本发明涉及用于流体管线、特别是用于内燃发动机的燃料管线的阻尼器。该阻尼器用于对流体管线中的脉动流体流进行阻尼，从而降低流体的压力波动。
背景技术：
阻尼器用于对流体管线中的脉动流体流进行阻尼，从而降低流体的压力波动。这允许降低由管线中的流体流产生的噪音。这样的阻尼器方便地用在用于内燃发动机的燃料管线中。
us-a-4,729,360描述了特定类型的这些阻尼器，这些阻尼器具有以流体密封的方式将共振室与供流体流动的流体室分隔开的隔膜。该隔膜通过响应于流体流进行振动而降低了流体的压力波动的峰值，以便还降低由流体产生的噪音。该方面在用于比如机动车辆的内燃发动机的燃料管线方面是有利的。
然而，这些装置具有一些缺点。
一个缺点是本领域中已知的阻尼器具有复杂的结构。
另一缺点是隔膜在两个部件之间被挤压以使隔膜保持就位并确保水密密封。因此，阻尼器具有降低的可靠性，因为隔膜可能会不期望地从部件滑落。
技术实现要素：
本发明的一个目的是提供用于流体管线的阻尼器，该阻尼器特别地可以解决现有技术的这些问题和其他问题且同时制造简单且经济。
另一目的是提供一种可靠的用于流体管线的阻尼器。
根据本发明，通过用于管线、特别是用于内燃发动机的燃料管线的阻尼器来实现这些和其他目的中的至少一些目的，该阻尼器包括：
-壳体，该壳体至少具有用于流体的入口和出口，
-隔膜，该隔膜位于壳体中并且用于与从入口向出口流动的流体接触，
-阻尼室，该阻尼室由壳体和隔膜限定，
-流体室，该流体室通过隔膜与阻尼室分隔开，流体室与入口和出口流体连通；
其特征在于，该隔膜的周缘边缘包括扩大和/或加厚部分，扩大和/或加厚部分包括至少两个相反的突出部，所述突出部分别插入壳体的两个凹槽中，以用于将隔膜约束至壳体。
根据本发明，隔膜包括扩大和/或加厚部分，即，与隔膜的其余部分相比尺寸增大的部分。
本发明确保将隔膜保持在操作位置。这可以通过从隔膜的两个相反表面或面突出并适于通过与凹槽壁的抵接而进行配合以便确保上述保持的装置来实现。
应理解的是，所附权利要求是在本发明的以下详细描述中所提供的技术教示的一体部分。特别地，所附从属权利要求限定了本发明的一些优选实施方式，这些优选实施方式包括一些可选的技术特征。
这些可选的特征是：
-壳体包括上半本体和下半本体，隔膜置于上半本体与下半本体之间，并且其中，凹槽分别由半本体限定；
-壳体包括位于扩大和/或加厚部分的径向内部位置的两个约束部分，以用于阻止突出部朝向隔膜的径向内部区域移动；
-阻尼室填充有液体或泡沫或者要用液体或泡沫进行填充；
-半本体和隔膜由包括塑料材料的材料制成；
-上半本体具有上约束部分，并且下半本体具有下约束部分；
-上约束部分是上约束边沿，并且下约束部分是下约束边沿；
-突出部是上突出部和下突出部；
-其中，阻尼室是密封的；
-半本体由具有作为增强物的玻璃纤维的复合材料制成；
-上半本体包含玻璃纤维和有机填充物，并且下半本体包含玻璃纤维和作为填充物的炭黑；
-上半本体与下半本体焊接在一起；
-周缘边缘是隔膜的外周边缘；
-突出部具有绕隔膜的回转轴线延伸的环形形状；
-隔膜在于阻尼室内没有任何抵接部分的情况下自由振动。
本发明还涉及一种用于制造如上的阻尼器的方法，该方法包括下述步骤：
-制造半本体，
-将隔膜放置到下半本体上，
-将上半本体放置在下半本体上，从而将突出部封入凹槽中，
-对半本体进行焊接。
附图说明
本发明的其他特征和优点将根据通过特别参照附图的非限制示例的方式提供的以下详细描述而变得明显，在附图中：
-图1是根据本发明的阻尼器的一个实施方式的平面图；
-图2是图1的阻尼器沿着线ii-ii的截面图；
-图3是根据本发明的阻尼器的第二实施方式的截面图。
具体实施方式
通过特别参照附图，本发明涉及用于流体管线、特别是用于内燃发动机的燃料管线的阻尼器1，阻尼器1包括：
-壳体2，壳体2具有用于流体的入口4和出口6，
-隔膜8，隔膜8位于壳体2中，并且隔膜8用于与从入口4向出口6流动的流体接触，
