專利名稱：用于機動車的排氣管道和排氣系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用于機動車的排氣管道，其帶有至少一個第一端部部分和至少一個以氣密方式與之相連的第二端部部分。另外，本發(fā)明涉及一種帶有此類排氣管道的機動車的排氣系統(tǒng)。
背景技術：
內燃機的通常非常熱的廢氣通過機動車的排氣管道來排放。廢氣通常包含有毒成分，因此必須要阻止廢氣從排氣管道中泄漏出來。由于無法用單個管件來生產排氣管道，因此各個管道部分的端部部分必須以氣密方式彼此相連。因此，排氣管道一般由金屬、如不銹鋼制成。因此，可將各個管道的不同端部部分彼此焊接起來，因此獲得氣密性連接。還已知道可將端部部分彼此螺紋式相連。在這種情況下，有時必須要使用額外的螺絲鉗。然而在螺紋連接的情況下，由于比如發(fā)生在機動車的運行期間的震動，存在著螺紋連接會松動的危險。因此，不能一直保證氣密性連接。端部部分的連接的生產要求相對較大的費用。例如，端部部分的焊接僅能由相應的受訓員工來執(zhí)行。端部部分的螺紋裝配也需要相對較大量的時間。因此，不能一直保證該必須的氣密性。

發(fā)明內容
本發(fā)明的實施方案減小了用于生產兩個端部部分的氣密性連接的費用。根據該實施方案，在本文開篇所提及類型的排氣管道包括第一端部部分，其具有插入到第二端部部分的接收區(qū)中的插入區(qū)。在插入區(qū)和接收區(qū)之間布置了金屬徑向密封件。因此，僅通過簡單的插入便實現(xiàn)了兩個端部部分的連接。因此，第一和第二端部部分形成了推入配合式連接。不通過如同在螺紋連接情況中的應力弓I入或在焊接情況中的牢固連接形成，而是通過金屬徑向密封件的幫助便可產生必須的氣密性。該徑向密封件將第一端部部分相對于第二端部部分徑向密封起來。通過使用金屬材料可保證足夠的耐溫性， 使得甚至熱廢氣也不會導致對密封件的破壞。此外，金屬材料具有足夠的彈性，以補償插入區(qū)和接收區(qū)之間的公差以及溫度波動。因此，通過帶有位于插入區(qū)和接收區(qū)之間的金屬徑向密封件的簡單的插入式連接，可以極大地降低用于排氣管道的生產費用。另外，同時能夠以成本效益合算的方式進行生產。優(yōu)選地，第一和第二端部部分彼此相接合。通過端部部分的接合，可以阻止端部部分彼此之間的意外釋放。甚至在發(fā)生震動時也可以保證排氣管道的氣密性。該接合僅需要阻止端部部分彼此之間的釋放，并不需要保證密封。因此，可以用相對簡單的零件來實現(xiàn)接
I=I O優(yōu)選地，徑向密封件具有位于第一軸向端部上的沿第一徑向方向伸出的完整直徑的凸起，以及位于第二軸向端部上的第一密封唇，其中第一密封唇沿著與第一徑向方向相反的方向傾斜。本實施方案提高了徑向密封件的彈性。由于密封唇和凸起(它們在不同的端部處沿相反的徑向方向伸出且其中一個承靠在插入區(qū)上而另一個承靠在接收區(qū)上)的存在，可以獲得用于徑向密封件變形的相對大量的材料。對角線式地橫過徑向密封件的橫截面的變形也是可能的。因此，通過金屬密封件也可獲得必要的彈性，以補償更大的公差。 例如，可以實現(xiàn)士3/10mm的公差補償，其中可在整個區(qū)域上保證氣密性。優(yōu)選地，徑向密封件在第二端部上具有沿第一徑向方向傾斜的第二密封唇。因此， 第二密封唇布置在與第一密封唇相同的端部處，但沿相反的徑向方向傾斜。由此可獲得第二密封面。密封唇可實施為帶有較薄的壁，以便于獲得高彈性。特別優(yōu)選的是，在密封唇之間實施有環(huán)形槽。通過提供環(huán)形槽便增強了徑向密封件的彈性。