消音器及其制造方法与流程

1.本发明涉及消音器，其包括：
[0002]-壳体，壳体具有沿壳体轴线纵向延伸的、围绕壳体轴线旋转对称的周侧，和横向于壳体轴线取向的两个端壁，以及
[0003]-平行于壳体轴线错开地穿过壳体的主管，主管具有被构造为管壁缺口的窗口，并且
[0004]
其中，主管密封地固定到穿过端壁的通口中。
[0005]
本发明还涉及用于制造消音器的方法。


背景技术：

[0006]
按类属的消音器由de 10 2018 101 380 a1已知。
[0007]
众所周知，消音器有多种用途并且基于不同的工作原理。上述印刷文献中公开的消音器与根据本发明的消音器一样，基本上根据所谓的亥姆霍兹共振器的原理工作。这种消音共振器的可能的应用领域在于机动车辆的排气线路的区域中和空调设施中的制冷剂回路的区域中。各自的流体(例如废气或制冷剂)在此流动经过穿过共振器壳体的主管。共振器壳体的通口在此与主管的外壁密封地连接。在共振器壳体的内部中，主管具有窗口状的管壁缺口，主管的内部经由管壁缺口与壳体的内部空间以传导流体方式连接。窗口的形状和定位连同由壳体形成的共振室的尺寸共同地确定了由传导流体或在流体中产生的声音的那些利用消音器中的亥姆霍兹效应来降低的频率。为了扩大可降低的频率的范围，由所提及的印刷文献中已知的是，通过使用将壳体分成两个不同尺寸的轴向区段的分隔壁将共振室分成两个子室。分隔壁具有贯通开口，分隔壁利用该贯通开口被推移到主管上并在适当的定位处与主管的外壁密封连接。分隔壁以其外边缘贴靠在壳体的内壁上。由所提及的印刷文献已知的是，主管可以偏心地、平行于旋转对称的壳体周侧的对称轴线延伸。这种不对称的设计连同在主管的管器壁中专门安置的孔一起允许将随流体进入共振室中的油抽出。已知的消音器的壳体具有严格的柱体形的形状。主管穿过直的垂直的端壁，主管与这些端壁密封连接。通常需要环形焊缝来使通口密闭。
[0008]
由fr 2 871 547 a1中已知一种类似的消音器，其具有偏心定位的、穿过垂直的端壁的主管。这种消音器的特别之处在于：主管或周侧(根据实施方式而定地)不同于纯柱体形的几何形状地锥形设计。
[0009]
所已知的消音器在多个方面都不是最佳的。一方面，为了提供足够的抗压强度必须设置壳体的相当大的材料厚度，这与不利的高成本和高重量相关联。此外，主管与壳体端壁中的通口的焊接意味着第二个成本过高的工作步骤。
[0010]
由us 3,141,519 a已知一种消音器，其具有类似压力锅状的基本形状，其由柱体形的周侧和凸形拱曲的端侧构成。借助于彼此轴向间隔开并垂直于轴向方向的多个中间壁来划分消音器的中空的内部空间。中间壁具有与周侧同心的、被共用的轴向杆所穿过的中心的缺口，封闭元件固定在轴向杆上，借助封闭元件，中间壁中的缺口(视轴向杆的轴向位
置而定地)能被逐次封闭。轴向杆在一侧居中地探伸穿过其中一个侧壁，以便可以在这里与能从外部接近的轴向调节装置相互作用，借助轴向调节装置能调整轴向杆的轴向位置进而能调整消音器的效果。经由从端壁偏离中心地成形的轴线平行的管接套来进行空气供应和排放。管接套的过渡区域尤其在该过渡区域的(相对于端侧)径向内部的部分区域中与各自的端侧的凸形的基本弯曲形成尖角。
[0011]
由de 10 2005 005 865 a1已知一种消音器，该消音器的共振器壳体以及消音器的主管由两个轴向组装在一起的部分件形成。在它们的接触部位处，主管部分件过渡为径向向外延伸的环形壁，该环形壁在装配期间固定在壳体部分件的彼此朝向的边缘之间。以此方式，主管可以相对于壳体固定而在此并不接触端壁，在最终装配状态下主管也与端壁保持一定距离。壳体的垂直的端壁具有中央的联接接套，外部的联接管可以固定在该中央的联接接套中。


