本發(fā)明涉及用于內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣系統(tǒng)的部件，該部件具有設(shè)置有至少一個(gè)開口的壁和與開口相關(guān)聯(lián)的帶孔覆蓋件。

該部件可以是排氣輸送管或殼體，其內(nèi)設(shè)置有例如催化劑載體或微粒過(guò)濾器，或者該部件可以是消聲器。內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)特別地是用于根據(jù)奧托原理(Otto-principle)或狄塞爾原理(Diesel-principle)運(yùn)行的機(jī)動(dòng)車輛的發(fā)動(dòng)機(jī)。

背景技術(shù)：

在文獻(xiàn)DE 10 2012 014 620 A1和WO 2014/126548 A1中能夠找到這種部件的示例。位于部件的壁中的由帶孔覆蓋件覆蓋的開口用于當(dāng)排氣流動(dòng)通過(guò)部件時(shí)進(jìn)行消音。由于通過(guò)開口的氣體流量(盡管是低的氣體流量)，在部件內(nèi)由駐波產(chǎn)生了較少的共振。此外，在排氣流中的湍流會(huì)被抑制并且被轉(zhuǎn)化成平流，這降低了高頻率在頻譜中的比例。

帶孔覆蓋件可以是設(shè)置有較多數(shù)量的小開口的金屬板。開孔度是覆蓋件的整個(gè)表面的大約1％至最大10％，特別地在1％至3％的范圍內(nèi)。每個(gè)單孔的面積大小在0.02平方毫米至2平方毫米的范圍內(nèi)，優(yōu)選地在0.04平方毫米至1平方毫米的范圍內(nèi)。

帶孔覆蓋件通常焊接至排氣輸送管部件的壁。因此獲得了具有期望高壽命的可靠緊固。然而，變得明顯的是，當(dāng)發(fā)生熱膨脹時(shí)高載荷會(huì)作用在帶孔覆蓋件上。

熱膨脹系數(shù)的差值越高，作用在帶孔覆蓋件上的載荷的效果越顯著。不同熱膨脹性能的一個(gè)示例是：一方面是排氣管道部件可以使用的鐵素體鋼合金，另一方面是可用于帶孔覆蓋件的奧氏體鋼合金。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是優(yōu)化該已知的部件，使得在該部件和/或覆蓋件發(fā)生熱膨脹的情況下不產(chǎn)生難題。

為了實(shí)現(xiàn)該目的，根據(jù)本發(fā)明提供支承件，帶孔覆蓋件借助于支承件安裝至部件的壁，在支承件與覆蓋件之間的間隙可以設(shè)置成使得覆蓋件能夠平行于部件的壁移動(dòng)。本發(fā)明基于該基本構(gòu)思將帶孔覆蓋件緊固至部件，該緊固方式允許存在關(guān)于支承件和部件的壁的熱膨脹和由此導(dǎo)致的位移。帶孔覆蓋件在此使用一種推入配合件而安裝至部件。

優(yōu)選地，支承件是框架，該框架安裝至壁并且環(huán)繞覆蓋件的外邊緣。以這種方式，帶孔覆蓋件在所有方向上可靠地緊固至部件。

為了可靠地限制帶孔覆蓋件在任意方向上的最大可能的位移，在覆蓋件的端面與設(shè)置在與該端面相距一定距離處的支承件的止動(dòng)面之間優(yōu)選地形成有間隙。雖然在覆蓋件的一側(cè)上具有間隙是足夠的，但理想的是在任意方向上都呈現(xiàn)間隙以允許覆蓋件沿任意方向發(fā)生膨脹。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，支承件具有安裝至壁的安裝部分和用于保持覆蓋件的保持部分，在垂直于壁的方向上觀察，保持部分相對(duì)于安裝部分偏移，并且止動(dòng)面由位于從安裝部分至保持部分的過(guò)渡部處的臺(tái)階部形成。在該實(shí)施方式中，覆蓋件固定在壁與安裝部分轉(zhuǎn)向壁的面之間。因此，支承件能夠以單層的方式實(shí)現(xiàn)。

優(yōu)選地，支承件是沖壓金屬板部件。因此，使用較少勞動(dòng)量并且以節(jié)省成本的方式制造支承件是可能的。

安裝部分可以被焊接至排氣管道部件的壁。為此，若干焊點(diǎn)是足夠的。還可以設(shè)置成使用周緣焊縫將安裝部分連接至壁。此時(shí)該焊縫優(yōu)選地沿著支承件的外邊緣延伸。

