本發(fā)明涉及用于內(nèi)燃機(jī)的排氣系統(tǒng)的消音器。本發(fā)明還涉及用于制造這種消音器的方法。
背景技術(shù):
消音器通常具有殼體,其中可形成一個(gè)或多個(gè)腔室,以便實(shí)現(xiàn)各種吸音功能。便利地,中間體或內(nèi)部基礎(chǔ)設(shè)置在殼體中的相鄰腔室之間,該基礎(chǔ)擱置在邊緣側(cè)上抵靠殼體以支撐負(fù)載。此外,通常在殼體中延伸的管牢固地連接到這樣的內(nèi)部基礎(chǔ)上。在此經(jīng)常出現(xiàn)這樣的結(jié)構(gòu),其中這種管一方面固定在殼體上,另一方面固定在這樣的內(nèi)部基礎(chǔ)上。為了防止由熱引起的應(yīng)力,此外便利地,不是將內(nèi)部基礎(chǔ)在邊緣側(cè)上固定到殼體,而是優(yōu)選以力配合的方式將其松動(dòng)地布置在其上,以便能夠在殼體和內(nèi)部基礎(chǔ)之間有由熱引起的相對(duì)移動(dòng)。在這里,基本上可在內(nèi)部基礎(chǔ)的邊緣側(cè)上的圓周卡圈和殼體之間形成一種軸向滑動(dòng)配合。為此,在常規(guī)結(jié)構(gòu)中,基本上可以使卡圈相對(duì)于內(nèi)部基礎(chǔ)成約90°的角度。在安裝狀態(tài)下,卡圈利用其面向殼體的外側(cè)面至少在環(huán)境溫度下徑向地以平坦方式抵靠殼體的內(nèi)側(cè)。
相對(duì)描述“軸向”和“徑向”是指垂直地位于相應(yīng)內(nèi)部基礎(chǔ)延伸的平面上的法向軸。
消音器在排氣系統(tǒng)的操作期間加熱,其中一方面殼體以及另一方面相應(yīng)的管和相應(yīng)的內(nèi)部基礎(chǔ)可不同地?zé)崤蛎?。這一方面是由于不同的部件達(dá)到不同溫度的事實(shí)。另一方面,在消音器內(nèi),攜帶廢氣的管以及殼體通常由具有不同熱膨脹系數(shù)的不同材料制成。特別地,內(nèi)部基礎(chǔ)可由與管相同的材料制成,使得中間基礎(chǔ)也不同于殼體膨脹。然而,當(dāng)不同的部件由相同或相似的材料制成時(shí),不同的溫度也可導(dǎo)致熱引起的相對(duì)移動(dòng)。因此,也可設(shè)想這樣的實(shí)施方式,其中殼體和管道在每一種情況下由鐵氧體制成或者在每一種情況下由奧氏體制成。
因此,消音器的加熱一方面導(dǎo)致管膨脹或分別相對(duì)于殼體在其縱向方向上移動(dòng)。這導(dǎo)致在殼體內(nèi)的中間基礎(chǔ)軸向位移,該中間基礎(chǔ)牢固地連接到管上。通過如上所述的在內(nèi)部基礎(chǔ)和殼體之間的軸向滑動(dòng)配合,可簡(jiǎn)單地補(bǔ)償這種軸向位移。另一方面,例如當(dāng)中間基礎(chǔ)和殼體由不同材料構(gòu)成時(shí),殼體可在徑向方向上比內(nèi)部基礎(chǔ)更加集中地膨脹。因此,殼體可至少在某些區(qū)域中從所述卡圈徑向地升高。因此,發(fā)生了在殼體和內(nèi)部基礎(chǔ)之間的力配合損失的風(fēng)險(xiǎn),其涉及在內(nèi)部基礎(chǔ)和殼體之間在徑向方向上和在軸向方向上的自由移動(dòng)。由于在排氣系統(tǒng)的操作期間發(fā)生的擺動(dòng)和振動(dòng),可能產(chǎn)生不期望的和干擾的噪音。另外,存在消音器增加磨損和損耗的風(fēng)險(xiǎn)。在管和內(nèi)部基礎(chǔ)的設(shè)置在固有頻率范圍內(nèi)的振動(dòng)刺激的情況下,另外存在對(duì)部件顯著損壞的風(fēng)險(xiǎn)。在極端情況下,甚至可發(fā)生消音器的完全失效。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的意圖是在此提供補(bǔ)救。本發(fā)明涉及指示的問題,用于這樣的消音器或分別用于相關(guān)制造方法,改進(jìn)的實(shí)施方式,其特別地通過降低噪音的發(fā)展和/或通過減少的磨損和/或改進(jìn)的疲勞強(qiáng)度來辨別。
