CN108087090A - 半壳接合结构、包括其的排气歧管及用于接合半壳的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种半壳接合结构，其包括形成在第一半壳的边缘处的第一接合部和形成在第二半壳的边缘处的第二接合部。第一接合部和第二接合部中的一个具有在外直径方向上突出预定间隔的突出部。突出部具有平坦的接触表面，并且当第一接合部和第二接合部彼此重叠时，接触表面与接触表面面向的接合部的内表面接触。

Description

半壳接合结构、包括其的排气歧管及用于接合半壳的方法

相关申请的交叉引用

本申请基于在2016年11月17日向韩国知识产权局提交的申请号为10-2016-0153561的韩国专利申请并要求该韩国专利申请的优先权的权益，其公开通过整体引用并入本文。

技术领域

本公开涉及一种半壳接合结构、包括这种接合结构的排气歧管以及用于将半壳彼此接合的方法。

背景技术

车辆的排气***通常使用催化转换器。一种新近类型的催化转换器是紧凑耦合催化剂(CCC)型，其中催化转换器紧密地联接到排气歧管的每一流道(runner)。另一类型的催化转换器是底置式催化转换器(UCC)型，其中催化转换器在相对远离排气歧管的位置连接到排气歧管。因此，根据催化器转换器的位置，对排气流的均匀性的需求相对较小。设计考虑包括车辆的发动机舱的布局和排气减少需求水平。

诸如不锈钢等的金属材料已经主要用作排气歧管的材料以提高车辆的燃料效率。

排气歧管可以构造成具有两个半壳。各个半壳的边缘可以通过焊接彼此接合以防止废气的泄漏。

在这种歧管构造中，各个半壳的边缘可以被设置为彼此重叠并且然后通过焊接彼此接合。

然而，可能由于压制(冲压、拉拔等)公差即各个半壳的组装公差导致在半壳的边缘之间形成预定的间隙。在焊接半壳的边缘时产生的飞溅物(散射的熔渣或金属颗粒)可能通过间隙被引入由两个半壳形成的内部空间中。飞溅物被引入排气歧管的内部空间中，使得排气歧管的内部空间的清洁度可能被损害。

特别地，在诸如紧凑耦合催化剂(CCC)结构等其中催化转换器设置为邻近排气歧管的结构中，飞溅物可能被引入催化转换器中。因此，在催化剂的上表面发生碎裂现象，使得催化剂的净化效率可能降低。

发明内容

本公开已经致力于解决现有技术中的上述问题，同时保持由现有技术实现的优点。

本公开的一方面提供一种半壳接合结构，其能够防止催化剂被损坏并且保持排气歧管的内部的清洁度。当排气歧管的第一壳和第二壳彼此焊接时，公开的接合结构防止飞溅物被引入到催化转换器中。本公开的另一方面提供一种包括所公开的接合结构的排气歧管。本公开的又一方面提供一种用于将半壳彼此接合的方法。

根据本公开的实施例，用于通过焊接将第一半壳和第二半壳彼此接合的半壳接合结构包括形成在第一半壳的边缘处的第一接合部和形成在第二半壳的边缘处的第二接合部。第一接合部具有在外直径方向上突出预定间隔的突出部。突出部具有平坦的接触表面。在第一接合部和第二接合部彼此重叠的情况下，接触表面与接触表面面向的第二接合部的内表面接触。

根据本公开的另一实施例，用于通过焊接将第一半壳和第二半壳彼此接合的方法包括在第一半壳的边缘处形成凸缘的第一步骤，凸缘具有突出预定长度的突出部，第一接合部在邻近突出部的第一半壳的边缘的部分处是平坦的。所述方法还包括在第二半壳的边缘处形成平坦的第二接合部的第二步骤。所述方法还包括将第一接合部和第二接合部彼此重叠使得突出部与第二接合部的内表面接触的重叠步骤。所述方法进一步包括将第一接合部和第二接合部彼此焊接的焊接步骤。

在第一步骤中，凸缘可以被切割或另外形成使得平坦接触表面设置在突出部的端部处。

根据本公开的又一实施例，排气歧管包括具有两个半壳的歧管主体，以及将两个半壳彼此接合的半壳接合结构。半壳接合结构具有在第一半壳的边缘处形成的第一接合部和在第二半壳的边缘处形成的第二接合部。第一接合部具有在外直径方向上突出预定间隔的突出部。在第一接合部和第二接合部彼此重叠的情况下，突出部与突出部面向的第二接合部的内表面接触。