-阻尼室10，阻尼室10由壳体2和隔膜8限定，
-流体室12，流体室12通过隔膜8与阻尼室10分隔开，流体室12与入口4和出口6流体连通；
其中，隔膜8的径向周缘边缘包括扩大和/或加厚部分14，扩大和/或加厚部分14插入壳体2的凹部16中，以用于将隔膜8约束至壳体2。更确切地，部分14包括分别插入壳体的两个凹槽6a、6b中的至少两个相反的突出部14a、14b。
图1和图2示出了本发明的第一实施方式。附图标记a表示阻尼器的轴线。该轴线a与隔膜8大致垂直，隔膜8在隔膜8不经受变形或振动时是大致平的。在隔膜8将呈大致圆形形状的情况下，轴线a可以穿过隔膜8的中心点并且可以被认为是隔膜的回转轴线。类似地，在壳体将呈大致筒形外部形状的情况下，轴线a可以被认为是壳体的回转轴线。
阻尼器可以方便地用在用于内燃发动机的燃料供给管线或返回管线中，其中，内燃发动机特别地为用于诸如汽车的机动车辆的内燃发动机。燃料管线优选地是构造成用于相应地与汽油发动机或柴油发动机进行配合的汽油燃料管线或柴油燃料管线。流体管线方便地连接至流体压力系统。特别地，燃料管线是燃料注射系统的部分。阻尼器还可以方便地用在用于发动机的冷却回路中，发动机比如为内燃发动机、特别是用于机动车辆的内燃发动机；例如，阻尼器可以应用在用于冷却剂流体或冷却剂液体的供给管道或返回管道中。
隔膜8以流体密封的方式将阻尼室10与流体室12分隔开。优选地，阻尼室10是密封的。隔膜8以流体密封的方式将阻尼室10密封。阻尼室10不与外部连通。替代性地，阻尼室10与外部连通，例如通过壳体2(例如，上半本体21中)中的开口与外部连通。
由于扩大部分14接合到凹部16中，因而可以方便地阻止隔膜8的相对于轴线a的任何径向运动。
流体从入口4进入流体室12中并随后从出口6离开。由于流体的通过，隔膜8振动，以便使流体的压力波动降低，从而衰减了由流体流产生的噪音。
在所示出的优选示例中，隔膜8在扩大部分14内(即，在相对于扩大部分14的径向内部区域中)的厚度是大致恒定的。如上所述，方便地，隔膜8呈圆形，并且扩大部分14呈周缘圆形。特别地，隔膜8在未变形状态下(即，在静置状态下)是平的。所示出的室10、12(在平面视图中)也呈圆形；特别地，室10、12呈大致筒形。
方便地，阻尼室10的高度设计成使得：当流体室12中的流体的压力达到较高阈值时，隔膜8抵接阻尼室10的上部(在图中，上壁28)。以此方式，隔膜8中的应力被限制，从而降低了破裂的风险。该高度可以根据隔膜8的直径、厚度、材料、流体室12中的流体的最大设计压力而方便地计算出。优选地，流体室12的高度设计成使得：当流体室12中的流体的压力达到较低阈值(通常为负压力)时，隔膜8不会妨碍入口4与出口8之间的流体流。因此，在流体室12中总是存在允许流体流动的空间，从而确保阻尼器的正确运行。该高度可以根据隔膜8的直径、厚度、材料、流体室12中的流体的最小设计压力而方便地计算出。方便地，流体室12的高度还设计成在声学衰减方面实现最佳性能。
特别地，入口4和出口6被包括在相对于流体室12径向设置的两个管道(分别是入口管道4a和出口管道6a)中。特别地，管道4a和管道6a是直的、优选地在同一平面上对准、并且更优选地在同一直线上对准。在优选示例中，将管道4a的轴线与管道6a的轴线连接的直线穿过流体室12。因此，阻尼器有利地在使用时引起流体的低载荷损失。根据其他实施方式，可以设置有多个入口4和/或出口6。还可以将管道4a和管道6a以不同的方式定位在空间中，例如，管道4a和管道6a可以不径向设置或者可以不设置在同一平面中。
在所示出的优选示例中，壳体2包括上半本体21和下半本体22，隔膜8置于上半本体21与下半本体22之间；凹部16由所述上半本体21和下半本体22限定或者限定在所述上半本体21与下半本体22之间。特别地，管道4a和管道6a与下半本体22是一体的，并且允许将阻尼器与流体管线连接。可选地，密封装置、比如垫圈23(例如，o型环)确保阻尼器与流体管线的管之间的水密密封。