優(yōu)選地設(shè)置成，覆蓋件以施加有預(yù)應(yīng)力的方式被保持在安裝部分與壁之間。一方面，預(yù)應(yīng)力防止了覆蓋件在預(yù)限定的間隙內(nèi)在相對(duì)的兩個(gè)止動(dòng)面之間的不受控制的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。這會(huì)由于覆蓋件與支承件之間或者覆蓋件與壁之間的由此發(fā)生的相對(duì)位移而導(dǎo)致過(guò)早磨損。另一方面，通過(guò)該預(yù)應(yīng)力還確保了帶孔覆蓋件不能相對(duì)于部件和支承件振動(dòng)。這種振動(dòng)會(huì)導(dǎo)致所不期望的噪聲。

該預(yù)應(yīng)力可以以如下方式獲得：在帶孔覆蓋件的初始狀態(tài)下，即，當(dāng)帶孔覆蓋件未被夾持在部件的壁與支承件之間時(shí)，帶孔覆蓋件的形狀與壁的形狀不同。在簡(jiǎn)單的情況下，帶孔覆蓋件是平面的，同時(shí)帶孔覆蓋件設(shè)置成用于封閉管壁中的開口。預(yù)應(yīng)力還可以以如下方式獲得：帶孔覆蓋件僅周緣區(qū)域被塑性地變形，例如設(shè)置有卷邊，或帶孔覆蓋件僅周緣區(qū)域被折疊。

根據(jù)替代性的研發(fā)，設(shè)置成支承件的至少一部分以雙層的方式構(gòu)造。在該實(shí)施方式中，帶孔覆蓋件整體上被接納在支承件中，從而獲得了預(yù)安裝組件，該預(yù)安裝組件隨后適于安裝至部件。

優(yōu)選地設(shè)置成，如在剖視圖中所觀察到的，該支承件具有U形橫截面，并且覆蓋件被接納在支承件的兩個(gè)腿部之間，使得由兩個(gè)腿部之間的彎曲部分的內(nèi)表面形成止動(dòng)面。這種彎曲部分可以以低制造成本可靠地制造。如果支承件是彎曲的金屬板部件，這種方式特別地適用。

優(yōu)選地設(shè)置成，兩個(gè)腿部對(duì)彼此并且對(duì)設(shè)置在兩個(gè)腿部之間的覆蓋件被施加彈性預(yù)加應(yīng)力。因此，可靠地避免了由于帶孔覆蓋件與支承件之間的不期望的相對(duì)運(yùn)動(dòng)而導(dǎo)致的振動(dòng)噪聲。

根據(jù)本發(fā)明的一種構(gòu)型，設(shè)置成支承件在兩個(gè)腿部之間的彎曲部分處被焊接至壁。通往該區(qū)域的通道對(duì)于在此設(shè)置焊縫而言是非常良好的。在此可以僅以部段的方式設(shè)置焊縫或以完全環(huán)繞的方式設(shè)置焊縫。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，設(shè)置成覆蓋件在某點(diǎn)處被牢固地緊固至支承件。例如，這種緊固可以通過(guò)點(diǎn)焊點(diǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)。覆蓋件與支承件的準(zhǔn)確的緊固用作一種固定的支承，由此帶孔覆蓋件能夠相對(duì)于支承件膨脹和收縮。

根據(jù)本發(fā)明的一種構(gòu)型，設(shè)置成支承件的壁厚小于1毫米，特別地壁厚為大約0.8毫米。明顯的是，帶孔覆蓋件還可以通過(guò)這種薄的支承件而被可靠地緊固。

覆蓋件可以具有大約0.3毫米的壁厚。已經(jīng)證實(shí)這種薄片具有足夠的機(jī)械阻力。小的壁厚還簡(jiǎn)化了穿孔的安置。

根據(jù)一種構(gòu)型，設(shè)置成壁和覆蓋件由具有不同的熱膨脹性能的材料制成。壁可以由鐵素體鋼合金制成，而覆蓋件由耐受熱氣體腐蝕且耐受冷凝物腐蝕的合金制成，特別地覆蓋件由鐵素體合金或奧氏體鋼合金制成。因此，獲得了對(duì)于排氣管道部件的低制造成本，然而，對(duì)于覆蓋件獲得了高的耐腐蝕性。

優(yōu)選地設(shè)置成，支承件也由鐵素體鋼合金制成。這會(huì)導(dǎo)致低的制造成本。

附圖說(shuō)明

下面參照在附圖中圖示的兩個(gè)實(shí)施方式描述本發(fā)明，并且在附圖中：

–圖1示意性地示出了具有兩個(gè)排氣管道部件的排氣系統(tǒng)的一部分；

–圖2示出了覆蓋件安裝至部件的情況下部件的剖視圖；

–圖3示出了圖2的部件的立體分解圖；

–圖4示出了圖2的部件的俯視立體圖；

–圖5示出了支承件和覆蓋件安裝至部件之前的放大圖；

–圖6示出了圖5的組件的分解圖；

–圖7示出了圖2的部件的立體剖視圖；

–圖8示出了圖7的細(xì)部；

–圖9示出了根據(jù)第二實(shí)施方式的排氣管道部件的剖視圖；

–圖10示出了圖9的一部分的放大圖；以及

–圖11示意性地示出了在第二實(shí)施方式中使用的用于支承件的金屬板坯料。

具體實(shí)施方式

圖1示出了排氣系統(tǒng)的不同的部件。在此涉及第一排氣管1、殼體2以及第二排氣管3。

排氣管1和排氣管3用于將內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣朝向周圍環(huán)境引導(dǎo)。在殼體2中可以設(shè)置有用來(lái)處理排氣的各部件，例如催化劑載體或微粒過(guò)濾器。殼體2還可以是消聲器的殼體。

