CN110714863A - 用于尤其在内燃机的抽吸管路中接收处于交变压力下的流体的结构单元 - Google Patents

Abstract

用于接收处于交变压力下的流体的结构单元包括壳体，所述壳体具有两个壳体件和能由流体穿流的流体装置，拉杆被贯穿引导穿过流体装置。拉杆被接收在套筒中，该套筒的端部区段防流体地贴靠在流体装置上。

Description

用于尤其在内燃机的抽吸管路中接收处于交变压力下的流体 的结构单元

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1前序部分的用于尤其在内燃机的抽吸管路（Ansaugtrakt）中接收处于交变压力下的流体的结构单元。

背景技术

DE 10 2013 203 095 A1中描述了内燃机抽吸管路中的抽吸模块。抽吸模块在壳体中具有增压空气冷却器，该增压空气冷却器借助于拉杆（Zugankers）被紧固在抽吸模块的壳体中。拉杆被引导穿过增压空气冷却器中的贯通开口，其中，拉杆头在增压空气冷却器的一侧上被引导穿过壳体件中的开口并将拉杆上的螺纹在增压空气冷却器的另一侧上与相对置的壳体件拧接。不仅在头部上，而且与螺纹相邻地，将密封元件套置到拉杠杆上，以便防流体地（strömungsdicht）封闭拉杆被引导穿过的壳体开口。

抽吸模块经受到压力波动，这些压力波动在内燃机不断运行期间在抽吸管路中产生。

发明内容

本发明的任务是利用简单的结构措施来构造用于尤其在内燃机的抽吸管路中接收处于交变压力下的流体的结构单元，使得压力密封地构成了结构单元的流体装置（Strömungsvorrichtung），流体被引导穿过该流体装置。

该任务根据本发明以权利要求1的特征来解决。从属权利要求给出了适宜的改进方案。

根据本发明的结构单元优选被使用在内燃机的外围设备中、尤其是内燃机的抽吸管路中，并用于接收处于交变压力下的流体、尤其是燃烧用空气。结构单元例如涉及具有集成的增压空气冷却器的抽吸管，该增压空气冷却器在抽吸管路中布置在压缩机的下游。增压空气冷却器被用于冷却由压缩机所压缩的燃烧用空气，并被前置给内燃机的缸入口。

作为用于接收处于交变压力下的流体的结构单元，例如也可以考虑空气过滤装置，其同样可以被集成到内燃机的抽吸管路中并被用于过滤引导经过的燃烧用空气，其中，空气过滤装置具有：壳体，该壳体具有至少两个壳体件，通过拉杆来连接这些壳体件；以及布置在这些壳体件之间的、能由流体穿流的流体装置，其形式为空气过滤元件。

结构单元包括：壳体，该壳体具有至少两个壳体件，通过拉杆来连接这些壳体件；以及插入到壳体中的、能由流体穿流的流体装置，其中，拉杆被贯穿引导穿过流体装置。至少两个通过拉杆连接的壳体件可以被一体式地构造为一结构件、尤其是一塑料喷铸件，或在一替换实施方案中被构造为两个单个结构件，它们被连接、尤其是焊接为一总结构件。为了确保流体不会通过拉杆被贯穿引导穿过的流体装置中的缺口进行不希望的旁路，在延伸穿过流体装置中的缺口的套筒中引导拉杆，该套筒的端部区段防流体地贴靠在流体装置上。由此确保了，流体在穿流流体装置时的引导与拉杆插接穿过的缺口防流体地分开。套筒使得增压空气冷却器中的将拉杆引导穿过的缺口防流体地相对于壳体内部的接收腔密封，流体装置被插入到该接收腔中。由此阻止了流体穿过带有接收在其中的拉杆的缺口的空气流动不畅。

套筒的两个相对置的端部区段分别防流体地贴靠在流体装置上，由此使得针对拉杆被置入到流体装置中的缺口防流体地与流体装置内部的流体路径分开。处于拉杆被引导穿过的套筒内部的腔可以与之相反相对于接收腔被构造为敞开，流体装置被插入到该接收腔中。

