模塊法蘭的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于連接到內(nèi)燃機(jī)的配合法蘭(2)上的多件式導(dǎo)氣管法蘭(1)，其具有至少一個(gè)構(gòu)造為外部法蘭的法蘭盤(1.1)和容納在其中的用于固定在流動(dòng)方向下游且流體連通的導(dǎo)氣管(7)的法蘭內(nèi)部件(1.2)，其中，法蘭盤(1.1)具有至少一個(gè)帶有內(nèi)表面(5)和內(nèi)徑Di的用于法蘭內(nèi)部件(1.2)的凹口(3)和至少間接貼靠到配合法蘭(2)上的安裝面(1.5)，其中，法蘭內(nèi)部件(1.2)具有與內(nèi)表面(5)對(duì)應(yīng)的具有外徑Da的外表面(4)。外表面(4)和內(nèi)表面(5)具有沿流動(dòng)方向逐漸縮窄的基本形狀，其中，在緊壓到配合法蘭(2)上時(shí)，外表面(4)和內(nèi)表面(5)能至少部分地沿相對(duì)外表面(4)和/或內(nèi)表面(5)的中心軸線(3.1)徑向延伸的方向(R)相對(duì)于彼此夾緊。
【專利說(shuō)明】模塊法蘭
[0001]本發(fā)明一種多件式氣體、廢氣或和混合氣管法蘭，用于連接到內(nèi)燃機(jī)的配合法蘭，如氣缸蓋法蘭或廢氣渦輪增壓器法蘭上，其具有至少一個(gè)形成外部法蘭的法蘭盤，該法蘭盤具有至少一個(gè)帶有中心軸線和內(nèi)徑的用于法蘭內(nèi)部件的凹口，該法蘭還具有用于固定在流動(dòng)方向上的下游的、流體連通的導(dǎo)氣管，如廢氣歧管或新鮮空氣管道上的法蘭內(nèi)部件，該法蘭內(nèi)部件支承在凹口的內(nèi)部，其中，法蘭內(nèi)部件具有與凹口對(duì)應(yīng)的具有外徑Da的外表面。考慮尤其是在內(nèi)燃機(jī)的新鮮空氣側(cè)上的氣缸蓋或廢氣渦輪增壓器或廢氣和/或其他管法蘭，如催化器的管法蘭作為配合法蘭。
[0002]從DE19642692C2中已知一種內(nèi)燃機(jī)的法蘭圈，該法蘭圈具有用于廢氣管的凹口并且具有加強(qiáng)環(huán)，該加強(qiáng)環(huán)間接地通過(guò)廢氣管支承在凹口內(nèi)，其中，提供廢氣內(nèi)部管，該廢氣內(nèi)部管由比廢氣管更耐高溫的材料制成，并且其中，加強(qiáng)環(huán)和廢氣管具有構(gòu)造為部分球形的外表面，該外表面與法蘭圈的內(nèi)表面對(duì)應(yīng)，其中，夕卜表面和內(nèi)表面在與內(nèi)燃機(jī)的氣缸蓋連接時(shí)相對(duì)于彼此壓緊.[0003]從DE102006020608B4中已知一種廢氣歧管法蘭，其由法蘭和在其中導(dǎo)引的法蘭圈構(gòu)成。法蘭圈根據(jù)圖5的實(shí)施例設(shè)計(jì)成圓錐形并且通過(guò)凸緣抵靠密封元件地貼靠在氣缸蓋上。
[0004]DE10220986B4記載一種廢氣歧管法蘭，其具有至少一個(gè)安設(shè)在氣缸蓋上的法蘭盤，其中，法蘭盤具有至少一個(gè)用于法蘭內(nèi)部件的凹口，該廢氣歧管法蘭還具有法蘭內(nèi)部件，該法蘭內(nèi)部件導(dǎo)引通過(guò)凹口并且用于固定廢氣管。法蘭內(nèi)部件由比法蘭盤更耐高溫的材料制成并且借助IHU-方法或通過(guò)壓合和/或熔焊與法蘭盤連接。該法蘭內(nèi)部件具有設(shè)計(jì)成圓錐形的貼靠面，它可以通過(guò)該貼靠面直接地貼靠在氣缸蓋出口上。