根據(jù)本發(fā)明,該問題通過獨(dú)立權(quán)利要求的主題來解決。有利的實(shí)施方式是從屬權(quán)利要求的主題。
本發(fā)明基于這樣的一般思想,卡圈不是軸向?qū)?zhǔn),而是相對(duì)于軸向傾斜,并且在殼體上提供與其匹配的互補(bǔ)輪廓,使得傾斜卡圈以平坦方式抵靠?jī)A斜輪廓??ㄈο鄬?duì)于軸向的傾斜角度大于0°且小于90°。優(yōu)選地,傾斜角度為5°-85°。特別地,傾斜角可為15°-75°。傾斜角度的優(yōu)選角度范圍從30°延伸到60°。
卡圈的傾斜在此處存在于卡圈的側(cè)面中,該卡圈存在于垂直卡圈的圓周方向的截面中。換句話說,在這里提出的消音器中,卡圈形成至少在側(cè)面中可看到的圓錐體。雖然圓錐體通常是圓形的并且相對(duì)于縱向中心軸線旋轉(zhuǎn)對(duì)稱,但是內(nèi)部基礎(chǔ)的卡圈上的圓錐體不限于這種圓形或相應(yīng)旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的幾何形狀。重要的是只有在卡圈的側(cè)面中看到圓錐體,即通過傾斜的卡圈或相應(yīng)的斜坡形輪廓。殼體在內(nèi)部基礎(chǔ)區(qū)域中的橫截面則可具有類似的任何期望的幾何形狀,使得特別是圓形、橢圓形、卵形和任何期望的非圓形幾何形狀是可能的。具有拐角的橫截面幾何形狀基本上也是可以想到的,例如在接觸區(qū)的區(qū)域中,其中當(dāng)殼體由多個(gè)部分組成,例如由兩個(gè)半殼組裝而成時(shí),兩個(gè)殼體部分彼此緊固。
而根據(jù)本發(fā)明,卡圈因此在其面向殼體的外側(cè)上從側(cè)面看形成圓錐體,殼體在其內(nèi)側(cè)上在內(nèi)部基礎(chǔ)的區(qū)域中配備有面向邊緣的圓周輪廓,該輪廓從側(cè)面看形成錐形座,其以與圓錐體互補(bǔ)的方式成形。圓錐體和錐形座因此而彼此協(xié)調(diào),使得圓錐體以平坦方式抵靠錐形座。此外,該圓錐體松弛地抵靠錐形座。表述“松弛地抵靠”應(yīng)理解為意指圓錐體與錐形座接觸,但不固定于其上。接觸可預(yù)加應(yīng)力于此。松弛接觸也可通過摩擦力在內(nèi)部基礎(chǔ)和殼體之間在剪切方向上傳遞力,從而也存在力配合接觸或相應(yīng)的力配合連接。該力配合越大,選擇的預(yù)應(yīng)力就越大,如果適用于圓錐體和錐形座之間的接觸,則提供該預(yù)應(yīng)力。例如,擺動(dòng)和振動(dòng)可通過力配合來衰減。
當(dāng)內(nèi)部基礎(chǔ)在此也相應(yīng)地相對(duì)于殼體軸向地移動(dòng)時(shí),例如通過管的膨脹和/或通過軸向預(yù)應(yīng)力,則通過傾斜的卡圈或者相應(yīng)地通過內(nèi)部基礎(chǔ)的卡圈上的圓錐體以及通過互補(bǔ)輪廓或相應(yīng)的殼體上的互補(bǔ)錐形座,能夠利用殼體相對(duì)于內(nèi)部基礎(chǔ)的徑向膨脹來維持錐形座和圓錐體之間的接觸。因此,即使在熱引起的熱膨脹效應(yīng)的情況下,也可總是能保持內(nèi)部基礎(chǔ)和殼體之間的接觸,從而降低噪聲發(fā)展以及磨損甚至破損或故障的風(fēng)險(xiǎn)。內(nèi)部基礎(chǔ)是相對(duì)于殼體的單獨(dú)部件。
對(duì)于其中在兩個(gè)腔室之間設(shè)置相應(yīng)的內(nèi)部基礎(chǔ)來說,這兩個(gè)腔室在卡圈區(qū)域中以相對(duì)緊密的方式彼此分離,推薦的是配置內(nèi)部基礎(chǔ)的卡圈和殼體的輪廓以便完全是圓周的或者分別是圓周的而不中斷。以這種方式,可保證圓錐體和錐形座之間的平坦鄰接部不會(huì)在卡圈的圓周方向上中斷。相反,如果不涉及卡圈區(qū)域中的這種密封,則卡圈和/或輪廓也可在圓周方向上有中斷,或者分別地可僅由單獨(dú)的圓周段形成。便利地,在此提供了至少三個(gè)卡圈區(qū)段,其與至少三個(gè)輪廓段配合。同樣地,可考慮在內(nèi)部基礎(chǔ)上設(shè)置多個(gè)在圓周方向上分布的卡圈,這些卡圈與圓周輪廓或者分別與多個(gè)相應(yīng)分布的單個(gè)輪廓配合。
