專利名稱：法蘭連接的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種前面所述的該類法蘭連接的改進(jìn)的實(shí)施方式，用以解決存在的問 題，其優(yōu)選特征為具有改善的氣密性。 根據(jù)本發(fā)明，這一問題通過獨(dú)立權(quán)利要求的技術(shù)方案來解決。從屬權(quán)利要求的技 術(shù)方案為改進(jìn)的實(shí)施方式。 本發(fā)明基于這樣的總體構(gòu)思，即在法蘭與其它的非平坦的構(gòu)件之間形成至少一個(gè) 表面輪廓，其為二維的，而非三維的，這樣尤其是在法蘭連接的組裝狀態(tài)下，在緊固點(diǎn)之間 實(shí)現(xiàn)表面壓力的均化。通過這樣做，本發(fā)明利用平坦的表面輪廓內(nèi)相鄰的緊固點(diǎn)之間相對(duì) 大的距離實(shí)現(xiàn)了，在緊固點(diǎn)區(qū)域的兩個(gè)相互鄰接的構(gòu)件之間的表面壓力高于相鄰的緊固點(diǎn) 之間的壓力。通過偏離一個(gè)平坦的表面輪廓的方式來形成表面輪廓，相鄰的螺紋連接點(diǎn)之 間的表面壓力將增加，其使得表面壓力均化。通過圓周方向的相對(duì)的表面壓力，獲得了法蘭 連接的改善的密封效果。 特別形成的表面輪廓可以在法蘭和管喇叭口之間或者管喇叭口和其它構(gòu)件之間 設(shè)置或者具體化。 根據(jù)一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例，表面輪廓可以如此形成，從而使得處于組裝狀態(tài)的法蘭 可以彈性形變，從而可以獲得所需要的螺紋連接點(diǎn)之間的表面壓力的均化作用。這個(gè)更進(jìn) 一步的改進(jìn)利用了以下事實(shí)，即對(duì)于具有平坦接觸表面的法蘭連接，主要因?yàn)榉ㄌm在建立 連接例如當(dāng)緊固螺紋連接點(diǎn)的時(shí)候，受到彈性形變的作用，從而產(chǎn)生了變化的表面壓力。通 過按照建議形成表面輪廓，這一形變可類似于相反于先前的，以使得在緊固過程例如緊固 螺紋連接中獲得的法蘭形變被抵消，從而導(dǎo)致了所需要的緊固點(diǎn)之間的表面壓力的均化。
這里所達(dá)到的"均化"不應(yīng)被理解為絕對(duì)的，而是相對(duì)于傳統(tǒng)的具有平坦表面輪廓 的法蘭連接來說的。事實(shí)上接觸表面的等壓線將以閉合輪廓的形式自己建立，在平坦法蘭的情況下，其在表面輪廓的內(nèi)部可以徑向移動(dòng)，而在圓錐形法蘭的情況下，可以軸向移動(dòng)。
該特別形成的表面輪廓可以在管喇叭口上和/或在法蘭上和/或在其它構(gòu)件上形 成?？蛇x擇地，該表面輪廓還可以形成于被設(shè)置在管喇叭口和法蘭之間的中間環(huán)上。在這 樣的中間環(huán)的幫助下，現(xiàn)在已有的法蘭連接可被改良為本發(fā)明的法蘭連接，即在具有特殊 形狀的中間環(huán)的幫助下，現(xiàn)有的法蘭連接的氣密性得到改善。 中間環(huán)可以包括例如連接部分，中間環(huán)通過連接部分可以在緊固點(diǎn)結(jié)合。結(jié)果，中 間環(huán)在法蘭連接上的結(jié)合被簡(jiǎn)化。連接部分例如限定了一個(gè)相對(duì)位置，尤其是中間環(huán)和法 蘭連接的其它構(gòu)件之間的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的位置。 本發(fā)明的其他重要的特征和優(yōu)點(diǎn)可由從屬權(quán)利要求、附圖以及參照附圖的相應(yīng)的


