CN107023372B - 用于排气设备的消声器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于排气设备的消声器，其包括废气引导管(20)和在所述废气引导管(20)的第一连接区域(24)中通过螺纹式嵌接与其连接的壁板(26)。

Description

用于排气设备的消声器
技术领域
本发明涉及一种用于排气设备的消声器，借助该排气设备将在车辆中的内燃机中产生的燃烧废气排放向周围环境。
背景技术
由DE102005026376A1已知一种消声器，在该消声器中用作废气引导管的进气管在第一连接区域中与设置在消声器内部的壁板相连并且在第二连接区域中与包围消声器内部空间的外部壁板相连。在第一连接区域中，所述进气管设置有环状的成形部，该成形部可以沿周向完全延伸或者具有多个环形节段。为了与所述第一连接区域相连，所述壁板在第一相对连接区域中具有构造在管状的突缘中的、用于相应进气管的容纳开口。所述管状的突缘在其内周区域上具有卷边状的成形部，第一连接区域的环状的成形部为了与所述壁板相连而能够嵌接定位到或卡锁到所述卷边状的成形部中。
DE102010015322B4公开了一种用于排气设备的消声器，在该消声器中用作进气管的废气引导管在第一连接区域中具有环状的凹陷部。在第一连接区域中需与废气引导管相连的壁板中设置有用于废气引导管的容纳开口，该容纳开口具有多个沿周向相继的且包围该容纳开口的接片。为了将废气引导管与所述壁板相连，废气引导管的锥形引入端部被推入到容纳开口中。在此，这些接片沿废气引导管的运动方向偏转，直到它们嵌接到或卡锁到废气引导管的环状的成形部中。在替换的构造方案中，在废气引导管的两个以轴向间距相对彼此定位的环状的成形部之间形成一个用于容纳各接片的环状的凹陷部。
发明内容
本发明的目的是，提供一种用于排气设备的消声器，在该消声器中，废气引导管能够以简单且稳定的方式与壁板相连。
根据本发明，所述目的通过用于排气设备的消声器得以实现，其包括废气引导管和在废气引导管的第一连接区域中通过螺纹式嵌接与该废气引导管连接的壁板。
通过在废气引导管和需与该废气引导管连接的壁板之间生成螺纹式嵌接，实现稳定的、易于制造的、基本上不允许在这两个构件即废气引导管与壁板之间进行相对运动的连接。
为了能够在废气引导管与壁板之间提供螺纹式嵌接，有利的是，在废气引导管上设置有外螺纹结构。该外螺纹结构例如可以通过沿废气引导管的管纵轴线的方向螺旋线状地、即基本上绕线状地环绕的成形部来提供。
为了能够在此与壁板产生稳定的嵌接提出：所述成形部在各沿管纵轴线的方向相继的成型区域之间提供螺槽(Gewindegang)。嵌接到该螺槽中的壁板因此通过在沿轴向方向在其间构成所述螺槽的成形区域沿轴向方向稳定地、有益地基本上无运动间隙地保持。
如果成形部为了提供至少一个绕匝、优选至少两个绕匝而沿周向基本上无中断环绕地构造，则能够在废气引导管与壁板之间实现在周边上基本上均匀且稳定的连接。沿周向无中断环绕的成形部能够提供相应无中断环绕的螺槽，该成形部的替换方案是：也可以沿周向提供相继的成形节段，这些成形阶段提供沿周向相应分段的螺槽。
在由于制造简单而有利的构造方案中可以规定：成形部构造有基本上恒定不变的螺纹顶半径(Gewindescheitelradius)或/和螺槽底部半径(Gewindegangbodenradius)。
在替换的构造方案中，成形部可以设置有向着废气引导管的管端的方向变小的螺纹顶半径。这引起至少在废气引导管的外侧上变细的、优选基本上锥状变细的结构，其在建立与壁板的螺纹式嵌接时简化了废气引导管沿管纵轴线的相对壁板的限定的定位。
为了提供与第一连接区域的螺纹式嵌接，构造在壁板上的第一对应连接区域可以包括废气引导管容纳开口并且还包围所述废气引导管容纳开口地包括多个沿管纵轴线的方向可偏转的嵌接接片。
为了在建立螺纹嵌接时能够以简单的方式使壁板在其第一对应连接区域中的形状与废气引导管的螺纹状结构相匹配而提出：沿周向相继的嵌接接片通过切口或凹口、优选以关于管纵轴线基本上径向的延伸方向相互分开。
所述接片可以通过将废气引导管旋入到容纳开口中而与外螺纹结构形成螺纹式嵌接。
