CN104863680B - 烟囱管装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种烟囱上的管的装置，‑其中管内部流体连接到烟囱内部，‑其中管通过卡箍连接紧固到所述烟囱上，‑其中连接器一体地形成在烟囱上，所述连接器具有至少两个分开的、在圆周方向上轴向开口的切口，‑其中连接套筒设置在连接器的外侧上，所述连接套筒具有夹圈，所述夹圈朝向烟囱逐渐变细，并一体地形成在连接套筒上，‑其中所述管设置在连接器上并具有朝向所述烟囱的端部，‑其中所述端部具有反向夹圈，反向夹圈一体地形成在端部上，并远离烟囱逐渐变细，‑其中所述卡箍连接具有卡箍，它有环形连接体，其装配在夹圈与反向夹圈上，并施加预应力使它们沿轴向彼此面对。

Description

烟囱管装置

技术领域

本发明涉及烟囱上的管装置及用于制造这种装置的方法。本发明还涉及用于内燃机的排气系统，特别是用于机动车辆的，其具有至少一种这样的装置以连接废气处理装置和管件。

背景技术

在内燃机的排气系统中，特别是机动车辆的内燃机的排气系统中，卡箍连接越来越多地用于连接废气处理装置和管件。这简化了废气处理装置或其组件的更换。

废气处理装置通常具有壳体，其横截面大于通向所述壳体和/或远离所述壳体的管件的横截面。因此，废气处理装置的壳体通常可配备有入口烟囱和/或出口烟囱，其具有连接器，通过该连接器各个管件附连到所述壳体上。相对较大的力必须通过该卡箍传递，然后能够通过卡箍连接充分牢固地连接管件和连接器。对于可靠的卡箍连接，有利的是当连接器和管件相对于彼此居中或对齐时，使得该卡箍连接仅需要产生轴向夹紧。

为了使连接器相对于所述管体居中，在原则上能够在卡箍连接的区域中提供额外的支撑管，所述支撑管插入到连接器并轴向地突伸到所述装置内部的管件中。支撑管以这样的方式适应于连接器和管件的尺寸，即产生所期望的对齐或居中。在原则上还能够将连接器与支撑管焊接，并且实施与支撑管上的管件的卡箍连接。在这两种情况下，在废气处理装置的制造和管件连接壳体的制造过程中产生了额外的工作量。

发明内容

本发明涉及的问题是明确提出改进的或至少一个不同的用于烟囱管装置的实施方式和相关的制造方法和配备于此的排气系统，这需要减少的工作量，特别是降低的生产成本。

本发明是基于成形连接器的一般概念，使得其具有至少两个分布在端部的圆周方向上分开的、轴向开口的切口。这些切口允许连接器在圆周方向上以分段方式而不是封闭的方式延伸。该切口允许当管放置在连接器上时各个连接器部分沿轴向伸入所述管中。所述连接器部分从而实现了管相对于连接器的对齐或居中。连接套筒放置到连接器的径向外侧上，所述连接套筒具有夹圈，其朝向烟囱逐渐变细并一体地形成在连接套筒上。该管现在有它的一部分，在端部上同样被放置在连接器的径向外侧上，在其上一体形成的反向夹圈远离烟囱逐渐变细。现在可用卡箍制备卡箍连接，该卡箍具有环形连接件，其包围所述夹圈和反向夹圈，并使它们沿轴向彼此相对地施加预应力。总体来说，因此可在管和烟囱之间实现足够的牢固且稳定的连接，其能够省掉如上所述的附加支撑管。由此简化该装置的制造，并且可廉价地实现。

根据有利的实施方式，夹圈可直接靠在反向夹圈上或间接地通过密封装置靠在反向夹圈上。从而可在卡箍连接内部实现足够的密封。

根据有利的实施方式，连接套筒可在面对所述管的侧面上具有轴向支承面，其可以类似夹圈的方式朝向烟囱逐渐变细。特别是如果连接套管是成形的钣金件，优选是深冲部件。该管的端部也可在面向烟囱的端部上具有轴向止动面，支撑面可轴向支撑在其上，直接地，或间接地，例如通过密封元件。这种设计产生了平坦的支撑，尤其是平坦的接触，这使得在该装置内的足够密封更容易。然后该卡箍提供轴向的预应力，利用它该支撑面靠在止动面上。

在有利的发展中，可为管的端部提供至少在具有反向夹圈和止动面的区域中的相对坚固，即例如形成为铸件或车削件。这允许在该装置中实现相对大的轴向应力，例如实现高保持力。例如如果较高的气体压力在管和/或烟囱内占主导时这是有利的。