技术实现要素：

[0012]
本发明的任务在于，使按类属的消音器的重量更轻且能更廉价地制成。
[0013]
该任务结合权利要求1的前序部分的特征通过如下方式来解决，即，端壁具有凸形的、相对壳体轴线旋转对称的优选拱顶形的基本拱曲部并且在通口的区域中过渡为向外的、优选仅向外指向的管接套，管接套一体式地且材料一致地从各自的端壁凸出，其中，各自的环状的过渡区域不同于凸形的基本拱曲部地优选以至少为凸形的基本拱曲部的弯曲的半径的1/15的半径凹形弯曲。
[0014]
本发明的优选实施方式是从属权利要求的主题。
[0015]
首先，本发明有别于壳体的严格的柱体形设计。在根据本发明的消音器中，使用向外拱曲的端壁来代替柱体的垂直端壁。因此，壳体的造型整体上仿照压力锅。相应地，壳体的在结构上的内部抗压强度得以提高，这与具有相同的整体抗压强度的严格柱体形的壳体相比允许选择更薄的壁厚。这导致材料投入更少并因此导致更低的成本和更轻的重量。
[0016]
然而，壳体的形状并不会完全等同于压力锅的形状。毕竟，必须使主管偏心地穿引过所提到的端壁，其中，主管直径与端壁直径相比决不能很小。在此，位于端壁中心与端壁边缘(距离小)之间的通口的偏心布置尤其是成问题的。原则上，能想到在拱曲的端壁中设置椭圆形窗口，圆形的主管形状锁合地引导过该椭圆形窗口并且将圆形主管的外侧与该窗口的边缘焊接在一起。然而，一方面，由此并未简化制造方法，反而会由于更困难的钻孔和焊接条件而使制造方法复杂化。另一方面，压力敏感的区域会出现在端壁与主管以尖角相交的区域中，这必须要么通过提高材料厚度要么是特别厚的焊缝来补偿，这至少部分违背了在开篇时所阐释的根据本发明的的材料节省。
[0017]
因此，本发明的另一方面在于，由端壁的材料成形出管接套的通口，其中，端壁与管接套之间的过渡区域设有相对大的半径，从而不得到容易形成裂纹的尖角。管接套轴向向外探伸，从而使得过渡区域的拱曲部与端壁的基本拱曲部相反，并且端壁的对称性在通口区域中被违反。由于避免了尖角，可以由此始终坚持薄的材料厚度的构思。此外，管接套以其内器壁提供了相对主管的外器壁的大面积的接触区域，从而使后者有可能纯力锁合地与管接套连接，使得主管尤其被夹紧地压入到管接套中，以便因此实现机械固定并同时实现对壳体内部空间或共振器内部空间的密闭。因而，可以取消迄今的主管与壳体的焊接，从
而使得与根据现有技术的消音器相比，根据本发明的消音器不仅在重量方面更轻而且能更廉价地制成。
[0018]
(管接套与端壁之间的)过渡区域的凹形弯曲的半径优选至少为端壁的基本拱曲部的凸形弯曲的半径的1/15。由于管接套在原则上旋转对称地构成的端壁中的偏心定位，使得在一方面管接套的相对主管同心的器壁与另一方面端壁处的切线之间的角度在通口的周边上发生变化。最尖的角位于通口周边上最靠近端壁中点的点处。在根据本发明的设计方案中，这里是过渡区域具有最小半径的那一区段所在的位置。根据优选的实施方式，在该位置处应该至少具有相对于端壁的基本拱曲部的所提及的值。这种关系代表了抗压强度与壁厚之间的最佳折中。明显更小的半径导致容易形成裂纹的位置；明显更大的半径将需要增加材料投入、尤其是造成更大的壁厚。
[0019]
优选地，主管以夹紧的方式固定在管接套中。由此，实际上也实现了通过上面所解释的、根据本发明的设计获得简化制造方法的可能性。然而，在本发明的范围内也不排除：不使用或仅在有限范围内使用这种可能性并且将主管与管接套焊接在一起、尤其是附加于夹紧式固定地焊接。
[0020]