[0005]從DE1164157B中已知一種由多個(gè)管束組成的歧管裝置。管道的單獨(dú)腔室通過(guò)接套，即通過(guò)使管道相對(duì)氣缸體能夠縱向伸展的滑動(dòng)法蘭與氣缸出口連接?；瑒?dòng)法蘭由通過(guò)定位和夾緊導(dǎo)軌固定在氣缸上的接管構(gòu)成。上方，接管和導(dǎo)軌在上部設(shè)計(jì)成階梯形并且在下部它具有斜坡或倒棱。
[0006]因此基于此:定位和夾緊導(dǎo)軌由兩個(gè)部分導(dǎo)軌構(gòu)成，與從EP1571305A1中公開的相似。通過(guò)滑動(dòng)法蘭確?？v向尺寸(垂直于附圖平面)。因此假定，定位和夾緊導(dǎo)軌僅沿縱向，也就是說(shuō)垂直于附圖平面延伸，由此可以同樣推導(dǎo)出，它由兩個(gè)部分導(dǎo)軌構(gòu)成。
[0007]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，導(dǎo)氣管法蘭這樣設(shè)計(jì)和安置，使得確保導(dǎo)氣管法蘭簡(jiǎn)化的結(jié)構(gòu)和更廉價(jià)的制造。
[0008]該技術(shù)問(wèn)題按本發(fā)明由此解決，法蘭內(nèi)部件具有就基本形狀而言設(shè)計(jì)成圓錐形的、沿流動(dòng)方向逐漸縮窄的外表面，法蘭盤具有就基本形狀而言設(shè)計(jì)成圓錐形的、沿流動(dòng)方向逐漸縮窄的內(nèi)表面，其中，在導(dǎo)氣管法蘭壓緊到配合法蘭上時(shí)所述外表面和所述內(nèi)表面在相對(duì)中心軸線沿徑向延伸的方向R上相對(duì)于彼此壓緊。該壓緊優(yōu)選在圓周上，或者均勻地或者僅局部區(qū)段地通過(guò)下述的缺口的應(yīng)用而實(shí)現(xiàn)。因此，在相對(duì)中心軸線的徑向方向上或者在軸向方向上作用的形狀配合連接發(fā)生在法蘭內(nèi)部件與法蘭盤之間。因此實(shí)現(xiàn)，法蘭盤和法蘭內(nèi)部件僅通過(guò)借助保持螺栓拉緊到配合法蘭上就可以(在存在一個(gè)在相對(duì)中心軸線的徑向方向和軸向方向上作用的力的情況下)相互壓緊。為了連接法蘭盤和法蘭內(nèi)部件，不需要附加的連接過(guò)程，如釬焊，熔焊或接合。外表面和內(nèi)表面根據(jù)表面特性和表面類型也可以僅分段式地和/或點(diǎn)狀地相互貼靠。
[0009]此外，會(huì)有利的是，在廢氣側(cè)上，當(dāng)應(yīng)用在用于氣缸蓋或廢氣渦輪增壓器的廢氣歧管上時(shí)，法蘭內(nèi)部件由比法蘭盤更耐高溫的材料制成。通過(guò)應(yīng)用這種材料組合，可以節(jié)省成本，因?yàn)榉ㄌm盤可以由更低的合金鋼制成。
[0010]為此還會(huì)有利的是，外表面和對(duì)應(yīng)的內(nèi)表面的基本形狀設(shè)計(jì)成圓錐殼形并且參考中心軸線具有至少2mm至5mm的軸向重合尺寸d。軸向重合尺寸d相當(dāng)于法蘭盤或法蘭內(nèi)部件的厚度，若它們?cè)O(shè)計(jì)成平坦的。隨著重合尺寸d增大，可達(dá)到的外表面與內(nèi)表面之間的表面壓力更小。法蘭盤或法蘭內(nèi)部件在此厚度為至少2_。
[0011]與按本發(fā)明的構(gòu)造和布置有關(guān)，會(huì)有利的是，外表面和/或內(nèi)表面被造型和/或具有參考中心軸線在圓周方向和/或在徑向方向和/或在軸向方向延伸的溝紋，缺口或溝槽。因此還可行的是，外表面和/或內(nèi)表面設(shè)計(jì)為造型的，如例如具有在圓周方向上延伸的溝紋，以便表面壓力雖然存在重合尺寸d但增大，因此密封性得以改善。