附图说明

从以下结合附图的详细描述中，本公开的以上和其它目的、特征和优点将更加明显。

图1是根据本公开的一个实施例的排气歧管的透视图，其中排气歧管接合到催化转换器。

图2是图1的排气歧管的分解透视图。

图3是图1的排气歧管沿线A-A截取的横截面图。

图4是从图3的圆B截取的排气歧管的部分的放大图。

图5是根据本公开的一个实施例形成在第一半壳的边缘处的凸缘的视图。

图6是示出由刀具切割图5的第一半壳的凸缘的过程的视图。

图7是在图6的凸缘已经被刀具切割后在第一半壳的边缘处形成的突出部的视图。

图8是在被加工以形成第一接合部之后图6的第一半壳的边缘的部分的视图。

附图中每个元件的符号

10：排气歧管

20：歧管主体

40：半壳接合结构

41：第一接合部

42：第二接合部

具体实施方式

本文参照附图详细描述本公开的实施例。作为参考，为了方便和理解，在描述本公开中参考的附图中所示出的组件的尺寸、线的粗细等可能被夸大。此外，由于考虑本公开的功能来定义在描述本公开中使用的术语，所以这些术语可以根据使用者或操作者的意图、习惯等而改变。因此这些术语应基于本公开的全部内容来定义。

参照图1至图4，根据本公开的实施例的排气歧管10可以包括具有第一半壳21和第二半壳22的歧管主体20。

歧管主体20可以包括通过焊接彼此接合的第一半壳21和第二半壳22。第一半壳21的边缘23和第二半壳22的边缘24可以通过焊接50彼此接合以形成半壳接合结构40(参见图3和图4)。

第一半壳21和第二半壳22彼此接合，使得一个或多个流道可以形成在歧管主体20中。在一个实施例中，一个或多个流道可以通过第一半壳21和第二半壳22的形状限定在歧管主体中。例如，如图1和图2中所示，第一半壳21和第二半壳22彼此接合，使得多个流道可以分隔开并且形成在歧管主体20的内部空间中。多个流道可以通过入口凸缘28与发动机的各个缸体连通。

在车辆上使用期间废气通过其被引入的入口凸缘28可以通过焊接等接合到歧管主体20的一端。入口凸缘28可以连接到发动机，并且可以具有与发动机的各个缸体连通的开口。入口凸缘28的各个开口可以与各自的流道连通。

在车辆上使用期间废气通过其被排出的出口部29可以形成在歧管主体20的另一端处。催化转换器60的入口盖61可以经由气密接头连接到歧管主体20的出口部29。如上所述，由于催化转换器60直接地联接到歧管主体20的端部，因此催化转换器60可以是紧密联接到歧管主体20的流道的紧凑耦合催化剂(CCC)型催化转换器。

同样在该实施例中，根据车辆发动机规格或要求等，内部流道30(参见图3)可以安置在歧管主体20中，以形成双壁排气歧管。内部流道30的数量可以对应于歧管主体20的流道的数量。各自的内部流道30的外表面可以预定的间隔或间隙与歧管主体20的各自的流道的内表面间隔开。

参照图3和图4，描述根据本公开的实施例的半壳接合结构40。半壳接合结构40可以包括形成在第一半壳21的边缘23处的第一接合部41和形成在第二半壳22的边缘24处的第二接合部42。第一接合部41和第二接合部42可以通过焊接接头即焊接50彼此接合以实现半壳接合结构40。

第一接合部41可以形成在第一半壳21的边缘23处并且具有平坦的或平直的形状或轮廓。因此，第一接合部41的内表面和外表面可以是平坦的。例如，第一接合部41的平坦的或平直的形状可以通过以预定的弯曲半径(R)将第一半壳21的边缘23的一部分弯曲两次来形成。在一个实施例中，可以是弯曲半径(R)与第一半壳21的厚度(t1)相同。在弯曲半径(R)大于第一半壳21的厚度(t1)的情况下，可能产生裂纹等，使得半壳的模制、冲压、拉拔质量可能下降。因此，在一个实施例中，弯曲半径(R)可以与第一半壳21的厚度(t1)相同。

第二接合部42同样可以形成在第二半壳22的边缘24处并且具有平坦的形状或轮廓。因此，第二接合部42的内表面和外表面可以是平坦的。例如，第二接合部42的平坦的或平直的形状可以通过以预定的弯曲半径(R)将第二半壳22的边缘24的一部分弯曲两次来形成。在一个实施例中，可以是弯曲半径(R)与第二半壳22的厚度(t2)相同。在弯曲半径(R)大于第二半壳22的厚度(t2)的情况下，可能产生裂纹等，使得半壳的模制、冲压或拉拔质量可能下降。因此，在一个实施例中，弯曲半径(R)可以与第二半壳22的厚度(t2)相同。