根據(jù)有利的實(shí)施方式,內(nèi)部基礎(chǔ)可軸向地預(yù)加應(yīng)力,使得圓錐體以軸向預(yù)應(yīng)力的方式抵靠錐形座。內(nèi)部基礎(chǔ)的軸向預(yù)應(yīng)力至少在消音器的安裝溫度下存在,并且選擇為如此之大使得該軸向預(yù)應(yīng)力導(dǎo)致內(nèi)部基礎(chǔ)的彈性變形,特別是內(nèi)部基礎(chǔ)的膨脹。消音器的安裝溫度是消音器安裝發(fā)生時(shí)的溫度。換句話說,在這里這涉及在安裝期間占主導(dǎo)的室溫或環(huán)境溫度。在安裝期間安裝的單個(gè)部件同樣具有該溫度,只要不進(jìn)行在材料中產(chǎn)生熱量的塑性變形過程或者例如焊接或錫焊的熱接合工藝。這種結(jié)構(gòu)形式的優(yōu)點(diǎn)在于,對(duì)于其中殼體以熱引起的方式相對(duì)于內(nèi)部基礎(chǔ)加寬或相應(yīng)地集中膨脹的情況,以及其中內(nèi)部基礎(chǔ)不能通過管的膨脹而充分地重新調(diào)整的情況,為了補(bǔ)償這一點(diǎn),內(nèi)部基礎(chǔ)可自動(dòng)地執(zhí)行必要的軸向位移,這對(duì)于保持圓錐體和錐形座之間的接觸是必要的。換句話說,隨著殼體的徑向膨脹,內(nèi)部基礎(chǔ)也通過軸向預(yù)應(yīng)力而自動(dòng)地軸向跟進(jìn),以便保持圓錐體和錐形座之間的接觸。
在另一個(gè)有利的實(shí)施方式中,圓錐體和錐形座可形成錐形滑動(dòng)配合,其允許內(nèi)部基礎(chǔ)和殼體之間的軸向和徑向相對(duì)位移,并且這樣做還能夠使圓錐體平坦地抵靠錐形座。這種錐形滑動(dòng)配合將圓錐體和錐形座之間的軸向可移動(dòng)性與徑向可移動(dòng)性相組合,使得在內(nèi)部基礎(chǔ)對(duì)殼體的所有允許的相對(duì)位置上確保圓錐體和錐形座之間的平坦接觸。
在另一個(gè)有利的實(shí)施方式中,殼體可安裝成徑向向內(nèi)地預(yù)加應(yīng)力,使得內(nèi)部基礎(chǔ)至少在安裝溫度下在其優(yōu)選方向上彈性地膨脹,并且圓錐體以預(yù)應(yīng)力方式抵靠在錐形座上。通過這種預(yù)應(yīng)力的安裝,可考慮由熱引起的膨脹效應(yīng),使得在操作期間由此導(dǎo)致的相對(duì)運(yùn)動(dòng)變得更小,并且特別地是被補(bǔ)償。通過熱膨脹,首先在發(fā)生相對(duì)移動(dòng)之前減小了預(yù)應(yīng)力。因此,在大的溫度范圍內(nèi)可實(shí)現(xiàn)熱膨脹的補(bǔ)償,而在此不發(fā)生相對(duì)移動(dòng)。通過圓錐體和錐形座促進(jìn)殼體和內(nèi)部基礎(chǔ)之間的這種徑向預(yù)應(yīng)力,因?yàn)橛纱藘?nèi)部基礎(chǔ)的彈性膨脹是可能的。
根據(jù)另一個(gè)有利的實(shí)施方式,消音器可具有至少一個(gè)排氣管,其在一端緊固到殼體上并且在另一端緊固到內(nèi)部基礎(chǔ)上。便利地,這涉及入口管或出口管,其引導(dǎo)入殼體中或從殼體引出。此外,排氣管便利地引導(dǎo)通過內(nèi)部基礎(chǔ)。特別的,排氣管引導(dǎo)通過腔室,同時(shí)其在另一個(gè)腔室中打開。通過該排氣管,內(nèi)部基礎(chǔ)間接地固定到殼體上。特別地,排氣管在殼體上的固定形成了固定支承,而內(nèi)部基礎(chǔ)在殼體上的支撐形成松弛支承。因此,熱引起的排氣管長(zhǎng)度變化導(dǎo)致殼體和內(nèi)部基礎(chǔ)之間的相對(duì)移動(dòng)。這些可通過圓錐體與錐形座的連接進(jìn)行,而在這里沒有圓錐體和錐形座之間的平坦接觸是危險(xiǎn)的。相應(yīng)的排氣管相對(duì)于內(nèi)部基礎(chǔ)和相對(duì)于殼體是單獨(dú)的部件。
