专利名称：排气管的制作方法
技术领域：
本发明涉及内燃机的排气管，特别是机动车辆中的排气管，该排气 管包括壳体，多个入口管从壳体伸出，在内置状态下所述的多个入口管 通向内燃机的气缸，包括法兰，该法兰焊接在入口管上，在内置状态下 法兰借助螺钉连接部拧在内燃机的汽缸头部上。
背景技术：
这样的排气管，例如由DEIO 2005 025 735 B3公开，原则上也可以 将该排气管称作废气增压腔。该排气管包括壳体和法兰，多个入口管从 所述壳体伸出，在内置状态下，所述的多个入口管通向内燃机的气缸， 所述法兰焊接在入口管上，在内置状态下，法兰借助螺钉连接部拧在内 燃机的汽缸头部上。此外，将已知的排气管进一步设置成空气间隙隔离 的排气管，该排气管的壳体和入口管由内壳和外壳构成，内壳和外壳都 焊接在法兰上，并且在内壳和外壳之间形成隔离空气间隙。
在内燃机工作过程中，排气管达到的温度经常大大高于汽缸头部的 温度。这导致产生不同的热膨胀，特别是在排气管的纵向，尤其是在具 有四个或者更多排成直线的气缸的发动机中，可以特别明显地观察到这 种现象。
原则上，可以按照下述方式来将法兰的螺钉连接部设置在汽缸头部 上，所述方式为使法兰和汽缸头部之间由受热引发的相对运动减小。 但是在这种情况下，在壳体内产生远远超出正常标准的应力，这会相对 迅速地导致材料的疲劳，甚至破裂。类似地，实质上可以按照下述方式来设置螺钉连接部，所述方式为使法兰能够通过受热引发的方式与汽 缸头部相对自由地移动，即法兰可以在法兰和汽缸头部之间的接触面上 滑动。因此入口管道和气缸之间产生相对位置变化，但这对密封不利， 并对流动工况不利。
发明内容
本发明涉及下述问题，即提供在开始时具体说明的那种类型的排气 管的改进实施方式，该改进的实施方式的特征尤其在于在内燃机工作过 程中实现足够的密封作用，同时使排气管达到更长的使用寿命。
根据本发明，上述问题是通过独立权利要求1的主题解决的。优选 的实施方式为从属权利要求的主题。
本发明是基于在排气管的纵向上分开法兰这样大体想法上的。在这 种情况下，排气管的"纵向"是指入口管彼此邻接排列或者一个排在另 外一个之后的方向。由于法兰在纵向上分开，形成两个局部法兰，这两 个局部法兰可以在受热引发的方式下彼此独立地变化其长度。借助这种 手段使单个局部法兰的纵向膨胀可以相对于其自身的绝对值减小。和螺
钉连接部一起作用，使得螺钉连接部可以在法兰平面上的滑动，即相应 地减小壳体的热负荷。从而使单个分隔的法兰通过一个间隙实现，该间 隙在纵向上延伸，并在周围环境温度下在临近的局部法兰之间提供纵向 上的预定间隙宽度。该间隙宽度可以随温度的提高相应地减小。
特别优选的是设置至少一个加强板的实施例，加强板在面向壳体的 那一侧上水平地压紧法兰，这就桥接了至少一个由两个临近的局部法兰 之间的分部形成的间隙，并且在内置状态下借助螺钉连接部按照下述方 式使各个加强板拧在汽缸头部上，所述方式为将法兰设置在各个加强板 和气缸头部之间。由于各个加强板，可以改善在内置状态下局部法兰在 气缸头部上的挤压程度，从而使各个加强板对抗法兰的任何抬起、弯曲或者起皱。在这种设计结构中，在内置状态下的螺钉连接部中，法兰上 不在支撑螺钉头部或者螺母，而支撑在各个加强板上，从而借助各个加 强板使法兰紧压在汽缸头部上。而且，加强板起到引导法兰和气缸头部 在法兰平面上的相对运动的作用。此外，尽管是螺钉连接，各个加强板 防止螺钉头部或者螺母嵌入法兰中，这提升了法兰或者局部法兰在法兰 平面上的可移动性。
在另外一个优选实施例中，各个加强板可以包括至少一个通孔，并 且至少一个入口管穿过该通孔。该结构设计具有下述效果，即各个加强 板实现了在各个入口管道区域尽可能均衡地挤压法兰的效果。
从从属权利要求、附图和参照附图的相关说明中可以获得本发明其 它的重要特征和优点。
可以理解，在不脱离本发明的范围的情况下，不仅仅可以将前述特 征和在后说明的那些特征用在分别给出的各个组件中，也可以将它们用 在其它的组件中或者单独使用它们。
本发明优选的示范性实施例在附图中示出，并且下面的说明详细地解 释了这些实施例中相同的附图标记涉及相同或者类似的部件或者具有相 同功能的部件。
在附图中，每个附图都是示意性的， 附图1示出内置状态的排气管的透视图； 附图2示出排气管中心部分的细部放大图。