在所示出的示例中，管道6a、6b构造成接合到流体管线的管中，并且管道6a、6b包括外部环形肋部，以避免这些部件在操作中被不经意地拆卸。替代性地，管道中的至少一个管道构造成通过卡扣配合连接至管。管道可以是阳型的并且管是阴型的，或者管道是阴型的并且管是阳型的。
可选地，上半本体21和下半本体22以可释放的方式相互安装。根据特定实施方式，上半本体21和下半本体22通过卡扣机构相互安装。以此方式，组装和拆卸这两个半本体21、22是容易且快速的。根据其他实施方式，这两个半本体21、22通过其他本身已知的快速释放系统相互安装或者通过相互旋拧相互安装。
根据实施方式，半本体21、22和隔膜8由包括塑料材料、优选地为聚合物的材料制成。半本体可以由塑料材料或复合材料比如纤维增强聚合物(frp)制成。方便地，半本体21、22包含与隔膜8不同的塑料材料。
优选地，半本体21、22由包含塑料基质(优选地为聚合物，比如热塑性聚合物)和作为增强物的玻璃纤维的复合材料制成；特别地，半本体21、22具有相同的增强物，但具有不同的填充物。根据优选实施方式，上半本体21包含玻璃纤维和有机填充物；下半本体22包含玻璃纤维和作为填充物的炭黑。优选地，上半本体21中的玻璃纤维为30％w/w至50％w/w、更优选地为约40％w/w。优选地，下半本体22中的玻璃纤维为40％w/w至60％w/w、更优选地为约50％w/w。半本体21、22可以焊接在一起。隔膜8优选地由塑料材料制成。
例如，用于隔膜8的适合的材料是epdm、hnbr、fkm。例如，用于半本体21、22的适合的材料是聚酰胺、聚邻苯二甲酰胺、peek、聚氨酯、聚苯砜、abs、聚缩醛。
优选地，半本体21、22通过注射模制来制造。优选地，半本体21、22焊接在一起，例如通过超声波焊接、激光焊接、振动焊接而焊接在一起。
因此，制造阻尼器的具体过程包括下述步骤：
-制造半本体21、22，
-将隔膜8放置到下半本体22上，
-将上半本体21放置在下半本体22上，从而将扩大部分14装入凹部16中，
-对半本体21、22进行焊接。
在附图中所示的实施方式中，上半本体21具有第一边沿24，并且下半本体22具有第二边沿26，第二边沿26优选地呈环形并且绕轴线a延伸。特别地，边沿24、26在使用中大致沿着轴线a延伸并且/或者是竖向的。所述边沿24、26优选地焊接在一起以将半本体21、22接合。替代性地，在边沿24、26上可以设置有快速释放系统或螺纹。如从图中可以理解的，第二边沿26面向凹部16。特别地，边沿24、26设置在隔膜8的径向外部。
参照所示出的示例，上半本体21具有面向阻尼室10的上壁28和侧壁30(特别地，侧壁30沿着轴线a延伸并且/或者是竖向的)。第一边沿24设置在侧壁30的径向外侧并通过连接壁32(特别地，连接壁32相对于轴线a为横向并且/或者是水平的)连接至侧壁30。第二边沿26与下半本体22的水平和/或横向表面34连接。在该示例中，凹部16由连接壁32、第二边沿26和表面34限定。
扩大部分14方便地在凹部16中被压缩。以此方式，可以确保室10与室12之间的密封。在图2的优选实施方式中，扩大部分14在凹部16中被竖向地和/或轴向地压缩、特别地通过连接壁32和水平表面34在凹部16中被竖向地和/或轴向地压缩。可选地，如图2中所示，凹部16与扩大部分14之间存在径向间隙。
壳体包括位于扩大部分14的径向内部位置中的至少一个约束部分，以阻止扩大部分14朝向隔膜8的径向内部区域移动。优选地，上半本体21具有上约束部分，并且下半本体22具有下约束部分。特别地，上约束部分和下约束部分中的至少一者是约束边沿(特别地，绕轴线延伸的环形边沿)。在该示例中，设置有上约束边沿36和下约束边沿38。上约束边沿36是侧壁30的下端部，并且下约束边沿38是表面34的径向内端部。因此，约束边沿36、38位于凹部16的径向内部中。可选地，在壳体上设置有加强板40。这些板可以相对于轴线a径向地延伸(参见图1)。