根據(jù)有利的進(jìn)一步發(fā)展,該管可以軸向預(yù)應(yīng)力的方式安裝,使得內(nèi)部基礎(chǔ)至少在安裝溫度下沿其優(yōu)選方向是彈性地變形,特別地是膨脹的,并且圓錐體以軸向預(yù)應(yīng)力或相應(yīng)地力配合的方式抵靠錐形座。與前述的在殼體和內(nèi)部基礎(chǔ)之間的徑向預(yù)應(yīng)力一樣,這種設(shè)置也導(dǎo)致預(yù)期的熱膨脹效應(yīng),但在這種情況下是在軸向方向上。因此,熱引起的內(nèi)部基礎(chǔ)和殼體之間的相對(duì)移動(dòng)僅在較高的溫度下發(fā)生,在該溫度下在安裝時(shí)產(chǎn)生的預(yù)應(yīng)力減小。便利地,選擇預(yù)應(yīng)力使得在高溫下仍然存在預(yù)應(yīng)力。
在另一進(jìn)一步的發(fā)展中,該管可由第一材料例如鐵素體鋼構(gòu)成,其具有第一熱膨脹系數(shù),該第一熱膨脹系數(shù)小于第二材料例如奧氏體鋼的第二熱膨脹系數(shù),該殼體由第二材料構(gòu)成。因此,管本身具有比殼體更小的熱膨脹系數(shù),使得其在增加的溫度下比殼體更輕微地膨脹。然而,管接觸的溫度明顯高于殼體,使得排氣管在排氣系統(tǒng)的操作期間最終比殼體在軸向上更強(qiáng)烈地膨脹。該內(nèi)部基礎(chǔ)則可由與排氣管相同的材料制成,因此由第一材料制成,或者由與殼體相同的材料制成,因此由第二材料制成。
在另一有利的實(shí)施方式中,不管是否存在這樣的管,內(nèi)部基礎(chǔ)可由第一材料,例如鐵素體鋼構(gòu)成,其具有第一熱膨脹系數(shù),該第一熱膨脹系數(shù)小于第二材料例如奧氏體鋼的第二熱膨脹系數(shù),該殼體由第二材料構(gòu)成。因此,在加熱消音器時(shí),中間基礎(chǔ)比殼體在徑向上更輕微地膨脹。
附加地或可替代地,可提供的是該管由奧氏體鋼制成,由此其具有相對(duì)高的熱膨脹系數(shù),并且可在軸向方向上更好地跟進(jìn)內(nèi)部基礎(chǔ)。可替代地,可提供的是該管也由鐵素體鋼制成。
特別地,還可想到一個(gè)實(shí)施方式,其中一方面內(nèi)部基礎(chǔ)和/或排氣管以及另一方面殼體由相同的材料構(gòu)成。因此,在第一種情況下內(nèi)部基礎(chǔ)和殼體,在第二種情況下排氣管和殼體,以及在第三種情況下內(nèi)部基礎(chǔ)、排氣管和殼體具有相同的熱膨脹系數(shù)。在這些和前面提到的情況下,熱引起的相對(duì)運(yùn)動(dòng)可通過圓錐體和錐形座的相互作用來補(bǔ)償,使得在理想情況下在內(nèi)部基礎(chǔ)和殼體之間不發(fā)生脫離接觸。
根據(jù)另一進(jìn)一步的發(fā)展,圓錐體和錐形座相對(duì)于軸向方向具有圓錐角,并且殼體、內(nèi)部基礎(chǔ)和排氣管的熱膨脹系數(shù)可彼此協(xié)調(diào),使得殼體相對(duì)于內(nèi)部基礎(chǔ)的徑向膨脹通過排氣管對(duì)殼體以錐形滑動(dòng)配合的軸向膨脹來補(bǔ)償,使得在圓錐體和錐形座之間保持平坦的接觸。通過所使用材料的熱膨脹系數(shù)以及在操作期間發(fā)生的溫度,已知的是內(nèi)部基礎(chǔ)和殼體的相對(duì)位置如何可在軸向方向和徑向方向上相對(duì)于彼此改變。這可通過適當(dāng)選擇圓錐角來考慮,從而總是能保證圓錐體和錐形座之間的平坦接觸。例如,如果內(nèi)部基礎(chǔ)相對(duì)于殼體的軸向位移量與殼體相對(duì)于內(nèi)部基礎(chǔ)的徑向位移量大致相等,則圓錐角選擇為約45°。相反,如果軸向位移大于徑向位移,則錐角選擇為小于45°。相反,如果徑向膨脹比軸向膨脹更強(qiáng)烈,則錐角選擇為大于45°。
便利地,該殼體可配置為殼型結(jié)構(gòu),使得其特別地具有下殼體和上殼體,其在接觸區(qū)域中彼此緊固。
在一個(gè)有利的實(shí)施方式中,殼體可在其內(nèi)側(cè)的內(nèi)部基礎(chǔ)區(qū)域中具有槽狀凹陷,該凹陷向外定向,卡圈接合在該凹陷中,并且輪廓位于該凹陷中,其在側(cè)面形成為錐形座。在這種類型的結(jié)構(gòu)中,卡圈和輪廓的錐形結(jié)構(gòu)僅在外部施加在殼體上,使得在殼體內(nèi)部不需要任何結(jié)構(gòu)變化。
