專利名稱：排氣管的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及內燃機的排氣管，特別是機動車輛中的排氣管，該排氣 管包括殼體，多個入口管從殼體伸出，在內置狀態(tài)下所述的多個入口管 通向內燃機的氣缸，包括法蘭，該法蘭焊接在入口管上，在內置狀態(tài)下 法蘭借助螺釘連接部擰在內燃機的汽缸頭部上。
背景技術：
這樣的排氣管，例如由DEIO 2005 025 735 B3公開，原則上也可以 將該排氣管稱作廢氣增壓腔。該排氣管包括殼體和法蘭，多個入口管從 所述殼體伸出，在內置狀態(tài)下，所述的多個入口管通向內燃機的氣缸， 所述法蘭焊接在入口管上，在內置狀態(tài)下，法蘭借助螺釘連接部擰在內 燃機的汽缸頭部上。此外，將已知的排氣管進一步設置成空氣間隙隔離 的排氣管，該排氣管的殼體和入口管由內殼和外殼構成，內殼和外殼都 焊接在法蘭上，并且在內殼和外殼之間形成隔離空氣間隙。
在內燃機工作過程中，排氣管達到的溫度經常大大高于汽缸頭部的 溫度。這導致產生不同的熱膨脹，特別是在排氣管的縱向，尤其是在具 有四個或者更多排成直線的氣缸的發(fā)動機中，可以特別明顯地觀察到這 種現(xiàn)象。
原則上，可以按照下述方式來將法蘭的螺釘連接部設置在汽缸頭部 上，所述方式為使法蘭和汽缸頭部之間由受熱引發(fā)的相對運動減小。 但是在這種情況下，在殼體內產生遠遠超出正常標準的應力，這會相對 迅速地導致材料的疲勞，甚至破裂。類似地，實質上可以按照下述方式來設置螺釘連接部，所述方式為使法蘭能夠通過受熱引發(fā)的方式與汽 缸頭部相對自由地移動，即法蘭可以在法蘭和汽缸頭部之間的接觸面上 滑動。因此入口管道和氣缸之間產生相對位置變化，但這對密封不利， 并對流動工況不利。

發(fā)明內容
本發(fā)明涉及下述問題，即提供在開始時具體說明的那種類型的排氣 管的改進實施方式，該改進的實施方式的特征尤其在于在內燃機工作過 程中實現(xiàn)足夠的密封作用，同時使排氣管達到更長的使用壽命。
根據(jù)本發(fā)明，上述問題是通過獨立權利要求1的主題解決的。優(yōu)選 的實施方式為從屬權利要求的主題。
本發(fā)明是基于在排氣管的縱向上分開法蘭這樣大體想法上的。在這 種情況下，排氣管的"縱向"是指入口管彼此鄰接排列或者一個排在另 外一個之后的方向。由于法蘭在縱向上分開，形成兩個局部法蘭，這兩 個局部法蘭可以在受熱引發(fā)的方式下彼此獨立地變化其長度。借助這種 手段使單個局部法蘭的縱向膨脹可以相對于其自身的絕對值減小。和螺
釘連接部一起作用，使得螺釘連接部可以在法蘭平面上的滑動，即相應 地減小殼體的熱負荷。從而使單個分隔的法蘭通過一個間隙實現(xiàn)，該間 隙在縱向上延伸，并在周圍環(huán)境溫度下在臨近的局部法蘭之間提供縱向 上的預定間隙寬度。該間隙寬度可以隨溫度的提高相應地減小。
特別優(yōu)選的是設置至少一個加強板的實施例，加強板在面向殼體的 那一側上水平地壓緊法蘭，這就橋接了至少一個由兩個臨近的局部法蘭 之間的分部形成的間隙，并且在內置狀態(tài)下借助螺釘連接部按照下述方 式使各個加強板擰在汽缸頭部上，所述方式為將法蘭設置在各個加強板 和氣缸頭部之間。由于各個加強板，可以改善在內置狀態(tài)下局部法蘭在 氣缸頭部上的擠壓程度，從而使各個加強板對抗法蘭的任何抬起、彎曲或者起皺。在這種設計結構中，在內置狀態(tài)下的螺釘連接部中，法蘭上 不在支撐螺釘頭部或者螺母，而支撐在各個加強板上，從而借助各個加 強板使法蘭緊壓在汽缸頭部上。而且，加強板起到引導法蘭和氣缸頭部 在法蘭平面上的相對運動的作用。此外，盡管是螺釘連接，各個加強板 防止螺釘頭部或者螺母嵌入法蘭中，這提升了法蘭或者局部法蘭在法蘭 平面上的可移動性。