本领域技术人员认识到：根据本发明的消音器在其最终装配位置中、例如在机动车辆的排气系统中或在空调设施的制冷剂回路中与另外的流体线路联接。这种联接尤其是经由轴向向外探伸的管接套来实现。有利地，这些管接套轴向向外地突出超过主管的从内部伸入管接套的端部。这能够实现的是，将与主管相同口径的流体联接线路推入到管接套中并且尤其以夹紧的方式但必要时也利用(可能附加的)焊接的方式将流体联接线路固定在那里。在这种设计方案中，流体在其从流体联接线路过渡到主管时并不受到来自于流体线路的内径变化的任何干扰。
[0021]
优选地，在壳体中布置有被主管穿过的、垂直于壳体轴线取向并将壳体内部划分成不同尺寸的轴向区段的至少一个分隔壁。一个或多个分隔壁优选密封地与主管的外侧和周侧的内侧连接。然而，“非密封式的”分隔壁的变体也是能想到的，其中，分隔壁相对主管和/或周侧没有密封连接部。在这种情况下，分隔壁例如被构造为在主管外部或在周侧内部环绕的接片。在一个且同一个消音器中设置一个或多个密封式的分隔壁和一个或多个非密封式的分隔壁也是可能的，并且在特殊应用情形中可能是有意义的。如开篇所解释的那样，可以将壳体内部空间划分成彼此隔开的共振室(密封式的分隔壁)或划分成以传导流体方式彼此连接的共振室(非密封式的分隔壁)以用于拓宽消音频谱。
[0022]
为了将分隔壁固定在主管上而优选设置的是：将该分隔壁力锁合地与主管连接、尤其利用偏心布置的贯通开口将分隔壁压装到主管上。然而，还可能的是，附加地实现形状锁合的轴向固定。为此，在本发明的一个改进方案中设置的是：主管至少以单侧轴向贴靠在分隔壁上的方式具有附加形状锁合地使分隔壁轴向固定在该主管上的径向凸出部。凸出部可以是单个凸起、环绕的环或环状地在主管的外周边上分布的多个凸起。为了在工艺技术上的实现，有利地首先将分隔壁压装到主管上。随后，给主管设有轴向贴靠在分隔壁上的径向凸出部。这可以例如通过对主管进行卷边或模锻来实现。能想到的是：由此对分隔壁进行双向有效的、形状锁合的轴向固定，也就是说在压装之后在分隔壁的两侧生成一个或多个凸出部。替选地能想到的是：在分隔壁被压装之前就已为主管设有一个凸出部或一组凸出部，其用作针对压装过程的止挡，以便在必要时紧接着在分隔壁的另一侧上生成一个或多
个附加的凸出部。又替选地，仅单向有效的、形状锁合的轴向固定也是可能的。
[0023]
如所提及的那样，在特定的实施方式中，分隔壁的外边缘(尤其以密封方式，但也可能以非密封方式)贴靠在壳体周侧的内侧上，以便将壳体内部空间划分成两个隔开的共振室。分隔壁的边缘可以设有相应的密封元件以用于密闭。然而，也能想到的是：分隔壁边缘力锁合地靠置在壳体内壁上。尤其地，后一提及的变体通过壳体的优选成型来支持，该壳体的周侧优选朝其轴向端部锥形地逐渐变细。也就是在该实施方式中可能的是：通过改变分隔壁相对于主管或分隔壁与主管一起相对于壳体的轴向定位来影响靠置力，分隔壁边缘以该靠置力贴靠在壳体的锥形区域上。尤其地，分隔壁可以大程度地被推到锥形区域的逐渐变细的斜面上，使得分隔壁的边缘可靠地力锁合且密封地贴靠。
[0024]
已证明特别有利的是，壳体由优选相同形状的两个半壳组成，这两个半壳沿着它们的壳边缘彼此密封地连接、尤其焊接。这种半壳如优选设置地那样可以是深拉过程的产物。针对半壳和/或主管和/或分隔壁的优选材料是金属，但在特殊应用情形中也可以是塑料。
[0025]
由两个半壳构建壳体的特别优点在于具有使得劳动强度特别低的可能的制造方法。这样的方法包括以下步骤：
[0026]-提供两个半壳，
[0027]-提供主管，主管具有被该主管穿过的、密封地与主管的管壁的外侧连接的并垂直于管轴线取向的分隔壁，