特別是，密封唇的朝向彼此的運動得到了促進。這樣，密封唇在無負載狀態(tài)下所具有的彼此之間的徑向距離大于插入區(qū)和接收區(qū)之間的沿徑向方向的距離。在插入區(qū)插入到接收區(qū)中的期間，密封唇會產生彈性變形，這是因為環(huán)形槽的存在而容易產生的。因此， 相對較大的變形是可能的，使得就氣密性而言可以很好地補償公差而不會導致問題。優(yōu)選地，徑向密封件的側面相對于旋轉軸線傾斜，并且尤其是連續(xù)式地融合到第一密封唇中。因此，徑向密封件的厚度從第一軸向端部到第二端軸向端部穩(wěn)定地增加。因此，徑向密封件在第一軸向端部上以其側面與相應的端部部分間隔開，使得徑向密封件可通過位于相同高度的完整直徑凸起而產生變形。第一密封唇又形成了針對該變形的相對支撐。由于側面連續(xù)式地過渡到密封唇中，可以避免峰值應力的出現(xiàn)，并由此實現(xiàn)徑向密封件的長的服務壽命。優(yōu)選地，第一密封唇軸向延伸地比第二密封唇更遠。因此可以在第一密封唇的區(qū)域中提供相對較大的密封區(qū)。完整直徑凸起也位于第二密封唇側上，使得總體上在那里能保證足夠的氣密性。優(yōu)選地，在徑向密封件無負載的狀態(tài)下，該凸起在第一徑向方向上延伸得比第二密封唇更遠。因此可以保證，徑向密封件的主要變形是由完整直徑凸起而不是由密封唇來引起的。因此，第二密封唇不承受負載。優(yōu)選地，徑向密封件以徑向預加載的方式保持在端部部分之一中。因此，通過在徑向方向上比第二密封唇延伸得更遠的凸起的幫助，可以保持住該徑向密封件。通過徑向預加載，徑向密封件可預裝配到端部部分之一中。因此簡化了裝配。在一個優(yōu)選實施方案中，接收區(qū)具有帶有朝向自由端擴大的直徑的區(qū)域，其中徑向密封件布置在該區(qū)域中。帶有擴大直徑的該區(qū)域一方面有利于插入區(qū)的插入，另一方面使得徑向密封件能夠受到保護地布置。由于插入區(qū)在接收區(qū)中的實際導向發(fā)生在直徑擴大區(qū)域之外，因此徑向密封件不需要吸收任何導向力。因此，徑向密封件上的壓力可保持為低，使得可預期得到長的服務壽命。徑向密封件布置為使得第一軸向端部朝向接收區(qū)的自由端。徑向密封件的內側面為傾斜的，使得其在朝向自由端的方向上類似地具有增加的內徑。因此，插入區(qū)能夠以相對簡單的方式沿著徑向密封件插入，其中密封唇會發(fā)生彈性變形。但是隨著插入區(qū)的抽出，密封唇通過摩擦而保持在插入區(qū)上，并因此提高了密封效果。 同時，可能流經插入區(qū)和接收區(qū)之間的廢氣會到達徑向密封件的環(huán)形槽處。該廢氣又推動兩個密封唇徑向地分開，并因此保證了密封唇的可靠承靠。因此，該徑向密封件如同是自密封的。優(yōu)選地，徑向密封件設置在定位環(huán)和接收區(qū)的直徑縮小區(qū)域、特別是臺階狀直徑縮小的區(qū)域之間。這樣就能可靠地防止徑向密封件的軸向位移。定位環(huán)可例如為壓入。因此，定位環(huán)的裝配相對簡單。優(yōu)選地，插入區(qū)具有鎖定凸起，其帶有鎖定側和尤其是相對于旋轉軸線傾斜的上升側。鎖定元件承靠在鎖定側上。在插入區(qū)插入到接收區(qū)中的期間，鎖定元件可滑過上升側，并且因此打開。之后，一旦插入區(qū)完全插入到接收區(qū)中，鎖定元件便卡入到鎖定凸起的后面。因此，鎖定側沿徑向方向延伸，使得通過鎖定元件和鎖定側之間的形狀式封閉而阻止插入區(qū)從接收區(qū)中的軸向抽出。