CN1130497C - 法兰部件,消声器,管端闭锁或联结装置及其形成方法和装置 - Google Patents

法兰部件,消声器,管端闭锁或联结装置及其形成方法和装置 Download PDF

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Abstract

管(25)的端部29被一个盘型件31阻塞，盘31被锁定在由法兰(27)和板(28)所形成的联结位置上。法兰(27)包括一个凸缘(26)，它被固定在(28)的下表面，凸缘26上可以有筋，所述的筋被用作抗扭矩筋以增强与板(28)的啮合。在另一个实施例中，法兰(27)形成一个管端联结，但不是闭锁。

Description

法兰部件，消声器，管端闭锁或联结装置及其形成方法和装置
本发明涉及一种管端闭锁和一种形成所述的管端闭锁的方法和设备。
本发明更具体地应用于车辆的排气消声器，为简单起见，通过在该领域的应用，本发明将具体地被描述。但对机器制造领域的技术人员来讲，在不同的需要管端闭锁的领域，本发明可以有许多别的应用。
车辆排气系统中的消声器装置中，在管端和挡板之间需要大量的焊接，大家公认，焊接既费时又价格昂贵，如果不能获得高质量的焊接，则将产生主要问题，如果焊接失败，则将需要对整个消声器进行昂贵的更换。并且焊点有受侵蚀的趋向。
为了克服上述缺陷，提出了在消声器装置上使用非焊接形式的联结的方案。
本发明所推荐的实施例涉及一种非焊接联结和/或管端闭锁，即利用一个法兰，提供一个无缝隙、抗扭矩、从内向外交界面的联结，适用于消声器或类似的装置。
本发明的一个目的是提供一种管端闭锁或联结和/或形成上述管端闭锁和联结的设备或方法，它能克服或至少避免现有技术中的问题，或者至少提供给公众一个有益的机会。
本发明的另一个目的是提供一种用以形成管端闭锁或联结的法兰。
本发明提供了一种消声器装置，具有至少一个管子用于传送废气，和一用于所述管子端部的闭锁装置，所述管端闭锁装置包括一法兰部件，其将所述管子的自由端固定在板件的开口内，和一闭锁盘，其固定在所述法兰部件的上部凸缘的内缘和所述管子的自由端之间，并封闭所述管子的自由端，所述板件将所述管子的端部支承在所述消声器装置的外壳中，其特征在于：围绕所述法兰部件的下部凸缘的内缘有多个凹痕，其与所述开口周围的板件接合。
本发明还提供了一种用于管端闭锁装置或管端联结装置的法兰部件，其有一圆周侧壁形成一空间，其中可以容纳一管子的自由端，所述壁在一上部凸缘和一下部凸缘之间延伸，所述上部凸缘形成一内缘，其能向内挤压与所述自由端接合，以形成所述的闭锁装置或连接装置，所述下部凸缘有一内缘，其上有压印，在所述内缘上形成多个凹痕。
本发明还提供了一种管端闭锁装置，包括一法兰部件，所述法兰部件将一管子的自由端固定在一板件的开口中，一闭锁盘固定在所述法兰部件上部凸缘的内缘和所述管子的自由端之间，以闭锁所述管子的自由端，其特征在于：围绕所述法兰部件的下部凸缘的内缘有多个凹痕，其与所述开口周围的板件接合。
本发明还提供了一种形成管端闭锁装置的方法，其特征在于：一法兰部件固定在一板件的开口中，一管子的自由端被定位延伸穿过所述开口，一闭锁盘固定在所述管子的自由端中，并位于所述法兰部件和所述自由端之间，所述方法还包括在所述法兰部件的下部凸缘的内缘上提供多个凹痕，其与所述开口周围的板件接合。
本发明还提供了一种对管子自由端形成管端闭锁装置的装置，所述管子的自由端延伸穿过一板件上的开口，所述装置包括接收一法兰部件并将其固定在所述自由端的装置，和将一闭锁盘固定在所述自由端并定位在所述自由端和所述法兰部件之间的装置，还包括围绕法兰部件下部凸缘的内缘提供多个凹痕的装置，凹痕与所述开口周围的板件接合。