具体实施例方式
根据附图1，排气管1包括壳体2和法兰3。壳体2包括多个入口管 4，这些入口管4自外壳2或者在外壳2上形成的聚集腔上伸出。在示出的内置状态，入口管4通向仅部分示出的内燃机5的气缸(未示出)。在 这个例子中，内燃机5包括直线式六缸发动机。从而入口管4依照一个 位于另外一个后面或者互相邻接的方向设置。这个方向规定了排气管6 的纵向，该方向由双箭头示出，并标记为6。明显地，应当将这里呈现的 入口管4的数量仅仅理解为是样例，因而在实际中还可以采用更多或者 更少数量的入口管4。
此外，壳体2具有至少一个出口管7，借助所述内置状态的出口管， 排气管1与内燃机5的排气系统连接。其中可以将内燃机5设置在特定 的机动车辆中。
法兰3焊接在入口管4上，内置状态的法兰3旋拧在内燃机5的气 缸头部8上。在这个样例中使用的螺钉连接部9包括多个单个的螺钉10， 其中只有螺钉头部是可见的。类似地，螺钉连接部9可由多个柱螺栓11 形成，螺母设置在柱螺栓ll上。
可以有利地将排气管1设置成空气间隙隔离的排气管1。然后借助设 置在壳体2内的外壳12和内壳13使壳体2和入口管4形成一体。在示 出的样例中，如附图2所示，内壳13在入口管4的区域自外壳12导出 并在14处焊接在外壳12上。在这种情况下，法兰3仅仅在15处焊接在 内壳13上。在另外一个实施例中，还可以将外壳12引导到远至法兰3 的位置，而且将外壳12焊接在法兰3上。
根据本发明，法兰3在排气管6的纵向上再分成至少两个局部法兰 3'。法兰3在纵向上的这种分割是通过形成间隙16实现的，在此间隙中 各个局部法兰3'在纵向6上彼此分隔开。在示出的样例中，间隙16沿 直线延伸，并且特定的横穿纵向6延伸。低温排气管1中出现的间隙16 的间隙宽度与临近间隙16的局部法兰3'的预计纵向膨胀相匹配。随着 温度的增高，该膨胀使上述间隙的宽度减小。
在示出的样例中，仅仅设置了单个间隙16，该间隙16将法兰3再分
7成正好两个局部法兰3'。明显地，原则上也可以设置两个或者更多间隙
16或者分部结构，从而以便使法兰3由三个或者更多局部法兰3，构成。 在示出的具有正好两个局部法兰3'的样例中，间隙16在排气管的 纵向6上大约设置在法兰3的中心处，从而使法兰3大致沿中心分开。
另外，排气管1具有至少一个加强板17，该加强板17至少在内置的 状态下在面向壳体2的那一侧上水平地紧靠法兰3。从而加强板17是按 照下述方式形成的，所述方式即为桥接间隙16或者至少桥接一个间隙 16。在示出的内置状态下，各个加强板17借助螺钉连接部9按照使法兰 3紧靠气缸头部8的方式拧在气缸头部8上。结果就使法兰3设置在各个
加强板17和气缸头部8之间。因此，法兰3借助螺钉连接部9在汽缸头 部8上的固定不是直接地，而是间接地受各个加强板17的影响。
在示出的样例中，仅仅设置了单个加强板17。原则上在其它的实施 例中也可以设置两个或者多个加强板17，这些加强板17可以在排气管的 纵向上彼此邻接设置，和/或在垂直于法兰平面的螺钉连接部的方向上一 个设置在另外一个之上。
在该样例中，加强板17具有用于各个入口管4的单独通孔18，各个 入口管4穿过通孔18。为了生产排气管l，这意味着在将法兰3焊接在 壳体2上之前，使各个加强板17适当固定。在这种情形中，加强板17 覆盖未分开的整个法兰3。特别地，在螺钉连接方向上，加强板17与法 兰具有相同的形状。从而加强板17延伸覆盖法兰3的整个长度和/或宽 度。而且加强板17和法兰3具有用于螺钉连接部9的相同的孔结构，该 孔结构具有相同或者不同的通孔。
为了借助各个加强板17间接地顶着汽缸头部8钉住法兰3，在内置 状态中螺钉10的头部或者柱螺栓11的螺母直接支撑在各个加强板17上， 从而仅仅通过加强板17间接地支撑在法兰3上。
法兰3在法兰平面上紧靠在汽缸头部8上。原则上可以按照下述方式设置法兰3和汽缸头部8在上述法兰平面中的的轮廓，所述方式为
在内置状态下各个局部法兰3'在纵向6上可移动地基本支撑在汽缸头部 8上。如果不设置螺钉连接部9，则局部法兰3'可以相对于气缸头部8 自由地移动。当设置螺钉连接部9时，热膨胀效应可能促使产生移动， 即各个局部法兰3'在法兰平面上相对于汽缸头部8移位。