在一個優(yōu)選實施方案中，鎖定元件實施或形成為彈簧夾，其在接收區(qū)中的槽內被引導。如有必要，彈簧夾以U形的方式實施或形成，并且彈簧夾的分支各自具有向外彎曲的部分，該向外彎曲部分的內徑與插入區(qū)的外徑相一致。通過這類鎖定元件的實施方案，鎖定元件可在接收區(qū)的一個或多個槽中預定位，使得沒有彈簧夾的額外作用也可進行插入區(qū)的插入。一旦插入區(qū)完全容納到接收區(qū)中，彈簧夾就會自動地卡入到鎖定凸起的后面。通過彈簧夾的彎曲分支的實施方式，彈簧夾便承靠在鎖定凸起上的相對較大的區(qū)域中。因此可以傳遞相對較大的力。本發(fā)明的實施方案涉及到排氣系統(tǒng)。該類型的排氣系統(tǒng)具有多個管道元件和額外的元件。管道元件的端部部分必須分別彼此連接。由于存在經常有毒的廢氣，因此氣密性連接是必須的。通過用推入配合式連接所形成的端部部分彼此之間的連接，將金屬徑向密封件布置在插入區(qū)和接收區(qū)之間，從而可以相對簡單且容易地產生氣密性連接。因此，管道可實施為或形成為與端部部分形成一體，并例如可由金屬制成。這樣，接收區(qū)和插入區(qū)也可由金屬制成，并形成金屬連接或插入式連接。本發(fā)明的實施方案旨在用于機動車的排氣管道。排氣管道包括至少一個具有插入區(qū)的第一端部部分和至少一個具有接收區(qū)的第二端部部分。該至少一個第一端部和第二端部部分通過將插入區(qū)插入到接收區(qū)中以氣密方式彼此連接。金屬徑向密封件布置在插入區(qū)和接收區(qū)之間。根據實施方案，第一端部部分和第二端部部分可彼此連接。根據本發(fā)明的實施方案，徑向密封件可包括帶有在第一徑向方向上延伸的完全包圍的凸起的第一軸向端部和帶有以與第一徑向方向相反的方向傾斜的第一密封唇的第二軸向端部。第二軸向端部可具有以第一徑向方向傾斜的第二密封唇。排氣管道還可包括形成在密封唇之間的環(huán)形槽。第一密封唇的軸向延伸可比第二密封唇更遠。此外，當徑向密封件為空載狀態(tài)時，凸起在徑向方向的延伸比第二密封唇更遠。根據其它實施方案，徑向密封還可包括向縱軸傾斜的護套面。護套面可連續(xù)接合到第一密封唇中。仍根據本發(fā)明的其它實施方案，以徑向預加載方法可將徑向密封約束在至少一個第一和第二端部部分中的一個中。
此外，接收區(qū)可包括帶有朝向自由端部的擴大直徑的擴大區(qū)。徑向密封件可設置在該擴大區(qū)中。排氣管道還可包括定位環(huán)。接收區(qū)可包括縮小的直徑區(qū)并且徑向密封件可布置在定位環(huán)和縮小的直徑區(qū)之間?？s小的直徑區(qū)可包括臺階狀縮小的直徑。根據其它實施方案，排氣管道可包括鎖定元件。插入區(qū)可具有帶有鎖定側和上升側的鎖定凸起。鎖定元件可靠鎖定側上。另外，上升側斜向插入區(qū)的縱軸。鎖定元件可包括在接收區(qū)的槽中導向的彈簧柱。彈簧柱可包括帶有具有向外彎曲部分的分支的U形器件， 所述彎曲部分具有與插入區(qū)的外徑相符合的內徑。本發(fā)明的實施方案旨在機動車的排氣系統(tǒng)，其包括前文所描述的類型的排氣管道。本發(fā)明的實施方案旨在用于排管道的徑向密封件。該徑向密封件包括具有沿縱軸對齊的中心的第一和第二軸向端部，形成與縱軸成一定角度定向的表面的內環(huán)端部，外環(huán)端部、形成在第二軸向端部的環(huán)形槽，和從在第一軸向端部的外環(huán)端部延伸的徑向凸起。仍根據本發(fā)明的其它實施方案，環(huán)形槽可形成在第一和第二密封唇之間，在其中， 第一密封唇在軸向上延伸越過第二密封唇，并且內側環(huán)端部連續(xù)接合到第一密封唇中。通過查閱本說明書和附圖，可以發(fā)現(xiàn)本發(fā)明的其它典型實施方案和優(yōu)點。