在另一个实施方式中，连接套筒可在圆周方向恰好具有一个中断，其结果是连接套筒是径向弹性的。在可选择的实施方式中，连接套筒在圆周方向上是无中断的，也就是在四周上是封闭的。

根据另一个有利的实施方式，连接套筒可焊接到连接器上。在这种情况下，以封闭方式在圆周方向的四周上运行的封闭焊缝是优选的，以达到从连接器到连接套筒的足够密封。焊缝设置在所述连接器的区域中，以环形的方式封闭，并沿轴向邻接所述切口。

另一个有利的实施方式提供了由在连接器上的切口形成的连接器部分，其范围为连接器部分在圆周方向上远离所述烟囱减小。连接器部分的这种设计简化了连接器到所述管中的引入。

在另一个实施方式中，连接器可通过重塑烟囱整体形成在烟囱上。该连接器从而可特别廉价地在烟囱上实现。

在另一个特别有利的实施方式中，烟囱管装置可通过下述方法来制造。对于由此产生的优点，将参考下面方法的描述。

在根据本发明的方法中，烟囱上产生有开口，所述开口具有星形的横截面并具有至少两条射线。烟囱则可在该开口的区域中接通，其结果是可制造连接器。多射线的星形横截面的射线则产生连接器内的轴向开口的切口，这导致连接器在圆周方向上的分段。在连接套筒和管已设置到连接器上之后，可安装卡箍以借助于连接套筒在连接器上固定所述管。

在设置所述管之前，可有利的固定连接套筒和连接器，优选地以密封方式，例如通过焊接连接或钎焊连接。

反向夹圈可通过扩口或另一成形技术整体地形成在所述管的端部上。

根据有利的实施方式，烟囱上的开口可以这样的方式形成，即星形横截面的射线从外部向内逐渐变细。这意味着形成在连接器上的切口随着与烟囱的距离增加而扩大。可在连接器部分的弹性变形期间产生的连接器内的应力可由此降低。

根据另一个有利的实施方式，烟囱开口的横截面可恰好具有三条或四条射线，使得它基本上是Y形或X形的。已经发现，三条或四条射线足以在连接器中产生足够的弹性连接器部分。

如果烟囱开口的星形横截面具有三条或四条与从外部向内逐渐变细的射线相关联的射线，则可整体产生用于烟囱开口的横截面的苜蓿叶形状。在径向方向上具有特别高的弹性的较短连接器部分由此在圆周方向上产生。

在根据本发明的排气系统中，提供了至少一个废气处理装置，其具有壳体，所述壳体配备有至少一个在入口侧或出口侧上的烟囱，所述废气处理装置连接到排气系统的管件或管道上，所述连接借助于上述类型的烟囱管组件实现。

本发明的进一步重要特征和优点可在附图和使用附图的相关附图描述中发现。

不言而喻的，上述特征和仍将在下面说明的特征可不仅用于在每一种情况下给定的组合，而且可用于其它组合或单独使用，而不脱离本发明的范围。

附图简要说明

本发明的优选示例性实施方式示于附图中，并在下面的描述中进行更详细地说明，相同的参考符号涉及相同或相似的或功能上等同的组件。

在图中，

图1示意性地示出了在烟囱管装置的区域中的排气系统的高度简化的纵截面，

图2示意性地示出了在制造该装置过程中的烟囱的高度简化平面图，

图3示意性地示出了在制造该装置的过程中图1所示的截面视图。

具体实施方式

根据图1，排气系统1，在此仅部分地示出，包括至少一个废气处理装置2，其具有壳体3，其中根据废气处理装置2的处理任务，设置至少一个处理元件。例如，这样的处理元件可以是催化剂或颗粒过滤器。壳体3设置在具有烟囱4的一个轴向端上，通过烟囱4该壳体3连接到排气系统1的管5。在这种情况下，这种连接实现了包括卡箍连接7的烟囱管装置6。

在图1中，仅可以看到壳体3的一个轴向端。很显然，在壳体3的另一轴向端(未示出)可同样具有连接到另一管5的烟囱4。原则上可使用相同的烟囱管装置6，但这不是绝对必要的。

排气系统1还可具有进一步的废气处理装置2，其各自具有带有至少一个烟囱4的壳体3，并连接到该管5上或另一个管5上。再次，可使用相同的烟囱管装置6，但这不是绝对必要的。

管5可设计为单独的排气管或作为排气系统1的另一组件的连接件，例如，废气涡轮增压器的涡轮机的出口连接器。

这里提出的烟囱管装置6也在下面简称为装置6，允许在管内部8和烟囱内部9之间流体连接。装置6还允许管5固定在烟囱4上。该固定通过卡箍连接7实现。卡箍连接7从而紧固了管5和烟囱4。