因为套筒的两个端部区段防流体地贴靠在流体装置上，所以在可以导致壳体内部的流体装置振动的交变压力条件下也保证了压力密封性。这类振动由包括套筒的流体装置所实施，使得套筒在流体装置在壳体内部的所有位置上保持了该套筒在流体装置上的密封位置。

根据一有利实施方案，套筒被构造为至少两件式，其中，通过连接装置将套筒件彼此连接，该连接装置施加轴向力到套筒件上。轴方向在此情况下涉及套筒和拉杆的纵轴线。轴向力将每个套筒件相对流体装置按压并由此产生密封力，该密封力在一套筒件的每个端部区段和流体装置之间起作用。密封力由此表示相对于轴向力的反作用力，该反作用力通过套筒件之间的连接装置产生。有利地，连接装置被实施为防流体。

通过连接装置施加到套筒件上的轴向力尤其是拉力。这点能够实现，一套筒件的每个端部区段密封地贴靠在流体装置的外侧面上并支撑在该外侧面上。替换地也可行的是，通过套筒件之间的连接装置来产生按压力，使得两个套筒件由连接装置沿轴向分别向外被按压。

根据一进一步有利的实施方案，连接装置被构造为弹动式形状锁合连接器。在每个套筒件上在该实施方案中有一形状锁合件，其中，形状锁合件被置入到关闭该形状锁合的连接中，该连接将预期的轴向力施加到套筒件上。形状锁合连接器可以可松开或不可松开地构造。

根据一有利实施方案，形状锁合连接器被构造为具有可彼此交错插接（ineinander steckbaren）的夹子件的夹子连接器。这些夹子件尤其被构造为球形夹子件并分别具有球形面或部分球形面，它们被置入到形状锁合连接中，其中，在套筒件之间沿轴向相对推移的情况下，两个球形夹子件离开其同心位置，其中，在非同心的相对位置中，球形面相对彼此被推移并相应地产生了轴向力。

根据还一进一步有利的实施方案，套筒的至少一个端部区段，优选每个套筒件在其端部区段上具有沿径向扩宽的弹性密封凸缘。密封凸缘与套筒或者说对应的套筒件一件式构造并防流体地贴靠在流体装置上。密封凸缘处在套筒或者说套筒件的顶端侧上或与之相邻并尤其是贴靠在流体装置的外壁上。在该实施方案中，通过套筒件之间的连接装置产生拉力，利用该拉力，每个沿径向扩宽的密封凸缘在套筒件的端部区段上从外部按压到流体装置的相对置的外壁上。

有利地，密封凸缘具有平坦的接触面，利用该接触面，密封凸缘在密封位置中相对流体装置按压，尤其是相对流体装置的外壁按压。

根据还一进一步有利的实施方案，密封凸缘上的接触面相对于套筒的顶端侧沿轴向回缩。从套筒至接触面的过渡部由凹槽形成，该凹槽被构造为屈曲的环区段。该凹槽能够实现使套筒或者说套筒件沿轴方向-关于套筒的纵轴线-执行平衡运动，例如补偿流体装置的压力造成的几何尺寸改变。

根据一进一步有利的实施方案，穿过套筒在流体装置中的缺口中被引导的拉杆被构造为多重拉杆，该多重拉杆具有至少两个间隔开的螺纹区段，其中，每个螺纹区段被分别拧入到每个壳体件中的对应螺纹中。该实施方案具有这样的优点，即，每个壳体件通过其对应螺纹与拉杆的螺纹区段连接。通过将拉杆上的螺纹区段接合到每个壳体件中的对应螺纹中保证了-关于拉杆纵轴线-朝两个轴方向的沿轴向支撑。由此，通过拉杆可以接收过压力（Überdruckkräfte）和低压力（Unterdruckkräfte），过压力致力于将相对置的壳体壁彼此压开，低压力致力于将相对置的壳体壁压到一起。由于结构单元内部中的压力波动而产生的力通过每个壳体件中的对应螺纹被传递到拉杆的螺纹区段上。以这种方式来固定壳体件相对彼此的相对位姿并实现结构单元经过压力波动的稳定。

