DE10164036A1

DE10164036A1 - Flexible pipe element

Info

Publication number: DE10164036A1
Application number: DE2001164036
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Maus
Original assignee: Emitec Gesellschaft fuer Emissionstechnologie mbH
Current assignee: Vitesco Technologies Lohmar Verwaltungs GmbH
Priority date: 2001-12-28
Filing date: 2001-12-28
Publication date: 2003-07-17
Also published as: DE10296178B4; DE10296178D2; WO2003056151A1; AU2002358169A1

Abstract

Es wird ein flexibles Leitungselement (1) zum Verbinden von Leitungsabschnitten (2), insbesondere von Abgas-Leitungsabschnitten einer mobilen Verbrennungskraftmaschine (3), vorgeschlagen. Dieses umfasst eine erste Öffnung (4) und eine zweite Öffnung (5) mit jeweils einer ersten Querschnittsfläche (6) und einer zweiten Querschnittsfläche (7), wobei zwischen den Öffnungen (4, 5) Mittel zur Kompensierung einer Relativbewegung der Öffnungen (4, 5) zueinander zumindest in Richtung einer Achse (8) des Leitungselementes (1) vorhanden sind. Erfindungsgemäß sind die erste Querschnittsfläche (5) und die zweite Querschnittsfläche (6) unterschiedlich ausgeführt. Bevorzugt ist dabei eine Ausführungsform, bei der in einem Innenraum (8) ein Katalysator-Trägerkörper (17) angeordnet ist.A flexible pipe element (1) for connecting pipe sections (2), in particular exhaust pipe sections of a mobile internal combustion engine (3), is proposed. This comprises a first opening (4) and a second opening (5), each with a first cross-sectional area (6) and a second cross-sectional area (7), with means for compensating a relative movement of the openings (4, 5) between the openings (4, 5). 5) with respect to one another at least in the direction of an axis (8) of the line element (1). According to the invention, the first cross-sectional area (5) and the second cross-sectional area (6) are designed differently. An embodiment is preferred in which a catalyst carrier body (17) is arranged in an interior (8).

Description

Die Erfindung betrifft ein flexibles Leitungselement zum Verbinden von Leitungsabschnitten, insbesondere von Abgas-Leitungsabschnitten einer mobilen Verbrennungskraftmaschine. Derartige flexible Leitungselemente umfassen eine erste Öffnung und eine zweite Öffnung mit jeweils einer ersten Querschnittsfläche und einer zweiten Querschnittsfläche, wobei zwischen den Öffnungen Mittel zur Kompensierung von Relativbewegungen der Öffnungen zueinander zumindest in Richtung einer Achse des Leitungselementes vorhanden sind. The invention relates to a flexible line element for connecting Line sections, in particular of exhaust gas line sections of a mobile Internal combustion engine. Such flexible line elements include one first opening and a second opening, each having a first cross-sectional area and a second cross-sectional area, wherein means for Compensation of relative movements of the openings to one another at least in Direction of an axis of the line element are present.

Derartige flexible Verbindungsanordnungen für zwei Rohrteile gehen beispielsweise aus der EP 0 615 595 B1 hervor. Diese umfassen einen metallischen Faltenbalg, der axial beidseitig mit Anschlussstücken der Abgasleitung in Form von im wesentlichen zylindrischen Hülsen oder Stützen abgasdicht verbunden ist. Die Anschlussstücke weisen an ihren dem Faltenbalg zugewandten Seiten sich radial erweiternde Endabschnitte mit im wesentlichen zylindrischen Verbindungsbereichen auf. Solche flexiblen Verbindungsanordnungen finden in Abgasleitungen in Form von Zwischenstücken Einsatz und dienen dazu, die an sie angeschlossenen Rohrteile federnd, gelenkig und/oder dämpfend miteinander zu verbinden, so dass diese Anschlussstücke der Abgasleitung schwingungstechnisch gegenseitig entkoppelt sind, d. h. auftretende Relativbewegungen, Schwingungen und Vibrationen von den benachbarten Bauteilen nicht weitergeleitet werden. Da die Abgasleitungen im übrigen als starre Systeme ausgebildet sind, ist die Frage der elastischen Entkopplung besonders wichtig. Such flexible connection arrangements go for two pipe parts for example from EP 0 615 595 B1. These include a metallic one Bellows, the axial on both sides with connectors of the exhaust pipe in the form of is connected in an essentially gas-tight manner to cylindrical sleeves or supports. The Connection pieces point radially on their sides facing the bellows widening end sections with substantially cylindrical Connection areas. Such flexible connection arrangements are found in exhaust pipes in Form of intermediate pieces use and serve the attached to them To connect pipe parts with each other in a resilient, articulated and / or damping manner, so that these connectors of the exhaust pipe mutually vibration are decoupled, d. H. Relative movements, vibrations and Vibrations from the neighboring components are not transmitted. Since the Exhaust pipes are designed as rigid systems, is the question of elastic decoupling is particularly important.