连接器10一体形成在烟囱4上。连接器10在其远离烟囱4的端部上具有至少两个分布在圆周方向11上的分开的、轴向开口的切口12。连接器10从而在切口12的区域中在周向方向11上分割，使得在该分割区域中对应于切口12的数量的一定数量的连接器部分13存在于该分割区域中，所述连接器部分在圆周方向11上由切口12彼此间隔开。

连接器部分13具有在圆周方向11上变化的范围。连接器部分13在圆周方向上的范围根据与烟囱4的距离的增加而减小。连接器部分13因此在自由端窄于下端，在该下端处连接器部分13结合到连接器10的不间断部分中。

该装置6还包括连接套筒14，其设置在连接器10的径向外侧上并且具有夹圈15，其朝向烟囱4逐渐变细。例如，夹圈15是带隆起的，也就是球形段的形状。然而，夹圈15优选是圆锥形，因此它也可称为圆锥体。

管5设置在连接器10的径向外侧上并具有面向烟囱4的端部16。在该过程中，连接器部分13轴向地接合到管5中或其端部16中。远离烟囱4逐渐变细的反向夹圈17一体形成在端部16上。例如，反向夹圈17是带隆起的，也就是球形段的形状。然而，反向夹圈17优选是圆锥形，因此它也可称为反向圆锥体。

最后，卡箍连接7包括卡箍18，它包括环形连接体19和常规设计的卡箍装置(这里未示出)。卡箍18也可任选地配备卡箍带20，以虚线示出。上述卡箍装置与所述的卡箍带20相互作用，以将圆周方向11上的夹紧力引入到卡箍带20中。卡箍带20以及连接体19的圆周由此减小，其结果是连接体19沿径向向内驱动。可选择地，该卡箍装置也可以直接与连接体19相互作用以减少其周长。该连接体19具有V形轮廓，使得它径向地和轴向地装配在夹圈15和反向夹圈17上，并当拧紧卡箍18时沿轴向彼此面对施加预应力于它们。

在示出的实例中，连接套筒14具有在夹圈15侧面上的支撑面21，其面向管5。在该实例中，连接套筒14设计成深冲的或成形的钣金件，使得该支撑面21同样是圆锥形的。在此还提供了设置在管5的反向夹圈17上的止动面22，所述止动面位于朝向烟囱4的侧面上。两个面，也就是支撑面21和止动面22彼此适应，使得它们可轴向地彼此支撑，或者是直接地(如图所示)，或者是间接地，例如如果密封件轴向地设置在面21，22之间。

连接套筒14可具有在圆周方向11上的中断，其结果是所述套筒在径向上变得有弹性。然而，连接套筒14优选地在圆周方向11上是无中断的，且以封闭的方式在四周运行，并通过相应的壁厚提供必要的压力稳定性。

连接套筒14原则上可与连接器10密封。相应的密封则发生在连接器10的区域中，其靠近切口12。密封件可沿径向设置在连接套筒14和连接器10之间用于密封。同样可以紧固连接套筒14和连接器10，使得同时实现足够的密封。例如，粘结连接是可能的。然而由于高温，钎焊连接或焊接连接是优选的。例如，这种焊接连接可以圆周接缝的形式来实现，其在图1中以23表示。

在图1的实例中，管5的端部16是相对坚固的，也就是设置有比连接器更厚的壁厚，至少在具有反向夹圈17和止动面22的区域24中是这样的。例如，这个区域可形成为铸件或车削件。特别地，整个端部16或整个管5可以是以这样的方式坚固的。

根据图1，管5在其内侧25上可具有环形台阶32，在其中连接器10轴向地与它的连接器部分13接合。环形台阶32的内横截面以这样的方式适应连接器部分13的外横截面，即当管5设置在连接器10上时，在该连接器10与管5之间实现居中。

制造上述装置6的方法可进行如下操作：

首先，根据图2在烟囱4上产生开口26，例如通过冲孔或切割工艺。开口26具有星形的开口横截面27并具有至少两条射线28。在图2中，示出了具有四条射线的结构，其中所述星形的横截面27因此具有四条射线28，其从共同的中心29开始。开口26的横截面27优选以这样的方式成形，即烟囱部分30保留在开口26的区域中，并分别布置在圆周方向11上的两条相邻射线28之间，该射线28以独立的方式设置在开口26的中心29中，并且因此不会相互接触。

根据图3，然后连接器10可通过在开口26的区域中成形烟囱4来产生。该成形通过所谓的“接通”来实现，其中具有开口26的烟囱4的区域31被机械地重塑并在此过程中向外推出。突伸到所述开口26中的上述烟囱部分30然后形成连接器部分13。射线28形成轴向切口12。根据图3，连接套筒14然后可设置在连接器10上。连接套筒14然后可任选地焊接到连接器10上。