在另外一個優(yōu)選實施例中，各個加強板可以包括至少一個通孔，并 且至少一個入口管穿過該通孔。該結構設計具有下述效果，即各個加強 板實現(xiàn)了在各個入口管道區(qū)域盡可能均衡地擠壓法蘭的效果。
從從屬權利要求、附圖和參照附圖的相關說明中可以獲得本發(fā)明其 它的重要特征和優(yōu)點。
可以理解，在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下，不僅僅可以將前述特 征和在后說明的那些特征用在分別給出的各個組件中，也可以將它們用 在其它的組件中或者單獨使用它們。
本發(fā)明優(yōu)選的示范性實施例在附圖中示出，并且下面的說明詳細地解 釋了這些實施例中相同的附圖標記涉及相同或者類似的部件或者具有相 同功能的部件。


在附圖中，每個附圖都是示意性的， 附圖1示出內置狀態(tài)的排氣管的透視圖； 附圖2示出排氣管中心部分的細部放大圖。
具體實施例方式
根據(jù)附圖1，排氣管1包括殼體2和法蘭3。殼體2包括多個入口管 4，這些入口管4自外殼2或者在外殼2上形成的聚集腔上伸出。在示出的內置狀態(tài)，入口管4通向僅部分示出的內燃機5的氣缸(未示出)。在 這個例子中，內燃機5包括直線式六缸發(fā)動機。從而入口管4依照一個 位于另外一個后面或者互相鄰接的方向設置。這個方向規(guī)定了排氣管6 的縱向，該方向由雙箭頭示出，并標記為6。明顯地，應當將這里呈現(xiàn)的 入口管4的數(shù)量僅僅理解為是樣例，因而在實際中還可以采用更多或者 更少數(shù)量的入口管4。
此外，殼體2具有至少一個出口管7，借助所述內置狀態(tài)的出口管， 排氣管1與內燃機5的排氣系統(tǒng)連接。其中可以將內燃機5設置在特定 的機動車輛中。
法蘭3焊接在入口管4上，內置狀態(tài)的法蘭3旋擰在內燃機5的氣 缸頭部8上。在這個樣例中使用的螺釘連接部9包括多個單個的螺釘10， 其中只有螺釘頭部是可見的。類似地，螺釘連接部9可由多個柱螺栓11 形成，螺母設置在柱螺栓ll上。
可以有利地將排氣管1設置成空氣間隙隔離的排氣管1。然后借助設 置在殼體2內的外殼12和內殼13使殼體2和入口管4形成一體。在示 出的樣例中，如附圖2所示，內殼13在入口管4的區(qū)域自外殼12導出 并在14處焊接在外殼12上。在這種情況下，法蘭3僅僅在15處焊接在 內殼13上。在另外一個實施例中，還可以將外殼12引導到遠至法蘭3 的位置，而且將外殼12焊接在法蘭3上。
根據(jù)本發(fā)明，法蘭3在排氣管6的縱向上再分成至少兩個局部法蘭 3'。法蘭3在縱向上的這種分割是通過形成間隙16實現(xiàn)的，在此間隙中 各個局部法蘭3'在縱向6上彼此分隔開。在示出的樣例中，間隙16沿 直線延伸，并且特定的橫穿縱向6延伸。低溫排氣管1中出現(xiàn)的間隙16 的間隙寬度與臨近間隙16的局部法蘭3'的預計縱向膨脹相匹配。隨著 溫度的增高，該膨脹使上述間隙的寬度減小。
在示出的樣例中，僅僅設置了單個間隙16，該間隙16將法蘭3再分