具有接触表面45的突出部46可以形成在第一接合部41和第二接合部42的任意一个上。在公开的实施例中，突出部46被描述为设置在第一接合部41上。然而，应当理解，突出部可以替代地设置在第二接合部42上，并且因此可以设置在第一半壳21或第二半壳22的任意一个上。在该上下文中的书面的说明书和权利要求中的术语的使用仅旨在为了便于描述并且不将本公开的范围限于突出部46在半壳21、22中特定的一个上。突出部46的接触表面45可以是平坦的，并且平坦的接触表面45可以与其面向的接合部的内表面接触并且形成它们之间的气密接合或连接。

在该实施例中，在第一接合部41与第二接合部42彼此重叠的情况下，突出部46的接触表面45可以与第二接合部42的内表面接触。突出部46因此可以堵塞或封闭第一接合部41和第二接合部42之间的间隙。在该状态下，可以执行焊接50，即可以焊接重叠，使得第一接合部41和第二接合部42可以牢固地彼此接合。注意的是，切割凸缘以形成突出预定长度的突出部和在邻近突出部的第一半壳的边缘的部分处形成平坦的第一接合部可以同时地被执行。

根据图3和图4的实施例，突出部46可以在第一接合部41的端部处形成。

现在参照图5至图8详细描述在第一接合部41的端部处形成突出部46的过程和用于将第一接合部41和第二接合部42彼此接合的方法。

如图5中所示，第一半壳21的边缘23的一部分可以通过初步的压制或金属成型工艺以预定半径(R)弯曲以形成在该实施例中在向外的直径方向上或径向向外地突出的凸缘43。这里，弯曲半径(R)可以与第一半壳21的厚度(t1)相同。在弯曲半径(R)大于第一半壳21的厚度(t1)的情况下，可能产生裂纹等，使得第一半壳21的模制、冲压、拉拔或弯曲质量可能下降。因此，可能优选的是，弯曲半径(R)与第一半壳21的厚度(t1)相同。

如在图6中所示，凸缘43可以在二次压制或金属成型工艺中通过切割刀片等即刀具65切割。更特别地，刀具65在刀具65接近第一半壳21的边缘23的状态下在竖直方向上切割凸缘43。切割处理留下突出部46，使得突出部46可以从第一半壳21的边缘23突出如图7中所示的预定的长度s。凸缘43在竖直方向上由刀具65切割，使得接触表面45是平坦的并且面向径向向外或向外的直径方向，并且可以形成在突出部46中。

同时，突出部46的突出长度s可以由刀具65的拔模角度确定。刀具65的拔模角度“a”可以是刀具65和第一半壳21的边缘23之间的角度。例如，在刀具65的拔模角度“a”是12°的情况下，由于sin12°约等于0.2，因此突出部46的突出长度可以是0.2mm。

在突出部46和接触表面45形成后，第一接合部41可以形成在第一半壳21的边缘23处。如上所述，第一接合部41可以通过进一步的压制或金属加工工艺形成为具有平坦的或平直的形状或轮廓，因此第一半壳21的边缘23的一部分可以预定的弯曲半径(R)弯曲两次。因此，突出部46和接触表面45可以形成在第一接合部41的端部处。

当第一半壳21和第二半壳22组装以形成歧管主体时，第一接合部41和第二接合部42设置为彼此重叠。第一接合部41的突出部46的接触表面45可以通过第一接合部41和第二接合部42之间的重叠与第二接合部42的内表面接触。

在该重叠的状态下，第一接合部41和第二接合部42然后彼此焊接，使得第一接合部41和第二接合部42可以牢固地彼此接合。

第一半壳21的第一接合部41和第二半壳22的第二接合部42设置为彼此重叠以形成歧管主体20。第一接合部41的接触表面45可以因此以气密接触与第二半壳22的第二接合部42的内表面紧密地接触。在这种布置中，第一接合部41和第二接合部42之间的重叠间隙可以是由突出部46的突出长度s确定的特定尺寸或间隔。更特别地，突出部46可以堵塞或封闭第一接合部41和第二接合部42之间的间隙。因此，突出部46可以防止在将第一接合部41和第二接合部42彼此焊接时产生的飞溅物通过间隙被引入半壳接合结构40中并且因此被引入歧管10的内部。

在本公开中，突出部46的突出长度s可以被最小化。这能够使第一接合部41和第二接合部42之间的间隙的宽度或尺寸最小化。然后，有限的间隙尺寸可以使在将第一接合部41和第二接合部42彼此焊接时第一接合部41和第二接合部42的变形量最小化。