在所示的优选实施方式中，扩大部分14具有两个横向突出部：上突出部和下突出部。这些突出部优选地呈环形。突出部14a、14b在所示的示例中具有相同的形状。换句话说，扩大部分14相对于轴线a轴向地突出或者相对于隔膜8沿两个方向(向上和向下)横向突出。因此，扩大部分14的横截面如所示的那样呈大致h形形状。特别地，参照图2，其中，隔膜8水平地/横向地设置，扩大部分14关于隔膜8的水平/横向平面是对称的。此外，轴线a是隔膜8的对称轴线。上突出部适于倚靠上约束边沿36，并且下突出部适于倚靠下约束边沿38。
每个突出部14a、14b均接合到凹槽16a、16b中。凹槽16a、16b限定凹部16并且形成在壳体2中。凹槽16a、16b分别形成在半本体21、22中。更确切地，凹槽16b由下约束边沿38、表面34和第二边沿26限定。凹槽16a由连接壁32、第一边沿24和第二边沿26限定。
参照图3的第二实施方式，扩大部分14具有两个横向突出部：上突出部14a和下突出部14b，所述突出部14a、14b具有不同的形状。换句话说，扩大部分14相对于隔膜8沿两个方向(向上和向下)横向突出。扩大部分14关于隔膜8的水平/横向平面是不对称的。特别地，上突出部14a比下突出部14b薄(在相对于轴线a的横向方向上)并且比下突出部14b的高度低(即，沿着所述轴线a或竖向地)。上突出部14a面向上约束边沿36，并且下突出部14b适于倚靠下约束边沿38。特别地，下突出部14b无间隙地置于下约束边沿38与第二边沿26之间。特别地，扩大部分14在凹部16中被径向地(即，水平地)压缩、特别地通过下约束边沿38和第二边沿26在凹部16中被径向地(即，水平地)压缩。根据其他实施方式，扩大部分14可以在凹部16中被水平地和/或竖向地压缩。
根据本发明的另一实施方式，扩大部分14具有仅一个横向突出部、例如下突出部14b。因此，扩大部分14的横截面呈大致u形形状。在这种情况下，优选地仅设置一个约束边沿、例如下约束边沿38。在扩大部分14将具有仅上突出部14a的情况下，扩大部分14的横截面将呈大致倒u形形状。
优选地，扩大部分14并且特别地上突出部14a和/或下突出部14b是沿着隔膜8的径向周缘边缘延伸的连续肋部。
因此，隔膜8机械地保持在壳体内的正确位置，而不会在隔膜8上产生过大应力，因为该约束是由扩大部分14与凹部16的机械接合实现的。实际上，在隔膜8于隔膜8的振荡期间弯折的区域中(即，在边沿36、38附近)，该隔膜8没有被严重挤压以避免隔膜8(如现有技术中那样)滑落。此外，由于扩大部分14是较厚部分，因而由于扩大部分14的压缩而引起的压力被减小。这提高了隔膜并因此提高了阻尼器的耐用性和可靠性。
可选地，阻尼室10填充有气体、比如空气，例如处于大气压的空气。根据特定实施方式，阻尼室10填充有液体、或固体或半固体材料，半固体材料比如为泡沫、优选地为聚合物泡沫。流体或固体材料提高了隔膜8的对竖向变形的抵抗。阻尼室10中的流体支撑隔膜8(作用在隔膜8的上表面上)并抵消由流体室12中的流体施加到隔膜8的下表面上的压力。方便地，隔膜8设计成在使用时在隔膜8的固有共振频率附近工作。根据替代性实施方式，在阻尼室10中设置有作用在隔膜8上的弹簧。
优选地，隔膜8的固有共振频率为20hz至500hz、并且优选地在约400hz至500hz之间。举例来说，圆形的隔膜8的固有共振频率通过下述公式获得：
其中：
e、u＝隔膜8的弹性动态杨氏模量和泊松比，
ρ＝隔膜8的密度，
h、s、r＝隔膜8的厚度、表面积和半径，
ρf＝用于流动穿过流体室12的流体的密度。
因此，为了设计隔膜8，可以从隔膜8的给定材料和所需的频率开始来获得隔膜8的尺寸，并且也可以从隔膜8的给定尺寸来获得隔膜8的材料和所需的频率。
当然，在不违背本发明的原理的情况下，实施方式的形式和实现细节可以与本文中通过非限制性示例描述并示出的那些实施方式的形式和实施细节有很多不同，然而不能脱离本发明的如所附权利要求中阐述的范围。