DE29823707U1

DE29823707U1 - Leitungselement mit Dämpfung, insbesondere für Abgasleitungen von Verbrennungsmotoren bei Kraftfahrzeugen

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Publication number: DE29823707U1
Application number: DE29823707U
Authority: DE
Original assignee: IWK Regler und Kompensatoren GmbH
Current assignee: IWKA Balg und Kompensatoren Technologie GmbH
Priority date: 1998-05-29
Filing date: 1998-05-29
Publication date: 1999-12-02
Anticipated expiration: 2008-05-30

Description

PATENTANWÄLTE'^
HEINER LICHTI

DlPL-PHYS. DR. RER. NAT. JOST LEMPERT D-76207 KARLSRUHE (DURLACH)

POSTFACH 410760 DIPL-ING. HARTMUT LASCH TELEFON: (0721)9432815 TELEFAX: (0721)9432840

IWK Regler und 16698.3/99 Le/bu

Kompensatoren GmbH 09. Juli 1999 Lorenzstraße

D-76297 Stutensee

Leitungselement mit Dämpfung, insbesondere für Abgasleitungen von Verbrennungsmotoren bei Kraftfahrzeugen

Die Erfindung betrifft ein flexibles Leitungselement, insbesondere für Abgasleitungen von Verbrennungsmotoren bei Kraftfahrzeugen, mit einem mit zylindrischen Anschlußenden versehenen, schraubengangformigen oder ringgewellten Balg und einem den Balg unmittelbar umgebenden Metallgeflecht.

Derartige Leitungselemente werden als Zwischenstücke in die Abgasleitung eingebaut, die üblicherweise fest, ggf. unter Einschaltung flexibler Stützteile, am Fahrzeugboden installiert ist, um Bewegungen und Schwingungen aufzunehmen und von der Weiterleitung an benachbarte Bauteile abzukoppeln, wie sie von der elastisch gelagerten Antriebsmaschine, Störungen des Fahrzeugs, temperaturbedingten Längenänderungen etc. entstehen. Bei einer mangelnden Balgbedämpfung treten im Resonanzbereich des freien Balges Bewegungsüberhöhungen des letztgenannten auf, die zu einer Beeinträchtigung der Lebensdauer und in Wechselwirkung mit anderen Bauteilen zur Erzeugung von Geräuschen führen.

Die EP O 681 096 Al beschreibt ein flexibles Leitungselement, bei dem der Balg von einem an beiden Balgenden festgelegten Gestrickeschlauch umgeben ist. Durch den Gestrickeschlauch wird der Balg axial in beiden Richtungen abgestützt, da die Maschen sowohl in Zug- als auch Druckrichtung verschoben werden können und ihre Verschiebbarkeit in beide Richtungen auf Grenzen stößt. Nachteilig hierbei ist jedoch, daß das Leitungselement nach außen hin relativ ungeschützt ist, da sich Verunreinigungen oder aber Teilchen, beispielsweise kleine Steinchen bei Steinschlag, in den Zwischenräumen der Maschen festsetzen können, wodurch das Gestricke in seiner Beweglichkeit derart behindert wird, daß sich die axiale Beweglichkeit des Leitungselements insgesamt verringert und demgemäß auch die Entkopplungswirkung. Des weiteren ist das Gestricke nicht nur flächig, sondern weist auch eine endliche komprimierbare Höhe auf, so daß das Gestricke ebenfalls unter Verlust seiner Wirkung zusammengedrückt werden kann.

