[发明专利]凸缘板及其系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种凸缘板用于内燃发动机的排气系统的歧管以及包括该凸缘板的系统。所述凸缘板能够依靠作为安装层的第一外层并通过至少一个紧固件被固定于所述内燃发动机的排气出口连接件上。所述安装层能够通过密封件被至少部分直接或者间接抵靠于所述排气出口连接件。所述凸缘板依靠作为持力层的第二外层被应用于所述紧固件，为了产生垂直作用于所述安装层的保持力(F)，以将所述安装层密封地抵压于所述排气出口连接件，所述凸缘板具有位于所述安装层与所述持力层之间的至少第一中间层，所述第一中间层与所述保持力(F)相关。

背景技术

德国专利DE 37 17 989 A1揭示了一种已知的用以汽车歧管的多层凸缘板，其包括第一层、第二层以及若干中间层。所述中间层设有光栅材料或者开孔薄板。作为替代方案，也可以在金属板的无应力区开孔来减轻凸缘板的重量。

德国专利DE 28 53 722 A1揭示了一种具有两个凸缘环的凸缘，其中在这两个凸缘环之间的空间里设有一个管路部分。所述管状部分的长度对应于两个环之间的最大高度。另外，在这两个凸缘环之间的空间里还设有发泡的合成材料。

德国专利DE 103 37 156 A1揭示了一种具有多孔金属内衬的排气管。

“作用在排气出口连接件上的保持力(F)”是指的是这样一种保持力(F)，其产生通常向排气出口连接件的一个密封面延伸的至少一个分力。

发明内容

本发明的目的在于设计与提供一种改善热导率以及减轻重量的凸缘板。

本发明的目的是通过如下方案实现的：第一中间层形成为空腔结构，其中所述空腔结构具有沿平行于所述安装层的方向延伸或者彼此相互靠近的单一或者多个壁部，所述壁部设有沿平行于所述安装层的方向测量的宽度(b1)以及沿垂直于所述安装层的方向测量的高度(h1)，其中h1>b1，其中所述不同的壁部限定了朝向所述安装层或者所述持力层开放的若干腔体；或者所述不同的壁部与所述安装层以及所述持力层共同限定了一个开放的腔体；或者所述第一中间层是由金属泡沫制成的。

通过应用空腔结构能够达到实质上减轻重量。此外，多层设计使得展望新型混合材料成为可能，特别是在一方面应用空腔结构，另一方面应用金属泡沫和/或陶瓷泡沫的情况下。应用薄片金属以及陶瓷或金属泡沫，尽管大幅减重，还能够一方面确保整体的规定刚度和实现密封所需的接触力；另一方面能够确保机械固定或歧管安装。金属及/或陶瓷泡沫、开孔泡沫及/或闭孔泡沫，只要他们的刚度具备提供密封所述凸缘板与所述排气出口连接件所需要的保持力(F)，都可以考虑。

本发明的目的还可以通过如下系统来实现，所述系统包括用于内燃发动机的歧管或者排气系统，所述系统还包括上述的凸缘板。

提供另一中间层也能被证明是有利的。所述另一中间层形成了空腔结构，所述另一中间层具有沿平行于所述安装层的方向延伸的单一或者多个壁。

第二中间层的应用确保了材料的进一步变化，相对于第一中间层和另一中间层的组成。这可以从如下事实，即位于进一步外侧的另一中间层遭受较低的热应力，因此使选择不同的材料变得切实可行。即使选择了相同的材料，使用不同的体系结构大体上是可能的，尤其是这样的空腔结构设计。这尤其适用于展开空腔结构的壁的几何形状，换句话说，壁的高度与宽度的比率。

此外，如果将另一中间层由金属泡沫制成也是有利的。

原则上，不同的金属泡沫用于不同的层。可以选择如上文所述的相应的组成，例如根据各自的中间层受到的热应力。

就此而论，在所述第一中间层以及所述另一中间层之间设置分隔层也是有利的，其中所述分隔层是由薄片金属或者陶瓷制成的。

所述分隔层确保所应用的保持力实现完整和全表面的传输，使得力分别被均匀分布在两个层上。所述中间层也因此有支持的功能，使得被一个层所吸收的力能够通过中间层转向到另一中间层或者相邻的中间层上。

本发明中h1与b1所适用的如下比率关系非常重要：h1≥xb1，1.5≤X≤f_max，f_max≤20，f_max≤100，f_max≤500，f_max≤1000或者f_max≤2000。

h1与b1的比率一方面主要取决于所应用的保持力，另一方面取决于空腔结构的密度或者所述空腔结构的单个壁元素之间的距离。另一个需要提及的参数是从相对热的安装层开始直到相对冷的持力层的温度分布。