Abgasanlagen mobiler Verbrennungskraftmaschinen wie beispielsweise Diesel- und Ottomotoren, weisen eine Vielzahl unterschiedlicher Komponenten zur Umsetzung beziehungsweise Speicherung von im Abgas enthaltenen Schadstoffen (ungesättigte Kohlenwasserstoffen, Schwefeloxide, Kohlenmonoxid, etc.) auf. Die Dimensionierung derartiger Komponenten wird im wesentlichen durch die Art bzw. die Zusammensetzung des Abgases und/oder der Position dieser Komponenten im Abgassystem bestimmt. In diesem Zusammenhang wird zunehmend dazu übergegangen, die Abgasleitungen mehrteilig auszuführen, wobei die Komponenten in Leitungsabschnitte untergebracht sind, die an die äußere Gestalt der Komponenten angepasst sind. Ein solcher modularer Aufbau des Abgassystems ist gerade in Hinblick auf eine kostengünstige Fertigung vorteilhaft, da für den jeweiligen Kfz-Typ das benötigte Abgassystem wie ein Bausatz zusammenmontiert werden kann. Exhaust systems of mobile internal combustion engines such as diesel and gasoline engines, assign a variety of different components Implementation or storage of pollutants contained in the exhaust gas (unsaturated hydrocarbons, sulfur oxides, carbon monoxide, etc.). The The dimensioning of such components is essentially determined by Art or the composition of the exhaust gas and / or the position thereof Components in the exhaust system determined. In this context, it is increasingly becoming passed to run the exhaust pipes in several parts, the Components are housed in line sections that match the external shape of the Components are adjusted. Such a modular structure of the exhaust system is Particularly advantageous in terms of cost-effective production, because for the assembled the required exhaust system like a kit can be.

Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein flexibles Leitungselement anzugeben, welches preiswert herstellbar ist, eine schwingungstechnische Entkopplung benachbarter Leitungsabschnitte ermöglicht und für ein solches modular aufgebautes Abgassystem geeignet ist. Weiterhin soll das flexible Leitungselement so ausgebildet sein, dass eine platzsparende Anordnung von verschiedenen Komponenten zur Umsetzung des Abgases ermöglicht wird. Proceeding from this, it is an object of the present invention to provide a flexible Specify line element, which is inexpensive to manufacture, a Vibration decoupling of adjacent line sections enables and for a such a modular exhaust system is suitable. Furthermore, the flexible Line element be designed so that a space-saving arrangement of various components for converting the exhaust gas is made possible.

Diese Zielsetzungen werden gelöst durch ein flexibles Leitungselement zum Verbindung von Leitungsabschnitten mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen eines solchen flexiblen Leitungselements sind in den abhängigen Patentansprüchen beschrieben, wobei die dort offenbarten Merkmale in beliebiger, sinnvoller Kombination miteinander zum Einsatz gelangen können. These objectives are achieved through a flexible management element for Connection of line sections with the features of claim 1. Further advantageous configurations of such a flexible line element are shown in the dependent claims, wherein the disclosed therein Features can be used in any meaningful combination with each other can.

Demnach dient das flexible Leitungselement zum Verbinden von Leitungsabschnitten, insbesondere von Abgas-Leitungsabschnitten einer mobilen Verbrennungskraftmaschine. Es umfasst eine erste Öffnung und eine zweite Öffnung mit jeweils einer ersten Querschnittsfläche und einer zweiten Querschnittsfläche, wobei zwischen den Öffnungen Mittel zur Kompensierung einer Relativbewegung der Öffnungen zueinander zumindest in Richtung einer Achse des Leitungselementes vorhanden sind. Erfindungsgemäß zeichnet sich das flexible Leitungselement dadurch aus, dass die erste Querschnittsfläche und die zweite Querschnittsfläche unterschiedlich ausgeführt sind. Accordingly, the flexible line element is used to connect Line sections, in particular of exhaust gas line sections of a mobile Internal combustion engine. It includes a first opening and a second opening a first cross-sectional area and a second cross-sectional area, wherein between the openings means for compensating for a relative movement of the openings to one another at least in the direction of an axis of the Line element are present. According to the invention, this is flexible Pipe element characterized in that the first cross-sectional area and the second Cross-sectional area are designed differently.

Mit den Öffnungen ist in diesem Zusammenhang der Bereich des Leitungselements gemeint, der nahe den Stirnseiten des Leitungselementes angeordnet ist. Die Öffnungen entsprechen dabei im wesentlichen dem Strömungskanal des Abgas-Leitungsabschnittes, mit dem das flexible Leitungselement jeweils verbunden werden soll. Während bislang stets davon ausgegangen wurde, dass ein solches flexibles Leitungselement im wesentlichen zylindrisch ausgeführt ist, weist die Erfindung in die Richtung, neben der schwingungstechnischen Entkopplung zusätzlich eine Kopplung verschieden ausgeführter Abgas-Leitungsabschnitte bereitzustellen. Dies hat den Vorteil, dass ein solches flexibles Leitungssystem an nahezu jeder beliebigen Position anordenbar ist, unabhängig davon, welchen Verlauf beziehungsweise welche Gestalt die Abgasleitung aufgrund der räumlichen Anordnung benachbarter Bauteile aufweist. Das flexible Leitungselement erlaubt demnach auch die Verbindung zweier Abgas-Leitungsabschnitte, die z. B. versetzt oder in einem Winkel zueinander angeordnet sind beziehungsweise unterschiedliche Querschnitte (Form, Größe, etc.) haben. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn es um die Verbindung von Abgas-Leitungsabschnitten im bzw. nahe dem Motorraum geht. Aufgrund der dort herrschenden, sehr beengten Platzverhältnisse ist in der Regel nicht von einem geradlinigen Verlauf der Abgasleitung auszugehen, vielmehr sind Krümmungen beziehungsweise Querschnittsaufweitungen notwendig. Während bekannte flexible Verbindungsanordnungen für Rohrteile hierfür bislang nicht geeignet waren, erlaubt das vorgeschlagene Leitungselement einen flexiblen Einbau, wobei zusätzlich eine schwingungstechnische Entkopplung gewährleistet ist. In this connection, the area of the Line element meant, which is arranged near the end faces of the line element. The openings correspond essentially to the flow channel of the Exhaust pipe section to which the flexible pipe element is connected in each case shall be. While so far it has always been assumed that such flexible line element is designed essentially cylindrical, has the Invention in the direction, in addition to the vibration decoupling additionally a coupling of differently designed exhaust gas pipe sections provide. This has the advantage that such a flexible pipe system can be arranged in almost any position, regardless of which one Course or what shape the exhaust pipe due to the spatial Arrangement of adjacent components. The flexible pipe element allows accordingly, the connection of two exhaust pipe sections, the z. B. offset or are arranged at an angle to each other or have different cross sections (shape, size, etc.). This is especially so advantageous when it comes to the connection of exhaust pipe sections in or near the engine compartment. Because of the very cramped conditions Space is usually not a straight line of the exhaust pipe go out, rather are curvatures respectively Cross-sectional widening necessary. While known flexible connection arrangements for Pipe parts were not previously suitable for this, the proposed allows Line element a flexible installation, with an additional Vibration decoupling is guaranteed.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des flexiblen Leitungselementes ist eine der beiden Querschnittsflächen betragsmäßig größer. Das bedeutet, dass der dem Abgas zur Verfügung gestellte Strömungskanal über die axiale Länge des flexiblen Leitungselementes vergrößert wird. Insbesondere ist dabei eine Querschnittsfläche wenigstens 50%, bevorzugt mindestens 100% und gegebenenfalls sogar wenigstens 200% größer. Dies ist beispielsweise dann von Vorteil, wenn stromabwärts des flexiblen Leitungselementes Komponenten zur chemischen Umsetzung von Schadstoffen angeordnet werden sollen. Derartige Komponenten sind beispielsweise als Partikelfalle, Adsorber, katalytische Konverter, wabenförmige Heizelemente ausgeführt. According to a further embodiment of the flexible line element, one of the two cross-sectional areas larger in amount. That means that the Exhaust gas flow channel provided along the axial length of the flexible Line element is enlarged. In particular, there is a cross-sectional area at least 50%, preferably at least 100% and possibly even at least 200% bigger. This is advantageous, for example, when downstream of the flexible line element components for the chemical implementation of Pollutants are to be arranged. Such components are for example as a particle trap, adsorber, catalytic converter, honeycomb Heating elements executed.

