DE102004041348B4 - Flexibles Rohr für ein Abgasrohr eines Kraftfahrzeugs - Google Patents

Flexibles Rohr für ein Abgasrohr eines Kraftfahrzeugs Download PDF

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Abstract

Flexibles Rohr für ein Abgasrohr eines Fahrzeugs, umfassend:
ein Balgelement (10), das die Form eines hohlen Zylinders mit einer vorbestimmten Breite und Länge hat und gewellt ist, so dass abwechselnd Erhöhungen (11) und Vertiefungen (12) entlang seines Außenumfangs gebildet sind;
ein äußeres Geflecht (30), das in vorbestimmten Winkeln gewoben ist und in einem vorbestimmten Abstand von dem Außenumfang des Balgelements (10) vorgesehen ist, so dass es das Balgelement (10) umschließt;
Befestigungskappen (40), die jeweils an beiden Seitenenden des äußeren Geflechts (30) angebracht sind, so dass beide Seitenenden des äußeren Geflechts (30) um beide Seitenenden des Balgelements (10) herum befestigt werden können; und
ein Federelement (60), das Elastizität aufweist und an einer Umfangsfläche des äußeren Geflechts (30) vorgesehen ist, so dass es damit in engem Kontakt ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass eine Nut (31) entlang einem zentralen äußeren Umfang des äußeren Geflechts (30) gebildet ist und...

Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein flexibles Rohr (Schlauch) für ein Abgasrohr eines Fahrzeugs gemäß Oberbegriff von Patentanspruch 1, so dass die Schwingung des flexiblen Rohrs und das Entstehen von Lärm und Harshness, bewirkt durch Überschwingungen eines Abgassystems, unterdrückt und der Fahrkomfort für Fahrer und Passagiere verbessert werden können.
  • Ein derartiges flexibles Rohr ist beispielsweise durch die DE 40 34 055 A1 bekannt geworden.
  • Heutzutage neigen Fahrzeuge zu erhöhten Motorrollschwingungen beim Anlassen des Motors, beim abrupten Starten und Bremsen eines Fahrzeugs oder beim Wechseln des Gangs aufgrund der erhöhten Leistungsabgabe des Motors.
  • Weiterhin wird ein Abgasrohr während des Fahrens in Abhängigkeit der unterschiedlichen Straßenbedingungen in Schwingung versetzt.
  • Deshalb wird ein Motor eines Fahrzeugs so mit dem Abgasrohr verbunden, dass das Abgas ausgestoßen werden kann, und in einem Zwischenteil zwischen dem Motor und dem Abgasrohr ist ein flexibles Rohr als Entkuppelverbindung vorgesehen, welche fest und kompakt genug ist, um Schwingungsverschiebungen, Stoßbelastung, Wärmeverformung etc. aufzunehmen und abzufangen.
  • Wie in 1 gezeigt und in EP 0410089 A1 offenbart ist, beinhaltet ein herkömmliches flexibles Rohr ein Balgelement (10) aus metallischem Material in Form eines gewellten Zylinders, um Belastungen aufgrund von Ausdehnung, Kontraktion oder Biegen desselben zu absorbieren, und ein Verriegelungselement (20), das in dem Balgelement (10) zum Absorbieren von Belastungen aufgrund von Ausdehnung, Kontraktion, Biegen etc. vorgesehen ist und so gesteuert wird, dass es innerhalb der Elastizitätsgrenze des Balgelements (10) verschoben wird, so dass das Abgas gleichmäßig hindurch fließen kann und das Balgelement (10) vor den Abgasen bei hohen Temperaturen geschützt werden kann. Das herkömmliche flexible Rohr beinhaltet weiterhin ein äußeres Geflecht (30), das die Außenfläche des Balgelements (10) umschließt. Dadurch, dass das äußere Geflecht (30) das Balgelement (10) umgibt, werden beide Enden des äußeren Geflechts (30) in Umfangsrichtung mit Befestigungskappen (40) zusammengedrückt und für eine sichere Befestigung miteinander punktgeschweißt. Bei der oben genannten Struktur ist das herkömmliche flexible Rohr an einem Ende mit dem Motor und am anderen Ende mit dem Abgasrohr verbunden, wodurch der gleichmäßige Durchlass des Abgases vereinfacht wird und die Stöße und Belastungen, die zwischen dem Motor und dem Abgasrohr durch die Ausdehnung und Kontraktion des Balgelements (10) und des Verriegelungselements (20) entstehen, absorbiert werden. Das herkömmliche flexible Rohr hat jedoch eine lange Gesamtlänge, um den Fahrkomfort der Fahrer und Passagiere des Fahrzeugs zu verbessern, und dementsprechend wurde das Balgelement (10) lang genug gewellt, damit viele Erhöhungen und Vertiefungen entstehen. Wenn folglich in dem Abgassystem übermäßige Schwingungen (Überschwingungen) auftraten, verstärkte sich die Schwingung auf das flexible Rohr, in welchem Fall das äußere Geflecht (30), das das Balgelement (10) umschließt, periodisch in Kontakt mit dem Balgelement (10) kam und dieser Kontakt Abnutzung und Lärm verursachte. Dies verschlechterte die N.V.H.-Auswertung (Noise, Vibration und Harshness) und reduzierte die Lebensdauer des flexiblen Rohrs.
