專利名稱：可變剛性波紋管的制作方法
背景1.發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明涉及諸如用于汽車(chē)制造業(yè)的空氣管道領(lǐng)域。
2.相關(guān)技術(shù)的說(shuō)明空氣管道通常用于例如汽車(chē)上，在那里空氣管道將空氣輸送到發(fā)動(dòng)機(jī)。空氣可流過(guò)一渦輪增壓器，在此情況下，流過(guò)管道的空氣可被加熱至180℃高溫，而一般空氣被加熱至140-160℃。
這些空氣管道經(jīng)常由不同的吹模技術(shù)制造。用連續(xù)擠壓吹模工藝生產(chǎn)由幾段硬管和軟管組合而成的整體式空氣管道。
常規(guī)的空氣管道部分的一個(gè)實(shí)施例示于

圖1和2，圖中未出帶一波紋管3的空氣管道1。它包括一段其中形成多個(gè)盤(pán)旋面7的第一段管子5，和與波紋管3一端相連的第二段管子9和與波紋管3的另一端相連的第三段管子11。盤(pán)旋面7基本上是在第一段管子5表面形成的凸起的環(huán)形隆起部。一般，軟材料管段是處于直管部分的位置，并與盤(pán)旋面相組合，從而允許組裝時(shí)空氣管道偏移，隔離發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)動(dòng)，沖擊吸收和NVH(噪音，振動(dòng)和車(chē)身跳動(dòng))控制隔離意旨空氣管道被做成獨(dú)立于與該空氣管道相連的發(fā)動(dòng)機(jī)其它部件而運(yùn)動(dòng)。連接空氣管道至發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣管道的端部也由軟材料制成，以增加端部連接至發(fā)動(dòng)機(jī)的柔軟性。
常規(guī)的吹模成型的空氣管道存在的一個(gè)問(wèn)題是因?yàn)椴y管由熱塑性酯乙醚彈性體(TEEE)或柔軟的聚酰胺等軟材料制成，波紋管在溫度和壓力下會(huì)在縱向或軸向伸得太長(zhǎng)。
發(fā)明概述如權(quán)利要求1中限定的一種波紋管。
附圖的簡(jiǎn)要說(shuō)明圖1是具有常規(guī)波紋管結(jié)構(gòu)的管道側(cè)視圖；圖2是圖1所示管道的透視圖；圖3是具有按本發(fā)明制成的波紋管的管道側(cè)視圖；圖4是圖3所示管道的透視圖5是沿圖4中5-5線的管道剖視圖；圖6是具有按本發(fā)明制成的波紋管的管道透視圖；圖7是圖6所示管道的透視圖；圖8是沿圖3注相隔一點(diǎn)距離8-8線的管道剖視圖。
詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明涉及一種波紋管，它包括一第一管子，在其表面具有形成的多圈凸起的環(huán)形盤(pán)旋面，其中，至少有一圈盤(pán)旋面要做成其一部分基本與第一管子的表面齊平。當(dāng)波紋管是管道的一部分時(shí)，還要提供與波紋管一端相連的第二管子及與波紋管另一端相連的第三管子。
可變剛性波紋管允許對(duì)波紋管在一個(gè)方向或多個(gè)方向的彎曲進(jìn)行控制。此外，本發(fā)明還可控制波紋管的縱向伸長(zhǎng)。事實(shí)上，本發(fā)明波紋管在縱向(軸向)的伸長(zhǎng)比常規(guī)波紋管的伸長(zhǎng)要小得多。