Besonders bevorzugt sind die Querschnittsflächen des flexiblen Leitungselementes im wesentlichen kreisförmig ausgebildet und weisen jeweils einen ersten mittleren Durchmesser und einen zweiten mittleren Durchmesser auf, wobei einer der beiden Durchmesser betragsmäßig größer ist. Gerade im Hinblick auf die Montage derartiger flexibler Leitungselemente ist es vorteilhaft, wenn eine exakte Positionierung des Leitungselementes gegenüber den Abgas-Leitungsabschnitten vermieden werden kann. Bei der hier beschriebenen Ausgestaltung sind die Öffnungen beziehungsweise der sie umgebende Einführstutzen rotationssymmetrisch ausgebildet, so dass während der Montage eine beliebige Verdrehung des flexiblen Leitungselementes gegenüber den Abgas-Leitungsabschnitten möglich ist. Somit können einerseits teuere Positionierungshilfen an den Abgas- Leitungsabschnitten beziehungsweise dem flexiblen Leitungselement sowie eine kosten- und zweitintensive Montage vermieden werden. The cross-sectional areas of the flexible are particularly preferred Line element formed essentially circular and each have a first average diameter and a second average diameter, one of the both diameters is larger in amount. Especially with regard to the Assembly of such flexible line elements, it is advantageous if an exact Positioning the pipe element in relation to the exhaust pipe sections can be avoided. In the embodiment described here, the Openings or the insertion fitting surrounding them are rotationally symmetrical trained so that any rotation of the flexible pipe element compared to the exhaust pipe sections is possible. On the one hand, expensive positioning aids on the exhaust gas Line sections or the flexible line element and a costly and second intensive assembly can be avoided.

Weiter wird vorgeschlagen, dass das flexible Leitungselement einen konusförmig ausgebildeten Bereich aufweist, in dem die Mittel zur Kompensierung einer Relativbewegung der Öffnungen zueinander angeordnet sind. Diese Mittel zur Kompensierung sind dabei bevorzugt nicht nur dazu geeignet, die Relativbewegung in Richtung der Achse zu kompensieren, sondern auch einen radialen Versatz der Abgas-Leitungsabschnitte zuzulassen bzw. zu absorbieren, der beispielsweise durch eine translatorische Schwingungsanregung bewirkt wird. Der konusförmig ausgebildete Bereich stellt dabei einen gleichmäßigen Übergang von einer kleineren ersten/zweiten Querschnittsfläche zu einer größeren zweiten/ersten Querschnittsfläche dar. It is further proposed that the flexible conduit element be conical has trained area in which the means for compensating a Relative movement of the openings are arranged to each other. This means of Compensation is preferably not only suitable for the relative movement in Compensate for the direction of the axis, but also a radial offset of the Allow or absorb exhaust pipe sections, for example is caused by a translational vibration excitation. The conical trained area represents a smooth transition from one smaller first / second cross-sectional area to a larger second / first Cross-sectional area.

Gemäß noch einer weiteren Ausgestaltung umfassen die Mittel zur Kompensierung einer Relativbewegung mindestens eine Faltung, welche sich zumindest teilweise in Richtung eines Umfangs des Leitungselementes erstreckt. Insbesondere sind diese Mittel zur Kompensierung einer Relativbewegung innerhalb eines konusförmig ausgebildeten Bereiches angeordnet. Bevorzugt ist auch die Ausführung eines solchen Leitungselementes mit einer Mehrzahl von Faltungen, insbesondere mindestens drei, oder sogar fünf. Die Höhe beziehungsweise die Weite einer solchen Faltung ist im Hinblick auf die auftretenden thermischen und dynamischen Beanspruchungen des flexiblen Leitungselementes vorzunehmen. Der mit den Faltungen versehene, insbesondere konusförmig ausgebildete, Bereich erstreckt sich vorteilhafterweise über ca. 3 bis 10 cm. According to yet another embodiment, the means for Compensation for a relative movement of at least one fold, which is at least partially extends in the direction of a circumference of the line element. In particular, these are means for compensating a relative movement within a arranged conically shaped area. The is also preferred Execution of such a line element with a plurality of folds, especially at least three, or even five. The height or the width Such a folding is in view of the thermal and perform dynamic stresses on the flexible line element. The area provided with the folds, in particular conical advantageously extends over approximately 3 to 10 cm.