Aus der DE-GM 296 09 293.2 ist weiterhin ein flexibles Leitungselement mit einem den Balg unmittelbar umgebenden Gestrickeschlauch bekannt, welches zusätzlich einen koaxial zum Leitungselement angeordneten, den Gestrickeschlauch außenseitig vollständig umgebenden Geflechtsschlauch aufweist, der an den Anschlußenden des Leitungselements festgelegt ist, so daß der den Balg umgebende Gestrickeschlauch vor von außen herangetragenen Verschmutzungen geschützt ist. Diese Konstruktion ist relativ teuer, da das Leitungselement aus drei verschiedenartigen Schläuchen zusammengesetzt ist, wobei die Dämpfungsfunktion und die Schutzfunktion von unterschiedlichen Komponenten übernommen wird.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ausgehend

von einem Leitungselement der eingangs genannten Art dieses derart auszurüsten, daß einerseits die Entkopplungswirkung auch bei Steinschlag und von außen an das Leitungselement herangetragenen Verschmutzungen erhalten bleibt und andererseits die Dampfungsfunktion und die Schutzfunktion von nur einer einzigen Komponente des Leitungselements übernommen werden.

Erfindungsgemäß wird die genannte Aufgabe durch ein Leitungselement der eingangs genannten Art gelöst, welches ein eigenstabiles Metallgeflecht mit plastischen Verformungen zur akustischen und/oder mechanischen Dämpfung des Balges aufweist.

Das Dämpfungsprinzip des erfindungsgemäß ausgestalteten Leitungselements beruht auf den plastischen Verformungen des eigenstabilen Metallgeflechts, die in geeigneter Struktur und Anordnung diesem aufgeprägt sind und insbesondere eine Schalldämpfung bewirken. Damit zeichnet sich das erfindungsgemäße Dämpfungsprinzip durch eine vollständige Abkehr herkömmlicher Dämpfungen aus, bei denen die Dämpfung von einem grobmaschigen Gestrickeschlauch bewerkstelligt wird, der eine die Stärke des ihn bildenden Drahtfadens wesentlich übersteigende Höhe hat und dessen Maschen, die zur Aufrechterhaltung der Dämpfungsfunktion vor eindringenden Verschmutzungen, wie Steinschlag, geschützt werden müssen, in Zug- und Druckrichtung verschoben werden können. Das erfindungsgemäße Metallgeflecht hingegen kann in einer bevorzugten Ausge-0 staltung aus einer oder mehreren Drahtwicklungen bestehen und den Balg vollständig umgeben, so daß dieser vor Verschmutzungen geschützt ist. Das mit plastischen Verformungen versehene eigenstabile Metallgeflecht erhält seine Eigenschaften auch bei Verschmutzungen bei und trägt zusätzlich auch zur Axialabstützung der Enden des Leitungselements gegeneinander bei, da es am Balg unmit-

telbar anliegt und somit sowohl in Zug- als auch in Druckrichtung als Anschlag wirkt, was insbesondere bei plötzlich auftretenden Massenkräften von Bedeutung ist. . Entsprechend wird eine Überdehnung des Balges jederzeit zuverlässig verhindert.

Das Metallgeflecht kann einfädig oder mehrfädig gefertigt sein, wobei es bei einer mehrfädigen Ausführung vorzugsweise Metallbänder unterschiedlicher Stärke und somit unterschiedliche Eigenfrequenzen aufweist, so daß bei keiner Schwingungsanregung des Geflechts der Resonanzfall eintritt. Das Metallgeflecht kann beispielsweise aus einem Grundgeflecht stärkerer Metallfäden aufgebaut sein, in welches Metallfäden geringerer Stärke eingebracht, z.B. eingewoben sind.

Die auf das Metallgeflecht aufgeprägten plastischen Verformungen sind als dem Balg zugekehrte und/oder dem Balg abgekehrte Formprofile vorgesehen und sind im ein-0 fachsten Fall als kreisförmige Vertiefungen bzw. Erhöhungen ausgeführt. Je nach Dämpfungsanforderung können die plastischen Verformungen aber auch jede anderen Profilierung aufweisen, z.B. oval oder mehreckig sein und sowohl über den ganzen Umfang des Drahtgeflechts verteilt als auch gezielt an besonders schwingungsempfindlichen Bereichen angebracht sein. In einer bevorzugten Ausführungsvariante ist beispielsweise vorgesehen, daß sich längliche Vertiefungen bzw. Erhöhungen längs- oder schraubenförmig bzw. kreuzweise um die Oberfläche des Balges herum er-0 strecken.