在已设置上连接套筒14后，根据图1然后可设置管5，所述管通过连接器部分13沿轴向穿入到管5中居中，并借助于卡箍18和连接套筒14固定在烟囱4上。

如可从图2中看到，开口26可方便地成形，使得所述单条射线28从外向内逐渐变细。其开口宽度从而朝向中心29减小。如前所述，恰好四条射线28设置在图2的实例中。与射线28的向内渐缩的横截面相关，开口26从而获得苜蓿叶形状。

Claims (13)

1.一种烟囱（4）上的管（5）装置，

-其中管内部（8）流体连接到烟囱内部（9），

-其中管（5）通过卡箍连接（7）紧固到所述烟囱（4）上，

-其中连接器（10）一体地形成在烟囱（4）上，所述连接器具有至少两个分开的、在圆周方向（11）上轴向开口的切口（12），

-其中连接套筒（14）放置在连接器（10）的外侧上，所述连接套筒具有夹圈（15），夹圈（15）朝向烟囱（4）逐渐变细，并一体地形成在连接套筒（14）上，

-其中所述管（5）放置在连接器（10）上并具有面向所述烟囱（4）的端部（16），使得所述连接器（10）直接与所述端部（16）径向接触，

-其中所述端部（16）具有反向夹圈（17），其一体地形成在其上，并远离烟囱（4）逐渐变细，

-其中所述卡箍连接（7）具有卡箍（18），卡箍（18）具有环形连接体（19），环形连接体（19）装配在夹圈（15）与反向夹圈（17）上，并施加预应力使夹圈（15）和反向夹圈（17）沿轴向彼此面对。

2. 根据权利要求1所述的装置，

其特征在于

夹圈（15）直接地靠在所述反向夹圈（17）上，或间接地通过密封件靠在所述反向夹圈（17）上。

3. 根据权利要求1或2所述的装置，

其特征在于

-夹圈（15）在朝向管（5）的侧面上具有轴向支撑面（21），

-反向夹圈（17）在朝向所述烟囱（4）的端部上具有轴向止动面（22），支撑面（21）支撑在止动面（22）上。

4. 根据权利要求3所述的装置，

其特征在于

管（5）的端部（16）至少在具有反向夹圈（17）和止动面（22）的区域（24）中形成为铸件或车削件。

5. 根据权利要求1所述的装置，

其特征在于

所述连接套筒（14）在圆周方向（11）上恰好具有一个中断。

6. 根据权利要求1所述的装置，

其特征在于

所述连接套筒（14）焊接到所述连接器（10）上。

7. 根据权利要求1所述的装置，

其特征在于

连接器部分（13）通过切口（12）形成在连接器（10）上，连接器部分（13）的范围在圆周方向（11）上随着远离烟囱（4）而减小。

8. 根据权利要求1所述的装置，

其特征在于

连接器（10）通过重塑烟囱（4）一体地形成在烟囱（4）上。

9.一种用于制造根据权利要求1所述的装置的方法，

-其中开口（26）产生在烟囱（4）上，所述开口具有星形横截面（27），所述星形横截面（27）具有至少两条射线，

-其中所述烟囱（4）以这样的方式在所述开口（26）的区域（31）中接通，即制造在圆周方向（11）上具有至少两个轴向开口的切口（12）的连接器（10），切口（12）各由星形横截面（27）的一条射线（28）形成，

-其中连接套筒（14）设置在连接器（10）上，所述连接套筒具有夹圈（15），夹圈（15）朝向烟囱（4）逐渐变细，并一体地形成在连接套筒（14）上，

-其中管（5）设置在连接器（10）上并配有端部（16），使得所述连接器（10）直接与所述端部（16）径向接触，端部（16）具有反向夹圈（17），反向夹圈（17）在端部（16）上一体地形成并且远离烟囱（4）逐渐变细，

-其中安装有卡箍（18），卡箍（18）包围所述夹圈（15）与反向夹圈（17），并施加预应力使夹圈（15）与反向夹圈（17）沿轴向彼此面对。

10. 根据权利要求9所述的方法，

其特征在于

开口（26）以这样的方式成形，即所述横截面（27）的射线（28）从外向内逐渐变细。

11. 根据权利要求9或10所述的方法，

其特征在于

烟囱（4）的开口（26）的横截面（27）恰好具有三条或四条射线（28）。

12. 根据权利要求10所述的方法，

其特征在于

烟囱（4）的开口（26）的横截面（27）为苜蓿叶形。

13.一种用于内燃机的排气系统，具有至少一个废气处理装置（2）和如权利要求1-8任一项所述的装置，废气处理装置（2）的壳体（3）通过烟囱（4）连接到管（5）上。