Besonders bevorzugt ist, dass sich die mindestens eine Faltung im wesentlichen senkrecht zur Achse des Leitungselementes erstreckt. Hierdurch wird bewirkt, dass im wesentlichen eine Kompensierung einer Relativbewegung in Richtung der Achse vorgenommen wird, welche ihren Ursprung beispielsweise in den Druckstößen des Abgases, wie sie sich beispielsweise infolge der Verbrennungsvorgänge in der Verbrennungskraftmaschine im Abgassystem fortpflanzen, oder aufgrund von Fahrzeugerschütterungen ergeben. Eine solche senkrechte Anordnung bezüglich der Achse des Leitungselementes ist relativ einfach und kostengünstig herstellbar, so dass gerade bei geringeren Anforderungen hinsichtlich der Entkopplung eine solche Variante bevorzugt ist. It is particularly preferred that the at least one fold essentially extends perpendicular to the axis of the line element. This causes that essentially a compensation of a relative movement in the direction of the Axis is made, which originates for example in the Pressure surges of the exhaust gas, such as those resulting from Propagate combustion processes in the internal combustion engine in the exhaust system, or due to vehicle vibrations. Such a vertical arrangement with respect to the axis of the line element is relatively simple and inexpensive producible, so that just with lower requirements regarding Decoupling such a variant is preferred.

In Kombination dazu beziehungsweise als Alternative wird auch vorgeschlagen, dass sich die mindestens eine Faltung im wesentlichen senkrecht zu einer Außenfläche des Leitungselementes erstreckt, insbesondere im wesentlichen senkrecht zur Außenfläche innerhalb eines konusförmig ausgebildeten Bereichs. Eine solche Ausgestaltung der Faltungen hat eine sehr gleichmäßige Belastung zur Folge, da somit die Faltung im wesentlichen symmetrisch zur Außenfläche ausgebildet werden kann. Dies ist insbesondere bei einer hohen dynamischen Beanspruchung vorteilhaft, da derart einer vorzeitigen Ermüdung des Materials entgegengewirkt wird. In combination with this or as an alternative, it is also proposed that that the at least one fold is substantially perpendicular to one The outer surface of the line element extends, in particular essentially vertically to the outer surface within a conical area. Such Design of the folds results in a very even load, because thus the fold is formed essentially symmetrically to the outer surface can be. This is particularly the case with high dynamic loads advantageous because it counteracts premature fatigue of the material becomes.

Gemäß noch einer weiteren Ausgestaltung hat das flexible Leitungselement eine zumindest teilweise innenliegende Aufnahme, welche mit einem Verbindungsbereich des Leitungselementes verbunden ist. Diese Verbindung ist hier bevorzugt gasdicht auszuführen. In diesem Zusammenhang sei darauf hingewiesen, dass eine Verbindung der Aufnahme lediglich mit einem Verbindungsbereich des Leitungselementes vorzunehmen ist, um die Mittel zur Kompensierung einer Relativbewegung der Öffnungen zueinander nicht zu überbrücken. Die Aufnahme ragt dabei ausgehend von dem Verbindungsbereich zumindest teilweise in das Innere des flexiblen Leitungselementes, insbesondere in einen konisch ausgeführten Bereich. Die Aufnahme kann einerseits selbst als ein Mittel zur Beeinflussung der Strömungscharakteristik des Abgases wirken, indem sie beispielsweise mit Flügeln, Gittern oder dergleichen versehen ist, oder selbst in Folge ihrer Ausgestaltung beispielsweise als Düse wirkt. Weiter besteht die Möglichkeit, eine solche Aufnahme dazu zu nutzen, mindestens eine der oben genannten Komponenten zur chemischen Umwandlung beziehungsweise Speicherung von im Abgas enthaltenen Schadstoffen zu verwenden, oder sie selbst mit einer entsprechenden Beschichtung zu versehen. According to yet another embodiment, the flexible line element has one at least partially internal recording, which with a Connection area of the line element is connected. This connection is preferred here gas-tight. In this context it should be noted that a connection of the recording only with a connection area of the Line element is to make the means to compensate for a Relative movement of the openings to each other can not be bridged. The recording protrudes starting from the connection area at least partially into the interior of the flexible line element, especially in a conical one Area. On the one hand, the inclusion itself can be used as a means of influencing the Flow characteristics of the exhaust gas act, for example, with Wings, grids or the like is provided, or even as a result of it Design acts as a nozzle, for example. There is also the possibility of such Use recording to use at least one of the above components chemical conversion or storage of in the exhaust gas contained pollutants to use, or them themselves with a corresponding Coating.