结构单元带有具有至少两个间隔开的螺纹区段的拉杆的另一优点是，在拧入拉杆时已经保证了相对置的壳体件的经限定的、保持固定的间距，通过拉杆连接相对置的壳体件。由此例如可以调整或者说保证增压空气冷却器或过滤介质本体与结构单元的壳体壁之间的预期的内置间隙。

附图说明

另外的优点和适宜的实施方案在另外的权利要求、附图说明和附图中可以得出。其中：

图1在立体图中示出了内燃机抽吸管路中的抽吸管，部分地在截面图中，具有穿过增压空气冷却器用于使抽吸管的相对置的平行壳体壁连接的拉杆的视图；

图2示出了在抽吸管的通过拉杆连接的壳体壁的区域中的截面图；

图3示出了带有已连接的壳体壁的拉杆的立体图；

图4示出了带有两个沿轴向间隔开的螺纹区段的拉杆的单个图，螺纹区段具有不同的外直径；

图5示出了来自根据图2的截面图的一截段，该截段具有拉杆，该拉杆被接收在两件式的套筒，其中，两个套筒件分别支撑在增压空气冷却器的外壁上；

图6示出了穿过第一套筒件的纵截面；

图7示出了穿过第二套筒件的纵截面；

在这些图中，相同结构件设有相同的附图标记。

具体实施方式

图1和图2中以及以截段方式在图3中示出了抽吸管1，该抽吸管被布置在内燃机的抽吸管路中，并且为了冷却抽吸管路中的被压缩的燃烧用空气将增压空气冷却器3集成到该抽吸管中。抽吸管1具有壳体2，增压空气冷却器3被接收在该壳体中。就像图1能够取得那样，通过壳体侧的抽吸接管4根据箭头5将燃烧用空气导入到抽吸管1中，燃烧用空气根据另外的箭头6和7穿过增压空气冷却器3并接下来从抽吸管1导出并朝内燃机入口方向继续导引。增压空气冷却器3在简化图中被表示为中空体。

抽吸管1的壳体2在增压空气冷却器3的区域中具有两个限界针对增压空气冷却器3的接收腔的、彼此平行并间隔开的壳体壁8和9，这两个壳体壁分别形成一壳体件。壳体壁8、9可以在一结构件中一件式构造或在一替换实施方案中被构造为两个单个结构件，它们被连接、尤其是焊接为一总结构件。两个相对置的壳体壁8和9通过拉杆10彼此连接并相互固定，该拉杆被实施为双拉杆并具有两个沿轴向相对彼此间隔开的螺纹区段11和12，其中，该轴间距涉及拉杆10的纵轴线。第一螺纹区段11直接与拉杆的沿径向扩宽的杆头13相邻，其中，内多棱部14为了借助于内六角扳手的引入和操纵而被置入到杆头13中。

第二螺纹区段12直接与拉杆10的自由顶端侧相邻，该自由顶端侧沿轴向与杆头13相对置。螺纹区段11和12具有相同的螺纹方向和相同的螺距，但是具有不同的外直径，其中，与杆头13相邻的第一螺纹区段11的外直径大于与顶端侧相邻的第二螺纹区段12的外直径。第一螺纹区段11的外直径例如大于第二螺纹区段12的外直径至少50%。螺纹区段11和12的不同的外直径允许了在将壳体制造为塑料喷铸结构件时从相同侧出来地使壳体2脱模。这点也能够实现就像图2能够取得的那样将具有闭合的底部16的盲孔缺口15置入到第二壳体件9中，其中，拉杆10利用其第二螺纹区段12伸入到盲孔缺口15中。基于作为盲孔缺口15的实施方案，在该部位上给出了带有增压空气冷却器33的壳体2中的内腔的绝对防流体的封闭。可以在该部位上取消密封元件。