可替代地,也可為殼體在其內(nèi)側(cè)上的內(nèi)部基礎(chǔ)區(qū)域中配備珠狀突起,該突起向內(nèi)定向,并且輪廓位于該突起上,該輪廓在側(cè)面形成錐形座。在這種情況下,內(nèi)部基礎(chǔ)和殼體的錐形結(jié)構(gòu)在內(nèi)部施加抵靠在殼體上。當(dāng)在消音器外部可用的安裝空間尺寸相對(duì)不足或者不能或者相應(yīng)地不必改變時(shí),該結(jié)構(gòu)形式是有利的。
根據(jù)本發(fā)明的用于制造前述類型的消音器的方法,根據(jù)第一變型實(shí)施方式包括以下步驟:首先,將內(nèi)部基礎(chǔ)插入殼體的下殼體中。然后將上殼體放置在下殼體上,其中內(nèi)部基礎(chǔ)在其優(yōu)選方向上彈性地膨脹。換句話說,上殼體在徑向預(yù)應(yīng)力下放置到下殼體上,使得在此內(nèi)部基礎(chǔ)在其優(yōu)選方向上彈性地膨脹。然后,將上殼體緊固到下殼體,同時(shí)內(nèi)部基礎(chǔ)彈性地膨脹,使得殼體隨后以徑向向內(nèi)預(yù)應(yīng)力的方式安裝。徑向預(yù)應(yīng)力安裝的優(yōu)點(diǎn)在上面進(jìn)一步描述。
根據(jù)第二變型的實(shí)施方式,根據(jù)本發(fā)明的方法包括以下步驟:首先,將具有固定在其上的排氣管的內(nèi)部基礎(chǔ)插入殼體的下殼體中。然后將殼體的上殼體放置到下殼體上。此后,排氣管向內(nèi)壓,直到內(nèi)部基礎(chǔ)在其優(yōu)選方向上彈性地膨脹。換句話說,通過排氣管在內(nèi)部基礎(chǔ)上產(chǎn)生軸向預(yù)應(yīng)力,使得在這里內(nèi)部基礎(chǔ)在其優(yōu)選方向上彈性地膨脹。然后,排氣管緊固到殼體上,同時(shí)內(nèi)部基礎(chǔ)彈性地膨脹,使得排氣管則以軸向向內(nèi)預(yù)應(yīng)力的方式安裝。上面進(jìn)一步描述了軸向預(yù)應(yīng)力排氣管的優(yōu)點(diǎn)。上殼體在下殼體上的緊固可在排氣管的軸向預(yù)應(yīng)力之前或之后進(jìn)行,或者與排氣管固定在殼體上同時(shí)進(jìn)行。
消音器的生產(chǎn)在安裝溫度下進(jìn)行,該安裝溫度取決于生產(chǎn)位置,可在約15℃-35℃的范圍內(nèi)。
附圖簡(jiǎn)要說明
本發(fā)明的其它重要特征和優(yōu)點(diǎn)將從從屬權(quán)利要求、附圖和借助附圖的相關(guān)附圖描述中體現(xiàn)。
應(yīng)當(dāng)理解的是,在不脫離本發(fā)明范圍的情況下,上述特征以及下面將進(jìn)一步解釋的特征不僅能夠以分別指出的組合使用,而且能夠以其它組合使用或單獨(dú)使用。
本發(fā)明的優(yōu)選示例實(shí)施方式在附圖中示出,并且在下面的描述中進(jìn)一步解釋,其中相同的附圖標(biāo)記表示相同或相似或功能相同的部件。
分別示意性地示出,
圖1是根據(jù)圖2中的剖面線i的消音器的高度簡(jiǎn)化的縱向截面,
圖2是根據(jù)圖1中的剖面線ii的消音器的高度簡(jiǎn)化的橫截面,但在兩個(gè)不同的實(shí)施方式a和b中,
圖3是初始狀態(tài)下的縱向截面的放大圖,
圖4是圖3在操作狀態(tài)下的視圖,
圖5是圖3在安裝過程中的視圖,
圖6是圖5在安裝過程后的視圖,
圖7是圖5在另一個(gè)安裝過程中的視圖,
圖8是圖7在另一個(gè)安裝過程后的視圖。
具體實(shí)施方式
根據(jù)圖1-8,消音器1,提供用于優(yōu)選為機(jī)動(dòng)車輛的內(nèi)燃機(jī)的排氣系統(tǒng),包括殼體2,其中形成至少兩個(gè)腔室3,其中在殼體2中的每?jī)蓚€(gè)腔室3之間設(shè)置有內(nèi)部基礎(chǔ)4。在圖1的實(shí)施例中,殼體2恰好包括三個(gè)腔室3,根據(jù)圖1所示的布置進(jìn)行區(qū)分,對(duì)于左腔室3可表示為3l,對(duì)于右腔室3為3r以及對(duì)于中間腔室3為3m。對(duì)于三個(gè)腔室3來說,相應(yīng)地存在兩個(gè)內(nèi)部基礎(chǔ)4,根據(jù)它們?cè)趫D1中的布置也可表示為左內(nèi)部基礎(chǔ)4l或相應(yīng)地右內(nèi)部基礎(chǔ)4r。