In diesem Zusammenhang ist es besonders vorteilhaft, dass die Aufnahme einen Katalysator-Trägerkörper fixiert, der zumindest teilweise in einen Innenraum des Leitungselementes hineinragt, wobei bevorzugt die Aufnahme und der Katalysator-Trägerkörper vollständig im Innenraum angeordnet sind. Eine solche Ausgestaltung des flexiblen Leitungselementes erlaubt eine besonders platzsparende Anordnung von Katalysator-Trägerkörpern im Abgassystem eine Automobils, wobei zusätzlich die Funktion der schwingungstechnischen Entkopplung verwirklicht ist. Unter einer Anordnung der Aufnahme beziehungsweise des Katalysator- Trägerkörpers vollständig im Innenraum ist gemeint, dass weder die Aufnahme noch der Katalysator-Trägerkörper durch die Öffnungen an den Stirnseiten des flexiblen Leitungselementes hindurchtreten. Somit ist gewährleistet, dass diese Bauteile nicht mit angrenzenden Komponenten beziehungsweise Bauteilen der Abgasanlage direkt in Kontakt treten. In this context, it is particularly advantageous that the recording is one Fixed catalyst carrier body, which at least partially in an interior of the Line element protrudes, preferably the receptacle and the Catalyst carrier bodies are completely arranged in the interior. Such Design of the flexible line element allows a particularly space-saving Arrangement of catalyst carrier bodies in the exhaust system of an automobile, wherein in addition, the function of vibration decoupling is realized. Under an arrangement of the intake or the catalyst Carrier body completely in the interior means that neither the recording nor the catalyst carrier body through the openings on the end faces of the flexible line element pass through. This ensures that this Components not with adjacent components or components of the Contact the exhaust system directly.

Gemäß noch einer weiteren Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass der Katalysator-Trägerkörper konisch ausgeführt ist. Dies gilt insbesondere bei einer Ausgestaltung des flexiblen Leitungselementes mit einem konisch ausgeführten Bereich. Insofern ist der durch das flexible Leitungselement bereitgestellte Innenraum nahezu vollständig ausnutzbar. Dies hat zur Folge, dass eine besonders große Oberfläche zur Verfügung gestellt wird, die mit dem Abgas in Kontakt tritt. Üblicherweise werden derartige Katalysator-Trägerkörper mit einem katalytisch aktiven Material (z. B. Washcode mit imprägnierten Katalysatoren wie beispielsweise Platin) beschichtet. According to yet another embodiment, it is proposed that the Catalyst carrier body is conical. This applies particularly to one Design of the flexible line element with a conical area. In this respect, the interior space provided by the flexible line element almost fully usable. This has the consequence that a particularly large one Surface is provided that comes into contact with the exhaust gas. Such catalyst carrier bodies are usually provided with a catalytically active one Material (e.g. wash code with impregnated catalysts such as Platinum) coated.

Besonders vorteilhaft ist es dabei, dass der Katalysator-Trägerkörper mit zumindest teilweise strukturierten Blechfolien ausgeführt ist, so dass eine Wabenstrukfür mit für ein Fluid durchströmbaren Kanälen gebildet ist, wobei diese Wabenstruktur bevorzugt direkt mit der Aufnahme fügetechnisch verbunden ist. Zwar sind prinzipiell auch keramische und/oder extrudierte Katalysator-Trägerkörper einsetzbar, allerdings haben sich Blechfolien aufgrund ihrer mechanischen Stabilität, ihrer geringen oberflächenspezifischen Wärmekapazität sowie der einfachen Herstellung als besonders vorteilhaft erwiesen. Die zumindest teilweise strukturierten Blechfolien werden in der Regel gestapelt und/oder gewunden, so dass eine solche Wabenstruktur entsteht. Üblicherweise werden derartige Blechfolien mit einer Dicke kleiner 80 µm, insbesondere kleiner 50 µm und bevorzugt kleiner 20 µm in einem separaten Mantelrohr angeordnet. Vorliegend bildet die Aufnahme dieses Mantelrohr, so dass die Blechfolien direkt mit der Aufnahme fügetechnisch verbunden sind, insbesondere verlötet. Im Hinblick auf die Herstellung eines solchen flexiblen Leitungselementes mit Aufnahme und Katalysator- Trägerkörper wird bevorzugt zunächst die Wabenstruktur ausgebildet und in die Aufnahme integriert beziehungsweise mit dieser verbunden. Anschließend wird die Aufnahme in das flexible Leitungselement eingesetzt und mit diesem gasdicht verbunden. It is particularly advantageous that the catalyst carrier body with is at least partially structured sheet metal foils, so that a Honeycomb structure is formed with channels through which a fluid can flow, and these Honeycomb structure is preferably connected directly to the receptacle by joining technology. Though are in principle also ceramic and / or extruded catalyst carrier bodies can be used, however, sheet metal foils have become mechanical Stability, their low surface-specific heat capacity and simple Manufacture proven to be particularly advantageous. The at least partially structured sheet metal foils are usually stacked and / or wound so that such a honeycomb structure is created. Such sheet metal foils are usually used with a thickness of less than 80 µm, in particular less than 50 µm and preferably less 20 µm arranged in a separate jacket tube. In the present case, the Recording this jacket tube so that the metal foils directly with the recording are technically connected, in particular soldered. In terms of manufacturing of such a flexible line element with holder and catalyst Carrier body is preferably first formed and into the honeycomb structure Recording integrated or connected to it. Then will the receptacle inserted into the flexible pipe element and gas-tight with it connected.

In diesem Zusammenhang sei noch darauf hingewiesen, dass die Aufnahme gerade bei hohen dynamischen Belastungen der Abgasleitungen bevorzugt mit der Stirnseite des Leitungselementes verbunden wird, welche mit dem schwingungstechnisch entkoppelten, also weniger schwingungsangeregten Leitungsabschnittes in Verbindung steht. In this context it should be noted that the inclusion especially with high dynamic loads on the exhaust pipes, preferably with the Front side of the line element is connected, which with the vibration-decoupled, i.e. less vibration-excited line section communicates.

