DE8717998U1 - Flexible Abgasleitung für Kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

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DR.-ING. H. J. BROMMER
Bismarckstraße 16

KARUSRU HE 1
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Witzenmann GmbH Metallschlauch-Fabrik Pforzheim Östliche Karl-Friedrich-Straße 134

7530 Pforzheim

Flexible Abgasleitung für Kraftfahrzeuge

Die Erfindung betrifft eine flexible Abgasleitung für Kraftfahrzeuge, bestehend aus einem zv/ischen Rohranschlußstücken angeordneten und daran festgelegten inneren und äußeren, ggf. zusammen mit einem Dichtungsmittel gewickelten und längenveränderbaren Metallschlauch sowie einer zv/ischen diesen angeordneten Isolierlage aus wärmedämmendem und schallabsorbierendem, hitzebeständigem Material.

Derartige flexible Abgasleitungen werden in der Regel als Zwischenstücke in die im übrigen starre Abgasleitung eingebaut, um Bewegungen und Schwingungen aufzunehmen und von der Weiterleitung an

benachbarte Bauteile abzukoppeln, wie sie durch die elastische Lagerung der Antriebsmaschine, Erschütterungen des Fahrzeuges, temperaturänderungsbedingte Längenänderungen etc. entstehen. Dabei tritt neben der Eigenschaft der Flexibilität in zunehmendem Maße die Frage der Wärmedämmung, der Schallabsorbtion und der Dichrheit gegen Austritt von Abgasen in den Vordergrund, insbesondere in Verbindung mit Katalysatorfahrzeugen und verschärften Bestimmungen hinsichtlich Schall- und Abgasemission.

Bei den eingangs genannten Abgasleitungen ist die Isolierlage lose zwischen innerem und äußerem Metallschlauch eingelegt, was zur Folge hat, daß sie betriebsbedingte Längenänderungen dieser Metallschläuche und damit der Abgasleitung nicht ■mitmachen kann. Vielmehr stellt sie sich während des Betriebes auf die kürzeste Länge der Abgasleitung ein bzw. wird auf diese zusammengedrückt, so daß unter allen anderen Betriebsbedingungen zumindest an einem Ende der Raum z\\rischen den beiden Metallschläuchen nicht mit der Isolierlage ausgefüllt ist, wodurch eine Unterbrechung der Wärmeisolierung entsteht und außerdem ein Durchtritt für leckgehendes Abgas verbunden mit den damit einhergehenden Pfeifgeräuschen etc., so daß insoweit die erwähnten Anforderungen hinsichtlich Wärmeisolierung und Emissionsschutz von der

bekannten Abgasleitung nicht mehr erfüllt werden können.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Abgasleitung der eingangs genannten Art derart zu gestalten, daß die gewünschte Funktionsfähigkeit der Isolierlage über die gesamte Länge der Abgasleitung stets vollständig gewährleistet ist unabhängig davon, welchen Längenzustand die Abgasleitung innerhalb des Betriebes jeweils einnimmt.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Isolierlage längenveränderbar ausgebildet und endständig zusammen mit den Metallschläuchen an den Anschlußstücken festgelegt ist.

Diese erfindungsgemäßen Maßnahmen haben die Wirkung, daß die Isolierlage sämtliche Längenänderungsbewegungen der Abgasleitung zwangsweise mitmacht bzw. mitmachen kann, da sie vermöge ihres längenveränderbaren Aufbaues dazu in der Lage ist und andererseits durch ihre endständige Festlegung an den Rohrstutzen auch nicht die Möglichkeit hat, sich Längenänderungen zu entziehen. Damit ist die je nach Wahl des Materials für die Isolierlage gegebene Funktion hinsichtlich Wärmedämmung, Schalabsorbtion und Dichtigkeit stets über die gesamte Länge der Abgasleitung in gleichbleibendem Maße gewährleistet, ohne daß dazu ein

besonders ins Gewicht fallender technischer Aufwand oder gar ein zusätzliches Platzbedarf erforderlich wäre.

Zweckmäßig kann es sein, daß die Isolierlage als ggf. mehrlagiger Geflechts- oder Gewebestrumpf aus Glasfasern, Silikatfasern od. dgl. Isoliermaterial ausgebildet ist. Ein solcher Geflechts- oder Gewebestrumpf ist in dem hier notwendigen Maß längenänderbar, ohne daß seine ggf. durch mehrlagige Ausbildung geschaffene Dichtheit, Wärmeisolationsfähigkeit und Schallabsorbionsfähigkeit verlorengeht.

