专利名称：连接组件及其组装方法以及包含该连接组件的移动机械的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种连接组件及其组装方法，本发明还涉及一种包 含该连接组件的移动机械。
背景技术：
在现有技术的排气系统中，由于发动机、引擎盖、消音器、后 处理系统等的累积公差会使得这些部件在组装时产生位置偏差，而 采用传统的连接组件在调整连接位置时十分不便。在现有技术中， 存在一些用于这种连接的排气波紋管，尽管这些排气波紋管能够允 许进行相对运动，但是这些排气波紋管不能允许充足的尺寸偏差来 适应组装机器时产生的大量偏差。
还已知 一 种用于管道和接头件的连接结构，该连接结构采用球 形接头的形式来适应这些位置偏差，同时不会造成对管道的损坏。 但是，这种结构的连接强度和密封性都不够好，因此对于在比较恶 劣的操作环境下工作的机器来说，需要一种连接强度和密封性能都 更好的连接组件。
发明内容
鉴于现有技术存在的上述问题，提出了本发明。
本发明的 一 个目的是提供一种连接组件，其能够在机器组装时补 偿制造和装配偏差，同时能够提供足够的强度和密封性。
根据本发明的一个方面，提供了一种连接组件，其包括中心管， 其至少一端处具有球形扩口部分；和球形接头，其通过法兰和连接 件可旋转地连接在所述扩口部分上，所述连接件将所述法兰与所述 球形接头连接在一起。在一种实施方式中，所述球形接头上设置有第一凸缘，所述法兰 上设置有相应的第二凸缘，所述V形带夹包围在所述第一凸缘和第 二凸缘上。
在一种实施方式中，所述法兰是对开法兰，其两端通过钩部连接 在一起。
在一种实施方式中，所述中心管中设有伸缩机构。
在一种实施方式中，所述伸缩机构为伸缩节，该伸缩节通过排气 夹密封。
在 一 种实施方式中，所述法兰与所述球形接头之间是密封连接的。
在一种实施方式中，所述法兰的内表面的形状与所述扩口部分的 外表面的形状相匹配。
在一种实施方式中，在所述法兰的内表面和所述扩口部分的外表 面中的至少一个上设置有密封材料。
在一种实施方式中，所述球形接头能够通过另一 V形带夹连接
到发动机、消音器或者废气后处理系统上。
根据本发明的另 一个方面，提供了 一种用于组装上述连接组件的
方法，包括步骤将球形接头置于中心管的扩口部分中；将所述扩 口部分置于所述法兰和球形接头之间；并且通过连接件将所述法兰 和所述球形接头连接在一起。
在一种实施方式中，所述连接件是V形带夹。
在一种实施方式中，所述球形接头上设置有第一凸缘，所述法兰 上设置有相应的第二凸缘，将所述V形带夹包围在所述第一凸缘和
第二凸缘上。
在一种实施方式中，所述中心管中设有伸缩^4勾。 在一种实施方式中，所述伸缩机构为伸缩节，该伸缩节通过排气 夹密封。
根据本发明的又一 个方面，提供了 一种包含有上述连接组件的移动机械，其中，该移动机械包括发动机和废气后处理系统，所述连 接组件连接在所述发动机和所述废气后处理系统之间。
通过下面示意性而非限制性地示出了本发明的附图，将更清楚地
理解本发明的原理，其中
图1是根据本发明一种实施方式的连接组件的透视图，其中使
用对开法兰；
图2是图1所示连接组件的正面剖视图；以及
图3是根据另一种实施方式的连接组件的透视图，其中使用非
对开的法兰。
具体实施例方式
附图示例性示出了本发明的实施方式，在所有附图中，相同的 元件用相同的附图标记表示。
如图l和2所示，其示出了根据本发明的一种实施方式的连接 组件10。该连接组件10包括中心管6和连接在中心管6两端上的球 形接头1、 1，。在该中心管6的两端上设置有球形扩口部分61、 61，， 该球形扩口部分61、 61，分别包围中心管6的两端，这两个球形扩口 部分61、 61，在中心管6的轴向上可以间隔开也可以部分重叠。该球 形接头1、 l，通过法兰2、 2'例如对开法兰连接到中心管6两端的扩 口部分61、 61，上，并可沿着扩口部分61、 61，在任意方向上转动。 这样，该连接组件10能适应各个方向上的大的尺寸偏差。应当理解， 这里所述的"球形"是指该扩口部分或者接头的至少一部分为球形 的一部分，并不要求整个扩口部分或接头都是球形或者该扩口部分 或者接头的至少一部分为整个球，而是只要两者相接触的部位为球 面形状即可。
在上述实施方式中，通过将扩口部分61、 61，夹在法兰2、 2，与
球形接头i、 r之间来连接球形接头i、 r和中心管6。因此，为了实现更好的配合，可以将法兰2、 2'的内表面的形状形成为能够与扩口部分61、 61，的外表面的形状相匹配，将球形接头1、 l，的外表面的形状形成为能够与扩口部分61、 61，的内表面的形状相匹配。这样使球形接头1、 l，与法兰2、 2，一起能够自由地在扩口部分61、 61，上转动。此外，为了实现更好的密封，可以在法兰2、 2，、扩口部分61、 61，以及球形接头1、 l，之间存在相对运动的接触表面中的至少一个上设置弹性密封材料或其他密封材料，例如在法兰2、 2'的内表面、球形接头1、 l，的外表面或者扩口部分61、 61，的任一侧表面上。通过使用法兰，可以增强连接组件的强度，并且因为其能更好地与扩口部分进行配合，所以可以实现更好的密封。