Gemäß noch einer weiteren Ausgestaltung ist das flexible Leitungselement mit mindestens einem Schlitz am Umfang versehen. Die Schlitze können in Umfangsrichtung, in axialer Richtung oder quer dazu angeordnet sein. Die Schlitze bewirken, dass das Material des Leitungselementes, welches zwischen den Schlitzen angeordnet ist, als eine Art Federelement wirkt. Dies hat insbesondere seinen Ursprung darin, dass die Federelemente auf gegenüberliegenden Seiten der Schlitze den auftretenden Kräften infolge der Schwingungen unterschiedlich ausweichen können. Auch auf diese Weise ist eine Kombination von Relativbewegungen der beiden Öffnungen des flexiblen Leitungselementes gewährleistet. Die Anzahl der Schlitze ist wiederum mit den thermischen und dynamischen Belastungen eines solchen flexiblen Leitungselementes im Einsatz abzustimmen. Dabei ist es unter Umständen auch möglich, einen einzigen Schlitz vorzusehen, der beispielsweise spiralig ausgebildet ist. Bevorzugt wird jedoch die Ausgestaltung mit mehreren Schlitzen, da sich dieser gerade unter fertigungstechnischen Gesichtspunkten einfacher und kostengünstiger herstellen lassen. According to yet another embodiment, the flexible line element is included Provide at least one slot on the circumference. The slots can be in Be arranged circumferentially, in the axial direction or transversely thereto. The slots cause the material of the conduit element, which is between the slots is arranged acts as a kind of spring element. This has its own Originates in that the spring elements are on opposite sides of the slots avoid the occurring forces as a result of the vibrations can. This is also a combination of relative movements guaranteed two openings of the flexible line element. The number of Slits is in turn one with the thermal and dynamic loads to coordinate such flexible line element in use. It is under It may also be possible to provide a single slot, for example is spirally formed. However, the configuration with several is preferred Slits, because this is just from a manufacturing point of view easier and cheaper to manufacture.

Gerade bei der Ausgestaltung eines solchen flexiblen Leitungssystems mit Schlitzen ist eine zusätzliche Isolation des Abgas-Strömungskanals vorzunehmen. Die Isolation ist bevorzugt gasdicht und/oder thermisch isolierend. Die thermische Isolierung ist deshalb vorteilhaft, da das Anspringverhalten des im flexiblen Leitungselementes angeordneten Katalysator-Trägerkörper positiv beeinflusst wird. Dieser wird nämlich im wesentlichen durch das ihn durchströmende Abgas erwärmt, wobei eine Wärmeabfuhr durch die Schlitze ein zeitlich späteres Erreichen seiner Anspringtemperatur (ca. 250 bis 350°C) zur Folge hätte. Especially when designing such a flexible pipe system Slits must be additionally insulated from the exhaust gas flow channel. The Insulation is preferably gas-tight and / or thermally insulating. The thermal Insulation is advantageous because the light-off behavior of the flexible Line element arranged catalyst carrier body is positively influenced. This is essentially due to the exhaust gas flowing through it warmed, heat being dissipated through the slots reaching later in time its light-off temperature (approx. 250 to 350 ° C) would result.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand zweier Figuren näher erläutert, wobei die dargestellten flexiblen Leitungselemente lediglich vorteilhafte und besonders bevorzugte Ausführungsformen darstellen, die Erfindung jedoch nicht auf diese begrenzt ist. The invention is explained below with reference to two figures, the shown flexible line elements only advantageous and special represent preferred embodiments, but the invention is not based on these is limited.

Es zeigen: Show it:

Fig. 1 eine geteilte Schnittansicht durch zwei Ausführungsformen des flexiblen Leitungselementes; und Figure 1 is a partial sectional view through two embodiments of the flexible conduit element. and

Fig. 2 schematisch den Aufbau einer Abgasanlage mit flexiblen Leitungselementen. Fig. 2 shows schematically the structure of an exhaust system with flexible line elements.

Fig. 1 zeigt ein flexibles Leitungselement 1 zum Verbindung von Leitungsabschnitten 2 (gestrichelt dargestellt), insbesondere von Abgas-Leitungsabschnitten einer mobilen Verbrennungskraftmaschine 3 (nicht dargestellt). Das flexible Leitungselement 1 umfasst eine erste Öffnung 4 und eine zweite Öffnung 5 mit jeweils einer ersten Querschnittsfläche 6 und einer zweiten Querschnittsfläche 7. In der dargestellten Ausführungsform sind sowohl die erste Querschnittsfläche 6 als auch die zweite Querschnittsfläche 7 im wesentlichen kreisförmig ausgeführt und weisen jeweils einen ersten mittleren Durchmesser 9 und einen zweiten mittleren Durchmesser 10 auf. Dabei ist die erste Querschnittsfläche 6 beziehungsweise der erste mittlere Durchmesser 9 kleiner als die zweite Querschnittsfläche 7 beziehungsweise der zweite mittlere Durchmesser 10 ausgeführt. Zwischen der ersten Öffnung 4 und der zweiten Öffnung 5 ist ein konusförmig ausgebildeter Bereich 11 ausgeführt, in dem Mittel zur Kompensierung einer Relativbewegung der Öffnungen 4, 5 zueinander zumindest in Richtung einer Achse 8 des Leitungselementes 1 vorhanden sind. Fig. 1 shows a flexible conduit element 1 for connection of pipe sections 2 (shown in phantom), in particular of exhaust line sections of a mobile internal combustion engine 3 (not shown). The flexible line element 1 comprises a first opening 4 and a second opening 5 , each with a first cross-sectional area 6 and a second cross-sectional area 7 . In the embodiment shown, both the first cross-sectional area 6 and the second cross-sectional area 7 are essentially circular and each have a first average diameter 9 and a second average diameter 10 . The first cross-sectional area 6 or the first average diameter 9 is smaller than the second cross-sectional area 7 or the second average diameter 10 . Between the first opening 4 and the second opening 5 there is a conical area 11 in which means for compensating for a relative movement of the openings 4 , 5 with respect to one another are present at least in the direction of an axis 8 of the line element 1 .