在該實(shí)施例中,消音器1另外配備有至少一個(gè)排氣管5,其在一端緊固到殼體2上,并且在另一端緊固到該內(nèi)部基礎(chǔ)4上。在該實(shí)施例中,消音器1具有四個(gè)這樣的排氣管5,其中在圖1和2的剖視圖中分別僅能看到兩個(gè)這樣的排氣管5。圖2中示出了圖1剖視圖的可能的剖面i-i。假設(shè)具有廢氣的消音器1根據(jù)圖1中的箭頭7從左向右流動(dòng),因此設(shè)置了兩個(gè)入口管5e和兩個(gè)出口管5a。入口管5e穿透左腔室3l并以開放的方式在中間腔室3m中排出。出口管5a橫穿右腔室3r并以開放的方式設(shè)置在中間腔室3m中。中間腔室3m在這里用作膨脹室并用作溢流室,以便將廢氣從入口管5e引導(dǎo)至出口管5a。左腔室3l和右腔室3r在此分別用作吸收腔室,并且為此分別填充有吸音材料6。該吸音材料6在圖2的剖視圖中未示出。對(duì)于吸收室3l和3r的聲耦合,至少一個(gè)入口管5e和/或至少一個(gè)出口管5a可配備有穿孔。同樣地,其中排氣管5是未穿孔的實(shí)施方式是可能的。聲耦合然后經(jīng)由相應(yīng)的內(nèi)部基礎(chǔ)4中的穿孔20進(jìn)行,其可在圖2中看到,并且通過示例的方式由多個(gè)開口形成。因此,吸收室3l,3r通過穿孔的內(nèi)部基礎(chǔ)4l,4r與膨脹室3m聲耦合,其反過來通過排氣管5與排氣流7聲耦合。另外,兩個(gè)變型的組合也是可能的,使得一方面通過穿孔的入口管5e和穿孔的左內(nèi)部基礎(chǔ)4l進(jìn)行左腔室3l的聲耦合,和/或另一方面通過穿孔的出口管5a和穿孔的右內(nèi)部基礎(chǔ)4r進(jìn)行右腔室3r的聲耦合。
相應(yīng)的內(nèi)部基礎(chǔ)4具有至少一個(gè)邊緣側(cè)卡圈8,其具有面向殼體2的外側(cè)9。從側(cè)面看,根據(jù)圖1和3-8的縱向截面,該外側(cè)9形成圓錐體10?,F(xiàn)在殼體2在其面向腔室3的內(nèi)側(cè)11上在相應(yīng)的內(nèi)部基礎(chǔ)4的區(qū)域中具有至少一個(gè)面向卡圈8的輪廓12。該輪廓12從截面的側(cè)面形成與圓錐體10互補(bǔ)的錐形座13,圓錐體10以平坦且松弛的,優(yōu)選為力配合的方式抵靠錐形座13。可以看出,圓錐體10和錐形座13在與相應(yīng)的內(nèi)部基礎(chǔ)4連接的排氣管5加熱時(shí)膨脹的方向上軸向地變細(xì)。
在圖2的剖視圖中,示出了兩個(gè)不同的實(shí)施方式a和b,它們通過剖面線i-i彼此分開。在實(shí)施方式a中,如圖2的左側(cè)所示,卡圈8和圓錐體10以及輪廓12和錐形座13設(shè)計(jì)成在周向方向14上完全是圓周的。只有輪廓12或者相應(yīng)的錐形座13可在接觸或接合區(qū)15的區(qū)域中具有中斷,其中殼體2的上殼體16緊固到殼體2的下殼體17上。因此,在循環(huán)方向或相應(yīng)的圓周方向14上,同時(shí)在殼體2上的卡圈8的區(qū)域中實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的內(nèi)部基礎(chǔ)4的有效密封。同時(shí),通過內(nèi)部基礎(chǔ)4產(chǎn)生了殼體2的顯著加強(qiáng),其特別地使得殼體2中的外力矩偏轉(zhuǎn)穿過內(nèi)部基礎(chǔ)4上的內(nèi)支撐。
與此相反,圖2示出了在右側(cè)再現(xiàn)的第二實(shí)施方式b的變型,其中多個(gè)卡圈8分布地設(shè)置在圓周方向14上,這也可指定為卡圈區(qū)段8。因此,然后也可構(gòu)造多個(gè)圓錐體區(qū)段10。以與此類似的方式,輪廓12或錐形座13則也可由相應(yīng)的單獨(dú)區(qū)段分別形成。然而,示出了一個(gè)實(shí)施方式,其中輪廓12和錐形座13在圓周方向14上連續(xù)地配置,除了在接合區(qū)15中的中斷。