中得到。 可以理解的是，上述提到并且將在下面仍將表述的特征不僅僅可用于所述的相應(yīng) 的組合，其還可以用于其它的組合或者是獨(dú)自應(yīng)用，這些都沒有超出本發(fā)明的范圍。

本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施例在附圖中示出并在下面的說明中進(jìn)行了更加詳細(xì)的解釋， 其中相同的附圖標(biāo)記相同的或相似的或功能相同的部件。
以下，象征性的示出 圖1-5組裝前的法蘭連接的不同實(shí)施方式的高度簡(jiǎn)化的側(cè)視圖，
圖6如圖1-5中的法蘭連接在組裝狀態(tài)時(shí)的側(cè)視圖，
圖7-9組裝前的具有中間環(huán)的法蘭連接的不同實(shí)施方式的側(cè)面圖，
圖10如圖7-9中的法蘭連接在組裝狀態(tài)時(shí)的側(cè)視圖，以及
圖ll中間環(huán)的透視圖。
具體實(shí)施例方式
根據(jù)圖l-10，一個(gè)法蘭連接l，其形成了內(nèi)燃機(jī)的排氣系統(tǒng)(未在此處示出)的一 部分，其包括管喇叭口 2以及環(huán)形法蘭3。排氣系統(tǒng)內(nèi)的法蘭連接l，可以和其相應(yīng)的內(nèi)燃 機(jī)一起設(shè)置在機(jī)動(dòng)車內(nèi)部，用于將排氣系統(tǒng)的管體4連接到排氣系統(tǒng)的其它構(gòu)件5上。構(gòu) 件5基本上可以是任意的其它構(gòu)件，例如內(nèi)燃機(jī)的構(gòu)件。然而，法蘭連接1更優(yōu)選用于連接 管體4與排氣系統(tǒng)構(gòu)件5。優(yōu)選的而非限制性的，構(gòu)件5是排氣渦輪增壓器的渦輪，排氣系 統(tǒng)或者排氣系統(tǒng)的管體4與其連接。為此，管喇叭口 2與渦輪即構(gòu)件5的出口或者入口連 接。管喇叭口 2形成于管體4的末端區(qū)域。這里的術(shù)語"管喇叭口"指的是管體4的軸向 末端部分，其包括以圓形方式向著管體4的末端面擴(kuò)展的內(nèi)部橫截面。
法蘭3是環(huán)形的并且設(shè)置在管喇叭口 2的另一側(cè)上，其遠(yuǎn)離管體4的其它構(gòu)件5， 其中法蘭3同軸包圍管體4。法蘭連接1包括至少兩個(gè)相互間隔的緊固點(diǎn)，其優(yōu)選相對(duì)設(shè) 置。在該實(shí)例中，這些緊固點(diǎn)通過貫穿通孔6以及螺紋連接7形成，即通過螺紋連接點(diǎn)6-7。 因此，該實(shí)例中的法蘭3包括多個(gè)貫穿通孔6，通過其法蘭3可以螺紋連接到其它的構(gòu)件5。 相應(yīng)的螺紋連接在圖中通過點(diǎn)劃線示出并被指定附圖標(biāo)記7。在圖l-5和7-9所示出的這 些螺紋連接7并沒有被緊固。因此，這些圖分別示出法蘭連接l未組裝的狀態(tài)。僅在圖6 和10所示的螺紋連接7是被緊固的。因此，這些圖示出法蘭連接1的已完成組裝的狀態(tài)。
4值得注意的是，在所示出的實(shí)施方式中，法蘭3使管喇叭口 2在其外部邊緣軸向緊靠構(gòu)件5， 其中優(yōu)選形成由管喇叭口外部邊緣的壁厚決定的軸向間隙15。這樣的軸向間隙15并未落 入基于合適構(gòu)型的優(yōu)選的實(shí)施例。對(duì)于最適宜的造型，法蘭3直接與構(gòu)件5鄰接。這有利 于組裝，因?yàn)槁菁y連接可以在切斷瞬間起作用。 一旦各自的螺紋連接工具將法蘭連接推向 支撐物，緊固時(shí)刻會(huì)很快出現(xiàn)并達(dá)到各自設(shè)置的切斷瞬間。 在所示出的優(yōu)選實(shí)施例中，相應(yīng)的法蘭3只有兩個(gè)貫穿通孔6，從而最終僅有兩個(gè) 螺紋連接7或者兩個(gè)螺紋連接點(diǎn)7。這兩個(gè)貫穿通孔6之后被徑向相對(duì)地設(shè)置于法蘭3上。 