CN102985194A - 用于内燃机的排气消音器及其深冲压工具 - Google Patents

用于内燃机的排气消音器及其深冲压工具 Download PDF

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Abstract

本发明涉及用于内燃机的壳体消音器（1），由第一壳体（1.1）和至少一个第二壳体（1.2）形成，这些壳体在它们各自的边缘区域Bs连接从而形成壳体消音器（1），每个边缘区域BS具有箱体状内轮廓KSi和外轮廓KSa，箱体状内轮廓KSi具有四个拐角区域E1-E4以及宽度B和长度L，并且每个壳体（1.1、1.2）由壳体坯体R生产，其通过具有壳体（1.1、1.2）形状的深冲压工具（3）成型金属板条（2）形成，一旦坯体R已经按尺寸切割，成型的坯体R具有边缘区域BR，其具有外轮廓KR且至少部分地去除，以便形成壳体（1.1、1.2）的边缘区域BS的外轮廓KSa。除了箱子状基本形状G外，壳体（1.1、1.2）的边缘区域BS的内轮廓KSi包括至少一个拐角区域E1-E4，其延伸超过箱子状基本形状G的宽度B和长度L，因此至少部分地适合于坯体R的要切割的边缘区域BR的轮廓KR。

Description

用于内燃机的排气消音器及其深冲压工具
技术领域
本发明涉及用于内燃机的壳体消音器，其包括第一壳体和至少一个第二壳体，它们在周边边缘区域BS上连接以形成壳体消音器，每个边缘区域BS具有箱体状内轮廓KSi和外轮廓KSa，箱体状内轮廓KSi具有四个拐角区域E1-E4以及宽度B和长度L，并且每个壳体由壳体坯体R生产，其通过具有壳体形状的深冲压工具成型金属板条而形成，成型的坯体R具有边缘区域BR，一旦坯体R已经按尺寸切割，其具有外轮廓KR且至少被部分切割，从而形成壳体的边缘区域BS的外轮廓KSa。
背景技术
由一对成型的壳体形成的排气消音器从CA2,058,136已经知晓，其中两个成型壳体的边缘表面被折叠以便连接。另外的簧片提供在边缘表面的区域中且用于安装热屏蔽。所述簧片设置在每个成型壳体的过渡区域中，否则，当壳体按尺寸切割时可能切掉。
DE202008016200U1描述了一种两件消音器，其基本形状包括两个拐角区域，其每一个延伸超过所述基本形状的长度。然而，按照宽度，拐角区域小于基本形状。然而，该设计不允许优化要成型的金属板条的利用。
发明内容
本发明的目标是设计和设置由成型的壳体制造的排气消音器以及用于生产成型壳体的深冲压工具，从而保证材料节约和改善的声学性能。
根据本发明，该目标通过提供除了箱子状基本形状C外具有至少一个拐角区域E1-E4的壳体的边缘区域BS的内轮廓KSi而实现，该拐角区域延伸超过宽度B和长度L，因此至少部分地适合于需要按尺寸切割的坯体R的边缘区域BR的外轮廓KR。这用于实现需要被切割的坯体的边缘区域BR的更加均匀的总体形状以便形成壳体的内轮廓和/或外轮廓KSi、KSa，实现材料节约。另外，每个壳体的总体积可通过利用这些拐角的体积而增加。如果体积这样增加，则壳体的宽度和/或长度总体上可制作较小，而体积保持相同，因此进一步实现了材料节约。在减小壳体宽度的情况下，如上所述，用于深冲压的金属板条或相应的盘条也可较窄。
如果利用坯体的边缘区域BR的所述拐角区域，则所获得的边缘区域BS或者壳体的内轮廓和/或外轮廓KSi和/或KSa可与通常箱子状基本形状G不同，导致适当的谐振特性或适当的声学性能。