在杆头13的内置侧上并同时在第一壳体壁8的外置侧上有密封元件17、尤其是密封环，其处在壳体壁8和杆头13之间并沿轴向由杆头13挤压。由此，在第一壳体壁8的区域中也给出了防流体的封闭，使得经由壳体壁8中的、拉杆10被贯穿引导穿过的缺口，没有流体能够向外溢出壳体的内腔。

将拉杆10实施为双拉杆，该双拉杆具有：两个沿轴向间隔开的螺纹区段11和12，在两个螺纹区段之间有一没有螺纹的区段；以及每个螺纹区段11和12利用配属的对应螺纹拧接到壳体壁8和9中的缺口中，该实施方案允许了壳体壁相对彼此朝关于拉杆10纵轴线18的两个轴方向的固定。被贯穿引导穿过抽吸管1的燃烧用空气的压力波动不仅在压力升高时，而且在压力下降时由拉杆10经由螺纹区段11和12被接收，由此朝两个轴方向固定了壳体壁8和9相对彼此的沿轴向相对位置。建立了拉杆10与壳体壁8和9之间的持久固定的连接，由此也在很长的时间段上保证了密封性。

每个螺纹区段的轴向长度被尺寸设计为，使得保证了与每个壳体壁8和9的安全且固定的连接。两个螺纹区段11和12的沿轴向长度至少接近是相同大小。每个螺纹区段的沿轴向长度例如大致为拉杆10的总长度的四分之一。

为了建立该连接，拉杆10利用相邻于拉杆顶端侧的螺纹区段12首先被贯穿导引穿过第一壳体壁8中的缺口以及被贯穿导引穿过套筒19，该套筒被置入到增压空气冷却器3中并完全地贯穿延伸穿过增压空气冷却器3。拉杆10被引入到壳体2中，直至螺纹区段12达到盲孔缺口15的区域中。在壳体被实施为塑料喷铸结构件时，螺纹区段12适宜地切入处在盲孔缺口15内壁上的对应螺纹。但是也可以是适宜的是，在盲孔缺口15中布置预制的对应螺纹，拉杆10的螺纹区段12被拧入到该对应螺纹中。

与螺纹区段12与盲孔缺口15中的对应螺纹拧接或者说切入盲孔缺口15中的对应螺纹的同时，也在第一壳体壁8的区域中进行螺纹区段11与处在壳体壁8中的缺口的内壁上的配属对应螺纹的拧接。以如第二壳体壁9中那样的相应方式，第一壳体壁8中的对应螺纹同样通过经由拉杆10上的螺纹区段11的切入来产生。替换地，在第一壳体壁8内的缺口中预制对应螺纹，并将螺纹区段11拧入到预制的对应螺纹中。

拧入这样地进行，直到杆头13贴靠在壳体壁8的外侧面上或在密封元件17上产生足够高的轴向挤压力。拧入过程可以以转矩控制方式进行，其方式是，预先给定拉紧力矩，在达到该拉紧力矩时终止转入过程。

如图5结合图6和7能够取得那样，将完全穿过增压空气冷却器的缺口24置入到增压空气冷却器3中，套筒19被插入到该缺口中，该套筒接收拉杆10。套筒19被构造为两件式并包括第一套筒件19a和第二套筒件19b，它们在其彼此面对的端部区段的区域中通过连接装置20彼此连接。连接装置20分别包括每个套筒件19a、19b上的球形夹子件20a、20b，其中，球形夹子件20a和20b分别被构造为部分球形面，这些部分球形面在其直径方面不同。第一套筒件19a上的球形夹子件20a具有比第二套筒件19a上的球形夹子件20b更大的直径，使得在-图5中示出的-装配好的状态下，较大的球形夹子件20a包围接合较小的球形夹子件20b。套筒件19a、19b尤其被构造为塑料结构件或必要时被构造为金属结构件。

套筒件19a、19b的与球形夹子件20a、20b相对置的端部区段分别具有密封凸缘21，密封凸缘沿径向扩宽地构造并在其-与球形夹子件20a或者说20b面对的-内置侧上具有接触面23，该接触面处于与增压空气冷却器3的外侧面的面式接触上。密封凸缘21沿轴向略微回缩并通过环绕的凹槽22与套筒件19a或者说19b一件式构造。

