CN107429599A - 排气肘管 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种排气管(3)，其包括两个肘管(1、2)，每一个肘管均包括管壁(4)以及中心轴(4.1)，每一个肘管是由两个半壳体(1a、1b、2a、2b)所形成，其中每一个半壳体(1a、1b、2a、2b)包括一个内边缘侧(Ri)以及一个外边缘侧(Ra)，内边缘侧(Ri)与外边缘侧(Ra)能够相互接触以形成所述肘管(1、2)，其中每一个肘管(1、2)具有前端侧(S1、S2)，这两个前端侧(S1、S2)能够相互接触以形成所述排气管(3)。所有这四个半壳体(1a、1b、2a、2b)是相同的零件，其中各自的肘管(1、2)仅具有一个入口(E1、E2)以及仅具有一个出口(A1、A2)。

Description

排气肘管

技术领域

本发明涉及一种排气管，其包括两个肘管，每一个肘管均包括管壁以及中心轴。每一个肘管是由两个半壳体所形成，其中每一个半壳体包括一个内边缘侧Ri以及一个外边缘侧Ra，内边缘侧Ri与外边缘侧Ra能够相互接触以作为下壳体与上壳体，以形成所述肘管。因此形成的每一个肘管具有前端侧，这两个前端侧至少能够间接相互接触，优选地为焊接，以形成所述排气管。这两个肘管在这里通过如下所描述的短连接件直接或者间接连接起来。

背景技术

US 2005/0115765 A1早就揭示了一种排气肘管，其由两个相同的半壳体所形成，这两个半壳体在边缘侧相互接触。排气肘管或者两个半壳体具有具体的曲率半径。

DE 10 2011 106 242 A1揭示了由若干歧管管子所形成的歧管，其中每一个歧管管子由两个相同的半壳体构成。

DE 10 2005 044 376 A1揭示了一种双壳体直管，由两个相同的半壳体所形成，其具有位于边缘侧上且用以连接的相应榫元件。

DE 10 2009 053 028 A1也揭示了两壳体式的直管，由层叠设置的两个相同的半壳体所形成。

EP 1 074 703 A1揭示了一种由两个相同的半壳体所形成的两壳体式的催化剂壳体。这同样适用于DE 87 01 980 U1。

DE 20 2011 106 361 U1揭示了弯曲状的排气管，其由镜像对称的半壳体形成，其中每一半壳体具有用以与法兰相连接的矩形端部以及与排气管相连的圆形端部。

发明内容

本发明的目的在于设计和布置这样一种方式的排气管：尽管具有非常简单的结构，创建出不同的排气管构成以及相互之间具有宽范围不同角度的连接平面能够被连接。

本发明的目的是这样实现的：所有四个半壳体是相同的零件，其中各自的肘管仅具有一个入口E1、E2以及仅具有一个出口A1、A2。

最终，具有四个相同半壳体的排气肘管能够通过一系列不同的架构来制造。通过两个肘管之间相对角度的变化，入口平面的位置或者角度以及出口平面的位置或者角度能够相互独立地变化。

在排气系统中，尤其是在用于卡车与公交车以及工程机械与牵引车的欧5和欧6系统中，问题通常出现在，在设计中，必须在现有安装空间中提供不同的起始管位置。另外，与标准排放相关的部件，例如尿素混合腔与载体、或者DOC、DPF以及SCR封装，通常需要一个独立的声学模块或者额外的噪声缓冲器，尤其是在卡车应用中。具有狭窄肘管的这些额外的排气管连接需要尤其复杂的设计，因为标准管的曲率半径不再能够被设计为适应安装空间。具有更狭窄曲率半径的管的几何形状一方面能够通过相对贵的IHU方法制成，否则根据本发明通过使用设计相同且具有相同几何形状的半壳体，并通过使用短连接件焊接在一起而形成。这种连接因此取得了简单、低成本、优化的质量组装的排气管连接，仅仅通过每一连接点的三片焊接，且使得在同一零件的概念中可能将零件数量减至最少。