此外，本发明的目标通过每个壳体具有凸起部分A以便形成用于连接排气管的屋顶状进口或出口而实现，其中所述凸起部分A一旦形成即相对于壳体的边缘区域BS的内轮廓KSi的基本形状G突出深度t1，该深度t1选择为，为了形成凸起部分A，使金属板条的尺寸不需要选择为大于所述凸起部分A被省略的情况，和/或凹陷部分E设置在凸起部分A的除了腰部T以外设置凹陷部分E的区域中，并且还相对于壳体的边缘区域BS的内轮廓KSi的基本形状G返回深度t2。结果，每个壳体包括至少在纵向或横向边缘的区域中用于屋顶状进口或出口的凸起部分A。有关所述凸起部分A的最大深度t1的前述特征保证了有关所用金属板条的宽度和/或长度的上述节约。由于根据本发明提供的凹陷部分E，可形成希望高度h的凸起部分A。所述凹陷部分E允许凸起部分A超过基本形状G的腰部T的尺寸或高度h上的增加。在此情况下，根据本发明的限定除了腰部T外还提供凹陷部分E。凸起部分A的高度h可具有t1加t2的总深度。一旦壳体按尺寸切割，则深度t1减小，并且在凸起部分切割到内轮廓KSi的高度的情况下甚至变为零。
为此目的，如果外轮廓KSa的形状与内轮廓KSi不同，也可能是有利的。优选地，内轮廓KSi和外轮廓KSa是相同的。然而，外轮廓KSa甚至可制作为宽于内轮廓KSi，以使其适应于坯体的轮廓KR或者其拐角区域，因此改善声学性能。
此外，如果壳体的边缘区域BS的内轮廓KSi和/或外轮廓KSa由第一纵向边缘L1、第二纵向边缘L2、第一横向边缘Q1和第二横向边缘Q2以及四个拐角区域E1、E2、E3、E4形成，也可能是有利的，其中每个拐角区域E1、E2、E3、E4将纵向边缘L1、L2连接到横向边缘Q1、Q2，并且壳体的边缘区域BS包括至少在纵向边缘L1、L2和/或横向边缘Q1、Q2区域中的腰部T，该腰部延伸跨过至少壳体的宽度w1和/或宽度w2的50%至80%。根据坯体的常规的轮廓KR，其在壳体要形成的每个拐角的区域中突出超过希望的基本形状G远大于拐角之间的区域，有利的是选择包括腰部T的形状。作为这样腰部的结果，壳体在腰部区域中要比在所述腰部开始和结束位置的每个拐角区域中更窄和/或更短。根据拐角的相应半径，腰部的上限假定为范围90%至95%。在100%腰部的情况下，也就没有任何腰部了。
如果壳体的边缘区域BS的内轮廓KSi和/或外轮廓KSa包括在两个纵向边缘L1、L2区域中和/或在两个横向边缘Q1、Q2区域中的腰部T，则也可能是有利的。腰部可根据需要提供在不同的纵向和/或横向边缘上。对此的决定一方面取决于希望的设计以及产生的谐振特性，另一方面取决于所希望的材料节约。可能有利的是在两个纵向以及在两个横向边缘上提供腰部，从而上述优势将彼此相加成为最大优势。
在该上下文中，壳体的边缘区域BS的内轮廓KSi和/或外轮廓KSa可有利地定义骨头状基本形状G。所有四个纵向边缘上提供的腰部导致根据示范性实施例的骨头状基本形状G，由于较宽的拐角区域，其保证了上述的最大体积，而一方面最小化了所用的金属板条的宽度，另一方面最小化了金属板条的长度。
本发明的目标还通过深冲压工具实现，该深冲压工具具有外轮廓KW的基本形状G3，其用于成型金属板条的形状以便形成上述类型和形状的壳体消音器的壳体的坯体R，其中深冲压工具的基本形状G3的所述外轮廓KW包括至少一个拐角区域E1-E4，其延伸超过宽度B和长度L，因此至少部分地适合于需要按尺寸切割的坯体R的边缘区域BR的轮廓KR。上述关于根据本发明形成的壳体或壳体消音器的声学性能和材料节约的上述优点当然也通过适当设计的深冲压工具实现。所形成的深冲压工具的有关在宽度和长度上所实现的节约也可呈现为根据壳体的基本优点形成，这呈现在如上所述的壳体消音器的部分上的声学性能和节约上。