在装配好的状态下，两个球形夹子件20a和20b处于形状锁合连接，在该形状锁合连接中，较大的球形夹子件20a包围接合较小的球形夹子件20b。形状锁合连接可以通过如下方式来建立，即，两个套筒件19a、19b由相对置的侧被插入到增压空气冷却器3内的缺口24中，直到球形夹子件20a、20b已达到预期的形状锁合连接。

通过连接装置20来产生轴向力，该轴向力作用到两个套筒件19a、19b上并具有密封凸缘21上的接触面23区域中的密封力的任务。通过如下方式来实现拉力，即，从球形夹子件20a、20b的同心位置出来地进行两个套筒件19a、19b的沿轴向的略微推移，就像这点在图5中示出那样，由此使得较大的球形夹子件20a的顶端侧区域平放在较小的球形夹子件20b的壳面上。通过固有弹性，球形夹子件20a、20b可以略微被扩宽或者说挤压到一起，这导致预期的拉力，利用该拉力，每个套筒件19a、19b在密封凸缘21的区域中相对增压空气冷却器3的外壁被按压。同时实现了两个球形夹子件20a、20b之间的防流体的连接。

两个套筒件19a、19b引起，引导穿过增压空气冷却器3并接收了拉杆10的缺口24防流体地与增压空气冷却器3的内部分开。由此避免了经由缺口24的流体的空气流动不畅，该流体根据箭头6被引导穿过增压空气冷却器3。

Claims (12)

1.用于尤其在内燃机的抽吸管路中接收处在交变压力下的流体的结构单元，其具有壳体（2），其中，通过拉杆（10）连接所述壳体（2）的至少两个壳体件（8、9），并且所述结构单元具有布置在所述壳体件（8、9）之间的、能由所述流体穿流的流体装置（3），所述拉杆（10）被贯穿引导穿过所述流体装置，其特征在于，在延伸穿过所述流体装置（3）的套筒（19）中引导所述拉杆（10），其中，所述套筒（19）的端部区段防流体地贴靠在所述流体装置（3）上。

2.根据权利要求1所述的结构单元，其特征在于，所述套筒（19）被构造为至少两件式，其中，通过产生轴向力的连接装置（20）使套筒件（19a、19b）彼此连接。

3.根据权利要求2所述的结构单元，其特征在于，所述连接装置（20）被构造为弹动式形状锁合连接器。

4.根据权利要求3所述的结构单元，其特征在于，所述形状锁合连接器（20）被构造为具有能彼此交错插接的夹子件的夹子连接器。

5.根据权利要求4所述的结构单元，其特征在于，所述夹子连接器的夹子件被构造为球形夹子件（20a、20b）。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的结构单元，其特征在于，所述套筒（19）的至少一个端部区段具有形状弹性的、沿径向扩宽的密封凸缘（21），所述密封凸缘与所述套筒（19）一件式构成并防流体地贴靠在所述流体装置（3）上。

7.根据权利要求6所述的结构单元，其特征在于，所述沿径向扩宽的密封凸缘（21）具有平坦的接触面（23）。

8.根据权利要求6或7所述的结构单元，其特征在于，所述密封凸缘（21）上的所述接触面（23）相对于所述套筒（19）的顶端侧沿轴向回缩，并且从所述套筒（19）至所述接触面（23）的过渡部由凹槽（22）形成。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的结构单元，其特征在于，所述拉杆（10）被构造为多重拉杆并具有至少两个间隔开的螺纹区段（11、12），其中，每个螺纹区段（11、12）被分别拧入到所述壳体件（8、9）中的对应螺纹中。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的结构单元，所述结构单元被构造为用于内燃机的抽吸管（1）。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的结构单元，其特征在于，所述流体装置被构造为冷却器（3）、尤其是增压空气冷却器（3），所述拉杆（10）和两件式的套筒（19）被贯穿引导穿过所述冷却器。

12.根据权利要求1至11中任一项所述的结构单元，所述结构单元被构造为用于内燃机的空气过滤装置。

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