在隨后的詳細描述中將參考多幅附圖并通過本發(fā)明的典型實施方案的非限定性例子來對本發(fā)明進行進一步的描述，在附圖的全部視圖中相似的附圖標記表示相似的部分，其中圖1顯示了通過排氣管道的連接區(qū)的橫截面圖；圖2顯示了圖1的平面圖；圖3顯示了圖1中的一部分；和圖4顯示了處于無應力狀態(tài)中的徑向密封件的單一視圖。
具體實施例方式這里所介紹的細節(jié)是示例性的，并僅用來對本發(fā)明的實施例進行例證性討論，它們的存在是為了提供被認為是對本發(fā)明的原理和概念方面的最有用和最易理解的描述。關于這一點，這里并沒有試圖對本發(fā)明的結構細節(jié)作超出于基本理解本發(fā)明所需的程度的介紹，本領區(qū)的技術人員通過說明書及其附圖可以清楚地理解如何在實踐中實施本發(fā)明的幾種形式。圖1以橫截面圖的形式概略性地顯示了用于機動車(未顯示)的排氣管道1。第一端部部分2以插入區(qū)3插入到第二端部部分5的接收區(qū)4中。端部部分2，5是排氣管道 1中的管道的一部分。排氣管道1例如由金屬材料制成。為了在第一端部部分2和第二端部部分5之間產生氣密性連接，在插入區(qū)3和接收區(qū)4之間設置了金屬徑向密封件6。該金屬徑向密封件6布置在接收區(qū)4中的具有擴大直徑的區(qū)域7中。區(qū)域7實施或形成在第二端部部分5的自由端8上。徑向密封件6以環(huán)形方式實施或形成，并且關于中心或縱向的軸線9旋轉式對稱。在第一軸向端部10上，徑向密封件6具有徑向向外指向的完整直徑的凸起11。在第二軸向端部12上，徑向密封件6具有徑向向內傾斜的第一密封唇13和徑向向外指向的第二密封唇14。在第一密封槽13和第二密封唇14之間實施或形成有環(huán)形槽15。環(huán)形槽15由密封唇13，14來限定。徑向密封件6的位于徑向內側的側面16與軸線9成一定角度地延伸。在第二軸向端部12的區(qū)域中實施或形成有最小的內徑，而在第一軸向端部10的區(qū)域中實施或形成有最大的內徑。此外，該內徑恒定地變化。徑向密封件6以凸起11和第二密封唇14徑向地承靠在接收區(qū)4上，并以第一密封唇13承靠在插入區(qū)3上。由于第一密封唇13和第二密封唇14之間的徑向空間大于插入區(qū)3和接收區(qū)4之間的徑向空間，因此徑向密封件6會發(fā)生彈性變形。因此，徑向密封件6 在凸起11的區(qū)域中徑向向內地變形，從而減小了側面16的傾斜。第一密封唇13壓在插入區(qū)3上。同時，第二密封唇14承靠在接收區(qū)4上。通過這種方式由此獲得了氣密性密封。當廢氣流過插入區(qū)3和接收區(qū)4之間的因零件公差而可能存在的縫隙17時，其可到達徑向密封件6的環(huán)形槽15處。這樣，廢氣會壓迫第一密封唇13和第二密封唇14徑向地分開，從而加強了密封唇在插入區(qū)3或接收區(qū)4上的各自的承靠。因此，隨著廢氣壓力的升高，密封效果也會提高，這確保了非常安全的密封。通過將徑向密封件16布置在定位環(huán)18和接收區(qū)4中的臺階式直徑縮小部分19 之間，便可將其固定住。因此，徑向密封件6的軸向位移的可能性很小。可將定位環(huán)18從自由端8處壓入到區(qū)域7中。位于定位環(huán)18的徑向內側的邊緣20面向自由端8且是傾斜的，以便于實現(xiàn)插入區(qū)3的簡單插入并防止堵塞插入區(qū)3。