撑环。借助于法兰，所述的分离元件例如可以连接至排气处理设备。还可以借助这样的法兰将所述分离元件紧固至排气系统的外周，例如机动车的底盘下面。

在所述支撑环被插入至所述法兰的接收口的情况中，并且在所述本体的相应轴向端部部分由于制造而轴向伸出所述支撑环的情况下，制造法兰和支撑环之间的焊接连接的时候存在着风险，即所述的焊缝主要连接端部部分的轴向面端，并且仅次要地或者根本不会连接支撑环，从而使得最终的焊接连接仅存在于所述本体的面端和法兰之间。对于这样的构型，生成了位于内部的焊接点，其还可以由形成在法兰中的环形肩部大面积地覆盖并且用作支撑环的轴向挡块，其使得接近焊缝更加困难。为了避免这种情况，需要在支撑环的区域内更加精心的准备分离元件，例如为了移除在支撑环上轴向突出的相连端部部分的端部。

发明内容

本发明所要解决的问题是提出一种改进的或者至少是另一种的分离元件或装备有这样的分离元件的排气系统的实施方式，其特征特别地在于，可以以合算的方式实现法兰和支撑环之间的足够可靠的焊接连接。

根据本发明，这一问题通过独立权利要求的主题来解决。优选的实施方式为从属权利要求的主题。

本发明基于这样的总体构思，为法兰装备连接件，以使得所述连接件可以轴向插入至由支撑环包围的本体的端部部分中。随后，焊缝可以被施加在外圆周上。特别是通过焊接连接的更佳的可见度，所述的焊缝现在可以相对容易地实现，从而使得其将支撑环的轴向面端连接至法兰连接件的外圆周。

通过所提出的设置，支撑环和法兰之间的所需要的焊接连接可以相对容易地制造，并具有高可靠性。特别地，由此可以忽略高成本的焊接连接的制造。

根据一种特别有利的实施方式，径向地设置在连接件的外圆周和支撑环之间的本体的端部部分可以轴向延伸至所述支撑环的面端，其中周向的焊缝随后将所述支撑环的面端连接至所述连接件的外圆周，包括所述端部部分的轴向面端。特别地，所述端部部分的面端可以在这种情况中结合在所述焊缝中。后者需要使制备所述本体的相应材料与这样的焊接连接的制造兼容。通过这样做，就可以获得法兰、支撑环和本体之间高强度的特别紧密的连接。

可替换地，支撑环和所述本体的端部部分还可以相互配合，以使得所述支撑环远离所述本体的轴向面端轴向地突出于所述端部部分的轴向面端。在这种情况下，所述的焊缝桥接了连接件外侧圆周和支撑环之间的径向间隙。由于所述支撑环相应地以固定的方式适当地（例如通过钎焊接连接或者其它的焊接连接）连接至所述本体，由此，法兰至所述本体的足够强的连接也可以实现。

根据一种有利的实施方式，所述本体可以被构造为至少两层，其中提供有内层和外层。在这种情况下，所述外层包围所述内层。实际上，外层和内层延伸至各自的轴向端部部分内并且相应地轴向延伸至所述支撑环内，如果需要的话还穿过所述支撑环。

实际上，所述内层可以被构造为agraffe管。agraffe管是通过塑料或金属的带材料的螺旋状弯曲形成的管，其中，对于螺旋状构造的每一转，相邻转的侧面以形成锁定的方式相互作用。这样的agraffe管的结构通常是已知的，例如用于淋浴软管的压力稳定且柔性的包封。可替换地，所述内层还可以被构造为同样具有高弹性的波纹管。与之相比，所述外层可以被构造为金属丝网。所述内层以及所述外层实际上均可以由金属材料制造，优选铁合金。

根据另一种优选的实施方式，所述本体的两个层均可以延伸至所述端部部分的面端，并且通过焊缝桥接，以使得所述两个层中的至少一个结合在焊缝中，或者不与焊缝连接并由后者包围。

根据另一种实施方式，所述内层轴向延伸超过所述外层。在这种情况中，所述焊缝与所述内层具有更好的接触。

根据另一种有利的实施方式，法兰可以包括优选的圆周轴环，其远离连接件至外侧，用于将法兰紧固至排气系统外周或者排气处理设备。特别地，作为承载分离元件的分离元件的构型可以由此借助于所述轴环而实现。

当所述分离元件特别是通过其法兰紧固至排气系统外周的时候，所述的分离元件还具有承载的功能，使得其还可以被描述为承载分离元件。与之相比，如果这样的法兰仅用于将分离元件紧固至排气处理设备，那么所述分离元件并不具有任何承载功能，由此，还可以被描述为非承载分离元件。

根据一种优选的进一步的发展，所述法兰现在可以包括在远离所述连接件的轴环上的轴向偏角的优选圆周轮缘。借助于这样的偏角轮缘，所述法兰的硬度、特别是在轴环区域中的硬度可以显著地增加，其简化了所述法兰至与其互补的对接法兰的稳固连接。