7成正好兩個局部法蘭3'。明顯地，原則上也可以設置兩個或者更多間隙
16或者分部結構，從而以便使法蘭3由三個或者更多局部法蘭3，構成。 在示出的具有正好兩個局部法蘭3'的樣例中，間隙16在排氣管的 縱向6上大約設置在法蘭3的中心處，從而使法蘭3大致沿中心分開。
另外，排氣管1具有至少一個加強板17，該加強板17至少在內置的 狀態(tài)下在面向殼體2的那一側上水平地緊靠法蘭3。從而加強板17是按 照下述方式形成的，所述方式即為橋接間隙16或者至少橋接一個間隙 16。在示出的內置狀態(tài)下，各個加強板17借助螺釘連接部9按照使法蘭 3緊靠氣缸頭部8的方式擰在氣缸頭部8上。結果就使法蘭3設置在各個
加強板17和氣缸頭部8之間。因此，法蘭3借助螺釘連接部9在汽缸頭 部8上的固定不是直接地，而是間接地受各個加強板17的影響。
在示出的樣例中，僅僅設置了單個加強板17。原則上在其它的實施 例中也可以設置兩個或者多個加強板17，這些加強板17可以在排氣管的 縱向上彼此鄰接設置，和/或在垂直于法蘭平面的螺釘連接部的方向上一 個設置在另外一個之上。
在該樣例中，加強板17具有用于各個入口管4的單獨通孔18，各個 入口管4穿過通孔18。為了生產排氣管l，這意味著在將法蘭3焊接在 殼體2上之前，使各個加強板17適當固定。在這種情形中，加強板17 覆蓋未分開的整個法蘭3。特別地，在螺釘連接方向上，加強板17與法 蘭具有相同的形狀。從而加強板17延伸覆蓋法蘭3的整個長度和/或寬 度。而且加強板17和法蘭3具有用于螺釘連接部9的相同的孔結構，該 孔結構具有相同或者不同的通孔。
為了借助各個加強板17間接地頂著汽缸頭部8釘住法蘭3，在內置 狀態(tài)中螺釘10的頭部或者柱螺栓11的螺母直接支撐在各個加強板17上， 從而僅僅通過加強板17間接地支撐在法蘭3上。
法蘭3在法蘭平面上緊靠在汽缸頭部8上。原則上可以按照下述方式設置法蘭3和汽缸頭部8在上述法蘭平面中的的輪廓，所述方式為
在內置狀態(tài)下各個局部法蘭3'在縱向6上可移動地基本支撐在汽缸頭部 8上。如果不設置螺釘連接部9，則局部法蘭3'可以相對于氣缸頭部8 自由地移動。當設置螺釘連接部9時，熱膨脹效應可能促使產生移動， 即各個局部法蘭3'在法蘭平面上相對于汽缸頭部8移位。
在一個特定的實施例中，在內置狀態(tài)下，可以借助強制連接將各個 局部法蘭3'固定在汽缸頭部8上排氣管縱向6的大致中心位置處，所述 強制連接至少在排氣管的縱向6上是有效的。這里未示出的上述強制連 接具有下述作用，即各個局部法蘭3'能夠從強制連接的位置開始在平行 于排氣管縱向6的相對方向上膨脹。借此減小各個局部法蘭3'和汽缸頭 部8之間在各個局部法蘭3'縱向的端部區(qū)域的相對移動。這樣的強制連 接可以用舌部和溝槽結構來實現(xiàn)。
由于螺釘頭部或者螺釘連接部9的螺母支撐在各個加強板17上，而 不是局部法蘭3'上，螺釘頭部或者螺母不能嵌在法蘭3內，這就帶來了 下述結果，即改善了各個局部法蘭3'和汽缸頭部8之間的可移動性，或 者使移動更加容易了。
通過在排氣管的縱向6上分開法蘭3，可以使受熱導致的膨脹均勻的 分部在排氣管1的結構上，即法蘭3和殼體2上，從而沒有嚴重地損壞 入口管4和氣缸之間的密封性。同時，所述的至少一個加強板17起到穩(wěn) 定或者加強法蘭3的作用，這對抗了法蘭3的彎曲或者起鈹。因此可以 改善法蘭3和汽缸頭部8之間的密封作用。
