双壁集成凸缘接头制造技术

本发明专利技术涉及双壁集成凸缘接头。该集成凸缘接头包括具有至少一个入口和至少一个出口的内壁、从内壁的入口径向向外延伸的凸缘、以及在内壁的方向上从凸缘延伸出并围绕内壁的至少一部分的套环。集成凸缘接头由单件材料形成。而且，套环至少部分地限定外壁，并且套环与内壁之间的容积至少部分地限定气隙。内壁之间的容积至少部分地限定气隙。内壁之间的容积至少部分地限定气隙。

【技术实现步骤摘要】
双壁集成凸缘接头
[0001]本申请是申请号为201980031986.X、申请日为2019年5月15日、专利技术名称为“双壁集成凸缘接头”的中国专利申请(国际申请号为PCT/US2019/032348)的分案申请。


[0002]本公开总体上涉及凸缘接头，并且更具体地涉及用于将机械系统中的两个或更多个部件接合在一起的集成凸缘接头。

技术介绍

[0003]凸缘接头是众所周知的，并且在将两个或更多个部件附接在一起的各种应用中使用。例如，在机动车辆的排气系统中的排气歧管中使用凸缘接头。通常，排气歧管在汽缸盖处附接到机动车辆的发动机，使得排气歧管将来自多个汽缸的废气组合起来并且将这些气体发送到排气系统或涡轮增压器。排气歧管在操作中经受达到数百摄氏度的极端温度。这种高温携带有价值的热能，但也导致在凸缘接头上发生显著热膨胀和应力。经过多次循环的相当大的应力可能导致在接头中产生热机械疲劳或裂纹，废气可以通过该裂纹逸出。
[0004]为了减少由排气歧管凸缘处的热应力引起的裂纹损坏的量，一些现有技术的接头结合了允许热膨胀的盘匝或轴承、套环、单壁铸件、使焊接接头远离高应力区域移动的单壁冲压件、或由钢板或其它金属片材制成的较厚的壁。然而，这种凸缘接头具有缺点；例如，厚壁增加了部件重量，并且作为吸热设备吸收了可由涡轮增压器或排气系统使用的能量，并且其它现有技术的接头由于附加的部件而增加了复杂性和成本。作为一个例子，如图1所示的现有技术的双壁凸缘接头1将内壁2和外壁3与凸缘4结合在一起。内壁2、外壁3和凸缘4定位成使得内壁2通过滑动配合连接插入凸缘4的孔5中。然后，外壁3相对于内壁2和凸缘4设置在一个角度位置，其中在外壁3的端部部分8和内壁2之间设置空间6，并在端部部分8和凸缘4之间设置另一个空间7。空间6和7允许焊缝9在其间延伸，从将内壁2、外壁3和凸缘4焊接在一起。结果，在内壁2和外壁3之间形成气隙10，以防止壁用作吸热设备。然而，该示例的缺点在于，内壁、外壁和凸缘都被焊接在这些部件彼此接触的单个位置处，该单个位置位于通过使内壁和凸缘相交而形成的外拐角处。焊接的位置导致接头非常容易受到长期使用之后可能出现的热机械疲劳或裂纹的影响。此外，在制造双壁凸缘接头中具有多个单独的部件增加了在组装期间(例如当过多的热量或不足的热量被施加到部件时)发生问题的机会，从而导致不充分的焊接。因此，需要提供一种用在例如排气歧管中的凸缘接头，与现有技术的结构相比，该凸缘接头能够对热应力具有更高的耐受性，这将实现更长的疲劳寿命，同时还通过在废气中包含更多的热能来提高发动机的热效率。