在圖1中左側(cè)所示的左內(nèi)部基礎(chǔ)4l中以及圖3-8的實(shí)施方式中,殼體2在其內(nèi)側(cè)11上的內(nèi)部基礎(chǔ)4的區(qū)域中配備有凹陷18,卡圈8接合到凹陷18中。輪廓12位于該凹陷18中,輪廓12在側(cè)面形成錐形座13。與此相反,在圖1右側(cè)所示的內(nèi)部基礎(chǔ)4r中,殼體2在該內(nèi)部基礎(chǔ)4的區(qū)域中在其內(nèi)側(cè)11上配備有突出到殼體2內(nèi)部中的突起19。在該突起19上形成輪廓12,其在側(cè)面形成錐形座13。圖1純粹地通過示例的方式示出了混合型結(jié)構(gòu),其中對(duì)于一個(gè)內(nèi)部基礎(chǔ)4l來說,通過這種凹陷18實(shí)現(xiàn)錐形座13,而對(duì)于另一內(nèi)部基礎(chǔ)4r來說,通過這種突起19實(shí)現(xiàn)錐形座13。很顯然在其它實(shí)施方式中,其中多個(gè)內(nèi)部基礎(chǔ)4借助于這種錐形座13定位在殼體2中,便利地,所有錐形座13通過這種凹陷18或通過這種突起19來實(shí)現(xiàn)。
根據(jù)圖3-8,內(nèi)部基礎(chǔ)4可至少在安裝溫度下軸向地預(yù)加應(yīng)力。軸向預(yù)應(yīng)力在圖3、7和8中由箭頭21示出。軸向預(yù)應(yīng)力21引起圓錐體10抵靠錐形座13的軸向預(yù)應(yīng)力鄰接。圓錐體10和錐形座13便利地形成錐形滑動(dòng)配合22。這種錐形滑動(dòng)配合22可允許內(nèi)部基礎(chǔ)4和殼體2之間的軸向和徑向相對(duì)位移,或者以力配合方式分別彼此接合,并且在此還使得在圓錐體10和錐形座13之間能夠平坦鄰接。圖4中由箭頭23示出了內(nèi)部基礎(chǔ)4和殼體2之間的軸向位移。圖4中由箭頭24示出了殼體2和內(nèi)部基礎(chǔ)4之間的徑向位移。便利地,通過排氣管5產(chǎn)生了軸向預(yù)應(yīng)力21,排氣管5一方面擱置在殼體2上,另一方面擱置在內(nèi)部基礎(chǔ)4上。在這里,軸向預(yù)應(yīng)力21在環(huán)境溫度下已經(jīng)存在,即當(dāng)排氣管5利用這種軸向預(yù)應(yīng)力安裝時(shí)。此外,排氣管5還可在排氣系統(tǒng)的操作期間提供軸向預(yù)應(yīng)力21,即,當(dāng)排氣管5在排氣系統(tǒng)的操作期間在軸向方向上比殼體2更強(qiáng)烈地膨脹時(shí),其涉及內(nèi)部基礎(chǔ)4相對(duì)于殼體2的軸向相對(duì)位移。
此外,可能的是向殼體2徑向向內(nèi)的預(yù)應(yīng)力。這樣的徑向預(yù)應(yīng)力在圖3,5和6中由箭頭25示出。徑向預(yù)應(yīng)力25還引起圓錐體10抵靠錐形座13的預(yù)應(yīng)力鄰接。
排氣管5和內(nèi)部基礎(chǔ)4便利地由第一材料構(gòu)成,該第一材料例如是鐵素體鋼。第一材料具有第一熱膨脹系數(shù)。殼體2由不同的材料制成,即由第二材料制成,該第二材料例如可以是奧氏體鋼。第二材料具有第二熱膨脹系數(shù)。第一熱膨脹系數(shù)小于第二熱膨脹系數(shù)。然而,在排氣系統(tǒng)的操作期間,排氣管5的加熱明顯高于殼體2。因此,排氣管5在軸向方向上比殼體2更強(qiáng)烈地膨脹。與此相反,殼體2在徑向方向比內(nèi)部基礎(chǔ)4更強(qiáng)烈地膨脹。在操作期間發(fā)生的這些相對(duì)運(yùn)動(dòng)在圖4中示出。初始情況的狀態(tài)利用虛線再現(xiàn),其在環(huán)境溫度下存在。相反,在操作溫度下發(fā)生的狀態(tài)由連續(xù)線再現(xiàn)。如可看出的,殼體2相對(duì)于內(nèi)部基礎(chǔ)4向外膨脹。此外,通過排氣管5的膨脹,內(nèi)部基礎(chǔ)4相對(duì)于殼體2軸向位移。錐形滑動(dòng)配合22可補(bǔ)償這些相對(duì)運(yùn)動(dòng)23,24,并且可永久地保持圓錐體10和錐形座13之間的平坦接觸。