Es besteht jedoch ebenso die Möglichkeit, daß die Isolierlage aus einem Band eines Glasfaser-, Silikatfaser- od. dgl. -gef!echtes, -gewebes, -gewirkes oder -vlieses schraubengangförmig gewickelt ist, wodurch sich hinsichtlich der Bereitstellung des geeigneten Isoliermaterials sowie dessen Verarbeitung eine erhebliche Vereinfachung und Anpassungsfähigkeit an unterschiedliche Längen und Durchmesser von Abgasleitungen ergeben kann.

Eine v/eitere Möglichkeit besteht darin, daß die Isolierlage aus Keramikpapier oder -pappe besteht, wobei auch hier die Isolierlage aus einem Band des genannten Materials durch dessen schraubengangförmiges Wickeln hergestellt sein kann. Mit

diesem Material lassen sich insbesondere hohe Dichtigkeit und Temperaturbeständigkeit der Isolierlage gewährleisten.

In Weiterbildung des Erfindungsgedankens ist es besonders zweckmäßig, daß die Isolierlage bei entsprechendem radialem Abstand der Metallschläuche über ihre Längserstreckung wellenförmig oder ziehharmonikaartig profiliert ist, wobei im Falle einer aus einem Band gev/ickelten Isolierlage das Band zu einem Einhakprofil profiliert und dann als Schlauch gewickelt sein kann.

Auf diese V/eise ist eine besonders große Längenänderbarkeit der Isolierlage gegeben, ohne daß dazu das Material der Isolierlage in sich eine Streckung oder Stauchung erfährt, so daß auch diesbezäglich eine Beeinflussung der Eigenschaften des Isoliermaterials hinsichtlich Dichtheit, Schallabsorbtionsfähigkeit etc. vermieden ist. Außerdem ergibt sich durch die Profilierung der Isolierlage zwischen dieser und den beidseitigen MetallSchläuchen ein Luftvolumen, das in erheblichem Maße zusätzlich die wärmeisolierenden und schallabsorbierenden Wirkungen der Isolierlage unterstützen bzw. ergänzen kann.

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Was die eingangs erwähnten Metallschläuche betrifft, so können diese als Agraffschlauche ausgebildet sein, durch deren große Längenänderbarkeit bei Aufrechterhaltung insbesondere ihrer vorgegebenen Dichtigkeit eine hohen Anforderungen genügende Abgasleitung für große Bewegungsspielräume geschaffen ist. Selbstverständlich besteht jedoch je nach den einzelnen Anforderungen auch die Möglichkeit, nur einen der beiden Metallschläuche als Agraffschlauch auszubilden, während der andere Metallschlauch beispielsweise aus einem stufenförmig vorprofilierten Band zu einem Schlauch mit schuppenförmig ineinandergreifenden V/indungen gewickelt sein kann oder als Geflechtsschlauch ausgebildet sein kann.

V/as die endständige Montage der Abgasleitung betrifft, so ist es zweckmäßig, daß das jeweilige Ende der Metallschläuche zusammen mit dem zugeordneten Ende der Isolierlage mittels Durchmesserreduzierung einer endständig aufgesetzten Metallhülse auf dem zugeordneten Rohranschlußstück aufgepreßt ist, womit ein dauerhafter, dichter und die Isolierlage unverlierbar fassender Anschluß geschaffen ist. Soweit die Isolierlage wellenförmig od. dgl. profiliert ist, v/ird sie selbstverständlich im Bereich der Metallhülse zusammengedrückt, was jedoch eine funktionelle Be-

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einträchtigung nicht bedeutet, da in diesem Bereich auch der äußere und innere Metallschlauch seine Längenänderbarkeit verliert.

Hier kann jedoch insbesondere für wellenförmig od. dgl. profilierte Isolierlagen vorgesehen sein, daß zwischen äußerem Metallschlauch bzw. innerem Metallschlauch und Isolierlage noch zusätzlich eine Zv/ischenhülse aus Metall eingesetzt und unter Durchmesserreduzierung mitverpreßt ist. Diese Zwischenhülse schafft einen gewissen radialen Abstand zwischen innerem und äußerem Metallschlauch auch im Bereich des jeweiligen Rohranschluß Stückes, so daß die Metallschläuche über ihre gesamte Länge einschließlich der Endbefestigung den gegenseitigen radialen Abstand beibehalten, der für die gewellte od. dgl. profilierte Isolierlage vorgesehen ist.

