用于内燃机排气系统的包覆装置及其制造方法和排气系统
阅读说明：本技术 用于内燃机排气系统的包覆装置及其制造方法和排气系统 (Cladding device for an exhaust system of an internal combustion engine, method for producing the same and exhaust system ) 是由 P·戈克 F·亨佩尔 于 2021-04-02 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种用于内燃机排气系统的包覆装置,其包括至少一个具有包覆元件壳体(19)的包覆元件(18)和在包覆元件壳体(19)的朝向排气系统(10)的待包覆部件能定位的内侧(30)上至少局部地覆盖所述内侧(30)的隔绝材料(38),所述隔绝材料(38)借助至少一个贯穿包覆元件壳体(19)和隔绝材料(38)的固定机构(40)固定在包覆元件壳体(19)上。本发明还涉及用于制造用于内燃机排气系统(10)的包覆装置(16)的方法以及排气系统。(The invention relates to a cladding device for an exhaust system of an internal combustion engine, comprising at least one cladding element (18) having a cladding element housing (19) and an insulating material (38) which covers the inner side (30) of the cladding element housing (19) that can be positioned toward a component to be clad of the exhaust system (10) at least in some areas, wherein the insulating material (38) is fixed to the cladding element housing (19) by means of at least one fixing means (40) which penetrates the cladding element housing (19) and the insulating material (38). The invention also relates to a method for producing a cladding device (16) for an exhaust system (10) of an internal combustion engine, and to an exhaust system.)
技术领域
本发明涉及一种用于内燃机排气系统的包覆装置以及一种用于制造用于内燃机排气系统的包覆装置的方法和一种排气系统。
背景技术
从EP3591182A1中已知一种用于内燃机排气系统的包覆装置。该已知的包覆装置包括具有构造为金属板成型件的包覆元件壳体的包覆元件，该包覆元件壳体具有与待包覆部件、如待包覆消音器的外周轮廓相适应的底壁和围绕底壁的外围壁。在被包覆元件壳体的这种壳状结构包围的内部空间中设置有构造成垫状的隔绝材料。在组装状态中，即当包覆元件包围待包覆部件时，隔绝材料被固定保持在包覆元件壳体与待包覆部件之间。
为了确保在包覆排气系统部件之前在包覆元件壳体和隔绝材料之间存在连接，已知例如通过粘合将隔绝材料固定到包覆元件壳体上。
发明内容
本发明的任务在于，提供一种用于内燃机排气系统的包覆装置以及一种用于制造用于内燃机排气系统的包覆装置的方法，它们确保低成本但可靠的包覆装置结构。
根据本发明的第一方面，所述任务通过用于内燃机排气系统的包覆装置来解决，其包括至少一个具有包覆元件壳体的包覆元件和在包覆元件壳体的朝向排气系统的待包覆部件能定位的内侧上至少局部地覆盖所述内侧的隔绝材料，所述隔绝材料借助至少一个贯穿包覆元件壳体和隔绝材料的固定机构固定在包覆元件壳体上。
在根据本发明的结构中，隔绝材料通过技术上可简单实现的、尤其是避免使用粘合剂的措施固定到相配的包覆元件壳体上。由此确保在将这种包覆装置或其包覆元件安装到内燃机排气系统上之前，包覆元件壳体和相配的隔绝材料可靠地并且在定义的定位中彼此保持在一起，使得在包覆待包覆的排气系统部件、如消音器或排气处理部件时，包覆元件壳体和相配的隔绝材料彼此间具有为安装状态预定的相对位置。在包覆排气系统部件之后，隔绝材料固定且可靠地保持在该部件和相配的包覆元件壳体之间，从而不会发生导致错误定位的隔绝材料移动。