[0012]此外會(huì)有利的是，法蘭內(nèi)部件和/或法蘭盤由深拉的和/或沖壓的板構(gòu)成。以此可達(dá)到的過(guò)程安全性通過(guò)圓錐形構(gòu)造的在法蘭內(nèi)部件與法蘭盤之間的接觸面仍進(jìn)一步提高。因?yàn)榧词乖谟嘘P(guān)其形狀的誤差相對(duì)大時(shí)也可以實(shí)現(xiàn)足夠大的預(yù)緊力。
[0013]有利地會(huì)是，法蘭內(nèi)部件具有用于密封裝置，如扁平密封裝置的貼靠面，通過(guò)該貼靠面，密封裝置能預(yù)壓緊在配合法蘭上。借助密封裝置較容易實(shí)現(xiàn)在兩件式導(dǎo)氣管法蘭與配合法蘭之間的一定的貼靠關(guān)系，以便僅法蘭內(nèi)部件密封地貼靠在配合法蘭上。若法蘭內(nèi)部件在軸向方向上相對(duì)法蘭盤的安裝面突出，則會(huì)有利的是，密封裝置伸入用于導(dǎo)氣管法蘭的保持螺栓的區(qū)域內(nèi)，以便可以簡(jiǎn)單的安放或預(yù)定位。
[0014]作為補(bǔ)充或備選會(huì)有利的是，法蘭內(nèi)部件至少在安裝狀態(tài)下在軸向方向上相對(duì)法蘭盤的安裝面突出。因此確保法蘭內(nèi)部件在配合法蘭上或在之間提供的密封裝置上一定的貼靠。因此，法蘭盤的安裝面不預(yù)壓緊在配合法蘭上，因?yàn)檫@影響了法蘭內(nèi)部件的貼靠關(guān)系。法蘭盤與法蘭內(nèi)部件之間的擠壓配合連接以此方式維持。
[0015]此外，會(huì)有利的是，法蘭盤由多個(gè)分別具有凹口的板構(gòu)成，其中，各凹口設(shè)計(jì)成圓錐形或圓柱形并且全部凹口形成內(nèi)表面圓錐形的基本形狀。在圓柱形凹口的情況下，它們的區(qū)別在于直徑，因此整體上得到一個(gè)雖然階梯形的，但至少基本形狀一直還是圓錐形的內(nèi)表面，該內(nèi)表面使法蘭內(nèi)部件通過(guò)其外表面壓緊。
[0016]有利地還會(huì)是，提供導(dǎo)氣管，如廢氣歧管或歧管，該導(dǎo)氣管僅僅固定在法蘭內(nèi)部件上并且與法蘭內(nèi)部件流體連通。在這樣形成的系統(tǒng)中，法蘭內(nèi)部件和導(dǎo)氣管或歧管由于氣密的連接完成進(jìn)一步導(dǎo)引的功能。法蘭內(nèi)部件具有中央出孔，在該中央出孔上連接有導(dǎo)氣管或歧管。
[0017]在此可以有利地規(guī)定，提供密封裝置，該密封裝置具有貼靠或至少能抵靠在法蘭內(nèi)部件的貼靠面上和/或貼靠在配合法蘭上的環(huán)形密封凸緣，其中，密封凸緣在法蘭內(nèi)部件的區(qū)域內(nèi)至少在安裝狀態(tài)下在軸向方向上相對(duì)法蘭盤的安裝面突出。因此也可以根據(jù)擠壓配合連接來(lái)確定通過(guò)具有凸緣的扁平密封裝置限定的貼靠關(guān)系。
[0018]還有利的是一種用于制造導(dǎo)氣管法蘭的方法，其中，至少法蘭盤的凹口或法蘭盤和/或至少法蘭內(nèi)部件的外表面或法蘭內(nèi)部件借助深拉過(guò)程和/或沖壓過(guò)程制造。深拉和/或沖壓過(guò)程具有較大程度的生產(chǎn)安全性并且基于此原因也是成本低廉的。
[0019]本發(fā)明其他優(yōu)點(diǎn)和細(xì)節(jié)在各權(quán)利要求和說(shuō)明書中闡述并且在附圖中示出。附圖中示出:
[0020]圖1是具有氣缸蓋的廢氣歧管法蘭的剖視圖；
[0021]圖2是由圖1的視圖A-A ;
[0022]圖3a_3c是其他的實(shí)施形式。
[0023]根據(jù)圖1，它是用于氣缸蓋2的廢氣歧管法蘭I。在圖1中所示的廢氣歧管法蘭I連接在內(nèi)燃機(jī)的氣缸蓋2的出口 2.1上。該法蘭由多部分構(gòu)成，并且具有法蘭盤1.1，該法蘭盤1.1具有用于法蘭內(nèi)部件1.2的凹口 3。法蘭內(nèi)部件1.2插入或支承在具有中心軸線
3.1的凹口 3的內(nèi)部。法蘭內(nèi)部件1.2與氣缸蓋2的出口 2.1流體連通并且具有出孔3.2，該出孔與出口 2.1共軸地布置。為了容納法蘭內(nèi)部件1.2，它具有基本形狀設(shè)計(jì)成圓錐形的、在中心軸線3.1的方向上逐漸縮窄的外表面4，法蘭盤1.1具有與之對(duì)應(yīng)的、貼靠在外表面4上的、基本形狀同樣設(shè)計(jì)成圓錐形的內(nèi)表面5，其中，在壓緊內(nèi)燃機(jī)的氣缸蓋2時(shí)，外表面4和內(nèi)表面5在面法線N的方向上并因此在相對(duì)中心軸線3.1沿徑向延伸的方向R上相對(duì)于彼此壓緊。在內(nèi)燃機(jī)的氣缸蓋2上的壓緊通過(guò)用于未示出的固定在氣缸蓋2上的固定螺栓的缺口 1.4實(shí)現(xiàn)。
[0024]設(shè)計(jì)成圓錐形的外表面4以及內(nèi)表面5沿流動(dòng)方向S逐漸縮窄。它們兩個(gè)都設(shè)計(jì)成圓錐殼形并且參考中心軸線3.1在法蘭盤1.1大致5_的厚度中具有軸向重合尺寸d。
[0025]按圖1，示出兩個(gè)通過(guò)中心軸線3.1分開的實(shí)施例。
[0026]按附圖左側(cè)中的圖示，法蘭內(nèi)部件1.2的外表面4具有在圓周方向上延伸的溝槽或溝紋4.1，以便內(nèi)表面5與外表面4之間的表面壓力提高。溝槽或溝紋4.1可以作為補(bǔ)充或備選，如在附圖右側(cè)中所示，設(shè)置在內(nèi)表面5中。溝槽或溝紋4.1也可以(未示出)參考中心軸線3.1在軸向或徑向方向上延伸地布置。
[0027]法蘭內(nèi)部件1.2具有貼靠面1.3，密封裝置6貼靠在該貼靠面上。因此，密封裝置6能通過(guò)法蘭內(nèi)部件1.2和未示出的固定螺栓預(yù)壓緊在氣缸蓋2上。密封裝置6具有環(huán)形密封凸緣6.1，該環(huán)形密封凸緣根據(jù)附圖左半邊的實(shí)施例至少能貼靠在氣缸蓋2上。根據(jù)附圖右半邊的實(shí)施例，密封凸緣6.1貼靠在法蘭內(nèi)部件1.2的貼靠面1.3上。密封凸緣6.1也可以設(shè)置在扁平密封裝置6的兩側(cè)上，以便它既能抵靠到氣缸蓋2上也能抵靠到貼靠面
1.3上。因此確保，法蘭內(nèi)部件1.2間接地通過(guò)密封凸緣6.1密封地貼靠或預(yù)緊在氣缸蓋2上并且法蘭盤1.1不妨礙這種密封的貼靠。此外，密封裝置6按附圖右邊具有凹口 6.2，密封裝置通過(guò)該凹口可裝上未示出的固定螺栓。
[0028]法蘭內(nèi)部件1.2以其貼靠面1.3在軸向方向上突出法蘭盤1.1的安裝面一個(gè)尺寸a，以便作為密封凸緣6.1的前述作用的補(bǔ)充或備選確保法蘭內(nèi)部件1.2在氣缸蓋2上足夠的貼靠或預(yù)緊。因此防止會(huì)影響法蘭內(nèi)部件1.2密封貼靠的、法蘭盤1.1與氣缸過(guò)度的預(yù)緊或貼靠。
[0029]由于導(dǎo)氣管法蘭I分成兩部分，法蘭內(nèi)部件1.2可以由比法蘭盤1.1更耐高溫的材料構(gòu)成。