在當(dāng)前情況下,軸向方向由垂直地位于平面27上的軸線26限定,相應(yīng)的內(nèi)部基礎(chǔ)4在平面27上延伸。在圖1的實(shí)施例中,殼體2的縱向中心軸線28平行于軸線26延伸。在該實(shí)施例中,排氣管5也大致平行于軸線26延伸。
因此,錐形滑動(dòng)配合件22可最佳地接收在操作期間發(fā)生的相對(duì)運(yùn)動(dòng)23,24,在圖3中所示的錐形角29,其是圓錐體10和錐形座13相對(duì)于軸向方向26具有的角度,可根據(jù)殼體2、內(nèi)部基礎(chǔ)4和排氣管5的熱膨脹系數(shù)來選擇,即,使得殼體2相對(duì)于內(nèi)部基礎(chǔ)4的徑向膨脹24由排氣管5與殼體2以圓錐形滑動(dòng)配合22的軸向膨脹23來補(bǔ)償。因此,保持了圓錐體10和錐形座13之間的平坦接觸。根據(jù)圖4,這意味著,通過排氣系統(tǒng)的操作而加熱消音器1,一方面發(fā)生了殼體2相對(duì)于內(nèi)部基礎(chǔ)4的徑向膨脹24,這在傳統(tǒng)類型的構(gòu)造中將導(dǎo)致殼體2從卡圈8上升。然而,同時(shí)發(fā)生了排氣管5的軸向膨脹23,其產(chǎn)生了內(nèi)部基礎(chǔ)4相對(duì)于殼體2的相應(yīng)軸向位移23。由于這種軸向位移23,圓錐體10保持與錐形座13接觸,使得錐形滑動(dòng)配合22可補(bǔ)償所述熱引起的相對(duì)運(yùn)動(dòng)23,24,并且這樣做可保持圓錐體10和錐形座13之間的接觸。
根據(jù)圖5和6,這種消音器1可根據(jù)第一種方法制造,使得首先將內(nèi)內(nèi)部基礎(chǔ)4插入殼體2的下殼體17中,其中隨后將上殼體16放置在下殼體17上,并且這樣做產(chǎn)生了徑向預(yù)應(yīng)力,其在內(nèi)部基礎(chǔ)4的優(yōu)選方向上產(chǎn)生彈性膨脹。在圖6中,以夸大的方式示出了內(nèi)部基礎(chǔ)4的這種膨脹30。然后將上殼體16緊固到下殼體17上,其利用膨脹的內(nèi)部基礎(chǔ)4進(jìn)行,使得殼體2然后以徑向向內(nèi)的預(yù)應(yīng)力方式安裝。因此,在安裝溫度下存在安裝狀態(tài)下的徑向預(yù)應(yīng)力25。
參照?qǐng)D7和8,進(jìn)一步詳細(xì)說明了第二種制造方法,其可替代上述制造方法進(jìn)行。然而,基本上,兩種生產(chǎn)方法也可累加地實(shí)現(xiàn)。
首先,利用在其上固定的排氣管5將內(nèi)部基礎(chǔ)4插入殼體2的下殼體17中。然后將上殼體16放置在下殼體17上。之后,向內(nèi)按壓排氣管5使得內(nèi)部基礎(chǔ)4在優(yōu)選方向上彈性地膨脹。在這里,圖8中還用30表示了相應(yīng)的膨脹,并且以夸大的方式示出。然后,排氣管5緊固到殼體2上,同時(shí)內(nèi)部基礎(chǔ)4在優(yōu)選方向上彈性地膨脹。因此,排氣管5然后以軸向向內(nèi)的預(yù)應(yīng)力方式安裝。相應(yīng)的軸向預(yù)應(yīng)力21在圖7和8中由箭頭示出。
至于上述兩種方法的累加,在將固定有排氣管5的內(nèi)部基礎(chǔ)4插入下殼體17之后,將上殼體16放置到下殼體17上用于產(chǎn)生徑向預(yù)應(yīng)力25。上殼體16然后緊固在下殼體17上,以便保證或相應(yīng)地保持殼體2和內(nèi)部基礎(chǔ)4之間的徑向預(yù)應(yīng)力25。在此排氣管5相對(duì)于殼體2仍然是可移動(dòng)的。此后,向內(nèi)按壓排氣管5,以便也產(chǎn)生軸向預(yù)應(yīng)力21。對(duì)于施加的軸向預(yù)應(yīng)力21,排氣管5然后緊固到殼體2上,以便現(xiàn)在也保證或相應(yīng)地保持內(nèi)部基礎(chǔ)4和殼體2之間的軸向預(yù)應(yīng)力21。