原則上，法蘭連接1還可以在法蘭3上具有多于兩個(gè)的貫穿通孔6。可替換地，其它的緊固 設(shè)施也是可以采用的，例如肘節(jié)桿或者類似的設(shè)施。 在法蘭3和其它構(gòu)件5之間形成有表面輪廓8，其具有衍生自二維平面的三維形 狀。在圖1至5和7至9的全部圖中，為了更好的理解，表面輪廓8的曲率被明顯放大。這 種情況形成的表面輪廓8使得在根據(jù)圖6和10的法蘭連接1的組裝狀態(tài)下，由貫穿通孔6 或者螺紋連接7限定的螺紋連接點(diǎn)之間的表面壓力均化。如圖1-3和7-9的實(shí)施例，該表 面輪廓8在法蘭3和管喇叭口 2之間形成或設(shè)置。與之相比，圖4和5的實(shí)施例中的表面 輪廓8在管喇叭口 2和其它構(gòu)件5之間形成或設(shè)置。 另外，圖1-5和7-9的每一幅圖都只示出了在兩個(gè)螺紋連接7之間面向觀察者的 一側(cè)。很明顯，螺紋連接7之間遠(yuǎn)離觀察者一側(cè)的相應(yīng)的形狀也可以呈現(xiàn)。相對(duì)于兩個(gè)螺 紋連接7定位于其中的對(duì)稱面，表面輪廓8優(yōu)選為鏡面對(duì)稱。 單個(gè)來說，圖l所示的實(shí)施例中表面輪廓8在面向管喇叭口 2—側(cè)形成于法蘭3 上。圖2所示的實(shí)施例中表面輪廓8在面向法蘭3的一側(cè)形成于管喇叭口2上。圖3所示 的實(shí)施例中表面輪廓8在面向管喇叭口 2 —側(cè)形成于法蘭3上并在面向法蘭3 —側(cè)形成于 管喇叭口 2上。圖4所示的實(shí)施例的表面輪廓8在面向管喇叭口 2 —側(cè)形成于其它構(gòu)件5 上。圖5所示實(shí)施例的表面輪廓8在面向其它構(gòu)件5—側(cè)形成于管喇叭口 2上。很明顯， 表面輪廓8的其它的形式和組合的設(shè)置也是可能的。 在所有示出的實(shí)施例中表面輪廓8實(shí)際上形成為，當(dāng)螺紋連接7緊固是，即法蘭連 接1處于組裝狀態(tài)時(shí)，法蘭3可彈性變形，從而可獲得所需要的在螺紋連接點(diǎn)6， 7之間的表 面壓力的均化。然而，在將要螺紋連接在一起的構(gòu)件之間的平坦的輪廓的情況下，在該例中 是在法蘭3和管喇叭口 2之間以及在管喇叭口 2和其它構(gòu)件5之間，螺紋連接7可以導(dǎo)致 法蘭3的彈性形變，其在螺紋連接6， 7之間獲得并使得表面壓力降低，這里闡述的螺紋連接 點(diǎn)6， 7之間的表面輪廓導(dǎo)致在組裝過程中或者當(dāng)緊固螺紋連接7時(shí)螺紋連接點(diǎn)6， 7之間的 表面壓力的增加，這與由法蘭3的彈性形變導(dǎo)致的螺紋連接點(diǎn)6，7之間的表面壓力的減少 或多或少的相抵消。 表面輪廓8可以如此形成，在圖1，3，5，7和9中在螺紋連接點(diǎn)6，7之間朝著管喇 叭口 2中凸地彎曲，在圖5中朝著其它構(gòu)件5中凸地彎曲，在圖2， 3， 4， 8和9中朝法蘭3中 凸地彎曲。在這樣的例子中該表面輪廓8的凸起的弧線非常均勻地并且"逐漸地"形成。關(guān) 于穿過螺紋連接點(diǎn)7中間并垂直于螺紋連接點(diǎn)7所在平面的平面，其以鏡面對(duì)稱的方式形 成。更優(yōu)選的圖1-5和7-9所示的曲線被放大或者被顯著地增強(qiáng)。 然而，在圖1-6的實(shí)施例中，該表面輪廓8被體現(xiàn)或形成于法蘭3、管喇叭口 2和其 它組件5中的至少一個(gè)組件上，圖7-10示出的實(shí)施例中該表面輪廓8被體現(xiàn)或形成于中間環(huán)9上。中間環(huán)9被設(shè)置在管喇叭口 2和法蘭3之間。因此，處于組裝狀態(tài)的時(shí)候，法蘭通 過中間環(huán)9在管喇叭口 2上支撐其自身。圖7所示的實(shí)施例中表面輪廓8形成于中間環(huán)9 的面向管喇叭口 2的一側(cè)上。