根据本发明的上述目的还可以通过上述的排气管来实现。排气管由至少两个肘管以及具有长度v的至少一个连接件所构成，其中长度v决定了两个肘管的前端侧S1与前端侧S2之间的距离，其中不同长度的连接件可以被提供使得所述距离可变。通过一方面应用排气管末端之间的可变距离以及另一方面形成作为肘管，用于模组化排气管的一系列不同几何形状的范围能够被建立。

为此目的，这可能是有利的：当各自的肘管的中心轴具有曲率半径Rm，其中曲率半径Rm在中心轴的长度上是不变的，或者在值m1与m2之间变化，m1<＝5m2及/或当各自的肘管的中心轴具有曲率半径Rm以及肘管具有直径Dr，其中满足如下条件：2Rm>Dr或者Rm>Dr。当曲率半径Rm大于直径Dr的一半时，这是一个肘管而不仅仅是一个弯管。与其它由半壳体所形成的折弯排气管不同，这种组合允许若干连接几何形状的形成。上述条件都满足循环形的判断标准。

这也是有利的：当边缘侧Ri具有长度li，边缘侧Ra具有长度la，其中至少在一个边缘侧Ri、Ra上设有一个体系框架Wi、Wa，所述体系框架Wi、Wa被布置为与中心轴相比向管壁径向偏置，其中体系框架Wi、Wa分别延伸超过最多50％或者最多20％至40％的长度li、la。最多不超过50％长度li、la的限制确保了使用相同的零件。两个半壳体能够在枢接位置相互接触，使得上述长度li、la上的体系框架Wi、Wa在用以与下述的耦合桥Ki、Ka的连接上是可行的。

然而，这可能是有利的：在至少一个边缘侧Ri、Ra上设有耦合桥Ki、Ka，所述耦合桥Ki、Ka延伸超过50％的长度li、la，其中为了形成所述肘管，半壳体的耦合桥Ki、Ka能够与相邻半壳体的边缘侧Ri、Ra或者体系框架Wi、Wa进行匹配连接。与体系框架Wi、Wa不同，所述耦合桥Ki、Ka在圆周方向上凸出边缘侧Ri、Ra，并因此与应用在这里的边缘侧Ri、Ra有效接触。正如体系框架Wi、Wa，受限于50％的长度li、la，它确保了应用相同的零件。两个相同的半壳体能够在枢接位置相互接触，使得使得上述长度li、la上的耦合桥Ki、Ka在用以与下述的体系框架Wi、Wa的连接上是可行的。如果耦合桥Ki、Ka以及体系框架Wi、Wa被使用在边缘侧Ri、Ra上，它们被设置为彼此相邻。

通过耦合桥Ki、Ka一方面采用相互配合的方式以及另一方面体系框架Wi、Wa或者边缘侧Ri、Ra，这种连接至少在轴向及/或面向中心轴的径向上保证了两个半壳体的匹配连接。

耦合桥Ki、Ka也可以被单独使用，不具有体系框架Wi、Wa，且因此与边缘侧Ri、Ra有效接触。

为此目的，这可能是有利的：当体系框架Wi、Wa以及耦合桥Ki、Ka被限制到边缘侧Ri、Ra的一半Hi、Ha。各自的体系框架Wi、Wa或者各自的耦合桥Ki、Ka这里不必然延伸在边缘侧Ri、Ra的整个一半Hi、Ha上。这只有在体系框架Wi、Wa或者耦合桥Ki、Ka是长度li、la一半长度的情况下才是必须的，例如50％的长度li、la。体系框架Wi、Wa以及耦合桥Ki、Ka因此优选地的是相较于边缘侧Ri、Ra的中心Mi、Ma相互对称。各自的体系框架Wi、Wa以及耦合桥Ki、Ka也能够形成为多部件式的。

然而，在各自边缘侧Ri、Ra的一半Hi、Ha上的体系框架Wi、Wa以及耦合桥Ki、Ka的混合是不可行的，由于另外没有可互换的零件可以被使用。具有一个或者多个部件的体系框架，其各自边缘侧Ri、Ra的一半Hi、Ha因此是没有耦合桥Ki、Ka的。相应地，具有单个或者多个部件耦合桥Ki、Ka，其各自边缘侧Ri、Ra的一半Hi、Ha是没有体系框架Wi、Wa的。