[0028]-将主管的端部以夹紧的方式分别引入各一个半壳的管接套中，从而使半壳的壳边缘彼此靠置并使分隔壁的外边缘贴靠在其中一个半壳的内壁上，
[0029]-将壳边缘彼此密封地连接。
[0030]
在壳体周侧向外锥形地逐渐变细的情况下，在此可以将主管更邻近分隔壁的那个端部引入与该端部相配属的半壳的管接套中，使得分隔壁的外边缘贴靠(更确切地说优选密封和力锁合地贴靠)在该半壳的锥形区域的内壁上。替选地或附加地可以设置有形状锁合，该形状锁合通过如下方式引起，即，半壳的内壁在靠置区域中具有无侧凹的止挡。该止挡尤其可以由围绕半壳内部的整个周边的呈环形的托座形成。该托座的无侧凹性有助于如优选设置的那样可以在深拉过程的范围内制造半壳。
附图说明
[0031]
本发明的另外的细节和优点从以下具体描述和附图中得出。
[0032]
其中：
[0033]
图1：示出根据本发明的消音器的透视图；
[0034]
图2：示出穿过图1的消音器的纵截面；和
[0035]
图3：示出穿过根据图2中的剖平面iiia至iiig的图1的消音器的七个横截面。
[0036]
附图中相同的附图标记表示相同或相似的元件。
具体实施方式
[0037]
图1示出了根据本发明的消音器10的透视图，其结构可以根据图2的纵截面被更清楚地阐述，该附图示出了在其大致最终安装取向中的消音器。消音器10包括壳体12，该壳体
由在本实施例中形状相同的两个半壳12a、12b构建而成。半壳12a、12b以它们的圆形壳边缘121a、b彼此贴靠并且沿着该接缝彼此焊接在一起。半壳12a、12b被成形为使得壳体12轴向居中地具有旋转对称的周侧122。在图2的实施方式中，周侧122精确地呈柱体形地成形。周侧122侧向地与端侧123联接，这些端侧具有凸形的、即朝壳体外部曲弯的基本拱曲部。该基本拱曲部本质上也是旋转对称的。
[0038]
然而，端壁123的旋转对称性在偏离中心的区域(在附图的下方)通过如下方式被违反，即，端壁123经由呈凹形拱曲的过渡区域14过渡为管接套16，这些管接套彼此同轴并相对于周侧122的对称轴线平行错开地以穿过端壁123的通口的方式形成。
[0039]
壳体12被主管18穿过，该主管以其端部181力锁合地、尤其是夹紧地分别固定在管接套16之一中。力锁合全周地围绕主管18的周边起作用，从而由此使得由管接套16形成的通到壳体内部的通口被密闭。在所示的实施方式中，管接套16轴向向外地突出超出主管18的端部181。在周边中与主管18匹配的供应线路可以夹紧地和/或通过材料锁合(例如焊接或粘接)的方式固定在该区域中。
[0040]
主管18的器壁包括多个缺口，这些缺口将主管的内部以传导流体的方式与壳体内部连接起来。缺口在此具有不同的功能。图2中在上方以及侧向布置的窗口182允许来自主管18的声波进入到用作共振室的壳体内部中。而图2中布置在下方的孔183用于吸走可能积聚在共振室的下方区域中且由于穿流过主管18的流体的喷射泵效应而被吸走的液体。
[0041]
在所示的实施方式中，壳体内部被分隔壁20划分成两个彼此隔开的共振室。分隔壁20一方面密封地贴靠在穿过分隔壁的主管18上，另一方面贴靠在周侧122的内壁上。这两种密封的靠置优选力锁合地进行。然而，替选地或优选附加地，形状锁合也是可能的。在所示的实施方式中，这在分隔壁20靠置在主管18的区域中实现，如图2中的放大窗口所指明的那样。在此，主管侧向地且与分隔壁20贴靠地具有径向凸出部22，借助径向凸出部来(附加地)确保分隔壁20的轴向定位。
[0042]
图3根据沿图2中的剖线iiia至iiig穿过图1和图2的消音器的七个横截面示出了管接套16与端壁123之间的凹形的过渡区域的细节。可以看到半壳12a、12b完全无侧凹的造型，这使得将这些构件制造为深拉元件成为可能。