Die Mittel zur Kompensierung einer Relativbewegung umfassen hierbei eine Mehrzahl von Faltungen 12, welches sich zumindest teilweise in Richtung eines Umfangs 13 des Leitungselementes 1 erstrecken. Dabei erstrecken sich die Faltungen 12 im oberen Teil der Fig. 1 im wesentlichen senkrecht zu der Achse 8 des Leitungselementes 1. Im Gegensatz dazu sind die Faltungen 12 im unteren Teil der Fig. 1 im wesentlichen senkrecht zu einer Außenfläche 14 des Leitungselementes 1 ausgebildet. The means for compensating for a relative movement comprise a plurality of folds 12 which extend at least partially in the direction of a circumference 13 of the line element 1 . The folds 12 in the upper part of FIG. 1 extend essentially perpendicular to the axis 8 of the line element 1 . In contrast, the folds 12 in the lower part of FIG. 1 are formed essentially perpendicular to an outer surface 14 of the line element 1 .

Weiterhin weist das flexible Leitungselement 1 eine Aufnahme 15 auf, welche mit einem Verbindungsbereich 16 an das Leitungselement verbunden ist. In der dargestellten Ausführungsform ist die Aufnahme 15 mit einem Verbindungsbereich. 16 gasdicht verbunden, welcher nahe der ersten Öffnung 4 angeordnet ist. Eine solche Anordnung ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn die Schwingungseinleitung in das flexible Leitungselement 1 vorwiegend durch den Leitungsabschnitt 2 nahe der zweiten Öffnung 5 eingeleitet wird. Furthermore, the flexible line element 1 has a receptacle 15 which is connected to the line element by a connecting region 16 . In the illustrated embodiment, the receptacle 15 has a connection area. 16 connected gastight, which is arranged near the first opening 4 . Such an arrangement is particularly advantageous when the introduction of vibrations into the flexible line element 1 is primarily introduced through the line section 2 near the second opening 5 .

Die Aufnahme 15 fixiert einen Katalysator-Trägerkörper 17, der vollständig in einem Innenraum 18 des Leitungselementes 1 angeordnet ist. Zur Bereitstellung einer möglichst großen Oberfläche und zur Ausnutzung eines möglichst großen Anteils des Innenraums 18 ist der Katalysator-Trägerkörper 17 konisch ausgeführt. Der Katalysator-Trägerkörper 17 hat zumindest teilweise strukturierte Blechfolien 19, welche eine Wabenstruktur 20 mit für ein Fluid durchströmbaren Kanälen 21 bilden. In der dargestellten Ausführungsform ist die Wabenstruktur 20 direkt, also ohne ein zusätzliches, separates Mantelrohr, mit der Aufnahme 15 fügetechnisch verbunden. The receptacle 15 fixes a catalyst carrier body 17 which is arranged entirely in an interior 18 of the line element 1 . In order to provide the largest possible surface area and to utilize as large a portion of the interior 18 as possible, the catalyst carrier body 17 is conical. The catalyst carrier body 17 has at least partially structured sheet-metal foils 19 which form a honeycomb structure 20 with channels 21 through which a fluid can flow. In the embodiment shown, the honeycomb structure 20 is connected to the receptacle 15 directly, that is to say without an additional, separate casing tube.

Fig. 2 zeigt schematisch den Aufbau einer Abgasanlage. Ausgehend von einer Verbrennungskraftmaschine 3 wird das Abgas mit einer bevorzugten Strömungsrichtung 25 durch die Abgas-Leitungsabschnitte 2 geleitet, gereinigt und letztendlich an die Umgebung abgegeben. In den Leitungsabschnitten 2 sind hierzu in der Regel mehrere Einrichtungen 26 angeordnet, welche zur chemischen Umsetzung beziehungsweise Speicherung von im Abgas enthaltenen Schadstoffen dienen. Zur Integration derartiger Einrichtungen 26 in ein Abgassystem eines Automobils weisen die Leitungsabschnitte 2 in der Regel unterschiedliche Querschnitte auf. Zur Kopplung solcher Leitungsabschnitte 2 dient das hier vorgeschlagene flexible Leitungselement 1. Fig. 2 shows schematically the structure of an exhaust system. Starting from an internal combustion engine 3 , the exhaust gas is conducted with a preferred flow direction 25 through the exhaust gas line sections 2 , cleaned and finally released into the environment. For this purpose, a plurality of devices 26 are generally arranged in line sections 2 , which are used for the chemical conversion or storage of pollutants contained in the exhaust gas. To integrate such devices 26 into an exhaust system of an automobile, the line sections 2 generally have different cross sections. The flexible line element 1 proposed here serves to couple such line sections 2 .

In der dargestellten Ausführungsform wird der zentral angeordnete, große Leitungsabschnitt mit zwei kleineren Leitungsabschnitten über jeweils ein flexibles Leitungselement 1 verbunden. Das stromaufwärts angeordnete Leitungselement weist in dem konisch ausgeführten Bereich 11 (nicht gekennzeichnet) ein spiralig angeordnetes Federelement, insbesondere eine Spiralfeder, auf. Dieses Federelement 23 überbrückt einen Schlitz 22 (nicht gekennzeichnet), der sich vollständig um den Umfang des Leitungselementes 1 erstreckt. Das spiralig ausgebildete Federelement 23 kompensiert so eine Relativbewegung der Öffnungen des Leitungselementes 1 zueinander zumindest in Richtung einer Achse 8. In the illustrated embodiment, the centrally arranged, large line section is connected to two smaller line sections, each via a flexible line element 1 . The upstream line element has a spirally arranged spring element, in particular a spiral spring, in the conical region 11 (not marked). This spring element 23 bridges a slot 22 (not marked) which extends completely around the circumference of the line element 1 . The spiral spring element 23 thus compensates for a relative movement of the openings of the line element 1 to one another at least in the direction of an axis 8 .