Während bei einer Anwendung des erfindungsgemäßen Leitungselements, nämlich für Abgasleitungen von Verbrennungsmotoren bei Kraftfahrzeugen, das Metallgeflecht vorzugsweise auf die Außenseite des Balges aufgebracht ist und somit zusätzlich zur Dämpfungs- eine Schutzfunk-

tion hat, kann insbesondere bei hohen Dämpfungsanforderungen auch ein zusätzliches Metallgeflecht auf die Innenseite des Balges aufgebracht sein. Wenn ein Schutz vor äußeren Einwirkungen nicht vonnöten ist, kann das Geflecht auch ausschließlich auf die Balginnenseite aufgebracht sein.

Um eine zuverlässige Festlegung des Metallgeflechts sowie des Balges an den Anschlußenden des Leitungselementes und damit eine wirksame Längsabstützung zu schaffen, ist bevorzugt das Metallgeflecht an den Enden des Balges durch zylindrische Ringe gehalten. Die dabei vorzugsweise außen auf den Balg mit dem Metallgeflecht aufgesetzten Ringe sorgen dafür, daß das Metallgeflecht zuverlässig unmittelbar am Balg anliegt, so daß ein Lösen des Metallgeflechts und somit ein Verlust seiner Dämpfungseigenschaften verhindert wird.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist eine Innenauskleidung (Inliner) vorgesehen. Es handelt sich hier um ein medienleitendes, gegebenenfalls schalldämpfendes Element, wie einen Gewebeschlauch o. dgl.

Nachstehend sind verschiedene Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Leitungselements unter Bezugnahme auf die Zeichnungen im einzelnen erläutert. Dabei zeigen:

0 Fig. 1 eine Seitenansicht eines Leitungselements mit geschnitten dargestelltem Metallgeflecht,

Fig. 2+3 verschiedene Anordnungen plastischer Verformungen in einem Metallgeflecht

bezüglich eines rihggewellten Balges,

Fig. 4-9 verschiedenartige plastische Verformungen eines geschnitten dargestellten Metallgeflechts und 5

Fig. 10 verschiedenartige Formprofile plastischer Verformungen an einem Metallgeflecht .

Das in Fig. 1 dargestellte flexible Leitungselement 1 weist einen ringgewellten Balg 2 auf, an den außenseitig ein diesen unmittelbar umgebendes (geschnitten dargestelltes) Metallgeflecht 3 angebracht ist. Das Leitungselement 1 weist weiterhin an seinen zylindrischen Anschlußenden 4 zylindrische Ringe 8 zum Festlegen des Leitungselements 1 in einer Abgasleitung sowie zum zuverlässigen Festlegen des Metallgeflechts 3 am Balg 2 auf.

In den Fig. 2 und 3 ist das Metallgeflecht 3 eines Leitungselements 1 mit auf das Metallgeflecht 3 aufgeprägten plastischen Verformungen 5 gezeigt, die einem ringgewellten Balg 2 zugekehrt sind. Die Verformungen 5 können sowohl an den Berührungsstellen 7 des Balges 2 mit dem Metallgeflecht 3 (Fig. 2) als auch zwischen diesen Berührungsstellen 7 (Fig. 3) angeordnet sein. Um eine optimale Bedämpfung des Balges 2 zu bewerkstelligen, sind in einer bevorzugten Ausführung die plastischen Verformungen 5 eines Metallgeflechts 3 sowohl an als auch zwischen den Berührungssteilen 7 eines Balges 2 angeordnet.