为了一方面能够为包覆装置提供足够的稳定性，另一方面确保所述至少一个固定机构能够压穿包覆元件壳体，提出，与至少一个、优选每个将隔绝材料固定在包覆元件壳体上的固定机构相配地，所述包覆元件壳体具有固定机构容纳区域，所述固定机构容纳区域的壁厚相对于包覆元件壳体在围绕固定机构容纳区域的壳体区域中的基本壁厚减小。
为此例如可规定，所述包覆元件壳体在至少一个、优选每个固定机构容纳区域中的壁厚处于0.2mm至0.4mm的范围内、优选约为0.3mm，并且基本壁厚处于0.4mm至0.6mm的范围内、优选约为0.5mm。
为了避免固定机构在包覆元件的背离待包覆部件能定位的外侧上过度伸出，提出，至少一个、优选每个固定机构容纳区域由设置在包覆元件壳体的背离待包覆部件能定位的外侧上的凹部提供。
为了可靠的固定效果，至少一个、优选每个固定机构可构造成U形的，即构造成固定夹的形式，两个U腿贯穿包覆元件壳体和隔绝材料并且在它们的在隔绝材料的朝向待包覆部件能定位的内侧上突出的区段中优选彼此相向地弯曲，使得所述区段中的至少一个贴靠在隔绝材料的内侧上，并且连接两个U腿的连接接片贴靠在包覆元件壳体的背离待包覆部件能定位的外侧上。
所述隔绝材料可构造成垫状的、如构造为单层或多层纤维垫或发泡材料。此外，为了稳定的连接，还可规定，隔绝材料通过多个固定机构固定在包覆元件壳体上。
为了获得相对于环境影响和热影响稳定的设计，包覆元件壳体可以是金属板成型件。
根据另一方面，开头所提任务通过一种用于制造用于内燃机排气系统的包覆装置的方法解决，该包覆装置包括至少一个具有包覆元件壳体的包覆元件和在包覆元件壳体的朝向排气系统的待包覆部件能定位的内侧上至少局部地覆盖所述内侧的隔绝材料，所述方法包括以下措施：
a)提供用于所述至少一个包覆元件的包覆元件壳体，
b)提供待设置在包覆元件壳体内侧上的隔绝材料，
c)将隔绝材料设置在包覆元件壳体的内侧上，
d)通过至少一个贯穿包覆元件壳体和隔绝材料的固定机构将隔绝材料固定到包覆元件壳体上。
在该方法中，为了在保持稳定结构的同时能够简单地将所述至少一个固定机构压穿包覆元件壳体，措施a)可包括：提供具有至少一个固定机构容纳区域的包覆元件壳体，所述固定机构容纳区域具有相对于包覆元件壳体在围绕固定机构容纳区域的壳体区域中的基本壁厚减小的壁厚。
尤其是为此可规定，措施a)包括：以在0.4mm至0.6mm范围内、优选约为0.5mm的基本壁厚提供所述包覆元件壳体，并且以在至少一个固定机构容纳区域中在0.2mm至0.4mm范围内、优选约为0.3mm的壁厚提供所述包覆元件壳体，和/或在措施a)中，在包覆元件壳体的背离待包覆部件能定位的外侧上形成用于提供至少一个固定机构容纳区域的凹部。
为了热稳定的结构，提出，在措施a)中将包覆元件壳体提供为金属板成型件。
尤其是如果将包覆元件壳体提供为金属板成型件，则在措施a)中，所述至少一个固定机构容纳区域可通过对用于提供包覆元件壳体的金属板坯进行材料挤压加工和/或材料切削加工来提供。用于形成固定机构容纳区域的该过程可在金属板坯成型以获得希望的包覆元件壳体形状之前在金属板坯上进行，或者可在金属板坯成型期间或在金属板坯已被成型以获得希望的形状之后进行。
在措施b)中，可将所述隔绝材料提供为垫状隔绝材料。
为了易于建立的稳定连接，提出，在步骤d)中，至少一个具有两个U腿的U形固定机构以其U腿压穿包覆元件壳体和隔绝材料，从而连接两个U腿的连接接片贴靠在包覆元件壳体的背离待包覆部件能定位的外侧上，并且两个U腿在隔绝材料的朝向待包覆部件的内侧上突出并且以它们的在隔绝材料内侧上突出的区段优选彼此相向地弯曲，使得所述区段中的至少一个贴靠在隔绝材料的内侧上。
为了避免不必要的生产成本，并且也考虑到以下事实，即通过一个或多个固定机构进行的固定对于确保隔绝材料相对于相配的包覆元件壳体所需定位的连接是足够的，根据本发明进一步提出，除了用于通过至少一个固定机构将隔绝材料固定在包覆元件壳体上的措施d)之外，不采取其它措施将隔绝材料固定在包覆元件壳体上。
本发明还涉及一种排气系统，该排气系统具有至少一个利用根据本发明构造的包覆装置包覆的部件，优选包覆装置借助根据本发明的方法制造。
附图说明
下面参考附图详细阐述本发明。附图如下：
图1示出排气系统的局部区域，该排气系统具有包覆排气系统的部件的包覆装置；
图2以侧视图示出图1的包覆装置的包覆元件壳体；
图3示出与隔绝材料连接的包覆元件壳体的细节剖视图；
图4示出与隔绝材料连接的包覆元件壳体的另一细节剖视图。
具体实施方式