Zusätzlich kann vorgesehen sein, daß zum Verpressen das Rohranschlußstück gleichzeitig einer radialen Aufweitung unterzogen wird, so daß nicht die gesamte für die Anschlußverbindung erforderliche Radialänderung über die Metallhülse und ggf. die Zwischenhülse durchgeführt werden muß, diesen vielmehr das Rohranschlußstück quasi von innen entgegenkommt, wodurch die Herstellung der Anschlußverbindung, insbesondere hinsichtlich der aufzuwendenden Kräfte vereinfacht und damit

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auch die Herstellung einer gleichbleibenden, guten Qualität der Anschlußverbindung sichergestellt ist.

Schließlich kann vorgesehen sein, daß die freien Enden der Metallhülse und der Zwischenhülse untereinander und mit dem Rohranschlußstück durch Schweißung oder Lötung verbunden sind, um hier auch für lange Betriebszeiten einem eventuellen Lockern der Anschlußverbindung entgegenzuwirken und damit der erfindungsgemäßen Abgasleitung eine hohe Standzeit zu geben.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsformen, die auf der Zeichnung dargestellt sind. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 ein Anschlußende einer Abgasleitung im axialen Halbschnitt;

Fig. 2 eine abgewandelte Bauform in der Darstellung gemäß Fig. 1;

Fig. 3 eine v/eitere Abwandlung einer Abgasleitung in der Darstellung gemäß Fig. und

Fig. 4 bis 8 verschiedene weitere Gestaltungen der Abgasleitung im axialen Halbschnitt ohne Anschlußenden.

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Fig. 1 zeigt ein Rohrstück 1 aus Metall mit nach rechts hin durch zweifache Abtreppung reduziertem Durchmesser. Auf das rechte Ende des Rohrstükkes 1 ist ein innerer Metallschlauch 2 aufgeschoben, der von einer Isolierlage 3 umgeben ist, welche durch schraubengangförmiges Wickeln eines zickzackförmig bzw. harmonikaartig profilierten 3andes aus Keramikpapier hergestellt ist, wobei sich benachbarte 3andkanten über einen gewissen Bereich überlappen, wie bei 4 ersichtlich.

Die Isolierlage 3 ist selbst von einem äußerer. Metallschlauch 5 in Form eines gewickelten Agraffschlauches umgeben, dessen Innendurchmesser um so vieles größer als der Außendurchmesser des Agraffschlauches 2 ist, daß die Isolierlage 3 sich zwischen den beiden Metallschläuchen ungehindert in Axialrichtung bewegen kann.

Im Bereich des rechten Endes des Rohranschlußstückes 1 ist die Isolierlage 3 von einer Zwischenhülse &ogr; und der Agraffschlauch 5 von einer Metallhülse 7 umgeben, wobei diese Teile und das Ende des Rohrstückes 1 zusammen mit den zwischen ihnen liegenden Enden der Agraffschläuche 2 und sowie der Isolierlage 3 radial zu einem festen Verbund verpreßt sind. Dabei wird die Profilierung sowohl der Isolierlage 3 als auch der Agraffschläuche

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und 5 zusammengedrückt. Um dieser Anschlußbefestigung eine zusätzliche Haltbarkeit zu geben, sind außerdem die Zwischenhülse 6 und die Metallhülse 7 durch eine Schweißung 8 mit dem Rohranschiußstück 1 verbunden, wobei die erste Abtreppung 9 des Rohranschlußstückes 1 der Schweißverbindung zur Reduzierung deren Masse entgegenkommt.

Wie ersichtlich, ist der in Fig. 1 dargestellte Leitungsaufbau in weitem Maße längenänderbar im Rahmen der Axialbeweglichkeit der Agraffschläuche 2 und 5, wobei die Isolierlage 3 alle Längenänderungen mitausführen kann, ohne sich dabei von den Anschlußenden lösen zu müssen, deren anderes man sich in der mit der Darstellung vergleichbaren Weise am rechten Ende der Leitung vorstellen muß.

Fig. 2 zeigt grundsätzlich den gleichen Aufbau aus innerem Agraffschlauch 10. profilierter Isolierlage 11 und äußerem Agraffschlauch 12. wobei hier jedoch das Rohranschlußstück 13 nur einmal abgetreppt ist, während die äußere Metallhülse 14 auf der dem Rohranschlußstück zugewandten Seite eine radiale Verjüngung 15 aufweist, um dort die Kammer 40 abzuschließen, in der die Enden der Metallschläuche 10 und 12, der Isolierlage 11 sowie die Zwischenhülse 16 angeordnet sind. Die Kammer 40 kann zusätzlich mit Isoliermaterial oder Lötpulver gefüllt sein, um auf diese Weise eine stirnseitige Abdichtung der zwischen Rohranschlußstück 13 und Metallhülse 14 eingefangenen Teile zu gewährleisten.