如图2所示，在一种实施方式中，可以采用连接件将法兰2紧密地连接到球形接头1上。根据一种实施方式，可以通过在球形接头l上设置第一凸缘ll，在法兰2上设置第二凸缘12,并通过用V形带夹4包围第一凸缘11和第二凸缘12来将它们连接在一起。当然这种结构不是必须的，例如，可以不设置第一凸缘11和第二凸缘12，而是直接用V形带夹4将法兰2和球形接头1连接在一起，或者也可以采用本领域技术人员能够想到的其他方式进行连接。在上述结构中，可以在第一凸缘11和第二凸缘12之间设置密封垫圏，或者可以在V形带夹4与第一凸缘11和/或第二凸缘12之间设置密封垫圏，以实现良好的密封。以与上述类似的结构，法兰2'可以通过V形带夹4，紧密地连接到球形接头l，上，其中法兰2，也可以形成
有第二凸缘i2，，球形接头r也可以形成有第一凸缘ir。通过使用
v形带夹，可以使得安装方便，并且可以实现良好的密封。
在一种实施方式中，法兰2，是对开法兰并且可以通过在其两个端部处的互补的钩部31，、 32，连接，如图1所示，从而在周向上包围整个球形接头1，。法兰2也可以具有相同的结构。当然，这种结构并非是必须的，法兰2、 2'也可以通过位于其两端处的螺紋连接件等连接在一起。这种连接方式使得连接组件的组装更加方便。当然，也可以采用本领域技术人员能够想到的任何其他方式来实现这种对开法兰之间的连接。
在一种实施方式中，中心管6本身可设有伸缩机构，例如波紋
管或伸缩节7，其允许补偿沿中心管6的轴向的偏差。伸缩节7可通过标准的排气夹8密封。如果两端的扩口部分都沿中心管的轴向伸到中心管的中部，则可以互相搭接然后再通过排气夹8密封。排气夹8的结构是本领域技术人员已知的，这里省略其详细描述。
应当理解，前述的法兰2、 2'可以是对开法兰(如图1所示)也可以是非对开的法兰(如图3所示)。具体而言，在中心管6被分成两部分并经由诸如伸缩节7之类的可分开的伸缩机构连接在一起的情况下，前述的法兰2、 2'可以使用如图3所示的非对开的法兰，因为在这种情况下，可以在将中心管6的两部分连接在一起之前，将非对开的法兰设置在中心管的扩口部分上。当然，在具有扩口部
分的中心管6是一体式结构的情况下，就可能需要使用如图1所示的对开法兰。但是，应当理解，如果在制造中心管及其扩口部分之前就已经制造好了法兰，则也可以在将中心管与其扩口部分连接在一起之前先将法兰设置在中心管上，这样也可以使用非对开的法兰。
在一种应用中，球形接头1可以与发动机的排气管连接，球形接头l，则可以与消音器或者废气后处理系统连接，反之亦然。根据一种实施方式，球形接头l、 l，与发动机的排气管、消音器或者废气后处理系统的连接可以采用V形带夹5、 5，。类似于上述的V形带夹4、 4，， V形带夹5、 5'也可以通过凸缘或者其他方式来连接球形接头1、 l'和发动^i的后续部件。
另外，在图示的示例中，V形带夹4、 4'和V形带夹5、 5'通过螺栓13在其两端处进行紧固。当然，这些V形带夹的紧固方式不限于螺栓，而是可以采用本领域技术人员公知的或能够想到的任何合适形式。
另外，以上描述了在中心管6的两端都设置有扩口部分的情况，但是应当理解，也可以只在连接组件的一端处采用以上的结构，而另一端采用传统的结构或者采用固定连接的方式。工业实用性
本发明的连接组件可应用于任何机器上，例如各种移动机械等。本发明的连接组件也可应用于部件之间存在位置偏差需要进行补偿的任何机器上。
根据本发明的连接组件通过在中心管两端设置能自由旋转的球形接头，提高了连接组件的柔性，使得该连接组件能够比波紋管补偿更大尺寸的位置偏差。通过在中心管自身上设置伸缩节，使得连接组件可以补偿沿中心管轴向的偏差。这样，该连接组件允许在六个自由度上进行任何方向和角度的调节，增强了调节的自由度。
根据本发明的连接组件通过V形带夹将法兰和球形接头连接在
一起，这种连接进一步增强了连接组件的强度和密封性，从而延长了发动机部件和连接组件的使用寿命，改善了密封的效果。
另夕卜，在使用可分开的伸缩节的情况下，可以使用非对开的法兰，从而使得法兰的强度更高，并确保了安装的便利性。
此外，如果不需要任何偏差调节，则该连接组件可以在中心管的轴向上保持稳定。
当组装上述连接组件时，首先将球形接头i、 r置于中心管6的