本发明还提供了一种管端联结装置，包括一法兰部件，一管子的自由端延伸穿过一板件上的开口，所述自由端容纳在所述法兰部件中，所述法兰部件的上部凸缘的内缘固定所述自由端使其靠在所述法兰部件的壁上，所述开口形成一板件的边缘，板件固定在所述壁和所述法兰部件下部凸缘之间，其特征在于：围绕所述法兰部件的下部凸缘的内缘有多个凹痕，其与所述开口周围的板件接合。
通过接合附图对本发明的可能的实施例进行的描述，本发明在所有适用领域内的进一步应用将变得明显。
图1概略地显示了现有的消声器装置；
图2A，2B，2C，2D分别显示了其它的现有技术结构；
图3概略地显示了本发明一个实施例所推荐的形成管端闭锁的初级阶段；
图4显示了本发明一个实施例所推荐的管端闭锁；
图5概略地显示了本发明一个实施例所推荐的用以形成管端闭锁的冲压装置；
图6A和图6B显示了本发明另一个实施例所推荐的用板形成的管端联结；
图7是一个法兰的局部剖切视图，显示了本发明另一个实施例中的法兰；
图8(a)和(b)概略地显示了通过图7中的法兰不同部位的横截面视图；
图9显示了整形工具的一部分横截面(不按比例)；
图10是图7所示的法兰的平面视图；
图11是一个沿图10中的箭头A-A所做的横截面视图。
首先处理图1和图2，图1和图2显示了现有技术中的结构，所述的结构被典型地用于管端闭锁技术，特别是消声器结构。
参看图1，通常用箭头1表示的消声器部件包括一个外壳，气体沿箭头A所示的方向在消声器内流动，反向冲击波沿箭头B所示的方向运动。所示的消声器1的具体结构是使用吸收和散逸技术的接合，在外壳2的内部，安装吸音材料例如玻璃纤维。通过将杯子形状的端盖13焊接在进气管5的端部，进气管5被闭锁。在管子5的端部开有散逸孔6，通过散逸孔6，进气管5内的空气进入增压室7。在管5上面，也有辅助的放气孔或凿孔8。在此使用了一种杯形端盖13。在管5的端部和板24之间存在一个间隙“Y”。排气管9上也有进气孔10和放气孔或凿孔11。排气管9在部位12处与板14焊接在一起。由此可以看出，在一个典型的消声器装置1上，通过焊接实现板与管的联结以及管端的闭锁。
图2A显示了另一种价格低廉的用箭头15表示的消声器装置，在该装置中，空气沿箭头所示的方向在进气管5和排气管9之间流动，两个管子端部的闭锁用箭头16和17表示，闭锁16在图2B中被放大显示，它包括一个十字形端盖18，该端盖的端部被完全焊接在管子上。在图2C所示的另一个闭锁17上，端部19被折叠并沿边缘20进行点焊。在图2D所示的用箭头21所表示的另一种典型的管端闭锁中，管22可以被一个拉延杯状物23套住，然后在点X和/或点Y处焊接。
由于焊接闭锁存在上述的问题，本发明提供一种安全可靠的、不漏气的、非焊接的和抗扭矩的联结。
在图3中，用箭头30表示的管端闭锁被提供给管25的端部29，管25插入板28上的开口中，锁紧法兰27位于管端29上，它的底凸缘26紧靠着板28的下表面。一个冲头在第一次行程中，使锁紧法兰27和管端29展宽以确保闭锁盘31位于图示的位置。在冲头的第二次行程中，延展所述的盘31，使其周边延伸到锁紧法兰27的底边，如图4所示，冲头的最后一次行程使法兰27的侧壁和管端29向内闭锁，因此将盘31的周边缘紧卡在法兰的周边缘下面和管25的自由端29上形成的凸缘上。在所述的闭锁操作中，如图4中的箭头所示，盘31被用作一个转动中心点，用以紧固与板28的联结和锁紧盘31。用此方式，可以在板28和管25之间获得一个安全可靠的、非焊接的联结，同时管5的端部29也被盘或别的闭锁部件31所阻塞，所述的闭锁部件31是指形成机械联结的零件。