[0043]
在优选的制造方法的范围内，首先将分隔壁20压装到主管18上。为此，可以将事先已经安置在主管18上的径向凸出部22用作针对压装过程的止挡。然而，也有可能的是，在没有这种径向凸出部的情况下精准地轴向定位分隔壁20。然后，可以在被压装的分隔壁的另一侧上例如通过对主管18进行卷边或模锻来产生(另外的)径向凸出部22，以便将被压装的分隔壁附加形状锁合地轴向固定。在相应设计的压装工艺中，该(另外的)凸出部也是能取消的。然后，将由主管18和分隔壁20组成的组装构件推入半壳12a、12b之一中，其中，将主管18的前端部从内部(即，从后来的壳体内部)推入到相对应的管接套16中并与该管接套压紧。在图2的布局中，由主管18和分隔壁20组成的组装构件优选被推入图2中右侧的半壳12b中。在此，相应地定尺寸的分隔壁20的外边缘与周侧122的内壁也发生密封的、力锁合的靠置。该周侧可以在此处设有支持密封靠置的止挡(在图2中未示出)。然而，考虑到半壳的制造过程，这种止挡应当优选无侧凹地设计。在随后的步骤中，第二半壳以类似的方式被推到主管18的自由的后端部上，直到壳边缘121a、b彼此贴靠并且可以被相互焊接在一起。
[0044]
为了将消音器10联接到流体线路系统中(例如联接到机动车辆的排气线路或空调
设施的制冷剂线路中)，可以将系统侧的联接管推入到管接套的突出的区域中并力锁合和/或材料锁合地固定在那里。联接管的内径和外径在此优选与主管18的内径和外径相应，从而为流动的流体提供恒定的通道直径。
[0045]
当然，在具体描述中讨论的和附图中示出的实施方式仅代表本发明的说明性实施例。本公开内容向本领域技术人员给予了对广泛的可能的变型可能性的启示。尤其地，周侧122并非必须如图所示那样呈柱体形设计。尤其是考虑到分隔壁20要密封地靠置在周侧内壁上，选择轴向向外呈锥形逐渐变细的周侧形状可能是有利的。这种设计还简化了用于使分隔壁20靠置在周侧122的内侧上的无侧凹的止挡的构成。
[0046]
附图标记列表
[0047]
10消音器
[0048]
12壳体
[0049]
12a、b半壳
[0050]
121a、b壳边缘
[0051]
122周侧
[0052]
123端壁
[0053]
14过渡区域
[0054]
16管接套
[0055]
18主管
[0056]
18118的端部
[0057]
182窗口
[0058]
183孔
[0059]
20分隔壁
[0060]
22径向凸出部

技术特征：
1.消音器(10)，所述消音器包括：-壳体(12)，所述壳体具有沿壳体轴线纵向延伸的、围绕所述壳体轴线旋转对称的周侧(122)，并且具有横向于所述壳体轴线取向的两个端壁(123)，以及-平行于所述壳体轴线错位地穿过所述壳体(12)的主管(18)，所述主管具有构造为管壁缺口的窗口(182)，其中，所述主管(20)密封地固定在穿过所述端壁(123)的通口中，其特征在于，所述端壁(123)具有相对于所述壳体轴线旋转对称的凸形的基本拱曲部，并且在所述通口的区域中过渡为向外指向的管接套(16)，所述管接套一体式地且材料一致地从各自的端壁(123)凸出，其中，各自的环状的过渡区域(14)不同于所述凸形的基本拱曲部地以至少为所述基本拱曲部的凸形弯曲的半径的1/15的半径凹形弯曲。2.根据权利要求1所述的消音器(10)，其特征在于，所述主管(18)以夹紧的方式固定在所述管接套(16)中。3.根据前述权利要求中任一项所述的消音器(10)，其特征在于，所述主管(18)与所述管接套(16)焊接在一起。4.