圖8示出一種形式，其中該表面輪廓8形成于中間環(huán)9的面 向法蘭3的一側(cè)上。圖9示出的實(shí)施例中該表面輪廓8形成于中間環(huán)9的面向管喇叭口 2 的一側(cè)以及面向法蘭3的一側(cè)。很顯然，圖7至10中的實(shí)施例也可以與圖1至6中的實(shí)施 例相結(jié)合。 根據(jù)圖7-11的中間環(huán)9，可以包括連接部件IO，通過連接部分10中間環(huán)9可以與 螺紋連接7相結(jié)合。這些連接部件10突出至貫穿通孔6的區(qū)域內(nèi)，并且可以具有合適的凹 陷，以使得螺紋連接7可以穿過貫穿通孔6以及凹陷11。中間環(huán)9可以例如是以具有一定 形狀的金屬薄板部分的形式而體現(xiàn)或者制造。凹陷ll僅示范性地示出。連接部件10還可 以通過其它合適的方式來體現(xiàn)。 根據(jù)圖l-10，管喇叭口 2可以在面向法蘭3的一側(cè)在其外側(cè)形成圓錐形。作為補(bǔ) 充，法蘭3的貫穿通孔12，管體4通過其貫穿環(huán)形法蘭3，也可以形成圓錐形。由此，管喇叭 口 2包括外部錐體13，法蘭3包括內(nèi)部錐體14。為了使中間環(huán)9和在法蘭3與管喇叭口 2 之間的接觸區(qū)域能更好的配合，根據(jù)圖11的中間環(huán)9也可以形成圓錐形。為了實(shí)現(xiàn)所需要 的表面輪廓8，中間環(huán)9在其圓周方向可以具有不同的壁厚。在這種情況下，這一壁厚在圓 周方向從螺紋連接點(diǎn)6，7開始增加，然后在到達(dá)下一個(gè)或者其它的螺紋連接點(diǎn)6，7后再降 低。由此，產(chǎn)生了實(shí)現(xiàn)表面輪廓8所需的曲線。實(shí)際上，該中間環(huán)9在其錐形區(qū)域具有一個(gè) 內(nèi)圓錐和一個(gè)外圓錐。
權(quán)利要求
一種機(jī)動(dòng)車的內(nèi)燃機(jī)的排氣系統(tǒng)的法蘭連接，用于將排氣系統(tǒng)的管體(4)連接到排氣系統(tǒng)或者內(nèi)燃機(jī)的其它構(gòu)件(5)上，其具有-管喇叭口(2)，在管體(4)的末端區(qū)域上形成，-環(huán)形法蘭(3)，在遠(yuǎn)離其它構(gòu)件(5)的管喇叭口(2)的一側(cè)圍繞管體(4)，并且包括多個(gè)用于連接其它構(gòu)件(5)的緊固點(diǎn)(6，7)，-法蘭(3)與其它構(gòu)件(5)之間的表面輪廓(8)成一定的形狀，從而在組裝狀態(tài)時(shí)其使得緊固點(diǎn)(6，7)之間的表面壓力均化。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的法蘭連接，其特征在于，所述的表面輪廓(8)在法蘭(3)和管 喇叭口 (2)之間或者管喇叭口 (2)和其它的構(gòu)件(5)之間具體化和/或設(shè)置。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的法蘭連接，其特征在于，所述的表面輪廓(8)使得法蘭 (3)在處于組裝狀態(tài)時(shí)以一定的方式產(chǎn)生彈性形變，從而使緊固點(diǎn)(6，7)之間的表面壓力 均化。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的法蘭連接，其特征在于，所述的表面輪廓(8)在 緊固點(diǎn)(6，7)之間朝向管喇叭口 (2)和/或朝向其它的構(gòu)件(5)和/或朝向法蘭(3)中凸 地彎曲。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的法蘭連接，其特征在于，所述的表面輪廓(8)形 成于管體喇叭口 (2)上或者形成于其它構(gòu)件(5)上或者形成于法蘭(3)上或者形成在管喇 叭口 (2)、法蘭(3)以及其它構(gòu)件(5)所構(gòu)成的組中的至少兩個(gè)組件上。