图5显示了一种适于形成图4中的联结的冲压装置，用箭头43表示该冲压装置。所述的冲压装置中使用了砧座44，所述的砧座44位于图3、图4所示的管25周围和板28下面。所述的冲压装置43包括一个冲头32，一个O型环33和一个带有倾斜刃口35的闭锁卡头34。在闭锁操作中，所述的倾斜刃口35使法兰27向内运动。在操作过程中，在第一次行程，冲头32展宽法兰27，然后将盘31插入展宽后的管口，带有前端36的卡头34被使用，在第二次行程中，随着法兰27的壁被向内收缩以形成联结，挤压和扩展盘31，如图3所示那样扩展零件使它们到达预定位置。在第二次行程时，卡头34被装到冲头32上(卡头自身有一个具有适当尺寸的前端36)，盘31被放置到合适的位置，在闭锁法兰27的外壁的同时压缩盘31，形成了完好的闭锁的联结。
在图3和图4中描述了一个凸形闭锁盘31，在本发明的实施例中，盘31可以是平的或凹形的。对于平的闭锁盘31，闭锁工序与上述的凸形盘31的闭锁工序相同，然而在操作中，卡头34的前端36不与盘接触。
对于凹形盘31，根据它的固有刚度，需要一个与管25同心的支承冲头以避免盘在闭锁压力下塌陷。
卡头34上有滚花37以便于卡头34的装卸。
由于在应用中出现部分真空，图5中的O型环33使卡头34在冲头上固定到位。
可以设想，法兰27的底凸缘26可以相对地宽，因而能在板28的下表面延伸一定距离。例如宽度为7mm的底凸缘26适于一些规格的管子。
虽然上述的实施例介绍了一种管端闭锁，在许多方面，仅仅需要一个管端联结。
例如在一种“反作用”类型的消声器装置中，需要一种无缝隙、抗扭矩的、内外界面的联结，但通常不是管端闭锁。
在图6A所示的联结和/或管端闭锁中，底凸缘26上分别有初级和第二级密封筋38、39。这些密封筋可能是同心的或不同心的，对于后一种情况，筋38和39能够起到抗扭矩的作用，因此增强了与板28下表面之间的啮合作用。然而，底凸缘26上可以有一个特定的或多个抗扭矩筋40，如图所示，它可以是分段的、直线刻痕，菱形刻痕，或任何合适的形状或形式，用以增强底缘26和板28下表面之间的啮合。
图6B显示，利用初级和第二级密封筋38，39以及抗扭矩筋40，在管5的端部29之间，法兰27形成一个联结。可以在管端29的边缘进行最终型锻41，在此次型锻中，制造出混合加强筋用以减少管的滑动，增强法兰27对管端29的锁定。如图6B所示，密封筋38，39和抗扭矩筋40嵌入板28的材料中，在法兰和板之间形成了联结。
可以设想的是，当不需要管端闭锁时，一个或多个密封筋38或39和一个或多个抗扭矩筋41可以被用于管端联结。
在不需要管端闭锁，仅需要联结时，本发明任一个实施例中的法兰27可以被用来为管端29和板28提供联结，在该种联结中，管端29被固定在法兰的内边缘之间，板28被固定在法兰27的外壁和底凸缘26之间。
参看图7～图11，另一种形式的法兰27能够提供进一步的锁定，即对于管端29的联结，提供了增强了抗扭矩能力。
机器制造领域的技术人员能够预见的是，“铰链点”或联结的根部对于开启是最有阻力的，因此为了改善锁定，冲制底凸缘26过渡处，获得可靠的凹痕，在紧固操作中，在底凸缘26过渡处，板28沉入所述的凹痕，因此形成了一种改善的联结。
因此，对由法兰27的底壁和底凸缘26所组成的边缘41进行“压印”或刻凹痕，通过提供直线的阶跃实现不同程度的“压印”或刻痕。在图8中，沿边缘41的部分区段，有一种陡的压印41a，同时在边缘41上别的区段，具有切成圆弧的压印41b。图9中示意性地显示了一种适当的压印工具42，该工具上有边缘成形部位43，44，以获得必要程度的压印，该工具上还有用以制造筋40的凹槽45。
可以想象的是，由于压印沿边缘41变化，它产生阶跃或齿状物，有助于夹紧板28，增强对扭矩的阻力，增强了联结。
可以看出，本发明在不同的实施例中均能确保对管端提供一个气闭的、非焊接的、抗扭矩的联结，特别是，但不局限于应用于消声器装置。
在上述的描述中，符号被用来表示本发明中的零件或部件，并且这些零件和部件具有已知的等同物，这些等同物可以被分别混合用于本发明。
虽然通过例子和可能的实施例对本发明进行了描述，很明显的是，在不脱离本发明权利要求书的范围内，可以对本发明进行修正或改善。