在插入區(qū)3中實施或形成了帶有上升側22和鎖定側23的鎖定凸起21。因此，上升側22相對于軸線9傾斜，而鎖定側23沿徑向方向延伸。當帶有其插入區(qū)3的第一端部部分2完全容納在第二端部部分5的接收區(qū)4中時，鎖定元件M會卡入到鎖定凸起21之后，由此阻止第一端部部分2從第二端部部分5上的意外脫離。因此，鎖定元件M布置在實施或形成于接收區(qū)4中的槽25內。鎖定元件M是可彈性變形的。在圖2中以平面圖顯示了圖1中的氣體管道1。鎖定元件M實施或形成為具有第一分支26和第二分支27的U形彈簧夾。因此，每個分支沈，27具有向外彎曲的相應部分 28，四，其內徑與第一端部部分2在插入區(qū)3中的外徑相一致。因此，可以在鎖定凸起23上形成用于分支26，27的相對較大的支承面。圖3詳細顯示了徑向密封件6和定位環(huán)18在第二端部部分5中的接收區(qū)4的區(qū)域7中的布置。相同的部分具有相同的附圖標記。凸起11顯示為其延伸進入到區(qū)域7的側壁中，而徑向密封件6具有過大的尺寸且因此在接收區(qū)4或區(qū)域7中被加有預應力。徑向密封件6實際上是可變形的，使得凸起11可徑向向里移動，因此側面16可沿朝向插入區(qū)3 的方向移動，這會減小其傾斜。第一密封唇13因而壓在插入區(qū)3上。同時，第二密封唇14 壓在接收區(qū)4上。這樣就產生了很好的公差補償，以便于同時保證高度的氣密性。因此，對于徑向密封件6的變形來說可獲得相對較大的表面。通過環(huán)形槽15的實施方案，仍可進一步提高徑向密封件6的彈性。即便徑向密封件6因其由金屬材料來制成而沒有如同橡膠密封件那樣高的彈性，也可以補償較大的公差。圖4顯示了徑向密封件6的橫截面。相同的部分具有相同的附圖標記。
與上述常規(guī)排氣管道相反的是，本發(fā)明的實施方案涉及用推入配合式接合來連接兩個端部部分。因此，通過金屬的徑向密封件可獲得必要的氣密性，該密封件由于由金屬材料制成而具有足夠的耐溫性。因此，通過徑向密封件的特殊形狀可保證高彈性。由于徑向凸起11與徑向密封唇13，14的相互作用，徑向密封件6會產生相對較大面積的變形。因此通過提供徑向密封件6就可得到相對較大的密封面。同時，可利用可能壓在徑向密封件6上的廢氣來加強該密封。總之，盡管該生產沒有使用原來必須用的復雜連接方法，但仍可獲得氣密性的連接。應注意的是，前面所述的例子僅以解釋為目的，而不能認為是限制了本發(fā)明。雖然已經根據示例性實施例對本發(fā)明進行了描述，然而應當理解，這里使用的是描述性和說明性的語言，而不是限制性的語言。在當前所述的和修改的所附權利要求的范圍內，在不脫離本發(fā)明的范圍和精神的范圍中，可以對本發(fā)明進行改變。盡管這里已經根據特定的方式、材料和實施例對本發(fā)明進行了描述，但本發(fā)明并不僅限于這里公開的細節(jié)；相反，本發(fā)明可擴展到例如在所附權利要求的范圍內的所有等同功能的結構、方法和應用。
權利要求
1.一種用于機動車的排氣管道，包括至少一個具有插入區(qū)的第一端部部分；至少一個具有接收區(qū)的第二端部部分，其中通過將所述插入區(qū)插入到所述接收區(qū)中來使所述至少一個第一端部部分和至少一個第二端部部分以氣密性方式彼此連接；和設置在所述插入區(qū)和接收區(qū)之間的金屬徑向密封件。
2.根據權利要求1所述的排氣管道，其特征在于，所述第一端部部分和第二端部部分彼此相接合。
3.根據權利要求1所述的排氣管道，其特征在于，所述徑向密封件包括第一軸向端部，其帶有在第一徑向方向上延伸的完整直徑的凸起；以及第二軸向端部，其帶有相對于與所述第一徑向方向相反的方向傾斜的第一密封唇。