根据一种有利的进一步的发展，所述轮缘可以朝向所述本体偏角，由此，分离元件在法兰的区域中可以被构造为在径向方向上相对紧凑。作为其替换，所述轮缘可以远离所述本体偏角，由此，所述法兰在径向方向上需要更多的空间，从而能够使其连接至对接法兰，但是在这样的实施方式中，分离元件在法兰区域中的轴向空间需求有所降低。所述法兰优选为成形片状金属部件。所述的连接件在这种情况中可以被构造为通道，并且特别地通过深拉来制造。

根据另一种实施方式，所述支撑环包括向外径向远离所述支撑环的圆周轴环。特别地，所述支撑环的轴环被设置在支撑环的轴向端部，其绕开所述焊缝。借助于这样的偏角轴环，所述支撑环的硬度可以显著地增加。

一种根据本发明的排气系统，其特征在于，在所述排气系统的排气线路中结合有至少一个如上所述类型的分离元件。此处，所述分离元件可以被构造为承载分离元件或者非承载分离元件。每个分离元件均可以在排气线路内的一个纵向端部上连接至所述排气线路的管体。在另一个纵向端部，所述分离元件可以连接至所述排气线路的另一个管体或者连接至所述排气线路的另一个排气处理设备。

本发明的其它重要特征和优点通过从属权利要求、附图以及根据附图的附图说明来获得。

应当理解，上文提及的并且仍将在下文中解释的技术特征不仅仅应用于各自的组合，而且还可以其它的组合或单独应用，其均没有超出本发明的保护范围。

本发明优选的示例性实施方式在附图中示出，并且在下文的说明中更加详细地解释，其中相同的附图标记表示相同的或者相似的或者功能相同的部件。

附图说明

在每种情况中，示意性地示出了：

图1是高度简化的纵向截面，其穿过排气系统的分离元件的法兰区域，

图2是图1的另一种实施方式的视图。

具体实施方式

根据图1和图2，此处仅部分地表示的排气线路23中的排气系统1包括分离元件2，所述分离元件2此处同样地仅部分地进行表示，其例如为了实现内燃机和排气系统1之间的振动和运动的分离，所述排气系统1用于排出内燃机的废气。实际上，所述排气系统1与内燃机一起容纳于在这里未示出的机动车中，并且在过程中实际上设置在所述机动车的底盘上。所述排气线路23例如包括未示出的催化转化器和消音器。

分离元件2包括弹性本体3，其被构造为用于传导排气的中空体或者在圆周方向5上包围中空空间4。所述的圆周方向5在这种情况下涉及分离元件2的纵向中心轴6。所述分离元件2还包括至少一个支撑环7，其以固定的方式连接至所述本体3。此外，所述支撑环7在圆周方向5上从外侧或者在外侧包围本体3的轴向端部部分8。因此，所述支撑环7在外侧安装到所述端部部分8上或者所述端部部分8被插入至所述支撑环7内。支撑环7和端部部分8以固定的方式恰当地相互连接，例如通过此处未示出的焊接连接或者通过此处未示出的钎焊接连接。

分离元件2还包括至少一个法兰9，所述分离元件2利用其例如可以被紧固至对接法兰10。所述对接法兰10例如可以形成在所述排气系统1的排气处理设备上。同样，所述对接法兰10可以形成在所述排气系统1的外周上。因此，所述分离元件2可以被构造为承载分离元件2或者非承载分离元件2。在每种情况中，所述法兰9例如固定至所述对接法兰10，例如通过圆盘状密封元件11，通过例如此处未示出的螺纹连接。

所述法兰9通过焊缝12紧固至所述支撑环7。实际上，所述焊缝12被构造为圆周方向5上的圆周。为了使得所述焊缝12能够设置在外侧或者从外侧来提供，所述法兰9包括连接件13，其插入在由支撑环7包围的本体3的端部部分8中。所述焊缝12现在可以周向提供在外侧，以使得其将所述支撑环7的远离所述本体3的轴向面端14连接至所述连接件13的外侧圆周15。通过这种方法，所述焊缝12可以相对容易地制造，因为位于外侧并用于焊缝12的制造的圆周的焊接点对于焊接工具16来说可以相对容易地达到，从而使得焊线17例如不会由于底切或者类似的原因而受到妨碍。因此，所述焊缝12可以高度可靠地实现，从而使得其牢固地并直接地连接所述支撑环7的面端14和所述连接件13的外侧圆周15。

在此处所示实施例的情况下，所述本体3的端部部分8径向地设置在连接件13的外侧圆周15和支撑环7之间，其轴向地延伸至所述支撑环7的面端14。圆周焊缝12现在可以连接所述支撑环7的面端14和所述连接件13的外侧圆周15，包括所述端部部分8的轴向面端18。特别地，在这种情况中，所述端部部分8的面端18可以结合在焊缝12中，以使得所述端部部分8最终通过焊缝12焊接至所述连接件13以及支撑环7。