技术实现思路

[0005]本公开的各种实施方式涉及一种用在例如双壁排气歧管中的双壁集成凸缘接头。在一个实施方式中，双壁集成凸缘接头由单件材料形成，并且包括具有至少一个入口和至少一个出口的内壁、从内壁的入口径向向外延伸的凸缘、以及在内壁的方向上从凸缘延伸
出并围绕内壁的至少一部分的套环。该套环至少部分地限定外壁，并且套环与内壁之间的容积至少部分地限定气隙。此外，套环允许外壳焊接到套环以形成焊缝，使得焊缝定位成远离双壁集成凸缘接头的高应力区域，并且外壁至少部分地由外壳和套环限定。套环从凸缘垂直地延伸出或在基本上平行于内壁的方向上延伸。在一些实施方式中，入口和出口中的至少一者包括多个开口。根据某些实现，内壁允许内流道焊接到内壁的出口，并且内壁滑动配合到内流道中。
[0006]本公开的另外的实施方式涉及具有多个双壁集成凸缘接头和外壳的双壁排气歧管。每个集成凸缘接头由单件材料形成，并包括具有至少一个入口和至少一个出口的内壁、从内壁的入口径向向外延伸的凸缘、以及在内壁的方向上从凸缘延伸出并围绕内壁的至少一部分的套环。外壳被焊接到多个双壁集成凸缘接头的套环以形成多个焊缝，使得焊缝定位成远离双壁集成凸缘接头的高应力区域，并且外壳和内壁之间的容积至少部分地限定气隙。根据某些实现，内流被道焊接到双壁集成凸缘接头的每一个中的内壁的出口，使得内流道至少部分地限定了限定气隙的容积。该气隙在排气歧管内部形成气密绝缘。在一些实施方式中，外壳由顶壳和底壳制成，使得顶壳和底壳被焊接在一起以形成外壳。
[0007]虽然公开了多个实施方式，但是根据示出和描述本公开的说明性实施方式的以下详细描述，本公开的其它实施方式对于本领域技术人员将变得显而易见。因此，附图和详细描述应被认为本质上是说明性的而非限制性的。
附图说明
[0008]当伴随有以下附图时，根据以下描述将更容易理解实施方式，并且其中相同的附图标记表示相同的元件。这些描述的实施方式将被理解为说明本公开，而不是以任何方式进行限制。
[0009]图1是现有技术双壁凸缘接头的一个示例的横截面图；
[0010]图2是如本文所公开的双壁集成凸缘接头的一个示例的横截面局部视图；
[0011]图3是如本文所公开的双壁集成凸缘接头的一个示例的斜视图；
[0012]图4是使用图3的双壁集成凸缘接头的组装好的双壁气隙绝缘的排气歧管的一个示例的前立体图；
[0013]图5是图4的组装好的双壁气隙绝缘的排气歧管的横截面图；
[0014]图6是图4的双壁气隙绝缘的排气歧管的分解图；
[0015]图7示出了在图4的双壁气隙绝缘的排气歧管中使用的双壁集成凸缘接头的三个正交视图；
[0016]图8示出了在图4的双壁气隙绝缘的排气歧管中使用的双壁集成凸缘接头的三个正交视图；
[0017]图9是在图4的双壁气隙绝缘的排气歧管中使用的双壁集成凸缘接头的仰视图；
[0018]图10是在图4的双壁气隙绝缘的排气歧管中使用的双壁集成凸缘接头的辅助视图；
[0019]图11是在图4的双壁气隙绝缘的排气歧管中使用的双壁集成凸缘接头的辅助视图；以及
[0020]图12示出了在图4的双壁气隙绝缘的排气歧管中使用的双壁集成凸缘接头的两个
正交视图。
[0021]虽然本公开可具有各种修改和替代形式，但是具体实施方式已经在附图中以示例的方式示出并且在下面详细描述。然而，本专利技术不是要将本公开限制于所描述的特定实施方式。相反，本公开旨在覆盖落入由所附权利要求限定的本公开的范围内的所有修改、等同物和替代物。
具体实施方式
[0022]在以下详细描述中，参考形成该描述的一部分的附图，并且在附图中通过图示示出了实践本公开的具体实施方式。这些实施方式被足够详细地描述以使本领域技术人员能够实践本公开，并且应当理解，可以利用其它实施方式并且可以在不偏离本公开的范围的情况下做出结构改变。因此，以下详细描述不应被理解为限制性意义的，并且本公开的范围由所附权利要求及其等同物限定。