  • Aus der DE 40 34 055 A1 ist es bekannt, zur Unterdrückung von Schwingungen eine relativ zum äußeren Geflecht bewegliche Schraubenfeder als Dämpfungsglied zu verwenden, wobei durch eine Relativbewegung zwischen äußerem Geflecht und Schraubenfeder eine Reibungsdämpfung stattfindet.
    •
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein flexibles Rohr (Schlauch) für ein Abgasrohr eines Fahrzeugs bereitzustellen, welches ein Federelement entlang einer Umfangsfläche eines äußeren Geflechts des Rohrs beinhaltet, so dass die Schwingungen des flexiblen Rohrs und die Erzeugung von Lärm und Harshness, bewirkt durch eine übermäßige Schwingung eines Abgassystems, unterdrückt und die N.V.H.-Auswertung des Fahrzeugs und die Lebensdauer des flexiblen Schlauchs verbessert werden können.
  • Um die oben genannte Aufgabe zu lösen, umfasst das flexible Rohr (Schlauch) für ein Abgasrohr eines Fahrzeugs gemäß der vorliegenden Erfindung:
    ein Balgelement, das die Form eines hohlen Zylinders mit einer vorbestimmten Breite und Länge hat und gewellt ist, so dass abwechselnd Erhöhungen und Vertiefungen entlang seines äußeren Umfangs vorgesehen sind;
    ein äußeres Geflecht, das in vorbestimmten Winkeln gewoben ist und in einem vorbestimmten Abstand von dem äußeren Umfang des Balgelements vorgesehen ist, so dass es das Balgelement umgibt;
    Befestigungskappen, die jeweils an beiden Seitenenden des äußeren Geflechts angebracht sind, so dass beide Seitenenden des äußeren Geflechts um beide Seitenenden des Balgelements befestigt werden können;
    ein Federelement, das Elastizität hat und an einer Umfangsfläche des äußeren Geflechts vorgesehen ist, so dass es damit in engem Kontakt steht; und
    eine Nut entlang einem zentralen äußeren Umfang des äußeren Geflechts, wobei das Federelement an der Nut anliegt, so dass es den Außenumfang des äußeren Geflechts festklemmt.
  • Da das Federelement entlang der Umfangsfläche des äußeren Geflechts so vorgesehen ist, dass es die Oberfläche umgibt und elastisch festklemmt, kann die elastische Kraft des Federelements das Dämpfen des äußeren Geflechts und des Balgelements fördern, wenn eine Überschwingung in dem Abgassystem erzeugt wird.
    •
  • Die beiliegenden Zeichnungen, die die Erfindung genauer erklären sollen und in dieser Beschreibung enthalten sind und Teil davon bilden, zeigen Ausführungsformen der Erfindung und dienen zusammen mit der Beschreibung zur Erklärung der Prinzipien der Erfindung.
  • 1 ist eine Teilschnittansicht des herkömmlichen flexiblen Rohrs für ein Abgasrohr eines Fahrzeugs;
  • 2 ist eine Teilschnittansicht eines flexiblen Rohrs für ein Abgasrohr eines Fahrzeugs gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 3 ist eine vergrößerte Teilansicht von 2;
  • 4 ist eine Teilschnittansicht eines flexiblen Rohrs für ein Abgasrohr eines Fahrzeugs gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
  • 5 ist eine vergrößerte Teilansicht von 4.
  • Im Folgenden wird detailliert Bezug genommen auf bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen.
  • 2 zeigt die Grundstruktur eines flexiblen Rohrs (Schlauchs) für ein Abgasrohr eines Fahrzeugs gemäß der vorliegenden Erfindung, und 3 zeigt eine teils vergrößerte Ansicht von 2, wobei eine Nut (31) zum Befestigen eines Federelements (60) daran entlang der zentralen Umfangsfläche des äußeren Geflechts (30) gebildet ist und das Federelement (60) auf der Nut (31) liegt, um einen engen Kontakt mit der zentralen Umfangsfläche des äußeren Geflechts (30) bereitzustellen.
  • 4 zeigt eine weitere Ausführungsform des flexiblen Rohrs für ein Abgasrohr eines Fahrzeugs gemäß der vorliegenden Erfindung, und 5 zeigt eine teils vergrößerte Ansicht von 4, wobei eine Schraubenfeder (61) an der Nut (31) anstelle des Federelements (60) befestigt ist.
  • Mit Bezug auf 2 und 3 umfasst das flexible Rohr der vorliegenden Erfindung ein Balgelement (10), und das Balgelement (10) besteht aus metallischen Materialien in Form eines Zylinders und ist in Längsrichtung gewellt, so dass es abwechselnd Erhöhungen (11) und Vertiefungen (12) entlang seines äußeren Umfangs hat.