根据前述权利要求中任一项所述的消音器(10)，其特征在于，所述管接套(16)轴向向外地突出超过所述主管(18)的伸入到所述管接套中的端部(181)。5.根据前述权利要求中任一项所述的消音器(10)，其特征在于，在所述壳体(12)中布置有被所述主管(18)穿过的、垂直于所述壳体轴线取向的并将壳体内部划分成不同大小的轴向区段的至少一个分隔壁(20)。6.根据前述权利要求中任一项所述的消音器(10)，其特征在于，所述分隔壁与所述主管(18)的外侧和/或所述周侧(122)的内侧密封连接。7.根据前述权利要求中任一项所述的消音器(10)，其特征在于，所述分隔壁(20)力锁合地与所述主管(18)连接，尤其是利用偏心布置的贯通开口使所述分隔壁压装到所述主管上。8.根据权利要求7所述的消音器(10)，其特征在于，所述主管(18)至少以单侧轴向贴靠在所述分隔壁(20)上的方式具有附加形状锁合地使所述分隔壁轴向固定在所述主管上的径向凸出部(22)。9.根据前述权利要求中任一项所述的消音器(10)，其特征在于，所述周侧朝其轴向端部锥形地逐渐变细。
10.根据前述权利要求中任一项所述的消音器(10)，其特征在于，所述壳体(12)由两个半壳(12a、12b)组成，所述两个半壳沿着它们的壳边缘(121a、121b)彼此密封地连接、尤其是焊接。11.根据权利要求10所述的消音器(10)，其特征在于，所述半壳(12a、12b)是深拉过程的产物。12.用于制造根据权利要求10至11中任一项所述的消音器(10)的方法，所述方法包括以下步骤：-提供两个半壳(12a、12b)，-提供主管(18)，所述主管具有被所述主管穿过的、密封地与所述主管的管壁的外侧连接并垂直于管轴线取向的分隔壁(20)，-将所述主管(18)的端部(181)以夹紧的方式引入到各一个半壳(12a、12b)的管接套(16)中，从而使所述半壳的壳边缘(121a、121b)彼此靠置并使所述分隔壁(20)的外边缘贴靠在其中一个半壳(12b)的内壁上，-将所述壳边缘(121a、121b)彼此密封地连接。13.根据在引用权利要求9时的权利要求10所述的方法，其特征在于，将所述主管的更邻近所述分隔壁的那个端部引入到与所述端部相配属的半壳的管接套中，使得所述分隔壁的外边缘贴靠在所述半壳的锥形区域的内壁上。14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述半壳的内壁在靠置区域中具有无侧凹的止挡。15.根据权利要求12至14中任一项所述的方法，其特征在于，首先将所述分隔壁(20)压装到所述主管(18)上，然后在所述主管上设置轴向贴靠在所述分隔壁(20)上的至少一个径向凸出部(22)。

技术总结
消音器(10)，其包括：壳体(12)，壳体具有沿壳体轴线纵向延伸的、围绕壳体轴线旋转对称的周侧(122)，并且具有横向于壳体轴线取向的两个端壁(123)；以及平行于壳体轴线错开地穿过壳体(12)的主管(18)，主管具有构造为管壁缺口的窗口(182)，并且其中，主管(20)密封地固定在穿过端壁(123)的通口内，其中，端壁(123)具有相对于壳体轴线旋转对称的凸形的基本拱曲部，并且在通口的区域中过渡为向外指向的管接套(16)，管接套一体式地且材料一致地从各自的端壁(123)凸出，其中，各自的环状的过渡区域(14)不同于凸形的基本拱曲部地以至少为基本拱曲部的凸形弯曲的半径的1/15的半径凹形弯曲。部的凸形弯曲的半径的1/15的半径凹形弯曲。部的凸形弯曲的半径的1/15的半径凹形弯曲。


技术研发人员：拉尔夫
受保护的技术使用者：尤姆弗泰克声学解决方案有限公司
技术研发日：2021.11.01
技术公布日：2023/6/28