此外，本发明的目标通过这样的情况实现，深冲压工具的基本形状G3的外轮廓KW包括模具，其设计为形成用于连接排气管的屋顶状进口或出口，其中所述模具相对于外轮廓KW的基本形状G突出深度t3、t3’，其中为了形成凸起部分A，所述深度t3选择为使金属板条的尺寸不需要选择为大于省略所述凸起部分A的情况，和/或凹陷设置在模具的除了腰部T以外设置凹陷的区域中，并且还设置为相对于外轮廓KW的基本形状G返回深度t4。因此，模具可具有t3加t4的最大深度，允许形成希望的高度h的凸起部分A。
本发明的目标还可通过决定用于生产消音器的壳体的边缘区域BS的内轮廓和/或外轮廓KSi、KSa的方法实现，该方法包括下面的步骤：
a）采用具有箱子状外轮廓KW的深冲压工具由金属板条深冲压壳体；
b）决定深冲压坯体R的外轮廓KR；
c）加宽深冲压工具的拐角区域E1-E4以使外轮廓KW变为类似于外轮廓KR；
d）重复方法步骤a）至c）至少一次。
外轮廓和/或内轮廓KSa、KSi重复决定的情保证了优化地形成希望的轮廓。
附图说明
本发明的进一步优点和细节说明在专利权利要求中和说明书中，并且示出在附图中，其中：
图1示出了根据现有技术的壳体的平面图；
图2a示出了根据本发明的壳体的平面图；
图2b示出了沿着图2a的S-S线剖取的截面图；
图3示出了深冲压工具的透视图；
图4示出了壳体消音器的透视图。
具体实施方式
根据现有技术的壳体消音器1的第一壳体1.1通金属板条2的深冲压形成，金属板条2为矩形形状，并且根据金属板卷筒提供。首先，根据图1，所谓坯体R通过壳体1.1的希望的轮廓KS的深冲压获得，其基本形状G为箱子状，即具有圆角的矩形；所述坯体的边缘的轮廓KR一方面与金属板条2的矩形不同，另一方面与壳体1.1的希望的箱子状轮廓KS不同。坯体R的轮廓KR也称为骨头状，因为为了形成轮廓KS或壳体1.1的外轮廓KSa在每个拐角的区域中的需要切除的保留边缘远大于在拐角之间的区域中的。
如图2a所示，根据本发明的轮廓KS，即外轮廓KSa以及壳体1.1的内轮廓KSi适合于坯体R的骨头状轮廓KR。为此目的，壳体1.1或轮廓KS具有基本形状G，其拐角区域E1-E4延伸超过宽度B和长度L，从而轮廓KS至少部分地适合于需要切除到某一尺寸的坯体R的边缘区域BR的轮廓KR。结果是两个相对的纵向边缘L1、L2和两个相对的横向边缘Q1、Q2在每种情况下由拐角区域E1、E2、E3、E4彼此连接。轮廓KS或基本形状G包括在拐角区域E1至E4的每一个之间的腰部T。在每个腰部T的区域中，两个纵向边缘L1、L2或两个横向边缘Q1、Q2的距离小于壳体1.1的长度w1或壳体1.1的宽度w2。如果每个拐角区域E1至E4加宽，例如延伸进入坯体R的边缘区域BR的拐角区域，则实现由壳体1.1在一侧上限定的体积的增加，并且使需要被切除的坯体R的边缘区域BR更小。所述体积上的增加允许总宽度w2和/或总宽度w1减小而保证每个壳体1.1的相同体积。
