DE20220500U1

DE20220500U1 - Ausgleichselement zur Führung von Abgasleitungen

Info

Publication number: DE20220500U1
Application number: DE20220500U
Authority: DE
Original assignee: Benteler Automobiltechnik GmbH
Current assignee: Benteler Automobiltechnik GmbH
Priority date: 2001-02-07
Filing date: 2002-01-24
Publication date: 2003-08-28
Anticipated expiration: 2012-01-25

Description

Unser Zeichen: 757 Benteler (-007)

Benteler Automobiltechnik GmbH Residenzstraße 1, D-33104 Paderborn

Ausqleichselement zur Führung von Abgasleitungen

Die Erfindung betrifft eine Abgasleitung mit Luftspaltisolierung für eine Brennkraftmaschine gemäß den Merkmalen im Oberbegriff des Patentanspruchs.

Abgasleitungen in Brennkraftmaschinen können aus Rohren, teilweise aber auch aus Blechteilen gebildet sein. Insbesondere in luftspaltisolierten Vorrohren von Abgasleitungen von Brennkraftmaschinen ist die unterschiedliche Ausdehnung der einzelnen Komponenten (Inliner -> Rohr oder Blech bzw. das den Inliner mit Abstand ummantelnde Jacket -> Rohr oder Blech) zu berücksichtigen. Die unterschiedliche Ausdehnung der Komponenten ergibt sich zum einen durch den Einsatz unterschiedlicher Materialien und auch durch verschiedene Temperaturen. Temperaturunterschiede ergeben sich deshalb, weil zum Beispiel die Komponente Inliner direkt mit dem heißen Abgas in

Kontakt steht, während das den Inliner mit Abstand umgebende Jacket zum Inliner durch einen Luftspalt isoliert ist.

Würde man den Inliner mit einem Jacket zum Beispiel durch ein Schmelzschweißfügeverfahren oder durch Formschluss verbinden, würden in den Komponenten unweigerlich derart hohe Spannungen erzeugt werden, die einen Bruch der Komponenten, insbesondere bei hohen Temperaturen, zur Folge hätten.

Der EP 0 503 580 A1 ist eine Abgasleitung mit Luftspaltisolierung für eine Brennkraftmaschine zu entnehmen, welche einen Abgas führenden Inliner und ein den Inliner mit Abstand ummantelndes Jacket aufweist. Eine Stirnseite des Jackets sowie eine Stirnseite des Inliners verlaufen in derselben Querebene. In den Spalt zwischen dem Inliner und dem Jacket ist ein Ausgleichselement in Form eines einen rechteckigen Querschnitt aufweisenden Drahtgestricks eingegliedert. Dieses Ausgleichselement ist in einer durch eine rinnenartige Falzung eines Rohrstücks gebildeten Halterung eingespannt und an der äußeren Oberfläche des Inliners relativ beweglich abgestützt. Die Halterung geht in einen Ringansatz über, dessen Länge etwa ein Drittel der Breite des Ausgleichselements entspricht. Dieser Ringansatz steht so weit über die gemeinsame Querebene der Stirnseiten des Inliners und des Jackets vor, dass der Ringansatz mittels einer Kehlnaht stirnseitig des Jackets axial fixiert werden kann.

Dieser Vorschlag stellt zwar im Vergleich zu dem vorbekannten Stand der Technik eine Verbesserung dar, berücksichtigt aber noch nicht in einer wirklich befriedigenden Weise die jeweiligen örtlichen Gegebenheiten im Hinblick auf die Beeinflussung der Schwingungscharakteristik der Abgasleitung. Grund hierfür ist die relativ kurze axiale Länge des Ringansatzes in Relation zu der demgegenüber deutlich größeren axialen Erstreckung (Breite) des Ausgleichselements.

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Der Erfindung liegt - ausgehend vom Stand der Technik - die Aufgabe zugrunde, eine Abgasleitung mit Luftspaltisolierung für eine Brennkraftmaschine zu schaffen, die unter Beibehaltung des bekannten einfachen Aufbaus und problemloser Montage bei einwandfreier Lageorientierung eines Inliners innerhalb eines Jackets in Abhängigkeit von den örtlichen Gegebenheiten hinsichtlich ihrer Schwingungscharakteristik gestaltet werden kann.

Diese Aufgabe wird mit den im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs aufgeführten Merkmalen gelöst.

Ein wesentliches Merkmal der Erfindung besteht darin, dass eine Stirnseite eines am äußeren Umfang des Jackets im Abströmbereich der Abgasleitung befestigten Flansches sich ebenfalls in der Querebene erstreckt, in welcher auch die Stirnseiten des Inliners und des Jackets verlaufen. Über die Stirnseiten vorstehende Längenabschnitte sind nicht mehr vorhanden. Weitere wesentliche Merkmale der Erfindung sind die Fixierung des freien Endes des zylindrischen Längenabschnitts an der inneren Oberfläche des Jackets und die relativ bewegliche Abstützung des Ausgleichselements an der äußeren Oberfläche des Inliners.