Bei dem stromabwärts angeordneten flexiblen Leitungselement werden eine Vielzahl von Federelementen 23 dadurch generiert, dass das Leitungselement mit sich in axialer Richtung erstreckenden Schlitzen 22 ausgeführt ist. Sowohl bei dem stromaufwärts angeordneten sowie auch bei dem stromabwärts angeordneten Leitungselement 1 sind die Schlitze 22 mittels einer Dichtung 24 gasdicht verschlossen, so dass keine Abgas vom Inneren durch die Schlitze 22 hindurchtreten kann. Die Dichtung 24 weist zudem eine thermisch isolierende Eigenschaft auf. In the case of the flexible line element arranged downstream, a multiplicity of spring elements 23 are generated in that the line element is designed with slots 22 extending in the axial direction. Both in the upstream and in the downstream line element 1 , the slots 22 are closed gas-tight by means of a seal 24 , so that no exhaust gas can pass through the slots 22 from the inside. The seal 24 also has a thermally insulating property.

Das vorgeschlagene flexible Leitungselement erlaubt insbesondere die platzsparende Anordnung von Katalysator-Trägerkörpern im Abgassystem eines Automobils. Weiterhin wird ein kostengünstig herstellbares und variabel einsetzbares Leitungselement vorgeschlagen, welches sich in einer Vielzahl bereits existierender Abgasanlagen auch nachrüsten lässt. Bezugszeichenliste 1 Leitungselement
2 Leitungsabschnitt
3 Verbrennungskraftmaschine
4 Erste Öffnung
5 Zweite Öffnung
6 Erste Querschnittsfläche
7 Zweite Querschnittsfläche
8 Achse
9 Erster Durchmesser
10 Zweiter Durchmesser
11 Bereich
12 Faltung
13 Umfang
14 Außenfläche
15 Aufnahme
16 Verbindungsbereich
17 Katalysator-Trägerkörper
18 Innenraum
19 Blechfolie
20 Wabenstruktur
21 Kanal
22 Schlitz
23 Federelement
24 Dichtung
25 Strömungsrichtung
26 Einrichtung
The proposed flexible line element allows in particular the space-saving arrangement of catalyst carrier bodies in the exhaust system of an automobile. Furthermore, an inexpensive to manufacture and variably usable line element is proposed, which can also be retrofitted in a large number of existing exhaust systems. LIST OF REFERENCES 1 line item
2 line section
3 internal combustion engine
4 First opening
5 Second opening
6 First cross-sectional area
7 Second cross-sectional area
8 axis
9 First diameter
10 Second diameter
11 area
12 folding
13 scope
14 outer surface
15 recording
16 connection area
17 catalyst carrier body
18 interior
19 sheet metal foil
20 honeycomb structure
21 channel
22 slot
23 spring element
24 seal
25 flow direction
26 Setup

Claims

1. Flexible pipe element ( 1 ) for connecting pipe sections ( 2 ), in particular exhaust pipe sections of a mobile internal combustion engine ( 3 ), comprising a first opening ( 4 ) and a second opening ( 5 ), each with a first cross-sectional area ( 6 ) and a second cross-sectional area ( 7 ), wherein between the openings ( 4 , 5 ) there are means for compensating for a relative movement of the openings ( 4 , 5 ) to one another at least in the direction of an axis ( 8 ) of the line element ( 1 ), characterized in that the first cross-sectional area ( 5 ) and the second cross-sectional area ( 6 ) are designed differently.

2. Flexible pipe element ( 1 ) according to claim 1, characterized in that one of the two cross-sectional areas ( 5 ; 6 ) is larger in amount than the other.

3. Flexible pipe element ( 1 ) according to claim 1 or 2, wherein the cross-sectional areas ( 5 , 6 ) are substantially circular, each with a first average diameter ( 9 ) and second average diameter ( 10 ), characterized in that one of the two Diameter ( 9 ; 10 ) is larger in magnitude than the other.

4. Flexible conduit element ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that it has a conical region ( 11 ) in which the means for compensating for a relative movement of the openings ( 4 , 5 ) to one another are arranged.

5. Flexible line element ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the means for compensating for a relative movement comprise at least one fold ( 12 ), which at least partially in the direction of a circumference ( 13 ) of the line element ( 1 ), in particular within of a conical area ( 11 ).

6. Flexible line element ( 1 ) according to claim 5, characterized in that the at least one fold ( 12 ) extends substantially perpendicular to the axis ( 8 ) of the line element ( 1 ).

7. Flexible line element ( 1 ) according to claim 5 or 6, characterized in that the at least one fold ( 12 ) extends substantially perpendicular to an outer surface ( 14 ) of the line element ( 1 ), in particular substantially perpendicular to the outer surface ( 14 ) within a conical area ( 11 ).

8. Flexible pipe element ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that it has an at least partially internal receptacle ( 15 ) which is connected to a connecting region ( 16 ) of the pipe element ( 1 ).

9. Flexible pipe element ( 1 ) according to claim 8, characterized in that the receptacle ( 15 ) fixes a catalyst carrier body ( 17 ) which at least partially protrudes into an interior ( 18 ) of the pipe element ( 1 ), the receptacle ( 15 ) and the catalyst carrier body ( 17 ) are arranged completely in the interior ( 18 ).

10. Flexible pipe element ( 1 ) according to claim 9, characterized in that the catalyst carrier body ( 17 ) is conical.

11. Flexible conduit element ( 1 ) according to claim 9 or 10, characterized in that the catalyst carrier body ( 17 ) is designed with at least partially structured sheet metal foils ( 19 ), so that a honeycomb structure ( 20 ) with channels through which a fluid can flow ( 21 ) is formed, this honeycomb structure ( 20 ) preferably being connected directly to the receptacle ( 15 ) by joining technology.

12. Flexible pipe element ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that it is provided with at least one slot ( 22 ) on the circumference ( 13 ).