因为通过在废气引导管与壁板之间建立螺纹式嵌接能确保这两个部件之间的完全气密的连接，所以所述壁板优选是内部壁板，并且在第二连接区域中，废气引导管可以与另外的壁板例如外部壁板相连。因此连接管在其两个纵向区域中、优选分别在其一个管端附近稳定地与其它部件或与消声器的多个壁板相连，因而来自外部的较强的力作用也不能引起废气引导管的不期望的变形或推移。
为了尤其在与所述另外的壁板的连接区域中确保气密的封闭而提出：在第二连接区域中，废气引导管与所述另外的壁板材料锁合地、优选通过焊接相连。
废气引导管或/和壁板可以由片材构造而成，因而能够以简单的方式实现的是：通过已知的变形加工使得这些构件具有期望的形式或配置。
本发明还涉及一种用于车辆的排气设备，其具有至少一个根据本发明构造的消声器。
附图说明
下面参照附图来详细地描述本发明。其中：
图1示出消声器的透视性局部图；
图2示出图1所示消声器沿图3的线ll-ll的剖视图；
图3示出图1所示消声器沿图2的线lll-lll的剖视图；
图4示出图1所示消声器沿图3的线IV-IV的剖视图；
图5示出通过螺纹嵌接与壁板相连的废气引导管的放大的细节图；
图6示出替换的构造形式的与图2相应的视图。
具体实施方式
图1至5示出总体用10表示的用于内燃机的排气设备的消声器的第一构造形式。在此应注意，在这些附图中只借助对阐述本发明的原理来说重要的部件来该消声器。
消声器10包括优选由片材构成的外部壁板12和连同外部壁板12一起限定消声器10的内部空间14或者将该消声器的内部空间划分为多个单个的空间区域的中间壁板16、18。相应的壁板也可以设置在例如成形有椭圆形横截面的外部壁板12的端部区域上，以便沿轴向方向向外限定所述内部空间14。应注意的是：尤其为了产生气密的封闭，外部壁板12与中间壁板16、18或未示出的端部壁板优选材料锁合地例如通过焊接固定相连。
消声器10还包括废气引导管20，该废气引导管在所示的实例中可以是进气管。在下面详细阐述的且设置在第一管端22的区域中的第一连接区域24中，废气引导管20与壁板26相连，该壁板在所示的实例中构成内部壁板。壁板26在所示实例中设置在两个中间壁板16、18之间并且例如通过焊接与它们固定连接。
在构造于第二管端28上的第二连接区域30中，废气引导管与外部壁板12相连。废气引导管20在第二连接区域30中基本上构成为柱形并且推入到外部壁板12的例如向外变形的柱形突缘32中。通过沿周向优选无中断环绕的焊缝33，废气引导管20在第二连接区域30中通过材料锁合气密地与外部壁板12相连。
在第二连接区域24中，废气引导管20构造有外螺纹结构。那么尤其在废气引导管20由片材构成且因此构造得相对容易变形时，可以通过构成沿周向围绕废气引导管20的管纵轴线LR螺旋线状环绕的成形部36来提供外螺纹结构。其例如可以借助常规的变形技术如滚压处理形成并且因此在第一连接区域24中引起废气引导管20的基本上波浪状的结构。
在所示的构造实例中，成形部36构造成关于管纵轴线LR在此外基本上柱形的废气引导管20上径向向外凸起，这通过径向向外的变形且由此通过构成局部径向扩展的区域实现。替换地，成形部36至少局部地通过径向向内的变形构成、即在此外基本上柱形的废气引导管20上径向向内突起。
在图1至5所示的构造实例中，螺旋线状环绕的成形部36具有在第一连接区域24的轴向长度上基本上恒定不变的螺纹顶半径(Gewindescheitelradius)Rs，因此螺旋线状环绕的成形部基本上具有螺旋状缠绕的结构。只有在这个绕线状设计的成形部36的开端和终点处，该成形部的径向凸起高度才增加或降低，相应地螺纹顶半径RS也增大或缩小。
沿管纵轴线LR的方向相继的成形区域36a或36b当然通过唯一的、优选无中断的环绕式成形部提供并且形成螺槽38。为了优选同样在废气引导管20的整个周边上无中断地构造螺槽38，在所示的构造实例中可以提供具有至少两个绕匝的成形部36。应注意，在通过径向向内的变形构成成形部36时，螺槽在成形部本身的区域中形成并且通过废气引导管20的基本上没有径向向内变形的区域提供前面提到的成形区域，在这些成形区域之间形成相应的螺槽。