这里所示的壳体1.1在其纵向边缘L2的区域中提供有用于根据图4的屋顶状进口或出口1.3的凸起部分A。为了形成所述凸起部分A，深度t2的凹陷部分E提供在凸起部分A的区域中。所述凹陷部分E基本上由圆弧半径VR1和邻接的连接部分VA1形成。除了腰部T以外设置凹陷部分E。凸起部分A延伸通过所述圆弧半径VR1和邻接的连接部分VA1以及邻接的圆弧半径VR2，高度为h。由于凹陷部分E，它仅突出深度t1在纵向边缘L2的区域中超过骨头状内轮廓KSi。所述深度t1选择为，仅由于凸起部分A，金属板条2不需要选择宽度大于没有凸起部分A的情况。这意味着，深度t1大约与边缘区域BS的厚度或者与圆弧半径VR2的邻接凸起部分A的圆弧半径VR1和连接部分VA1的高度相同。结果，凸起部分A大约终止于外轮廓KSa的高度。
腰部T大约延伸通过长度w1的84%和宽度w2的66%。在未示出的示范性实施例中，所述腰部T可仅提供在每个纵向或横向边缘L1至Q2的一部分上。
根据图2b，沿着图2a的S-S线的截面图（局部截面，右半个），壳体1.1包括留下的边缘区域BS，一旦具有外轮廓KR的坯体R的边缘区域BR已经按尺寸切割，它是所留下的部分。在该边缘区域BS中，根据图4，壳体1.1连接到对应的第二壳体1.2。这可通过焊接或端折咬合实现。最后，边缘区域BS具有内轮廓KSi和外轮廓KSa，根据图2a、2b所示的示范性实施例，它们是相同的。在原理上，内轮廓KSi也可与外轮廓KSa不同。为了保证根据本发明的最大体积，轮廓KS需要根据本发明设计为至少在内轮廓KSi的区域中。这导致至少类似的尺寸或外轮廓KSa的加宽。外轮廓KSa的加宽或者该尺寸也可超过内轮廓KSi的。
图3所示的深冲压工具3或拉制冲头也具有外轮廓KW，其骨头状的基本形状G3包括四个拐角区域E1-E4。另外，深冲压工具包括两个模具3.1、3.1’，用于在纵向边缘的区域中以及在横向边缘的区域中为屋顶状进口或出口1.3形成希望的凸起部分A。所述模具3.1、3.1’以深度t3、t3’突出超过外轮廓KW。深度t3、t3’选择为所提供的金属板条2的宽度足以形成凸起部分A。而且，除了腰部T外凹陷3.2、3.2’被设置在模具3.1的区域中，其凹陷3.2、3.2’相对于外轮廓KW的基本形状G进一步向后设置深度t4。结果，模具3.1以深度t3加上深度t4突出超过外轮廓KW的基本形状G。
如图4所示，第一壳体1.1以及第二壳体1.2具有相同的、对应的基本形状G或轮廓KS，如图2a所示，它们在拐角区域E1-E4中根据通常保留的边缘区域BR或其坯体R的轮廓KR设计或加宽。两个壳体1.1和1.2在边缘区域BS中彼此连接，因此共同限定由每个壳体确保的增加体积的两倍。这里所示的壳体消音器1的骨头状设计还保证了上述的声学优点。另外，肋1.4、1.4’提供在每个壳体的区域中，这改善了声学性能甚至进一步改善了谐振特性。所述肋1.4、1.4’在每种情况下大致平行于横向边缘。在未示出的示范性的实施例中，可提供多于一套的肋，并且作为选择，肋也可延伸在其它方向上，特别是平行于每个纵向边缘。壳体1.1、1.2按尺寸切除，产生外轮廓KSa。凸起部分A也切割成一定尺寸，从而深度t1（未示出）远小于刚成型后的尺寸。
图5示出了图2a的详图D，其示出了凸起部分A，包括圆弧半径VR1、VR2以及内轮廓KSi和凸起部分A的轮廓之间的连接部分VA。凸起部分A的高度h与两个深度t1和t2相同。
附图标记
1     壳体消音器
1.1   第一壳体
1.2   第二壳体
1.3   屋顶状进口或出口
1.4   肋
1.4’ 肋
2     金属板条
3     深冲压工具