因此，半壳体的体系框架Wi、Wa与其它应用或者放下半壳体的耦合桥Ki、Ka相较于边缘侧Ra、Ri的方向是轴向对齐的。这里的耦合桥Ki、Ka比体系框架Wi、Wa短一点，或者最多与体系框架Wi、Wa的有效长度相同，例如它的整个长度减去形成的对角线，使得当半壳体相互抵接时，耦合桥Ki、Ka能够被插入到体系框架Wi、Wa中。

对于本发明，尤其重要的是当肘管的至少一个前端侧S1、S2上设有用以形成套筒且具有扩大直径D的肩部U1、U2。至少在一侧具有套筒的排气管也称之为承插端或钝端，其直径D大于将要插入其中的管轴的直径，使得套筒能够保持下述连接件的末端或者具有相同设计的相邻排气管。

与本发明的设计以及布置相关，这也是有利的：当还包括圆柱形的连接件时，前端侧S1、S2的区域能够被插入到入口E1、E2或者插入到出口A1、A2中，且与肩部U1、U2在轴向上相抵压。通过内部连接件，相邻的肘管能够根据任何距离需要被相对布置。此外，肘管的末端能够被更好的焊接，因为连接件向内覆盖了需要被焊接的焊缝。连接件能够被设计为相对较短，使得通过焊接过程能将肘管都被本质上接合的连接。为了确保紧凑的双肘管，连接件仅仅比插入其中的两个肩部U1、U2的长度略长，例如不超过30毫米至40毫米。

这也是有利的：当第一肘管设有入口平面L1的入口E1，第二肘管设有入口平面L2的出口A2，其中第一肘管的出口A1与第二肘管的入口E2每一个均包括一个中心点P1，具有平面L1、L2的肘管都能够绕旋转轴R彼此自由旋转，轴R切割所述中心点P1且与中心轴相切。最终，两个相邻的肘管能够以任何相对角度位置相互布置。

此外，这也是有利的：当排气管形成有最多两个、三个或者四个肘管，且在所有情况下，最多两倍于相同设计的半壳体的数量，例如两个肘管和四个相同设计的半壳体，或者三个肘管与六个相同设计的半壳体，或者四个肘管与八个相同设计的半壳体。通过使用相同的零件，排气管因此能够获得各种不同的形式和几何形状，以将不同的排气后处理单元连接起来，或者将不同的排气后处理单元与排气管或者排气消音器连接起来。

附图说明

本发明其它的优势以及细节，在权利要求和说明书中加以说明且在附图中示出。附图中：

图1显示了用以与催化剂进行连接的肘管。

图2显示了两个肘管在连接点的剖视图。

图3a显示了具有两个半壳体的肘管的分解图。

图3b显示了根据图3a组装后的示意图。

图4a显示了图3a的背面。

图4b显示了根据图4a组装后的示意图。

图5a显示了不具有图4a中体系框架之后的示意图。

图5b显示了根据图5a组装后的示意图。

图6显示了半径Rm与直径D的原理示意图。

图7，8显示了体系框架Wi，Wa以及耦合桥Ki，Ka的原理示意图。

具体实施方式

图1中揭示了一种排气连接管6，其通过第一肘管1以及通过第二肘管2与催化剂7连接起来。第一肘管1与第二肘管2各自均由两个半壳体1a、1b、2a、2b形成，详细请参图3a至4b所示。第一肘管1具有连接到排气连接管6的连接平面L1，第二肘管2具有连接到催化剂的连接平面L2，肘管1、2均可以根据需要沿着旋转轴R进行转动。轴R贯穿各自入口或出口E1、E2，A1、A2的中心点P1。

第一肘管1具有用以排气传感器(未图示)的两个连接座1.2、1.3。

根据图2所示，其显示了根据图1所示的排气管3的局部剖视图，其包括肘管1、2在它们耦合点的剖视图。各自的管壁4包括位于各自前端侧S1、S2区域的肩部U1、U2，其导致了扩大的直径D(图中这里显示了D/2)以及形成了套筒1.1、2.1。

如下面所描述的那样，由于肘管1、2均被制成为相同的部件，对于肘管1、2的直径D是相同的。为了将肘管1、2进行装配或组装，还提供了一个管状的连接件5，自其末梢被插入到相应的套筒1.1、2.1中。取决于连接件5的长度v，两个前端侧S1、S2之间的距离是变化的。肘管1、2均是轴向相连的，连接件5能够在轴向上抵靠相应的肩部U1、U2。