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Auch bei dem Beispiel gemäß Fig. 2 werden die Teile im Bereich der erwähnten Kammer 40 radial miteinander verpreßt, wobei die radiale Verformung nicht nur zulasten der Metallhülse 14 sowie der Zwischenhülse 16 gehen muß. sondern teilweise auch durch radiale Aufv/eitung des Endes des Rohranschlußstückes 13 aufgebracht werden kann. Soweit in der genannten Weise die Kammer 40 mit Lötpulver gefüllt wurde, kann dies anschließend durch induktive Erwärmung verflüssigt werden.

Auch bei dem Beispiel gemäß Fig. 3 ist ein innerer Agraffschlauch 17, eine diesen umgebende Isolierlage mit zickzackförmiger Profilierung sowie ein äußerer Agraffschlauch 19 ersichtlich, die endständig mittels einer Metallhülse 20 und einer Zwischenhülse 21 mit dem rechten Ende eines Rohranschlußstückes 22 verpreßt sind. Hier sind jedoch Metallhülse 20 und Ende des AgraffSchlauches 19 gegenüber der Zwischenhülse 21 und Ende des AgraffSchlauches 17 derart zurückgesetzt, daß Agraffschlauch 19 und Metallhülse 20 durch eine Schweißnaht 23 zusätzlich mit der Zwischenhülse 21 verbunden werden können, die ihrerseits dann bei 24 an das Rohranschlußstück 22 angeschweißt ist.

Die Fig. 4 bis 8 zeigen Varianten des durch inneren und äußeren Metallschlauch einerseits und Isolierlage andererseits gebildeten Aufbaues der Abgasleitung.

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So zeigt Fig. 4 einen inneren Agraffschlauch 25 und einen äußeren Agraffschlauch 26, während die Isolierlage 27 aus einem Band aus Keramikpapier gewickelt ist, daß treppenförmig vorprofiliert ist, so daß die einzelnen Bandwindungen schuppenförmig ineinandergreifen und so die gewünschte Längenänderbarkeit der Isolierlage 27 gegeben ist, ohne daß ihre Geschlossenheit hinsichtlich Wärmeisolierung, Dichtigkeit und Schallabsorbtion verlorengehen könnte.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 5 ist zwischen einem inneren Agraffschlauch 23 und einem äußeren Agraffschlauch 29 eine Isolierlage 30 beispielsweise aus Keramikpapier angeordnet, die nach Art eines ringförmig oder schraubengangförmig gewellten Metallschlauches profiliert ist und damit die gewünschte Längenänderbarkeit aufweist.

Bei der in Fig. 6 dargestellten Ausführungsform ist zwischen innerem Agraffschlauch 31 und äußerem Agraffschlauch 32 eine Isolierlage 33 angeordnet, die durch schraubengangförmiges Wickeln eines S-förmig vorprofilierten Bandes beispielsweise aus Keramikpapier nach Art eines Hakenschlauches gewickelt ist. dessen einzelne Windungen sich gegenseitig innerhalb der durch das Hakenprofil gegebenen Axialfreiheit bewegen können.

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Gemäß Fig. 7 ist ein innerer Agraffschlauch 34 von einer Isolierlage 35 umgeben, die beispielsweise ein Strumpf, ein Gewebe oder ein Geflecht aus Glasfasern oder Silikatfasern sein kann, ebenso jedoch auch durch ein Vlies dieses Materials dargestellt sein kann, dem durch entsprechende Herstellung die gewünschte Längernänderbarkeit gegeben ist. Der äußere Metallschlauch 36 ist hier durch einen Schlauch aus Metalldrahtgeflecht gegeben.

Schließlich zeigt Fig. 8 eine Isolierlage 37 der anhand der Fig. 7 erläuterten Art. die außen von einem Agraffschlauch 33 umgeben ist. während der innerhalb der Dichtlage 37 angeordnete Metallschlauch 39 durch schraubengangförmiges Wickeln eines gestuft profilierten Metallbandes hergestellt ist, dessen einzelne Windungen schuppenförmig ineinandergreifen und dadurch die gewünschte Längenänderbarkeit des Metallschlauches 39 gewährleisten.

