[发明专利]模块法兰

说明书

本发明一种多件式气体、废气或和混合气管法兰，用于连接到内燃机的配合法兰，如气缸盖法兰或废气涡轮增压器法兰上，其具有至少一个形成外部法兰的法兰盘，该法兰盘具有至少一个带有中心轴线和内径的用于法兰内部件的凹口，该法兰还具有用于固定在流动方向上的下游的、流体连通的导气管，如废气歧管或新鲜空气管道上的法兰内部件，该法兰内部件支承在凹口的内部，其中，法兰内部件具有与凹口对应的具有外径Da的外表面。考虑尤其是在内燃机的新鲜空气侧上的气缸盖或废气涡轮增压器或废气和/或其他管法兰，如催化器的管法兰作为配合法兰。

从DE19642692C2中已知一种内燃机的法兰圈，该法兰圈具有用于废气管的凹口并且具有加强环，该加强环间接地通过废气管支承在凹口内，其中，提供废气内部管，该废气内部管由比废气管更耐高温的材料制成，并且其中，加强环和废气管具有构造为部分球形的外表面，该外表面与法兰圈的内表面对应，其中，外表面和内表面在与内燃机的气缸盖连接时相对于彼此压紧.

从DE102006020608B4中已知一种废气歧管法兰，其由法兰和在其中导引的法兰圈构成。法兰圈根据图5的实施例设计成圆锥形并且通过凸缘抵靠密封元件地贴靠在气缸盖上。

DE10220986B4记载一种废气歧管法兰，其具有至少一个安设在气缸盖上的法兰盘，其中，法兰盘具有至少一个用于法兰内部件的凹口，该废气歧管法兰还具有法兰内部件，该法兰内部件导引通过凹口并且用于固定废气管。法兰内部件由比法兰盘更耐高温的材料制成并且借助IHU-方法或通过压合和/或熔焊与法兰盘连接。该法兰内部件具有设计成圆锥形的贴靠面，它可以通过该贴靠面直接地贴靠在气缸盖出口上。

从DE1164157B中已知一种由多个管束组成的歧管装置。管道的单独腔室通过接套，即通过使管道相对气缸体能够纵向伸展的滑动法兰与气缸出口连接。滑动法兰由通过定位和夹紧导轨固定在气缸上的接管构成。上方，接管和导轨在上部设计成阶梯形并且在下部它具有斜坡或倒棱。

因此基于此：定位和夹紧导轨由两个部分导轨构成，与从EP1571305A1中公开的相似。通过滑动法兰确保纵向尺寸(垂直于附图平面)。因此假定，定位和夹紧导轨仅沿纵向，也就是说垂直于附图平面延伸，由此可以同样推导出，它由两个部分导轨构成。

本发明所要解决的技术问题是，导气管法兰这样设计和安置，使得确保导气管法兰简化的结构和更廉价的制造。

该技术问题按本发明由此解决，法兰内部件具有就基本形状而言设计成圆锥形的、沿流动方向逐渐缩窄的外表面，法兰盘具有就基本形状而言设计成圆锥形的、沿流动方向逐渐缩窄的内表面，其中，在导气管法兰压紧到配合法兰上时所述外表面和所述内表面在相对中心轴线沿径向延伸的方向R上相对于彼此压紧。该压紧优选在圆周上，或者均匀地或者仅局部区段地通过下述的缺口的应用而实现。因此，在相对中心轴线的径向方向上或者在轴向方向上作用的形状配合连接发生在法兰内部件与法兰盘之间。因此实现，法兰盘和法兰内部件仅通过借助保持螺栓拉紧到配合法兰上就可以(在存在一个在相对中心轴线的径向方向和轴向方向上作用的力的情况下)相互压紧。为了连接法兰盘和法兰内部件，不需要附加的连接过程，如钎焊，熔焊或接合。外表面和内表面根据表面特性和表面类型也可以仅分段式地和/或点状地相互贴靠。

此外，会有利的是，在废气侧上，当应用在用于气缸盖或废气涡轮增压器的废气歧管上时，法兰内部件由比法兰盘更耐高温的材料制成。通过应用这种材料组合，可以节省成本，因为法兰盘可以由更低的合金钢制成。

为此还会有利的是，外表面和对应的内表面的基本形状设计成圆锥壳形并且参考中心轴线具有至少2mm至5mm的轴向重合尺寸d。轴向重合尺寸d相当于法兰盘或法兰内部件的厚度，若它们设计成平坦的。随着重合尺寸d增大，可达到的外表面与内表面之间的表面压力更小。法兰盘或法兰内部件在此厚度为至少2mm。

与按本发明的构造和布置有关，会有利的是，外表面和/或内表面被造型和/或具有参考中心轴线在圆周方向和/或在径向方向和/或在轴向方向延伸的沟纹，缺口或沟槽。因此还可行的是，外表面和/或内表面设计为造型的，如例如具有在圆周方向上延伸的沟纹，以便表面压力虽然存在重合尺寸d但增大，因此密封性得以改善。

此外会有利的是，法兰内部件和/或法兰盘由深拉的和/或冲压的板构成。以此可达到的过程安全性通过圆锥形构造的在法兰内部件与法兰盘之间的接触面仍进一步提高。因为即使在有关其形状的误差相对大时也可以实现足够大的预紧力。