相应的扩口部分61、 61，中；然后设置法兰2、 2，，以将所述扩口部分61、 61，置于所述法兰2、 2'和球形接头1、 l，之间；通过连接件4、4'将所述法兰2、 2'和所述球形接头1、 l，连接在一起。如果使用V
形带夹作为上述连接件，并且在所述球形接头i、 r上设置有第一凸
缘ll、 11，，在所述法兰2、 2'上设置有第二凸缘12、 12，，则通过将所述V形带夹包围在所述第一凸缘11、 11，和第二凸缘12、 12，上来
实现法兰2、 2'与球形接头i、 r之间的连接。
以上参考附图通过示例的方式描述了本发明的方案，但是本发明并不局限于这里描述的细节，任何不脱离本发明精神和范围的变型、变化或者替代都在本发明的范围内。
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权利要求
1.一种连接组件(10)，包括中心管(6)，其至少一端处具有球形扩口部分(61、61’)；和球形接头(1、1’)，其通过法兰(2、2’)和连接件(4、4’)可旋转地连接在所述扩口部分(61、61’)上，所述连接件(4、4’)将所述法兰(2、2’)与所述球形接头(1、1’)连接在一起。
2. 根据权利要求1所述的连接组件，其特征在于，所述连接件 (4、 4，)是V形带夹。
3. 根据权利要求2所述的连接组件，其特征在于，所述球形接 头(1、 1，)上设置有第一凸缘(11、 11，)，所述法兰(2、 2，)上 设置有第二凸缘(12、 12，)，所述V形带夹包围在所述第一凸缘(11、 11，)和第二凸缘(12、 12，)上。
4. 根据权利要求1或2所述的连接组件，其特征在于，所述法 兰(2、 2，)是对开法兰，其两端通过钩部(31，、 32，)连接在一起。
5. 根据权利要求1或2所述的连接组件，其特征在于，所述中 心管(6)中设有伸缩机构。
6. 根据权利要求5所述的连接组件，其特征在于，所述伸缩机 构为伸缩节(7)，该伸缩节通过排气夹(8)密封。
7. 根据权利要求1或2所述的连接组件，其特征在于，所述法 兰(2、 2，)与所述球形接头(1、 1，)之间是密封连接的。
8. 根据权利要求1或2所述的连接组件，其特征在于，所述法 兰(2、 2，)的内表面的形状与所述扩口部分(61、 61，)的外表面的 形状相匹配。
9. 根据权利要求8所述的连接组件，其特征在于，在所述法兰 (2、 2，)的内表面和所述扩口部分(61、 61，)的外表面中的至少一个上设置有密封材料。
10. 根据权利要求1或2所述的连接组件，其特征在于，所述球形接头(1、 1，)能够通过另一 V形带夹(5、 5，)连接到发动机、 消音器或者废气后处理系统上。
11. 一种用于组装如权利要求1所述的连接组件的方法，包括步骤将球形接头(1、 1，)置于中心管(6)的相应的扩口部分(61、 61，)中；将所述扩口部分(61、 61，)置于所述法兰(2、 2，)和球形接头 (1、 1，)之间；并且通过连接件(4、 4，)将所述法兰(2、 2，)和所述球形接头(1、 1，)连接在一起。
12. 根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述连接件(4、 4，)是V形带夹。
13. 根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述球形接头 (1、 1，)上设置有第一凸缘(11、 11，)，所述法兰(2、 2，)上设置有第二凸缘(12、 12，)，将所述V形带夹包围在所述第一凸缘(11、 11，)和第二凸缘(12、 12，)上。
14. 根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述中心管(6) 中设有伸缩机构。
15. 根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述伸缩机构 为伸缩节(7)，通过排气夹(8)来密封该伸缩节。
16. —种包含有根据权利要求1所述的连接组件的移动机械，其 中，该移动机械包括发动机和废气后处理系统，所述连接组件连接 在所述发动机和所述废气后处理系统之间。
全文摘要
本发明公开了一种连接组件及其组装方法以及包含该连接组件的移动机械。所述连接组件(10)包括中心管(6)，其端部处具有球形扩口部分(61、61’)；和球形接头(1、1’)，其通过法兰(2、2’)和连接件(4、4’)可旋转地连接在所述扩口部分(61、61’)上，所述连接件(4、4’)将所述法兰(2、2’)与所述球形接头(1、1’)连接在一起。
文档编号F16L27/02GK101684875SQ20081016152
公开日2010年3月31日 申请日期2008年9月24日 优先权日2008年9月24日
发明者R·曼 申请人:卡特彼勒公司