當(dāng)流體，例如空氣或液體，在壓力下通過(guò)管道時(shí)，與管道凸出的表面相接觸的壓力產(chǎn)生一使波紋管拉長(zhǎng)和變形的力。此力使材料產(chǎn)生應(yīng)力，它使材料時(shí)時(shí)產(chǎn)生蠕變，并可能使管道超出其設(shè)計(jì)容差。于是，管道可能產(chǎn)生意外的運(yùn)動(dòng)，并接觸其它另件，這可能會(huì)使管道或與管道接觸的另件損壞。當(dāng)用于發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，則管道可能接觸熱表面并被損壞。
此外，本發(fā)明的波紋管允許管道被隔離，即它允許管道獨(dú)立于發(fā)動(dòng)機(jī)其它另件而運(yùn)動(dòng)。離隔可防止或大大減小與波紋管相連管子部分的剪切應(yīng)力。
現(xiàn)再看附圖，圖3和4表示具有按本發(fā)明制成的可變剛性波紋管15的管道13。波紋管15包括一段其中形成多個(gè)盤(pán)旋面19的第一管子17。管道13包括一個(gè)波紋管15，一根與波紋管15一端相連的第二管子21及與波紋管15另一端相連的第三管子23。
如圖5所示，盤(pán)旋面19基本上是在第一管子17表面形成的凸起的環(huán)形隆起部。然而，不像圖1所示的常規(guī)盤(pán)旋面7，盤(pán)旋面19不是圍繞第一管子17的整個(gè)圓周，而是至少有一盤(pán)旋面19要形成其一部分基本上與第一管子17的表面齊平。若按圖3所示，所有的盤(pán)旋面19均形成使其一部分與管17表面基本齊平。
在圖3和4中，盤(pán)旋面19以同方向定位，但未必如此。再參看圖6和7，表示具有一波紋管27的管道25，此波紋管包括形成如圖3所示的盤(pán)旋面29，還包括與盤(pán)旋面29形狀相同的盤(pán)旋面31但它與盤(pán)旋面29成90°。按此結(jié)構(gòu)，盤(pán)旋面29的凸起部分局部地與盤(pán)旋面31的平滑部分相重疊，而盤(pán)旋面31的凸起部分局部地與盤(pán)旋面29的平滑部分相重疊。波紋管27的盤(pán)旋面29，31的定位控制著管道的剛性，從而控制管道在給定方向彎曲的能力。
圖3所示的波紋管15與常規(guī)的先有技術(shù)波紋管3相比具有兩個(gè)重要的優(yōu)點(diǎn)。首先，波紋管15限制管道13在X方向的縱向伸長(zhǎng)。這改進(jìn)的伸長(zhǎng)情況是因?yàn)楸P(pán)旋面19的平滑部分的剛性的緣故。其次，波紋管15允許管道13在y方向彎曲，但限制管道13在Z方向的彎曲。
圖6所示的波紋管27是一種允許管道25在y和z方向均勻地彎曲的結(jié)構(gòu)。此外，波紋管27還限制管道25在X方向的縱向伸長(zhǎng)。
圖5所示的盤(pán)旋面19自平滑部分至凸起部分具有一均勻的厚度，但本發(fā)明不限于此。盤(pán)旋面19可為諸如成橢圓形的非均勻厚度。第一管子17的厚度可與第二管子和/或第三管子23的厚度相同或不同。
圖中所示盤(pán)旋面19高出管17的高度是相同的，但，盤(pán)旋面19的高度可各不相同。
再看圖8，表示圖3所示盤(pán)旋面19的橫斷面圖。圖6的盤(pán)旋面29具有與圖3的盤(pán)旋面19相同的形狀。
對(duì)本發(fā)明來(lái)說(shuō)，盤(pán)旋面的形狀不是關(guān)鍵性的。圖5表示為半圓形，但本發(fā)明有并不限于此形狀的盤(pán)旋面。盤(pán)旋面可為三角形的，矩形的，梯形的或任何其它形狀，只要這種形狀提供本發(fā)明的優(yōu)越性。
可變剛性波紋管不限于盤(pán)旋面的特定數(shù)目。所用的盤(pán)旋面的數(shù)目取決于波紋管的使用，或包括此波紋管的管道的使用要求。
本文所用的術(shù)語(yǔ)“管道”不是局限性的，而包括諸如硬管或軟管等任何其它流體輸送裝置。此外，雖然圖中所示的管道包括一個(gè)波紋管，但根據(jù)管道的結(jié)構(gòu)可在一根管道中使用多個(gè)波紋管。