图4示出：在壁板26上在第一对应连接区域40中设置有废气引导管容纳开口42用来容纳废气引导管20、尤其是该废气引导管的第一连接区域24。废气引导管容纳开口42被多个沿周向相继的嵌接接片44包围。在所示的构造实例中，设置有分别在大概90°的角度范围上延伸的四个这种嵌接接片44。沿周向彼此相邻或相继的嵌接接片44沿周向相互分开。在所示的构造实例中设置有引入限定的间距的凹口46，这些凹口关于管纵轴线LR基本上径向延伸并且在它们的径向外部区域中以相应圆形的扩展部48终止。
同样如废气引导管20那样，壁板26有益地也由片材构造而成。壁板26因此尤其能够在嵌接接片44的区域中变形，因而它们在相应负载时能沿管纵轴线LR的方向偏转或弯曲、尤其能够在周边分布地以不同程度偏转或弯曲。
为了建立第一连接区域24或者说外螺纹结构34与第一对应连接区域40的螺纹式嵌接，废气引导管20以其管端22导入到废气引导管容纳开口42中。在这种状态下，壁板26尤其在第一对应连接区域40的区域中利用该壁板的嵌接接片44而基本上构成为平坦的。废气引导管20借助轴向压力压向接片44，从而通过图3中可见的成形部36的开端50对嵌接接片之一44轴向加载并且使得该嵌接接片之一沿废气引导管20的推入方向偏转。如果废气引导管20在这个过程中旋转，那么成形部36的开端50向凹口之一46的方向运动。在这种状态下通过成形部36轴向加载的嵌接接片44相对沿周向跟随的、没有被沿轴向方向加载的、相应地也没有偏转的嵌接接片44轴向移动或弯曲。当废气引导管20进行持续不断的旋转运动时，成形部36的开端50则在轴向没有变形或偏转的嵌接接片44的后方运动，使得该嵌接接片进入螺槽38中。废气引导管20的继续的旋转运动或螺旋运动使得所有嵌接接片44相继地进入到螺槽38中，直到最后在废气引导管20上的第一连接区域24与壁板26上的对应连接区域40之间建立在整个周边上相继的螺纹式嵌接。
在这种状态下，第一对应连接区域40尤其在嵌接接片44的径向内部的区域中的形状与螺旋线状环绕的成形部36和相应的螺旋线状环绕的螺槽38相匹配。这意味着，嵌接到螺槽38中的嵌接接片44沿周向观察卷绕或以不同程度轴向偏转。
在废气引导管20以前面描述的方式通过螺旋运动而与壁板26相连之后，该废气引导管以前面同样描述的方式在其第二连接区域30中与外部壁板12固定相连，从而即使在出现振荡时也不会出现第一连接区域24从第一对应连接区域40上的松脱。
废气引导管20能够以前面描述的方式与壁板26在消声器10内部以简单的方式稳定相连，因此为了构建排气设备，在其第二连接区域中需与另一管连接的废气引导管20即使负荷更强也能够稳定地保持在消声器10中。螺旋线状环绕的成形部36的造型在此优选如下，即，在两个沿轴向方向相继的成形区域36a、36b之间成形有具有如下宽度的这种中间腔或螺槽38，即，基本上没有轴向运动间隙地容纳壁板26及其第一对应连接区域40。由此能够补偿细小的轴向运动间隙或者由此不会引起振动噪声或嘎嘎响，这是因为由于嵌接接片44的用于将这些嵌接接片的插入到螺槽38中的变形这些嵌接接片在预紧力的作用下贴靠在成形部36上。
图6示出还利用本发明的原理的变动的构造方案。该构造基本上相当于前面描述的构造。主要区别在于：废气引导管20在其还提供第一连接区域24的纵向区域中成形，使螺纹顶半径RS朝管端22的方向减小。这例如可以通过废气引导管的锥形结构或锥形变形实现。因此在这种构造形式中，螺旋线状环绕的成形部36具有以锐角W变细的螺旋状结构。
为了将废气引导管20与壁板26相连，第一连接区域36以前面描述的方式插入到废气引导管容纳开口42中并且通过旋转建立螺纹式嵌接。通过增大的螺纹顶半径和相应增大的螺槽半径，在废气引导管20的持续的旋转运动中，在壁板20与废气引导管之间的摩擦相互作用的强度也增加。如果在这个过程中，限定的转矩被施加到废气引导管20上，那么能够实现第一连接区域到第一对应连接区域中的限定的旋入深度。