Die Erfindung hat in diesem Zusammenhang erkannt, dass die gezielte Fixierung des zylindrischen Längenabschnitts an der inneren Oberfläche des Jackets die Gefahr erheblich verringert, dass beim Schweißen Schweißspritzer in den Inliner gelangen können. Auch braucht im Rahmen der Erfindung der im Vergleich zum Jacket erheblich dünnere und heißere Inliner bei der relativen thermischen Ausdehnung nicht mehr sowohl das Ausgleichselement als auch den Längenabschnitt mit zu bewegen. Schließlich hat die Erfindung noch erkannt, dass die Überlagerung der hochfrequenten Pulsationsschwingungen des Abgases durch das Ausgleichselement gedämpft werden und sich dadurch nicht mehr in voller Höhe auf den Reibungsbereich zwischen der dem Jacket zugewandten Seite der Halterung und der inneren Oberfläche des Jackets

auswirken können. Das Ausgleichselement wirkt mithin reibungsreduzierend mit dem Ergebnis, dass der heiße Inliner weniger belastet wird.

Durch die Kombination der Merkmale im kennzeichnenden Teil des Schutzanspruchs kann jetzt die Länge des zylindrischen Längenabschnitts in Abhängigkeit von den jeweiligen örtlichen Gegebenheiten exakt bestimmt und damit die Schwingungscharakteristik einer Abgasleitung gezielt beeinflusst werden. Außerdem sind hierdurch das Resonanzverhalten und die Dauerfestigkeit günstig beeinflussbar.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Mit 1 ist eine Abgasleitung, insbesondere in Form eines luftspaltisolierten Vorrohrs, für eine ansonsten nicht näher dargestellte Brennkraftmaschine bezeichnet.

Die Abgasleitung 1 umfasst einen rohrförmigen Inliner 2 (Innenrohr), der von dem Abgas durchströmt wird. Im radialen Abstand A zu dem Inliner 2 befindet sich ein den Inliner 2 ummantelndes rohrförmiges Jacket 3 (Außenrohr). Dadurch wird zwischen dem Inliner 2 und dem Jacket 3 ein Spalt 4 gebildet. Die Stirnseiten 5, 6 des Inliners 2 und des Jackets 3 verlaufen in derselben Querebene QE. Am äußeren Umfang des Jackets 3 ist ein Flansch 7 befestigt, dessen Stirnseite 8 sich ebenfalls in der Querebene QE erstreckt.

In dem Spalt 4 zwischen dem Inliner 2 und dem Jacket 3 ist ein ringförmiges Ausgleichselement 9 in Form eines rechteckig konfigurierten Drahtgestricks angeordnet.

Das Ausgleichselement 9 stützt sich mit einer Seite 13 an der äußeren Oberfläche 20 des Inliners 2 ab. Es ist mit seinen Seiten 10, 12 und 14 in eine Halterung 21 eingebettet, die durch Falzung eines Rohrstücks 22 gebildet ist. Dieses Rohrstück 22 besitzt einen endseitigen Flansch 23, der radial nach

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innen abgekantet ist. Seine Breite B2 ist kürzer als die Breite A des Spalts 4 bemessen.

Im Abstand von dem endseitigen Flansch 23 besitzt das Rohrstück 22 eine nach innen gerichtete Faltung 24, deren radiale Breite B3 ebenfalls kleiner als die Breite A des Spalts 4 bemessen ist. Auf diese Weise ist das Ausgleichselement 9 sicher gehalten. Es liegt nur an der inneren Oberfläche 11 des Jackets 3 an. Es kann sich relativ zum Jacket 3 begrenzt verschieben, verdrehen oder verkanten.

Neben der Faltung 24 erstreckt sich ein zylindrischer Längenabschnitt 25 des Rohrstücks 22 benachbart zur inneren Oberfläche 11 des Jackets 3. Dessen Länge L ist von der Schwingungscharakteristik der Abgasleitung 1 abhängig. Sein freies Ende ist im Bereich der Stirnseite 6 am Jacket 3 durch Punktschweißung festgelegt.

Claims

Abgasleitung (1) mit Luftspaltisolierung für eine Brennkraftmaschine, welche einen Abgas führenden Inliner (2) und ein den Inliner (2) mit Abstand (A) ummantelndes Jacket (3) aufweist, wobei eine Stirnseite (6) des Jackets (3) sowie eine Stirnseite (5) des Inliners (2) in derselben Querebene (QE) verlaufen und in den Spalt (4) zwischen dem Inliner (2) und dem Jacket (3) ein Ausgleichselement (9) in Form eines einen rechteckigen Querschnitt aufweisenden Drahtgestricks eingegliedert ist, das innenseitig des Jackets (3) auf drei Seiten (10, 12, 14) in einer durch eine rinnenartige Falzung eines Rohrstücks (22) gebildeten Halterung (21) eingespannt und an der äußeren Oberfläche (20) des Inliners (2) relativ beweglich abgestützt ist, und wobei das der Halterung (21) abgewandte freie Ende eines zylindrischen Längenabschnitts (25) des Rohrstücks (22) im Bereich der Querebene (QE) axial fixiert ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Stirnseite (8) eines am äußeren Umfang des Jackets (3) im Abströmbereich der Abgasleitung (1) befestigten Flansches (7) sich ebenfalls in der Querebene (QE) erstreckt, das freie Ende des zylindrischen Längenabschnitts (25) des Rohrstücks (22) an der inneren Oberfläche (11) des Jackets (3) fixiert ist und zur Beeinflussung der Schwingungscharakteristik der Abgasleitung (1) die Länge (L) des zylindrischen Längenabschnitts (25) in die Abhängigkeit der örtlichen Gegebenheiten gestellt ist.