本發(fā)明的波紋管和管道最好用吹模法制成，但本發(fā)明并不限于此，它們可用精通本技術(shù)的人們所熟知的任何方便的方法制成。
若采用吹模法、則波紋管和管道由任何可吹模的熱塑樹(shù)脂制成。術(shù)語(yǔ)“熱塑樹(shù)脂”包括合成聚酰胺、聚酯、聚醛，嵌段聚酯乙醚共聚物，乙烯丙烯二烯合成橡膠(EPDM)諸如聚丙烯等烯族烴，及其中的混合物或摻和物。
實(shí)施例實(shí)施例1為使用圖1所示管道的比較實(shí)施例；實(shí)施例2為使用具有圖3和4所示可變剛性波紋管的管道的本發(fā)明實(shí)施例；實(shí)施例3為使用具有圖5和6所示可變剛性波紋管的管道的本發(fā)明實(shí)施例。
波紋管的壁厚是均勻而不變的20毫米，而與波紋管相連的管子部分的壁厚是均勻而不變的3.0毫米。
在以下的實(shí)施例中，按以下的方法評(píng)定圖1，3和6所示三種波紋管中的每一種。第二根管子被夾緊并在其遠(yuǎn)離波紋管的一端保持固定，而第三根管子被管端蓋帽包住頂端。對(duì)整個(gè)管道在120℃下施加1.5巴的內(nèi)壓(壓力表指示)。此壓力被施加入管道，即向著管端蓋帽表面，壓力被加入第二根管子，波紋管和第三根管子，裝管端蓋帽的管道一側(cè)沿力軸線自由拉伸。
管道由TEEE制成。
測(cè)量三種管道的下列性能(1)管道內(nèi)外材料表面的材料應(yīng)變；(2)材料應(yīng)力；(3)在縱向(軸向)沿X-軸線所測(cè)的局部變形和(4)在徑向沿y-軸線和Z-軸線所側(cè)的局部變形。
這些實(shí)施例表明具有按本發(fā)明成形的可復(fù)剛性波紋管的管道在物理特性方面得到意想不到的改進(jìn)。
具體地說(shuō)，實(shí)施例2和3與對(duì)比實(shí)施例相比1，在材料應(yīng)變和應(yīng)力方面是有利的表明管道材料沒(méi)有變壞。
實(shí)施例2和3表明在管道的縱向伸長(zhǎng)方面對(duì)比實(shí)施例1有驚人的減少。實(shí)例例2表明在縱向伸長(zhǎng)方面對(duì)比實(shí)例例1減少76％，而實(shí)施例3表明在縱向伸長(zhǎng)方面比對(duì)比實(shí)施例1減少54％。
實(shí)施例2和3管道與對(duì)比實(shí)施例1相比在徑向y和z方向的變形是有利的。結(jié)果表明在這些試驗(yàn)條件下管道沒(méi)有不良的變形。
權(quán)利要求
1.一種包括一根具有以管子表面形成的多圈凸起的圓環(huán)形盤(pán)旋面的管子的波紋管，其改進(jìn)包括至少一圈盤(pán)旋面要這樣形成使其一部分與管子表面基本齊平。
2.按權(quán)利要求1所述的波紋管，其特征在于，使盤(pán)旋面的一部分與管子表面基本齊平的各圈盤(pán)旋面被同向定位。
3.按權(quán)利要求1所述的波紋管，其特征在于，使盤(pán)旋面的一部分與管子表面基本齊平的各圈盤(pán)旋面被不同向定位。
4.一種包括按權(quán)利要求1所述波紋管的管道。
全文摘要
公開(kāi)一種波紋管,它包括一根具有在管子表面形成的多圈凸起環(huán)形盤(pán)旋面的管子,其中在多圈盤(pán)旋面中至少一圈要形成其一部分與管子表面基本齊平。
文檔編號(hào)F16L11/11GK1278318SQ98810694
公開(kāi)日2000年12月27日 申請(qǐng)日期1998年10月16日 優(yōu)先權(quán)日1997年10月29日
發(fā)明者M·C·雷諾 申請(qǐng)人:納幕爾杜邦公司