3.1   用于屋顶状进口或出口的模具
3.1’ 用于屋顶状进口或出口的模具
3.2   凹陷
3.2’ 凹陷
A     凸起部分
w1    长度
w2    宽度
B     宽度
BR    边缘区域
BS    边缘区域
D     详图
E     凹陷部分
E1    拐角区域
E2    拐角区域
E3    拐角区域
E4    拐角区域
G     基本形状
G3    基本形状
h     高度
KR    轮廓、坯体
KSi   内轮廓、壳体
KSa   外轮廓、壳体
KW    外轮廓、深冲压工具
L     长度
L1    第一纵向边缘
L2    第二纵向边缘
Q1    第一横向边缘
Q2    第二横向边缘
R     壳体坯体
T     腰部
t1    深度
t2    深度
VA    连接部分
VR1   圆弧半径
VR2   圆弧半径
w1    宽度
w2    宽度

Claims (10)

1.一种用于内燃机的壳体消音器（1），其包括第一壳体（1.1）和至少一个第二壳体（1.2），它们在它们的边缘区域BS连接以形成壳体消音器（1），每个边缘区域BS具有箱体状内轮廓KSi和外轮廓KSa，该箱体状内轮廓KSi具有四个拐角区域E1-E4以及宽度B和长度L，并且每个壳体（1.1、1.2）由壳体坯体R生产，其通过具有该壳体（1.1、1.2）形状的深冲压工具（3）成形金属板条（2）而形成，一旦该坯体R已经按尺寸切割，成型的坯体R具有边缘区域BR，具有外轮廓KR并且至少被部分地去除，以便形成该壳体（1.1、1.2）的该边缘区域BS的该外轮廓KSa，
其特征在于，
除了该箱状的基本形状G外，该壳体（1.1、1.2）的该边缘区域BS的该内轮廓KSi包括至少一个拐角区域E1-E4，其延伸超过该箱子状基本形状G的该宽度B和该长度L，因此至少部分地适合于需要按尺寸切割的该坯体R的该边缘区域BR的该轮廓KR。
2.一种用于内燃机的壳体消音器（1），其包括第一壳体（1.1）和至少一个第二壳体（1.2），它们在它们的边缘区域BS连接以形成壳体消音器（1），每个边缘区域BS具有箱体状内轮廓KSi和外轮廓KSa，该箱体状内轮廓KSi具有四个拐角区域E1-E4以及宽度B和长度L，并且每个壳体（1.1、1.2）由壳体坯体R生产，其通过具有该壳体（1.1、1.2）形状的深冲压工具（3）成形金属板条（2）而形成，一旦该坯体R已经按尺寸切割，成型的坯体R具有边缘区域BR，具有外轮廓KR，并且至少部分地去除，以便形成该壳体（1.1、1.2）的该边缘区域BS的该外轮廓KSa，
其特征在于，
每个壳体（1.1、1.2）包括凸起部分A以便形成用于连接排气管的屋顶状进口或出口（1.3），其中
a）所述凸起部分A相对于该壳体（1.1、1.2）的该边缘区域BS的该内轮廓KSi的该基本形状G突出深度t1，为了形成该凸起部分A该深度t1选择为该金属板条（2）的尺寸不需要选择为大于所述凸起部分A被省略的情况，和/或
b）凹陷部分E设置在该凸起部分A的除了腰部T以外设置凹陷部分E的区域中，并且还设置为相对于该壳体（1.1、1.2）的该边缘区域BS的该内轮廓KSi的该基本形状G进一步返回深度t2。
3.根据权利要求1或2所述的壳体消音器（1），
其特征在于
该外轮廓KSa的形状与该内轮廓KSi不同。
4.根据前述权利要求的任何一项所述的壳体消音器（1），
其特征在于