Claims (7)

1.一种消声器装置，具有至少一个管子用于传送废气，和一用于所述管子端部的闭锁装置，所述管端闭锁装置包括一法兰部件，其将所述管子的自由端固定在一个板件的开口内，和一闭锁盘，其固定在所述法兰部件的上部凸缘的内缘和所述管子的自由端之间，并封闭所述管子的自由端，所述板件将所述管子的端部支承在所述消声器装置的外壳中，其特征在于：围绕所述法兰部件的下部凸缘的内缘有多个凹痕，其与所述开口周围的板件接合。
2.一种用于管端闭锁装置或管端联结装置的法兰部件，其有一圆周侧壁形成一空间，其中可以容纳一管子的自由端，所述壁在一上部凸缘和一下部凸缘之间延伸，所述上部凸缘形成一内缘，其能向内挤压与所述自由端接合，以形成所述的闭锁装置或连接装置，所述下部凸缘有一内缘，其上有压印，在所述内缘上形成多个凹痕。
3.一种管端闭锁装置，包括一法兰部件，所述法兰部件将一管子的自由端固定在一板件的开口中，一闭锁盘固定在所述法兰部件上部凸缘的内缘和所述管子的自由端之间，以闭锁所述管子的自由端，其特征在于：围绕所述法兰部件的下部凸缘的内缘有多个凹痕，其与所述开口周围的板件接合。
4.如权利要求3所述的管端闭锁装置，其特征在于：所述内缘有形成圆弧和非形成圆弧的压印，其形成所述的凹痕。
5.一种形成管端闭锁装置的方法，其特征在于：将一法兰部件固定在一板件的开口中，使一管子的自由端被定位延伸穿过所述开口，将一闭锁盘固定在所述管子的自由端中，并位于所述法兰部件和所述自由端之间，所述方法还包括在所述法兰部件的下部凸缘的内缘上形成多个凹痕，使其与所述开口周围的板件相接合。
6.一种对管子自由端形成管端闭锁装置的装置，所述管子的自由端延伸穿过一板件上的开口，所述装置包括接收一法兰部件并将其固定在所述自由端的装置，和将一闭锁盘固定在所述自由端并定位在所述自由端和所述法兰部件之间的装置，还包括围绕法兰部件下部凸缘的内缘提供多个凹痕并使凹痕与所述开口周围的板件接合的装置。
7.一种管端联结装置，包括一法兰部件，一管子的自由端延伸穿过一板件上的开口，所述自由端容纳在所述法兰部件中，所述法兰部件的上部凸缘的内缘固定所述自由端使其靠在所述法兰部件的壁上，所述开口形成一板件的边缘，板件固定在所述壁和所述法兰部件下部凸缘之间，其特征在于：围绕所述法兰部件的下部凸缘的内缘有多个凹痕，其与所述开口周围的板件接合。
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