Bezüglich aller Ausiührungsformen ist als wesentlich noch einmal zu betonen, daß zwischen innerem Metallschlauch und äußerem Metallschlauch jeweils der radiale Abstand so gewählt sein muß, daß die zwischen den beiden Schläuchen angeordnete Isolierlage in ihrer Beweglichkeit nicht behindert ist, also gegenüber den Metallschläuchen keiner

übermäßigen Reibungsbeanspruchung ausgesetzt ist. Darüber hinaus können selbstverständlich die aus den Fig. 1 bis 8 ersichtlichen konstruktiven
Einzelheiten, insbesondere hinsichtlich der
Schlauchanordnung untereinander variiert v/erden.

Claims (1)

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   SCHUTZANSPRÜCHE

   1. Flexible Abgasleitung für Kraftfahrzeuge, bestehend aus einem zwischen Rohranschlußstücken angeordneten und daran festgelegten inneren und äußeren, ggf. zusammen mit einem Dichtungsmittel gewickelten und längenveränderbaren Metallschlauch sowie einer zwischen diesen angeordneten Isolierlage aus wärmedämmendem und schallabsorbierendem, hitzebeständigem Material,

   dadurch gekennzeichnet,

   daß die Isolierlage (3, 11, 18, 27, 30, 33, 35,

   37) längenveränderbar ausgebildet und endständig zusammen mit den Metallschläuchen (2, 5; 10, 12; 17, 19; 25, 26; 28, 29; 31, 32; 34, 36; 38, 39) an den Rohranschluß stücken (1, 13, 22) festgelegt ist.

   2. Abgasleitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierlage (3, 11, 18, 27, 30,

   33, 35, 37) als ggf. mehrlagiger Geflechts- oder Gewebestrumpf aus Glasfasern, Silikatfasern od. dgl. Isoliermaterial ausgebildet ist.

   3. Abgasleitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierlage (3, 11, 18, 27, 30, 33, 35, 37) aus einem Band eines Glasfaser-, Silikatfaser- od. dgl. -geflechtes, -gewebes. -gewirkes oder -vlieses schraubengangförmig gewickelt ist.

   4. Abgasleitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierlage (3, 11, 18, 27, 30, 33, 35, 37) aus Keramikpapier bzw. -pappe besteht.

   5. Abgasleitung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierlage aus einem Band aus Keramikpapier bzw. -pappe schraubengangförmig- gewickelt ist.

   6. Abgasleitung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierlage (3, 11, 18, 30) bei entsprechendem radialem Abstand der Metallschläuche (2, 5; 10, 12; 17, 19; 23, 29) über ihre Längserstreckung wellenförmig oder ziehharmonikaartig profiliert ist.

   7. Abgasleitung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierlage (33) bei entspre-

   chendem radialem Abstand der Metallschläuche (31, 32) als Schlauch mit Einhakprofil profiliert und gewickelt ist.

   3. Abgasleitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallschläuche als Agraffschläuche (2, 5; 10, 12; 17, 19; 25, 26; 28, 29; 31, 32; 34, 38) ausgebildet sind.

   9. Abgasleitung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das jeweilige Ende der Metallschläuche (2, 5; 10, 12; 17, 19) zusammen mit dem zugeordneten Ende der Isolierlage (3, 11, 18) mittels Durchmesserreduzierung einer endständig aufgesetzten Metallhülse (7, 14, 20) auf dem zugeordneten Rohranschlußstück (1, 13, 22) aufgepreßt ist.

   10. Abgasleitung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen äußerem Metallschlauch (19) bzw. innerem Metallschlauch (2, 10) und Isolierlage (18, 3, 11) eine Zwischenhülse (21. 6, 16) aus Metall eingesetzt und unter Durchmssserreduzierung mitverpreßt ist.

   11. Abgasleitung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß zum Verpressen das Rohranschlußstück (1, 13, 22) gleichzeitig einer radialen

   Aufweitung unterzogen wird.

   12. Abgasleitung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die freien Enden der Metallhülse (7, 20) und der Zwischenhülse (6, 21) untereinander und mit dem Rohranschlußstück (1, 22) durch Schweißung (3, 23, 24) oder Lötung verbunden sind.

   13- Abgasleitung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß ein zwischen den zugeordneten Enden von Metallschläuchen (10, 12), Isolierlage (11) und ggf. Zwischenhülse (16) einerseits und benachbarter Wandung von Rohranschlußstück (13) und Metallhülse (14) andererseits bestehender Hohlraum (40) mit Isoliermaterial oder Lötmaterial ausgefüllt ist.