[0030]在法蘭內(nèi)部件1.2的凹口 3的內(nèi)部或其上設(shè)有或氣密地固定有歧管7。[0031]根據(jù)按圖2的剖面圖A-A，四個(gè)缺口 1.4設(shè)置在法蘭盤1.1的內(nèi)部用于未示出的固定螺栓。法蘭盤1.1可以單獨(dú)地設(shè)計(jì)用于各氣缸或設(shè)計(jì)為用于多個(gè)氣缸的組合板。
[0032]按圖3a的實(shí)施形式，法蘭盤1.1由多部分，四個(gè)板材la，lb，lc，Id構(gòu)成。各板la，lb, lc, Id分別具有圓柱形的凹口 3a，3b，3c，3d，這些凹口的直徑參考流動(dòng)方向S減小。因此，總的獲得一個(gè)階梯圓錐形的內(nèi)表面5。法蘭內(nèi)部件1.2在此設(shè)計(jì)得明顯更厚。
[0033]按圖3a的實(shí)施形式，法蘭內(nèi)部件1.2設(shè)計(jì)成薄壁形式，優(yōu)選由板材構(gòu)成，其中，夕卜表面4或法蘭內(nèi)部件1.2通過(guò)深拉和/或沖壓過(guò)程成型。
[0034]根據(jù)圖3c的實(shí)施形式，法蘭盤1.1和法蘭內(nèi)部件1.2設(shè)計(jì)成薄壁形式，優(yōu)選由板材構(gòu)成，其中，內(nèi)表面5或法蘭盤1.1也通過(guò)深拉過(guò)程和/或沖壓過(guò)程成型。
[0035]附圖標(biāo)記列表
[0036]I導(dǎo)氣管法蘭，廢氣或混合氣歧管法蘭
[0037]1.1法蘭盤，外部法蘭
[0038]Ia 板
[0039]Ib 板
[0040]Ic 板
[0041]Id 板
[0042]1.2法蘭內(nèi)部件
[0043]1.3貼靠面
[0044]1.4法蘭盤缺口
[0045]1.5安裝面
[0046]2配合法蘭，氣缸蓋，氣缸蓋法蘭
[0047]2.1 出口
[0048]3 凹口
[0049]3a 凹口
[0050]3b 凹口
[0051]3c 凹口
[0052]3d 凹口
[0053]3.1中心軸線
[0054]3.2 出孔
[0055]4外表面,接觸面
[0056]4.1溝紋，溝槽
[0057]5內(nèi)表面,接觸面
[0058]6密封裝置，密封圈
[0059]6.1密封凸緣
[0060]6.2密封裝置凹口
[0061]7導(dǎo)氣管，歧管，廢氣歧管，歧管
[0062]a超出高度，量
[0063]d重合尺寸
[0064]Da外表面外徑[0065]Di內(nèi)表面內(nèi)徑
[0066]N面法線
[0067]R 方向
[0068]S流動(dòng)方向
【權(quán)利要求】
1.一種用于連接到內(nèi)燃機(jī)的配合法蘭(2)上的多件式導(dǎo)氣管法蘭(I)，其具有至少一個(gè)構(gòu)造為外部法蘭的法蘭盤(1.1)和容納在該法蘭盤中的用于固定在流動(dòng)方向下游且流體連通的導(dǎo)氣管(7)的法蘭內(nèi)部件(1.2)，其中，所述法蘭盤(1.1)具有至少一個(gè)具有內(nèi)表面(5)和內(nèi)徑Di的用于單獨(dú)的法蘭內(nèi)部件(1.2)的凹口(3)和至少間接地貼靠到所述配合法蘭(2)上的安裝面(1.5)，其中，所述法蘭內(nèi)部件(1.2)具有與所述內(nèi)表面(5)對(duì)應(yīng)的具有外徑Da的外表面(4)，其特征在于，所述外表面(4)和所述內(nèi)表面(5)具有沿流動(dòng)方向逐漸縮窄的基本形狀，其中，在壓緊到所述配合法蘭(2)上時(shí)，所述外表面(4)和所述內(nèi)表面(5)至少部分地沿相對(duì)所述外表面(4)和/或所述內(nèi)表面(5)的中心軸線(3.1)徑向延伸的方向R相對(duì)于彼此壓緊。