例如，根据相关技术，在接合部之间的间隙为0.3mm的情况下，在将接合部彼此焊接时接合部的变形量可以是大约0.6mm，其是0.3mm的间隙尺寸的两倍或两倍于0.3mm的间隙尺寸。另一方面，根据刀具65的拔模角度，公开的实施例中的突出部46的突出长度s可以被最小化至0.2mm。因此，在将接合部彼此焊接时接合部的变形量可以保持在0.4mm，其是0.2mm的间隙尺寸的两倍或两倍于0.2mm的间隙尺寸。因此，突出部46能够使间隙、变形量等最小化。

根据本公开的一个实施例的半壳接合结构40应用于排气歧管10的歧管主体20，并且已经在上述的说明书和附图中以示例的方式进行了描述和说明。然而，根据本公开的半壳接合结构40不限于此。在另一实施例中，接合结构40可以应用于诸如各种管道、壳体等的各种领域。例如，本领域技术人员在阅读本公开后将会理解，如果排气歧管10的内部流道30由半壳***组成，则上述的半壳接合结构40可以应用于内部流道30。

如上所述，根据本公开的实施例，可以防止对催化剂的损坏，并且当将排气歧管的第一壳和第二壳彼此焊接时通过阻挡飞溅物被引入催化转换器中来保持排气歧管的内部的清洁度。

如上所提到的，突出部46可以替代地设置并形成在第二半壳22的第二接合部42上。然而，为了突出部以防止飞溅物进入歧管10的内部，焊接50应当从歧管的外部进行，并且因此，无论是第一接合部或第二接合部，突出部都应在间隙内，设置在内部接合部上，并且以径向向外或向外直径的方向突出。进一步地，形成凸缘、切割凸缘、形成第一接合部以及形成第二接合部的各种制造或方法步骤可以各自在独立的金属成型或金属加工工艺步骤中分别地执行。或者，这些步骤的任何一个或多个可以组合，并且在加工或形成第一半壳部分和第二半壳部分的同时与其它步骤的任何一个或多个同时进行或在同一步骤中进行。

尽管已经参照各种实施例和附图描述本公开，但是本公开不限于此，而是可以在不脱离所附权利要求中所保护的本公开的精神和范围的情况下，由本公开所属领域的技术人员进行各种变型和改变。

Claims (9)

1.一种用于通过焊接将第一半壳和第二半壳彼此接合的接合结构，所述接合结构包括：

第一接合部，其形成在所述第一半壳的边缘处；以及

第二接合部，其形成在所述第二半壳的边缘处，

其中，所述第一接合部具有在向外直径方向上突出预定间隔的突出部，并且

其中，在所述第一接合部和所述第二接合部彼此重叠的地方，所述突出部与所述突出部重叠的所述第二接合部的内表面接触。

2.根据权利要求1所述的接合结构，其中，平坦的接触表面形成在所述突出部的端面上。

3.根据权利要求1所述的接合结构，其中，所述第一接合部形成在所述第一半壳的边缘处并且具有平直的形状或平坦的形状。

4.根据权利要求1所述的接合结构，其中，所述第二接合部形成在所述第二半壳的边缘处并且具有平直的形状或平坦的形状。

5.一种用于通过焊接将第一半壳和第二半壳彼此接合的方法，所述方法包括：

在所述第一半壳的边缘处形成凸缘的第一步骤；

切割所述凸缘以形成突出预定长度的突出部的第二步骤；

在邻近所述突出部的所述第一半壳的边缘的部分处形成平坦的第一接合部的第三步骤；

在所述第二半壳的边缘处形成平坦的第二接合部的第四步骤；

借此将所述第一接合部和所述第二接合部彼此重叠以允许所述突出部与所述第二接合部的内表面接触的重叠步骤；以及

将所述第一接合部和所述第二接合部彼此焊接的焊接步骤。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，形成所述第一接合部的第三步骤和切割所述凸缘的第二步骤同时执行。

7.根据权利要求5所述的方法，其中，在切割所述凸缘的第二步骤中，所述凸缘在竖直方向上由刀具切割使得在所述突出部的端部处形成平坦的接触表面。

8.一种排气歧管，其包括：

歧管主体，其具有两个半壳；以及

半壳接合结构，其将所述两个半壳彼此接合，

其中所述半壳接合结构具有形成在所述第一半壳的边缘处的第一接合部和形成在所述第二半壳的边缘处的第二接合部，

其中所述第一接合部具有在向外直径方向上突出预定间隔的突出部，并且

其中，在所述第一接合部和所述第二接合部彼此重叠的地方，所述突出部与所述突出部面向的所述第二接合部的内表面接触。

9.根据权利要求8所述的排气歧管，其中催化转换器与所述歧管主体的端部直接地联接。