也可以以其它方式实现前面描述的用于在消声器的废气引导管与壁板之间建立螺纹式嵌接的结构原理。因此不必为了提供外螺纹结构而径向向外或向内设置沿周向无中断环绕的成形部。为了构建外螺纹结构，也可以使用这种螺旋线状环绕的成形部的沿周向离散的、因此相互间隔开的成形节段。在这种构造中，在两个沿轴线方向相邻的节段之间可以分别提供一个螺槽的节段，第一对应连接区域的嵌接接片则能够嵌入地定位在该螺槽的节段中。设置在第一对应连接区域上的接片的数量也可以变动。也可以设置有多于或少于四个的接片。在应用仅两个接片和接片相互之间具有更大的周边间距的情况下，能够实现虚拟滑动配合(Pseudoschiebesitz)。
通过在预紧力下贴靠在成形部上的嵌接接片建立在最大程度上避免气体泄露的接触。只在接片沿周向通过凹口相互分开的地方和在圆形扩展部的区域中在凹口的径向外端部上，可能出现轻微的气体泄露，但其对消声器的功能来说并不重要。

Claims (18)

1.用于排气设备的消声器，其包括外部壁板(12)以及设置在该外部壁板(12)的端部区域上的且连同该外部壁板(12)一起向外限定消声器(10)的内部空间(14)的端部壁板，还包括废气引导管(20)和在所述废气引导管(20)的第一连接区域(24)中通过螺纹式嵌接与该废气引导管连接的壁板(26)，其中，在第二连接区域(30)中，所述废气引导管(20)与另一壁板相连，其中，所述壁板(26)是设置在两个中间壁板(16，18)之间并且与所述中间壁板固定连接的内部壁板，所述两个中间壁板将内部空间(14)划分为多个单个的空间区域并且与所述外部壁板(12)固定连接。
2.根据权利要求1所述的消声器，其特征在于，在所述第一连接区域(24)中所述废气引导管(20)构造有外螺纹结构(34)。
3.根据权利要求2所述的消声器，其特征在于，所述外螺纹结构(34)通过沿所述废气引导管(20)的管纵轴线(LR)螺旋线状环绕的成形部(36)提供。
4.根据权利要求3所述的消声器，其特征在于，所述成形部在各沿所述管纵轴线(LR)的方向相继的成型区域(36a、36b)之间提供螺槽(38)。
5.根据权利要求3或4所述的消声器，其特征在于，所述成形部(36)为了提供至少一个绕匝而构造成沿周向基本上无中断地环绕。
6.根据权利要求5所述的消声器，其特征在于，所述成形部(36)为了提供至少两个绕匝而构造成沿周向基本上无中断地环绕。
7.根据权利要求3或4所述的消声器，其特征在于，所述成形部(36)包括多个在周向上相继的成型节段。
8.根据权利要求4所述的消声器，其特征在于，所述成形部(36) 构造有基本上恒定不变的螺纹顶半径(RS)或/和螺槽底部半径(RB)。
9.根据权利要求4所述的消声器，其特征在于，所述成形部(36)设置有向着所述废气引导管(20)的管端(22)的方向缩小的螺纹顶半径(RS)或/和螺槽底部半径(RB)。
10.根据权利要求1至4中任一项所述的消声器，其特征在于，为了与所述第一连接区域(24)的螺纹式嵌接而构造在所述壁板(26)上的第一对应连接区域(40)包括废气引导管容纳开口(42)，并且包围所述废气引导管容纳开口地还包括多个沿管纵轴线(LR)的方向可偏转的嵌接接片(44)。
11.根据权利要求10所述的消声器，其特征在于，沿周向相继的嵌接接片(44)通过切口或凹口(46)相互分开。
12.根据权利要求11所述的消声器，其特征在于，沿周向相继的嵌接接片(44)通过切口或凹口(46)以关于所述管纵轴线(LR)基本上径向的延伸方向相互分开。
13.根据权利要求10所述的消声器，其特征在于，在所述第一连接区域(24)中所述废气引导管(20)构造有外螺纹结构(34)，所述接片(44)与所述外螺纹结构(34)处于螺旋状嵌接中。
14.根据权利要求1至4中任一项所述的消声器，其特征在于，所述另一壁板是外部壁板(12)。
15.根据权利要求14所述的消声器，其特征在于，在所述第二连接区域(30)中，所述废气引导管(20)与所述另一壁板材料锁合地相连。
16.根据权利要求15所述的消声器，其特征在于，在所述第二连接区域(30)中，所述废气引导管(20)与所述另一壁板通过焊接相连。
17.根据权利要求1至4中任一项所述的消声器，其特征在于，所述废气引导管(20)或/和所述壁板(26)由片材构造而成。
18.用于车辆的排气设备，其包括至少一个根据上述权利要求中任一项所述的消声器(10)。
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