2.按權(quán)利要求1所述的導(dǎo)氣管法蘭(I)，其特征在于，所述外表面(4)和所述基本形狀的對(duì)應(yīng)內(nèi)表面(5)設(shè)計(jì)為圓錐殼形并且關(guān)于中心軸線(3.1)具有至少2mm至5mm的軸向重合尺寸d。
3.按權(quán)利要求1或2所述的導(dǎo)氣管法蘭(I)，其特征在于，所述外表面(4)和/或所述內(nèi)表面(5)被造型和/或具有關(guān)于中心軸線(3.1)在圓周方向和/或在徑向方向和/或在軸向方向上延伸的溝紋、缺口或溝槽(4.1)。
4.按權(quán)利要求1至3之一所述的導(dǎo)氣管法蘭(I)，其特征在于，所述法蘭內(nèi)部件(1.2)和/或所述法蘭盤(1.D由深拉的和/或沖壓的板構(gòu)成。
5.按權(quán)利要求1至4之一所述的導(dǎo)氣管法蘭(I)，其特征在于，所述法蘭內(nèi)部件(1.2)至少在安裝狀態(tài)下在軸向方向上相對(duì)所述法蘭盤(1.D的安裝面(1.5)突起。
6.按前述權(quán)利要求之一所述的導(dǎo)氣管法蘭(I)，其特征在于，所述法蘭盤(1.1)由多個(gè)分別具有凹口(3a，3b，3c，3d)的板(la, lb, lc, Id)構(gòu)成，其中，各所述凹口(3a，3b，3c，3d)設(shè)計(jì)成圓錐形或圓柱形并且全部凹口(3a，3b，3c，3d)形成所述內(nèi)表面(5)的圓錐形基本形狀。
7.按前述權(quán)利要求之一所述的導(dǎo)氣管法蘭(I)，其特征在于，所述法蘭內(nèi)部件(1.2)由比法蘭盤(1.1)更耐高溫的材料制成。
8.一種由按前述權(quán)利要求之一所述的導(dǎo)氣管法蘭(I)組成的系統(tǒng)，其特征在于，設(shè)有導(dǎo)氣管(7)，所述導(dǎo)氣管(7)僅固定在所述法蘭內(nèi)部件(1.2)上并且與所述法蘭內(nèi)部件(1.2)流體連通。
9.一種由按前述權(quán)利要求之一所述的導(dǎo)氣管法蘭(I)組成的系統(tǒng)，其特征在于，設(shè)有密封裝置出)，所述密封裝置(6)具有能夠貼靠在法蘭內(nèi)部件(1.2)上的貼靠面(1.3)和/或貼靠在所述配合法蘭(2)上的環(huán)繞密封凸緣(6.1)，其中，所述密封凸緣(6.1)在所述法蘭內(nèi)部件(1.2)的區(qū)域內(nèi)至少在安裝狀態(tài)下在軸向方向上相對(duì)所述法蘭盤(1.1)的安裝面(1.5)突起。
10.按權(quán)利要求7或8所述的系統(tǒng)，其安裝在廢氣裝置和/或內(nèi)燃機(jī)上。
11.一種用于制造前述權(quán)利要求之一所述的導(dǎo)氣管法蘭(I)的方法， 其特征在于，至少所述法蘭盤(1.1)的凹口(3)和/或至少所述法蘭內(nèi)部件(1.2)的外表面(4)借助深拉過(guò)程和/或沖壓過(guò)程制成。
【文檔編號(hào)】F01N13/18GK104040134SQ201280066836
【公開日】2014年9月10日 申請(qǐng)日期:2012年11月16日 優(yōu)先權(quán)日:2011年11月18日
【發(fā)明者】M.韋德納, A.斯泰格特, B.富爾曼, R.恩格爾, A.萊曼 申請(qǐng)人:田納科有限責(zé)任公司