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的法蘭連接，其特征在于，所述的表面輪廓(8)形 成于設(shè)置在管喇叭口 (2)和法蘭(3)之間的中間環(huán)(9)上。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的法蘭連接，其特征在于，所述的中間環(huán)(9)包括連接部件 (IO)，通過該連接部件所述中間環(huán)能夠在緊固點(diǎn)(6，7)結(jié)合。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的法蘭連接，其特征在于，所述的中間環(huán)(9)是一成形的金 屬薄板部件。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6至8中任一項(xiàng)所述的法蘭連接，其特征在于，所述的中間環(huán)(9)具有 錐形形狀。
10. 根據(jù)權(quán)利要求6至9中任一項(xiàng)所述的法蘭連接，其特征在于，用于實(shí)現(xiàn)表面輪廓 (8)的中間環(huán)(9)包括在其圓周方向上不同的壁厚。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的法蘭連接，其特征在于，所述的中間環(huán)(9)在其圓周方向上 的壁厚從螺紋連接點(diǎn)(6，9)開始增加，直至相鄰的螺紋連接點(diǎn)(6，9)后再次降低。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1至11中任一項(xiàng)所述的法蘭連接，其特征在于，所述的法蘭(3)包括 兩個(gè)緊固點(diǎn)(6，7)，其相互之間位于徑向相對(duì)的位置。
13. 根據(jù)權(quán)利要求1至12中任一項(xiàng)所述的法蘭連接，其特征在于，所述的法蘭(3)在其 朝向管喇叭口 (2)的一側(cè)包括內(nèi)部錐體(14)。
14. 根據(jù)權(quán)利要求1至13中任一項(xiàng)所述的法蘭連接，其特征在于，所述的緊固點(diǎn)的每一 個(gè)都通過用于螺紋連接(7)與形成于法蘭(3)上其它構(gòu)件(5)的貫穿通孔(6)而形成。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種機(jī)動(dòng)車的內(nèi)燃機(jī)的排氣系統(tǒng)的法蘭連接(1)，用于將排氣系統(tǒng)的管體(4)連接到其它構(gòu)件(5)上，其包括在管體(4)的末端區(qū)域形成的管喇叭口(2)以及環(huán)形法蘭(3)，該環(huán)形法蘭(3)在管喇叭口(2)遠(yuǎn)離其它構(gòu)件(5)的一側(cè)圍繞管體(4)，并且包括多個(gè)用于連接其它構(gòu)件(5)的緊固點(diǎn)(6，7)。如果法蘭(3)和其它構(gòu)件(5)之間的表面輪廓(8)的形狀可以在法蘭連接(1)處于組裝狀態(tài)時(shí)使法蘭連接點(diǎn)(6，7)之間的表面壓力均化，就可以改進(jìn)法蘭連接(1)的氣密性。
文檔編號(hào)F01N13/08GK101769191SQ20091026167
公開日2010年7月7日 申請(qǐng)日期2009年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月23日
發(fā)明者羅伯特·哈尼奇, 阿努爾夫·施皮特 申請(qǐng)人:J.埃貝斯佩歇合資公司