该壳体（1.1,1.2）的该边缘区域BS的该内轮廓KSi和/或该外轮廓KSa由第一纵向边缘L1、第二纵向边缘L2、第一横向边缘Q1和第二横向边缘Q2以及该四个拐角区域E1、E2、E3、E4形成，其中每个拐角区域E1、E2、E3、E4将纵向边缘L1、L2连接到横向边缘Q1、Q2，并且该壳体（1.1、1.2）的该边缘区域BS包括至少在纵向边缘L1、L2和/或横向边缘Q1、Q2区域中的腰部T，该腰部延伸跨过该壳体（1.1、1.2）的宽度w1和/或宽度w2的至少50%至80%。
5.根据权利要求4所述的壳体消音器（1），
其特征在于
该壳体（1.1、1.2）的该边缘区域BS的该内轮廓KSi和/或该外轮廓KSa包括在两个纵向边缘L1、L2的区域中和/或在两个横向边缘Q1、Q2的区域中的该腰部T。
6.根据权利要求4或5所述的壳体消音器（1），
其特征在于
该壳体（1.1、1.2）的该边缘区域BS的该内轮廓KSi和/或该外轮廓KSa为骨头状。
7.一种包括具有外轮廓KW的基本形状G3的深冲压工具（3），其用于成型金属板条（2）以便形成根据前述权利要求任何一项所述类型和形状的壳体消音器（1）的壳体（1.1、1.2）的坯体R，
其特征在于
该深冲压工具（3）的该基本形状G3的该外轮廓KW包括至少一个拐角区域E1-E4，其延伸超过宽度B和长度L，因此至少部分地适合于需要按尺寸切割的该坯体R的该边缘区域BR的该轮廓KR。
8.一种包括具有外轮廓KW的基本形状G3的深冲压工具（3），其用于成型金属板条（2）以便形成根据前述权利要求任何一项所述类型和形状的壳体消音器（1）的壳体（1.1、1.2）的坯体R，
其特征在于
该深冲压工具（3）的该基本形状G3的该外轮廓KW包括模具（3.1），其设计为形成用于连接排气管的屋顶状进口或出口（1.3），其中
a）所述模具（3.1）相对于该外轮廓KW的该基本形状G突出深度t3，并且为了形成该凸起部分A，所述深度t3选择为该金属板条（2）的尺寸不需要被选择为大于在所述凸起部分A被省略的情况，和/或
b）凹陷（3.2）设置在该模具（3.1）的除了腰部T以外设置凹陷（3.2）的区域中，并且相对于所述外轮廓KW的该基本形状G设置为进一步返回深度t4。
9.一种决定用于生产消音器（1）的壳体（1.1、1.2）的边缘区域BS的内轮廓和/或外轮廓KSi、KSa的方法，该方法包括下面的步骤：
a）采用具有箱子状外轮廓KW的深冲压工具（3）从金属板条（2）深冲压壳体（1.1、1.2）；
b）决定深冲压的坯体R的外轮廓KR；
c）加宽该深冲压工具（3）的拐角区域E1-E4以使该外轮廓KW变为类似于该外轮廓KR；
d）重复方法步骤a）至c）至少一次。
10.一种决定用于生产消音器（1）的壳体（1.1、1.2）的边缘区域BS的内轮廓和/或外轮廓KSi、KSa的方法，该方法包括下面的步骤：
a）采用具有外轮廓KW的深冲压工具（3）由金属板条（2）深冲压壳体（1.1、1.2），该深冲压工具（3）包括设计为形成凸起部分A的模具（3.1）；
b）决定深冲压的坯体R的该凸起部分A的深度t1、t2；
c）优化该深冲压工具（3）的该外轮廓KW的该模具（3.1）的深度t3、t3’使得为了形成该凸起部分A，该金属板条（2）的尺寸不必选择为大于所述凸起部分A被省略的情况。
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