In den Fig. 4-9 sind verschiedenartige plastische Verformungen 5 eines geschnitten dargestellten Metallgeflechts 3 gezeigt. Die in Fig. 4 dargestellte, als Vertiefung ausgeführte Verformung 5 erstreckt sich schraubengangförmig um die Mantelfläche des zylindrischen Leitungselements herum; in den Fig. 5 und 6 sind radiale (Fig. 5)

bzw. längsgerichtete (Fig. 6) Verformungen 5 gezeigt, die in Fig. 5 unterschiedliche Profile aufweisen. Während in den Fig. 7 und 8 symmetrische (Fig. 7) bzw. asymmetrische (Fig. 8) punktförmige Verformungen dargestellt sind, sind in Fig. 9 langlochartige Verformungen 5 in Längsrichtung des Leitungselements gezeigt. Selbstverständlich können nicht nur die in den Fig. 4-9 gezeigten Ausführungsformen der plastischen Verformungen in beliebiger Anzahl und Kombination variiert werden, sondern die einem Metallgeflecht 3 eines Leitungselements 1 aufgeprägten Verformungen 5 können beliebiger Gestalt sein, und die dargestellten Ausführungsformen sind lediglich als eine Auswahl möglicher Ausbildungsvarianten aufzufassen.

In Fig. 10 werden schließlich unterschiedliche Formprofile 6 der plastischen Verformungen in einem Metallgeflecht gezeigt, die rund, oval oder mehreckig sein können und, wie in der oberen Reihe 6a gezeigt, verschiedene Höhen bzw. Tiefen aufweisen können.

Bei der Herstellung eines erfindungsgemäßen Leitungselements kann entweder das Metallgeflecht vorgefertigt, die plastischen Verformungen aufgeprägt und das Metallgeflecht anschließend an der Innen- oder Außenseite eines entsprechenden Balges angeordnet werden, oder das Metallgeflecht und der Balg werden vormontiert und anschließend die plastischen Verformungen auf das Metallgeflecht aufgeprägt.

Claims

1. Flexibles Leitungselement, insbesondere für Abgasleitungen von Verbrennungsmotoren bei Kraftfahrzeugen, mit einem mit zylindrischen Anschlußenden (4) versehenen, schraubengangförmigen oder ringgewellten Balg (2) und einem den Balg (2) unmittelbar umgebenden Metallgeflecht (3), dadurch gekennzeichnet, daß das Metallgeflecht (3) eigenstabil ist und plastische Verformungen (5) zur akustischen und/oder mechanischen Dämpfung des Balges (2) aufweist.

2. Leitungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die plastischen Verformungen (5) aufgeprägte Formprofile (6) sind.

3. Leitungselement nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die plastischen Verformungen (5) dem Balg (2) zugekehrt sind.

4. Leitungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallgeflecht (3) einfädig ausgeführt ist.

5. Leitungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallgeflecht (3) mehrfädig ausgeführt ist.

6. Leitungselement nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallgeflecht (3) Metallfäden verschiedener Stärken aufweist.

7. Leitungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallgeflecht (3) an den Enden (4) des Balges (2) durch zylindrische Ringe (8) gehalten ist.

8. Leitungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Verformungen (5) sich von der Ebene des Metallgeflechts (3) fort verjüngen.

9. Leitungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Verformungen (5) eine runde Grundfläche aufweisen.

10. Leitungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Verformungen (5) eine mehreckige Grundfläche aufweisen.

11. Leitungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Verformungen (5) eine langlochartige Grundfläche aufweisen.

12. Leitungselement nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die langlochartigen Verformungen (5) in radialer Richtung des Metallgeflechts (3) angeordnet sind.

13. Leitungselement nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die langlochartigen Verformungen (5) in Längsrichtung des Metallgeflechts (3) angeordnet sind.

14. Leitungselement nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die langlochartigen Verformungen (5) schraubengangförmig um die Mantelfläche des Metallgeflechts (3) angeordnet sind.

15. Leitungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Verformungen (5) symmetrisch angeordnet sind.

16. Leitungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Verformungen (5) asymmetrisch angeordnet sind.

17. Leitungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß eine Innenauskleidung (Inliner) vorgesehen ist.