部件1、2、3設(shè)置在與內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣門相距一定距離處因而排氣的溫度已經(jīng)略微地降低，所以鐵素體鋼合金可以用作用于部件1、2、3的材料。

在所示的示例性實(shí)施方式中，部件2、3設(shè)置有開口10。開口10可以是例如圓形的、矩形的、多邊形的或橢圓的，并且具有一定平方厘米的表面面積。借助于支承件緊固至部件的覆蓋件相應(yīng)地與開口10相關(guān)聯(lián)。下文將對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。

圖2至圖8示出了第一實(shí)施方式。在該實(shí)施方式中，使用帶孔覆蓋件12，該帶孔覆蓋件12一般而言經(jīng)由支承件14固定抵靠在部件3的壁上。

盡管第一實(shí)施方式的示例性實(shí)施方式涉及用于封閉排氣輸送管中的開口10的覆蓋件12，必須了解的是，開口10還可以設(shè)置在排氣系統(tǒng)的不同的位置中。如圖1中所示的，開口10可以設(shè)置在部件2的殼體的封裝表面中，或者開口10還可以設(shè)置在部件2的其中一個(gè)端壁中。

帶孔覆蓋件12由金屬箔制成，或由壁厚例如可以為0.3毫米的金屬板制成。帶孔覆蓋件12設(shè)置有多個(gè)小穿孔，穿孔部分的面積占覆蓋件的總面積的范圍為1％至10％，并且優(yōu)選地范圍為1％至3％。

穿孔可以呈圓形形狀、矩形形狀或不同的幾何形狀。當(dāng)穿孔的開口區(qū)域呈圓形形狀時(shí)，穿孔對(duì)應(yīng)于大約1毫米至1.5毫米的開口直徑。

當(dāng)穿孔的直徑小于這些值時(shí)，還可以被稱為多微孔覆蓋件。

耐受熱氣體腐蝕并且耐受冷凝物腐蝕的合金——比如因科鎳合金——用作覆蓋件12的材料。優(yōu)選地，可以使用奧氏體鋼合金或合適的鐵素體鋼合金。

覆蓋件的壁厚低于1毫米并且特別地是大約0.5毫米。

這些值應(yīng)用于初始的金屬板。就可以用于制造覆蓋件的切割或再成形制造方法而言，由于會(huì)產(chǎn)生毛刺，就所測(cè)量的表面點(diǎn)的距離而言，覆蓋件可能在處理之后變“厚”。

支承件14構(gòu)造成框架狀并且由金屬板制成。優(yōu)選采用鐵素體鋼合金材料，優(yōu)選地使用具有熱膨脹性能與支承件所連接的部件或部件的壁的熱膨脹性能相同的鋼合金。

支承件14具有周緣安裝部分16，該周緣安裝部分16要與部件3的壁相適配。周緣安裝部分16內(nèi)設(shè)置有保持部分18。保持部分18形成支承件14的內(nèi)邊緣并且限定了略微大于開口10的凹部。

如特別地在圖8中可見(jiàn)的，保持部分18在垂直于安裝部分16的方向上、并且因此還在垂直于部件3的壁的方向上相對(duì)于安裝部分偏移。偏移量至少對(duì)應(yīng)于帶孔覆蓋件12的厚度。偏移量?jī)?yōu)選地略微大一些(特別地參照?qǐng)D2)。

保持部分18與安裝部分16之間的偏移量可以通過(guò)適當(dāng)?shù)貨_壓支承件的平面板金屬坯料而獲得。

保持部分18限定了用于覆蓋件12的容納部，該覆蓋件12可以設(shè)置在該容納部中(特別地參照?qǐng)D3、圖5以及圖6)。覆蓋件12的尺寸被選擇為使得覆蓋件略微小于容納部。換言之，在覆蓋件12的端面與形成在保持部分18與安裝部分16之間的過(guò)渡部處的臺(tái)階部20之間留有小的間隙s。該間隙s在0.2毫米至4毫米的范圍內(nèi)。