4.根據權利要求3所述的排氣管道，其特征在于，所述第二軸向端部具有在所述第一徑向方向上傾斜的第二密封唇。
5.根據權利要求4所述的排氣管道，其特征在于，還包括形成在密封唇之間的環(huán)形槽。
6.根據權利要求1所述的排氣管道，其特征在于，所述徑向密封件還包括相對于縱向軸線傾斜的側面。
7.根據權利要求6所述的排氣管道，其特征在于，所述側面連續(xù)式地融入到所述第一密封唇中。
8.根據權利要求4所述的排氣管道，其特征在于，所述第一密封唇在軸向上延伸得比所述第二密封唇更遠。
9.根據權利要求3所述的排氣管道，其特征在于，當所述徑向密封件處于無負載的狀態(tài)時，所述凸起在徑向方向上延伸得比所述第二密封唇更遠。
10.根據權利要求1所述的排氣管道，其特征在于，所述徑向密封件以徑向預加載的方式保持在所述至少一個第一端部部分和至少一個第二端部部分中的之一中。
11.根據權利要求1所述的排氣管道，其特征在于，所述接收區(qū)包括帶有朝向自由端的擴大直徑的擴大區(qū)域，其中所述徑向密封件布置在所述擴大區(qū)域中。
12.根據權利要求1所述的排氣管道，其特征在于，還包括定位環(huán)，其中所述接收區(qū)包括直徑縮小區(qū)域，并且所述徑向密封件布置在所述定位環(huán)和所述直徑縮小區(qū)域之間。
13.根據權利要求12所述的排氣管道，其特征在于，所述直徑縮小區(qū)域包括臺階狀的直徑縮小。
14.根據權利要求1所述的排氣管道，其特征在于，還包括鎖定元件，其中所述插入區(qū)具有帶有鎖定側和上升側的鎖定凸起，其中所述鎖定元件承靠在所述鎖定側上。
15.根據權利要求14所述的排氣管道，其特征在于，所述上升側相對于所述插入區(qū)的縱向軸線呈傾斜。
16.根據權利要求14所述的排氣管道，其特征在于，所述鎖定元件包括在所述接收區(qū)的槽中被引導的彈簧夾。
17.根據權利要求16所述的排氣管道，其特征在于，所述彈簧夾包括U形件，所述U形件包括具有向外彎曲部分的分支，所述彎曲部分具有與所述插入區(qū)的外徑相符合的內徑。
18.—種機動車的排氣系統(tǒng)，其帶有根據權利要求1所述的排氣管道。
19.一種用于排氣管道的徑向密封件，包括具有沿縱向軸線對齊的中心的第一和第二軸向端部； 形成了以與所述縱向軸線成一定角度來定向的表面的內環(huán)端部； 外環(huán)端部；形成在所述第二軸向端部中的環(huán)形槽；和在所述第一軸向端部處從外環(huán)端部中延伸出來的徑向凸起。
20.根據權利要求19所述的徑向密封件，其特征在于，所述環(huán)形槽形成在第一和第二密封唇之間，其中所述第一密封唇在軸向上延伸越過所述第二密封唇，并且所述內環(huán)端部連續(xù)式地融入到所述第一密封唇中。
全文摘要
本文公開了一種用于機動車的排氣管道、機動車的排氣系統(tǒng)，以及用于排氣管道的徑向密封件。排氣管道包括至少一個具有插入區(qū)的第一端部部分和至少一個具有接收區(qū)的第二端部部分。通過將插入區(qū)插入到接收端部中，使得至少一個第一和第二端部部分以氣密方式彼此連接。在插入區(qū)和接收區(qū)之間布置了金屬徑向密封件。
文檔編號F02F11/00GK102207017SQ201110077958
公開日2011年10月5日 申請日期2011年3月30日 優(yōu)先權日2010年3月30日
發(fā)明者安德烈亞斯·鮑爾, 布萊恩·托馬斯·伊格納扎克 申請人:諾馬德國有限責任公司