[0023]在整个说明书中，对“一个实施方式”、“实施方式”或类似语言的引用意味着与该实施方式相关地描述的特定特征、结构或特性包括在本公开的至少一个实施方式中。在整个说明书中出现的短语“在一个实施方式中”、“在实施方式中”和类似语言可以但不必须全部指代相同的实施方式。类似地，术语“实现”的使用意味着具本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双壁集成凸缘接头，所述双壁集成凸缘接头包括：内壁，所述内壁具有至少一个入口和与所述至少一个入口流体地联接的多个出口；凸缘，所述凸缘从所述内壁的所述入口径向向外延伸；和套环，所述套环在所述内壁的方向上从所述凸缘延伸出并且围绕所述内壁的至少一部分，其中，所述双壁集成凸缘接头由单件材料形成，所述套环至少部分地限定外壁，并且所述套环与所述内壁之间的容积至少部分地限定气隙。2.根据权利要求1所述的双壁集成凸缘接头，其中，所述套环被构造成允许外壳焊接到所述套环以形成焊缝，其中，所述焊缝定位成远离所述双壁集成凸缘接头的高应力区域。3.根据权利要求1或2所述的双壁集成凸缘接头，其中，所述套环从所述凸缘垂直地延伸出或在基本平行于所述内壁的方向上延伸。4.根据权利要求1或2所述的双壁集成凸缘接头，其中，所述内壁被构造成允许内流道焊接到所述内壁。5.一种双壁排气歧管，所述双壁排气歧管包括：多个双壁集成凸缘接头，每个双壁集成凸缘接头都由单件材料形成，所述多个双壁集成凸缘接头中的至少一个双壁集成凸缘接头包括：内壁，所述内壁具有至少一个入口和与所述至少一个入口流体地联接的多个出口；凸缘，所述凸缘从所述内壁的所述入口径向向外延伸；和套环，所述套环在所述内壁的方向上从所述凸缘延伸出并且围绕所述内壁的至少一部分；以及外壳，所述外壳被构造成焊接到所述多个双壁集成凸缘接头的所述套环以形成多个焊缝，其中，所述焊缝定位成远离所述双壁集成凸缘接头的高应力区域，并且所述外壳与所述内壁之间的容积至少部分地限定气隙。6.根据权利要求5所述的双壁排气歧管，所述双壁排气歧管还包括焊接到所述多个双壁集成凸缘接头中的每一个双壁集成凸缘接头的所述内壁的内流道，所述内流道至少部分地限定了限定所述气隙的容积。7.根据权利要求5或6所述的双壁排气歧管，其中，所述外壳包括顶壳和底壳，其中，所述顶壳和所述底壳被焊接在一起以形成所述外壳。8.根据权利要求7所述的双壁排气歧管，其中，所述顶壳包括第一壳部件和与所述第一壳部件至少部分重叠的第二壳部件。9.一种双壁集成凸缘接头，所述双壁集成凸缘接头包括：内壁，所述内壁具有与第一出口流体地联接的第一入口和与第二出口流体地联接的第二入口，从而使得所述第一入口和所述第二入口彼此不流体地联接；凸缘，所述凸缘从所述内壁的所述第一出口和所述第二出口径向向外延伸；和套环，所述套环在所述内壁的方向上从所述凸缘延伸出并且围绕所述内壁的至少一部分，其中，所述双壁集成凸缘接头由单件材料形成，所述套环至少部分地限定外壁，并且所述套环与所述内壁之间的容积至少部分地限定气隙，使得所述第一入口和所述第二入口中的每一者能够分开地连接至另一个双壁集成凸缘接头的内壁的出口。
10.根据权利要求9所述的双壁集成凸缘接头，其中，所述第一入口能够连接至附加的第一双壁集成凸缘接头的第一内壁，并且所述第二入口能够连接至附加的第二双壁集成凸缘接头的第二内壁。11.根据权利要求9或10所述的双壁集成凸缘接头，其中，所述套环被构造成允许外壳焊接到所述套环以形成焊缝，其中，所述焊缝定位成远离所述双壁集成凸缘接头的高应力区域。12.根据权利要求9或10...

【专利技术属性】
技术研发人员：R，
申请(专利权)人：康明斯公司，
类型：发明
国别省市：