各自的肘管1、2均具有中心轴4.1，其根据图6所示具有曲率半径Rm。如图2所示，图1所示的旋转轴R与中心轴4.1相切。

根据图3a、4a以及图3b、4b所示，各自的肘管1、2是由两个相同的半壳体1a、1b形成。各自的半壳体1a、1b、2a、2b通过长度la、li的边缘侧Ra、Ri连接在一起。为了连接半壳体1a、1b，各自的半壳体1a、1b在边缘侧Ra、Ri区域的内侧以及外侧均具有体系框架Wi、Wa以及耦合桥Ki、Ka。各自的体系框架Wi、Wa或者各自的耦合桥Ki、Ka在此延伸超过各自长度la、li的20％至40％，使得在半壳体1a、1b、2a、2b之间形成了足够大的匹配连接。各自的体系框架Wi、Wa以及各自的耦合桥Ki、Ka受限于边缘侧Ra、Ri的一半部分Hi、Ha。各自的体系框架Wi、Wa或者各自的耦合桥Ki、Ka在此不必然延伸超过边缘侧Ra、Ri的整个一半部分Hi、Ha。在边缘侧Ra处，这大约为长度la的80％；在边缘侧Ri处，这大约为长度li的50％。体系框架Wi、Wa以及耦合桥Ki、Ka然而优选地相较于边缘侧Ra、Ri的中心Mi、Ma对称设置。半壳体1a、1b的体系框架Wi、Wa与其它应用或者放下半壳体1a、1b的耦合桥Ki、Ka相较于边缘侧Ra、Ri的方向是轴向对齐的。这里的耦合桥Ki、Ka比体系框架Wi、Wa短一点，或者最多与体系框架Wi、Wa的有效长度相同，例如它的整个长度减去形成的对角线，使得当半壳体1a、1b相互抵接时，耦合桥Ki、Ka能够被插入到体系框架Wi、Wa中。

各自的半壳体1a、1b、2a、2b还设有保持排气传感器的凹口4.2。

根据图5a、5b中图示的实施方式，其仅设有耦合桥Ka、Ki，但是没有体系框架Wa、Wi。耦合桥Ka、Ki向内弯折且与相邻壳体的壳体边缘Ra的对应部分从后面夹紧。

如图7所示，以外侧边缘Ra作为例子，半壳体1b各自的体系框架Wi、Wa是由边缘沿着径向P向中心轴4.1额外向外变形而成。与之相连接的半壳体1a、1b、2a、2b各自的耦合桥Ka、Ki在周向上抵压在体系框架Wi、Wa中，并在径向P上形成匹配连接。

根据图8所示，没有设置如图5a、5b图示的体系框架Wa、Wi。耦合桥Ka、Ki在壳体边缘上轴向上向内偏置，使得半壳体1b的耦合桥Ka、Ki向内与半壳体1a的壳体边缘Ra相接触，并因此通过壳体边缘Ra在径向P上形成匹配连接。

根据图6所示，中心轴4.1的曲率半径Rm，例如各自肘管1、2的曲率半径，以及各自肘管1、2的直径Dr显示为一个程式化的方式。根据规定，曲率半径Rm必须大于直径Dr的一半或者大于直径Dr，根据本发明的肘管1、2与弯曲作为其他目的的双层壳体排气管具有不同。

元件符号清单

1 肘管

1a 半壳体

1b 半壳体

1.1 套筒、连接套筒

1.2 连接件

1.3 连接件

2 肘管

2a 半壳体

2b 半壳体

2.1 套筒、连接套筒

3 排气管

4 管壁

4.1 中心轴

4.2 凹口

5 连接件

6 排气连接管

7 催化剂

A1 出口

A2 出口

a S1、S2之间的距离

D 直径

Dr 直径

E1 入口

E2 入口

Ha Ra的一半

Hi Ri的一半

Ka 耦合桥

Ki 耦合桥

L1 入口平面

L2 出口平面

la 长度

Ii 长度

Ma Ra的中心

Mi Ri的中心

P 向4.1的径向

P1 中心点

R (旋转)轴

Ra 1a、1b、2a、2b的外边缘侧

Ri 1a、1b、2a、2b的内边缘侧

Rm 曲率半径

m1 Rm的值

m2 Rm的值

S1 1的前端侧

S2 2的前端侧

U1 肩部

U2 肩部

v 5的长度

Wa 体系框架

Wi 体系框架

Claims (11)