當(dāng)支承件14安裝至部件3時(shí)，帶孔覆蓋件12由于間隙s而能夠在保持部分18的下方平行于部件3的壁“游動(dòng)”，更具體地，帶孔覆蓋件12游動(dòng)直到分別抵靠臺(tái)階部20為止，該臺(tái)階部20充當(dāng)用于覆蓋件12的位于支承件上的止動(dòng)面。

支承件14借助于其安裝部分16牢固地緊固至部件3的壁。在所示出的示例性實(shí)施方式中，安裝部分16使用若干點(diǎn)焊點(diǎn)22(參照?qǐng)D4)被焊接。還能夠使用圍繞安裝部分16的外側(cè)延伸的焊縫24(參照?qǐng)D2)。

支承件14能夠在預(yù)彎曲的狀態(tài)下(參照?qǐng)D3)安裝至部件3，或替代性地，支承件14還能夠在平面狀態(tài)(參照?qǐng)D5)下安置在部件3上并且隨后被壓靠于部件3以貼合部件3的輪廓。隨后，支承件14隨后被焊接至部件3。

如可以在圖8中觀察到的，在覆蓋件12固定至保持部分18處設(shè)置有固定點(diǎn)26。在此可以包含點(diǎn)焊點(diǎn)。固定點(diǎn)26在該點(diǎn)處確定了帶孔覆蓋件12相對(duì)于支承件14的位置，使得當(dāng)溫度改變起作用時(shí)，覆蓋件12從該點(diǎn)開始膨脹或收縮。此外，預(yù)安裝組件以這種方式形成。

覆蓋件12以彈性的方式被接納在部件3的壁的外表面與保持部分18轉(zhuǎn)向部件3的面之間。為此，覆蓋件可以被預(yù)彎曲或可以沿著覆蓋件的外邊緣沖壓有卷邊。在替代性方式中，如圖2中能夠觀察到的，覆蓋件12的外邊緣28可以被折疊使得覆蓋件12在覆蓋件的外邊緣的區(qū)域中以雙層的方式構(gòu)造。由于折疊的邊緣部分的恢復(fù)力，在此產(chǎn)生了所期望的彈性預(yù)應(yīng)力。

一方面，彈性預(yù)應(yīng)力足夠高因而避免了由于覆蓋件12相對(duì)于部件3和支承件14的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致的所不期望的振動(dòng)噪聲。另一方面，彈力足夠低因而允許覆蓋件12相對(duì)于部件3和支承件14進(jìn)行與溫度相關(guān)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，而不存在作用在覆蓋件12上的過(guò)高的機(jī)械載荷。

圖9至圖11示出了第二實(shí)施方式。從第一實(shí)施方式已知的部件使用相同的附圖標(biāo)記，并且在該方面，參照上文的說(shuō)明。

第一實(shí)施方式與第二實(shí)施方式之間的差異包括：在第二實(shí)施方式中，支承件14以雙層的方式實(shí)現(xiàn)。如在垂直于支承件14的外邊緣的橫截面中觀察到的，支承件14呈U形橫截面(參照?qǐng)D10)，覆蓋件12設(shè)置在兩個(gè)腿部14A、14B的兩個(gè)相對(duì)的內(nèi)表面之間。在兩個(gè)腿部14A、14B之間的彎曲點(diǎn)的內(nèi)側(cè)部在此充當(dāng)止動(dòng)面20。

支承件14可以由如圖11中所示的金屬板坯料14’制成。

以與第一實(shí)施方式相同的方式，覆蓋件12在第二實(shí)施方式中略微小于形成在支承件14內(nèi)的容納部，使得在覆蓋件12的前部面與止動(dòng)面20之間保持間隙s。

在第二實(shí)施方式中，彈性預(yù)應(yīng)力還作用在覆蓋件12與支承件14之間。在此，支承件14的兩個(gè)腿部14A、14B像彈簧夾持件那樣在其之間接納覆蓋件12，由此能夠產(chǎn)生彈性預(yù)應(yīng)力。此外或替代性地，可以設(shè)置成使得覆蓋件12的外邊緣以根據(jù)第一實(shí)施方式已知的方式被折疊。

支承件14連同覆蓋件12可以形成預(yù)安裝組件，該預(yù)安裝組件安裝至部件3。為此，可以使用焊縫24，該焊縫24在兩個(gè)腿部14A、14B之間的彎曲點(diǎn)的區(qū)域中將支承件14連接至部件3的壁。焊縫24可以以環(huán)繞的方式或僅以部段的方式設(shè)置。

在替代性的方式中，還能夠首先將支承件14的金屬板坯料14’例如借助于若干焊點(diǎn)22焊接至部件3，隨后將覆蓋件12安置在支承件14上，并且然后將外凸部折疊而使支承件14呈雙層。

在第二實(shí)施方式中還可以設(shè)置：覆蓋件12相對(duì)于支承件14在固定點(diǎn)處特別地借助于點(diǎn)焊點(diǎn)實(shí)現(xiàn)的緊固。