在图1中可以看到整体用附图标记10表示的内燃机排气系统的局部。排气系统10在管状排气引导元件12、14之间包括在图1中被包覆装置16包围并且因此例如不可见的部件、如消声器。
图1所示的包覆装置16包括多个彼此相应成对配设的包覆元件18、20、22、24、26、28。每个包覆元件18、20、22、24、26、28连同分别与其互补的包覆元件形成包覆装置16的一个区域，该区域完全包围排气系统10或待包覆部件，彼此互补的包覆元件18、20或22、24或26、28可在相互相邻的边缘区域中例如通过卷边和/或通过材料锁合、如焊接彼此固定连接。
为了更好地隔离排气系统10的待包覆部件，优选在所有包覆元件18、20、22、24、26、28中在相应包覆元件壳体的朝向待包覆部件的内侧上设置优选垫状的隔绝材料。这种具有例如一层或多层纤维材料或发泡材料的隔绝材料在图1所示的组装状态中稳定地保持在包覆元件18、20、22、24、26、28的相应包覆元件壳体和被包覆的部件之间。
但在组装排气系统10之前必须确保将相应包覆元件18、20、22、24、26、28的包覆元件壳体和设置在其上的隔绝材料30保持在一起，以确保在组装时或在组装之后隔绝材料一方面相对于相配的包覆元件壳体并且另一方面相对于待包覆部件具有预定的定位。
为了确保该定义的定位，在至少一个、优选每个包覆元件18、20、22、24、26、28中通过至少一个固定机构将隔绝材料固定到相配的包覆元件壳体上。这在图3和4中参照图2所示的包覆元件18及其包覆元件壳体19示出。因此，下面的解释同样适用于相应的隔绝材料在其它包覆元件20、22、24、26、28中的连接。
在包覆元件18的包覆元件壳体19上设有至少一个固定机构容纳区域32。该固定机构容纳区域32通过在包覆元件壳体19的背离待包覆部件能定位的外侧34上设置凹部36来提供。该凹部36可在制造包覆元件壳体19时在成型金属板坯的过程中通过使用相应的成型工具在应形成固定机构容纳区域32或凹部36之处挤压材料而产生。这可在成型金属板坯以获得图2中所示的包覆元件壳体19的形状的过程中进行，从而不需要附加的加工步骤。作为替代方案，可在将金属板坯成型以获得包覆元件壳体19的希望形状之前或之后通过相应的成型工具来提供凹部36。替代或附加地，可通过材料切削过程来产生这种凹部36。
为了制造包覆元件壳体19，例如可使用基本壁厚G在大约0.5mm范围内的金属板材。在图4中放大示出的凹部36区域或具有凹部36的固定机构容纳区域32中，在产生凹部36之后，壁厚W可约为0.3mm。
在将一个或多个这样的固定机构容纳区域32提供在包覆元件壳体19中并且将以垫状外形提供的隔绝材料38定位在包覆元件壳体19的内侧30上之后，在所述或每个固定机构容纳区域32中将隔绝材料38通过在所示示例中夹子状构造的固定机构40固定在包覆元件壳体18上。该夹子状的、即提供为大致U形结构的固定机构40以其两个U腿42、44从外侧34出发在凹部36区域中压穿包覆元件壳体19和定位在包覆元件壳体19内侧30上的隔绝材料38。由于在所述或每个固定机构容纳区域32中包覆元件壳体19以相对小的壁厚W提供，因此无需使用尺寸过大的固定机构40来确保在压穿包覆元件壳体19的过程中夹子状的固定机构40的U腿42、44不变形。
在将固定机构40压穿包覆元件壳体19和隔绝材料38之后，U腿42、44优选彼此相向弯曲，如图3所示原则上非常有弹性的隔绝材料38被压到包覆元件壳体19的内侧30上并且在此被压缩。U腿42、44的彼此相向弯曲的区段48、50在这种状态中可相对于彼此占据不同的位置。在图3中示出U腿44的弯曲区段50在U腿42的远离隔绝材料38的一侧上搭接U腿的弯曲区段48的状态，从而基本上仅U腿42的弯曲区段48接触隔绝材料38。图4示出U腿42、44的两个弯曲区段48、50相邻且相互重叠的状态。原则上也可规定，这样确定U腿42、44的尺寸，使得彼此相向弯曲并且贴靠在隔绝材料38内侧46上的区段48、50彼此相向延伸，但不相互重叠。区段48、50也可彼此远离地弯曲。
在包覆元件壳体19的外侧34上设置相应固定机构容纳区域32的凹部36的优点在于：在插入固定机构40之后，连接两个U型腿42、44的连接接片52在包覆元件壳体19外侧34上例如基本上完全容纳在凹部36中并且因此不会向外突出。
通过使用这种可变形的、例如由金属材料制成的固定机构可以以简单且可靠的方式将隔绝材料固定到分别相配的包覆元件壳体上，从而为随后要进行的用于包覆排气系统部件的安装过程确保隔绝材料保持其预定位置。不需要其它措施，如将隔绝材料与分别相配的包覆元件壳体粘合。
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