在一个特定的实施例中，在内置状态下，可以借助强制连接将各个 局部法兰3'固定在汽缸头部8上排气管纵向6的大致中心位置处，所述 强制连接至少在排气管的纵向6上是有效的。这里未示出的上述强制连 接具有下述作用，即各个局部法兰3'能够从强制连接的位置开始在平行 于排气管纵向6的相对方向上膨胀。借此减小各个局部法兰3'和汽缸头 部8之间在各个局部法兰3'纵向的端部区域的相对移动。这样的强制连 接可以用舌部和沟槽结构来实现。
由于螺钉头部或者螺钉连接部9的螺母支撑在各个加强板17上，而 不是局部法兰3'上，螺钉头部或者螺母不能嵌在法兰3内，这就带来了 下述结果，即改善了各个局部法兰3'和汽缸头部8之间的可移动性，或 者使移动更加容易了。
通过在排气管的纵向6上分开法兰3，可以使受热导致的膨胀均匀的 分部在排气管1的结构上，即法兰3和壳体2上，从而没有严重地损坏 入口管4和气缸之间的密封性。同时，所述的至少一个加强板17起到稳 定或者加强法兰3的作用，这对抗了法兰3的弯曲或者起铍。因此可以 改善法兰3和汽缸头部8之间的密封作用。
此外，加强板17起到使法兰3和壳体2热隔离的作用。特别地加强 板17保护法兰3免受壳体2的直接热辐射。
权利要求
1. 一种内燃机(5)的排气管，特别是机动车辆中的排气管，所述排气管包括壳体(2)，多个入口管(4)从壳体(2)伸出，在内置状态下所述的多个入口管(4)通向内燃机(5)的气缸，包括法兰(3)，该法兰(3)焊接在入口管(4)上，在内置状态下法兰(3)借助螺钉连接部(9)拧在内燃机(5)的汽缸头部(8)上，其特征在于法兰(3)在排气管(1)的纵向(6)上再分成至少两个局部法兰(3’)。
2. 根据权利要求1所述的排气管，其特征在于设置至少一个加强板 (17)，该加强板(17)在面向壳体(2)的那一侧上水平地压紧法兰(3)，加强板(17)桥接由两个临近的局部法兰(3')之间的分部形成的至少 一个间隙(16)，并且在内置状态下借助螺钉连接部(9)按照下述方式使各 个加强板(17)拧在汽缸头部(8)上。所述方式为将法兰(3)设置在各个 加强板(17)和气缸头部(8)之间。
3. 根据权利要求2所述的排气管，其特征在于各个加强板(17)包括 至少一个通孔(18)，至少一个入口管(4)穿过通孔。
4. 根据权利要求2或3所述的排气管，其特征在于加强板(17)覆盖 未分开的法兰(3)。
5. 根据权利要求2至4中任一项所述的排气管，其特征在于在内置状 态下螺钉连接部(9)的螺钉头部或者螺母借助各个加强板(17)支撑在 法兰(3)上。
6. 根据权利要求1至5中任一项所述的排气管，其特征在于法兰(3) 大致在中心位置处分开。
7. 根据权利要求1至6中任一项所述的排气管，其特征在于在内置状 态下，借助气缸头部(8)处的强制连接将各个局部法兰(3')固定在排 气管(1)纵向(6)的大致中心位置处，所述强制连接至少在排气管(1)的纵向(6)上是有效的。
8. 根据权利要求1至6中任一项所述的排气管，其特征在于在内置状 态下，各个局部法兰(3，)在排气管(1)的纵向(6)上可移动地支撑 在汽缸头部(8)上。
9. 根据权利要求1至8中任一项所述的排气管，其特征在于将排气管 (1)设置成由空气间隙隔离的排气管(1)。
10. 根据权利要求9所述的排气管，其特征在于具有入口管(4)的壳 体(2)由内壳(13)和外壳(12)构成，内壳(13)和外壳(12)中的 至少一个焊接在法兰(3)上。
全文摘要
本发明涉及一种内燃机(5)的排气管，特别是机动车辆中的排气管，该排气管(1)包括壳体(2)，多个入口管(4)自壳体(2)伸出，在内置状态下所述的多个入口管(4)通向内燃机(5)的气缸；法兰(3)，该法兰(3)焊接在入口管(4)上，在内置状态下借助螺钉连接部(9)使法兰(3)拧在内燃机(5)的汽缸头部(8)上。可以通过使法兰在排气管(1)的纵向(6)上再分成至少两个局部法兰(3’)的方式提高排气管(1)的抗疲劳强度。
文档编号F01N13/18GK101469630SQ20081018723
公开日2009年7月1日 申请日期2008年12月17日 优先权日2007年12月24日
发明者拉尔夫·里克尔斯, 米夏埃尔·魏斯 申请人:J·埃贝斯佩歇合资公司