特别地，所述本体3被构造为至少两层。因此，所述本体3包括至少一个内层19和一个外层20，外层20在圆周方向5上包围所述内层19。所述外层20被实际构造为金属丝网。所述内层19可以被构造为agraffe管或者波纹管。当所述本体3被构造为两层或者多层的时候，所述本体3的两层19、20或者所有的层19、20可以延伸至所述端部部分8的面端18，并且因此通过焊缝12而桥接。至此，如此处所示，所述端部部分8的轴向面端18轴向地突出于所述支撑环7的面端14，所述本体3的各层19、20可以结合在所述焊缝12中。与之相比，如果所述面端14轴向地突出于所述端部部分8的面端18，那么所述端部部分8的面端18上的层19、20将在连接件13和支撑环7之间的径向环形间隙中由焊缝12包围。

此处所示实施方式的情况下，每个法兰9均包括一个轴环，其径向向外远离所述连接件13，即实际上沿着圆周方向5延伸。由于所述轴环21相对于所述连接件13偏角，所以所述法兰9具有相对高的尺寸稳定性。所述轴环21可以例如用于将法兰9紧固至对接法兰10。为了在所述轴环21的区域加固法兰9，轴向偏角轮缘22优选地沿着圆周方向5延伸，其可以远离所述连接件13形成在所述轴环21上。在图1所示实施方式的情况下，所述轮缘22相对于轴环21朝向所述本体3偏角。因此，所述法兰9在径向方向上具有相对紧凑的构造。在图2所示实施方式的情况下，所述轮缘22相对于轴环21远离所述本体3偏角，由此，所述法兰在轴向方向上具有相对紧凑的构造。

根据图1和图2的实施方式，所述支撑环7包括圆周轴环24，其径向向外远离所述支撑环7。特别地，所述支撑环7的轴环24被设置在所述支撑环7的轴向端部，其避开所述焊缝12。

Claims (12)

1.一种分离元件，用于内燃机的排气系统（1），

-具有弹性的、排气导出本体（3），

-具有至少一个支撑环（7），以固定的方式连接至所述本体（3），其在圆周方向（5）上在外侧包围所述本体（3）的轴向端部部分（8），

-具有至少一个法兰（9），其通过焊缝（12）紧固至所述支撑环（7），

-其中所述法兰（9）包括连接件（13），其被插入到由支撑环（7）包围的本体（3）的端部部分（8）中，

-其中所述焊缝（12）被周向构造在外侧上，并将所述支撑环（7）的远离所述本体（3）的轴向面端（14）连接至所述法兰（9）的连接件（13）的外侧圆周（15）,

其特征在于，所述法兰（9）包括圆周轴环（21），其径向向外远离所述连接件（13）,在远离所述连接件（13）的轴环（21）上的所述法兰（9）包括有轴向偏角轮缘（22）。

2.根据权利要求1的分离元件，其特征在于，设置在连接件（13）的外侧圆周（15）和支撑环（7）之间的本体（3）的端部部分（8）轴向地延伸至所述支撑环（7）的轴向面端（14），其中周向的焊缝（12）将所述支撑环（7）的轴向面端（14）连接至所述连接件（13）的外侧圆周（15），包括所述端部部分（8）的轴向面端（18）。

3.根据权利要求2的分离元件，其特征在于，所述端部部分（8）的轴向面端（18）结合在焊缝（12）中。

4.根据权利要求1至3任一项的分离元件，其特征在于，所述本体（3）被构造为至少两层，并且包括内层（19）以及包围所述内层（19）的外层（20）。

5.根据权利要求4的分离元件，其特征在于，

-所述内层（19）被构造为搭扣管或者波纹管，其中所述搭扣管是通过塑料或金属的带材料的螺旋状弯曲形成的管；

-所述外层（20）被构造为金属丝网。

6.根据权利要求4的分离元件，其特征在于，所述本体（3）的两个层（19,20）延伸至所述端部部分（8）的轴向面端（18），并且通过焊缝（12）而桥接。

7.根据权利要求6的分离元件，其特征在于，所述内层（19）轴向地延伸超过所述外层（20）。

8.根据权利要求1的分离元件，其特征在于，所述轴向偏角轮缘（22）朝向所述本体（3）偏角。

9.根据权利要求1的分离元件，其特征在于，所述轴向偏角轮缘（22）远离所述本体（3）偏角。

10.根据权利要求1的分离元件，其特征在于，所述支撑环（7）包括圆周轴环（24），其径向向外远离所述支撑环（7）。

11.根据权利要求10的分离元件，其特征在于，所述支撑环（7）的圆周轴环（24）被设置在所述支撑环（7）的轴向端部，其避开所述焊缝（12）。

12.一种用于内燃机的排气系统，具有至少一个根据权利要求1至11任一项的分离元件（2）。