此外，加強板17起到使法蘭3和殼體2熱隔離的作用。特別地加強 板17保護法蘭3免受殼體2的直接熱輻射。
權利要求
1. 一種內燃機(5)的排氣管，特別是機動車輛中的排氣管，所述排氣管包括殼體(2)，多個入口管(4)從殼體(2)伸出，在內置狀態(tài)下所述的多個入口管(4)通向內燃機(5)的氣缸，包括法蘭(3)，該法蘭(3)焊接在入口管(4)上，在內置狀態(tài)下法蘭(3)借助螺釘連接部(9)擰在內燃機(5)的汽缸頭部(8)上，其特征在于法蘭(3)在排氣管(1)的縱向(6)上再分成至少兩個局部法蘭(3’)。
2. 根據(jù)權利要求1所述的排氣管，其特征在于設置至少一個加強板 (17)，該加強板(17)在面向殼體(2)的那一側上水平地壓緊法蘭(3)，加強板(17)橋接由兩個臨近的局部法蘭(3')之間的分部形成的至少 一個間隙(16)，并且在內置狀態(tài)下借助螺釘連接部(9)按照下述方式使各 個加強板(17)擰在汽缸頭部(8)上。所述方式為將法蘭(3)設置在各個 加強板(17)和氣缸頭部(8)之間。
3. 根據(jù)權利要求2所述的排氣管，其特征在于各個加強板(17)包括 至少一個通孔(18)，至少一個入口管(4)穿過通孔。
4. 根據(jù)權利要求2或3所述的排氣管，其特征在于加強板(17)覆蓋 未分開的法蘭(3)。
5. 根據(jù)權利要求2至4中任一項所述的排氣管，其特征在于在內置狀 態(tài)下螺釘連接部(9)的螺釘頭部或者螺母借助各個加強板(17)支撐在 法蘭(3)上。
6. 根據(jù)權利要求1至5中任一項所述的排氣管，其特征在于法蘭(3) 大致在中心位置處分開。
7. 根據(jù)權利要求1至6中任一項所述的排氣管，其特征在于在內置狀 態(tài)下，借助氣缸頭部(8)處的強制連接將各個局部法蘭(3')固定在排 氣管(1)縱向(6)的大致中心位置處，所述強制連接至少在排氣管(1)的縱向(6)上是有效的。
8. 根據(jù)權利要求1至6中任一項所述的排氣管，其特征在于在內置狀 態(tài)下，各個局部法蘭(3，)在排氣管(1)的縱向(6)上可移動地支撐 在汽缸頭部(8)上。
9. 根據(jù)權利要求1至8中任一項所述的排氣管，其特征在于將排氣管 (1)設置成由空氣間隙隔離的排氣管(1)。
10. 根據(jù)權利要求9所述的排氣管，其特征在于具有入口管(4)的殼 體(2)由內殼(13)和外殼(12)構成，內殼(13)和外殼(12)中的 至少一個焊接在法蘭(3)上。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種內燃機(5)的排氣管，特別是機動車輛中的排氣管，該排氣管(1)包括殼體(2)，多個入口管(4)自殼體(2)伸出，在內置狀態(tài)下所述的多個入口管(4)通向內燃機(5)的氣缸；法蘭(3)，該法蘭(3)焊接在入口管(4)上，在內置狀態(tài)下借助螺釘連接部(9)使法蘭(3)擰在內燃機(5)的汽缸頭部(8)上?？梢酝ㄟ^使法蘭在排氣管(1)的縱向(6)上再分成至少兩個局部法蘭(3’)的方式提高排氣管(1)的抗疲勞強度。
文檔編號F01N13/18GK101469630SQ20081018723
公開日2009年7月1日 申請日期2008年12月17日 優(yōu)先權日2007年12月24日
發(fā)明者拉爾夫·里克爾斯, 米夏埃爾·魏斯 申請人:J·埃貝斯佩歇合資公司