1.一种排气管(3)，其包括两个肘管(1、2)，每一个肘管均包括管壁(4)以及中心轴(4.1)，每一个肘管是由两个半壳体(1a、1b、2a、2b)所形成，其中每一个半壳体(1a、1b、2a、2b)包括一个内边缘侧Ri以及一个外边缘侧Ra，内边缘侧Ri与外边缘侧Ra能够相互接触以形成所述肘管(1、2)，其中每一个肘管(1、2)具有前端侧S1、S2，这两个前端侧S1、S2能够相互接触以形成所述排气管(3)，

其特征在于，

所有这四个半壳体(1a、1b、2a、2b)是相同的零件，其中各自的肘管(1、2)仅具有一个入口E1、E2以及仅具有一个出口A1、A2。

2.如权利要求1所述的排气管(3)，其特征在于，各自的肘管(1、2)的中心轴(4.1)具有曲率半径Rm，其中曲率半径Rm在中心轴(4.1)的长度上是不变的，或者在值m1与m2之间变化，m1<＝5m2。

3.如权利要求1或2所述的排气管(3)，其特征在于，各自的肘管(1、2)的中心轴(4.1)具有曲率半径Rm以及肘管(1、2)具有直径Dr，其中满足如下条件：2Rm>Dr或者Rm>Dr。

4.如前述任一权利要求所述的排气管(3)，其特征在于，边缘侧Ri具有长度li，边缘侧Ra具有长度la，其中至少在一个边缘侧Ri、Ra上设有一个体系框架Wi、Wa，所述体系框架Wi、Wa被布置为与中心轴(4.1)相比向管壁(4)径向偏置，体系框架Wi、Wa分别延伸超过最多50％或者最多20％至40％的长度li、la。

5.如前述任一权利要求所述的排气管(3)，其特征在于，在至少一个边缘侧Ri、Ra上设有耦合桥Ki、Ka，所述耦合桥Ki、Ka延伸超过50％的长度li、la，其中为了形成所述肘管(1)，半壳体(1a)的耦合桥Ki、Ka能够与相邻半壳体(1b)的边缘侧Ri、Ra或者体系框架Wi、Wa进行匹配连接。

6.如权利要求4或5所述的排气管(3)，其特征在于，体系框架Wi、Wa以及耦合桥Ki、Ka被分别限制到边缘侧Ri、Ra的一半Hi、Ha。

7.如前述任一权利要求所述的排气管(3)，其特征在于，在肘管(1、2)的至少一个前端侧S1、S2上设有用以形成套筒(1.1、2.1)且具有扩大直径D的肩部U1、U2。

8.如权利要求5所述的排气管(3)，其特征在于，还包括圆柱形的连接件(5)，前端侧S1、S2的区域能够被插入到入口E1、E2或者插入到出口A1、A2中，且与肩部U1、U2在轴向上相抵压。

9.如前述任一权利要求所述的排气管(3)，其特征在于，第一肘管(1)设有入口平面L1的入口E1，第二肘管(2)设有入口平面L2的出口A2，其中第一肘管(1)的出口A1与第二肘管(2)的入口E2每一个均包括一个中心点P1，具有平面L1、L2的肘管(1、2)都能够绕旋转轴R彼此自由旋转，轴R切割所述中心点P1且与中心轴(4.1)相切。

10.如前述任一权利要求所述的排气管(3)，其特征在于，形成有至少两个肘管(1、2)以及具有长度v的至少一个连接件(5)，其中长度v决定了两个肘管(1、2)的前端侧S1与前端侧S2之间的距离，其中不同长度的连接件(5)可以被提供使得所述距离可变。

11.如前述任一权利要求所述的排气管(3)，其特征在于，形成有最多两个、三个或者四个相同的肘管(1、2)，且在所有情况下，最多两倍于相同的半壳体(1a、1b、2a、2b)的数量。