  • Wenn das Balgelement (10) axial und/oder horizontal durch Schwingungskraft oder durch äußeren Stoß verschoben wird, biegen sich die Erhöhungen (11) und Vertiefungen (12), die abwechselnd in Längsrichtung entlang des äußeren Umfangs des Balgelements (10) gebildet sind, elastisch, um die Verschiebung sowie auch die Belastungen aufgrund von dessen Ausdehnung, Kontraktion und Biegen aufzunehmen. Das Balgelement (10) verhindert auch Leckage von Abgas. Wenn die äußere Kraft verschwindet, kehrt das Balgelement (10) in seine ursprüngliche Position zurück.
  • In dem Balgelement (10) ist ein Verriegelungselement (20) vorgesehen, um einen vorbestimmten Abstand von dem inneren Umfang des Balgelements (10) zu halten, und ist spiralförmig gewunden, so dass es spiralförmige Nuten bildet. Beide Enden des Verriegelungselements (20) sind in dem flexiblen Rohr durch entsprechende Innenhülsen (50) befestigt.
  • Da das Verriegelungselement (20) spiralförmig gewunden ist und spiralförmige Nuten bildet, bewirkt die Reibung zwischen Teilen des spiralförmig gewundenen Verriegelungselements (20), wenn die externe Kraft vorhanden ist, um das Verriegelungselement (20) in Längs- oder Horizontalrichtung des flexiblen Schlauchs zu verschieben, Dämpfungseffekte, welche die Belastungen hauptsächlich in Längsrichtung absorbieren und den Durchgang des Abgases konstant beibehalten, wodurch das Auftreten von Turbulenzen verhindert wird.
  • Außen am Balgelement (10) ist das äußere Geflecht (30), das aus in vorbestimmten Winkeln gewobenen Drähten gefertigt ist, so vorgesehen, dass es das Balgelement (10) umschließt.
  • Die Drähte des äußeren Geflechts (30) sind durch die Verschiebung in Richtung des Drucks etwas belastet und werden elastisch über die Zugfestigkeit verformt. Da sich außerdem die Drähte, nachdem sie sich um eine bestimmte Länge verlängert haben, nicht mehr verformen, dienen sie dazu, die Verschiebung über die Zugfestigkeit zu steuern.
  • Weiterhin sind jeweils Fixierkappen (40) an beiden Seitenenden des äußeren Geflechts (30) montiert, so dass sich die Drähte des äußeren Geflechts (30) nicht lösen können und beide Seitenenden des äußeren Geflechts (30) fest um beide Seitenenden des Balgelements (10) befestigt werden können.
  • Entlang einer Innenfläche jedes Endes des Balgelements (10) ist eine ringförmige Innenhülse (50) vorgesehen, so dass das Verriegelungselement (20) befestigt werden kann, wobei ein vorbestimmter Zwischenraum zu dem Balgelement (10) beibehalten wird.
  • Die Innenhülse (50) weist einen Befestigungsabschnitt (51) und einen Sicherungsabschnitt (52) auf, der sich von dem Befestigungsabschnitt (51) erstreckt, so dass sein Durchmesser kleiner als der des Befestigungsabschnitts (51) ist. Der Befestigungsabschnitt (51) ist entlang der Innenfläche jedes Seitenendes des Balgelements (10) befestigt, und der Sicherungsabschnitt (52) ist gekrümmt, so dass er einen kleineren Durchmesser als der Befestigungsabschnitt (51) hat und an jedem Ende des Verriegelungselements (20) befestigt ist.
  • Insbesondere ist das vordere Ende des Befestigungsabschnitts (51) so angeordnet, dass es mit dem Ende des Balgelements (10) übereinstimmt. Die entsprechenden Enden des Balgelementes (10), das äußere Geflecht (30) und die Befestigungskappe (40) sind zusammen in Umfangsrichtung durch eine Klemmeinrichtung festgeklemmt. Dann werden sie an verschiedenen Stellen um ihren Umfang herum durch gleichzeitiges Punktschweißen befestigt.
  • Der Sicherungsabschnitt (52) der Innenhülse (50), der an jedem Ende des Verriegelungselements (20) befestigt ist, hält das Verriegelungselement (20) in einem vorbestimmten Abstand von dem Balgelement (10).
  • Derweil ist das elastische Federelement (50) entlang der zentralen Umfangsfläche des äußeren Geflechts (30) so vorgesehen, dass es den äußeren Umfang des äußeren Geflechts (30) festklemmt.
  • Die Nut (31) ist entlang der zentralen äußeren Umfangsfläche des äußeren Geflechts (30) gebildet, und das Federelement (60) liegt auf der Nut (31), so dass es den äußeren Umfang des äußeren Geflechts (30) festklemmt.
  • Wenn daher eine übermäßige Schwingung (Überschwingung) in dem Abgassystem auftritt und die übermäßige Schwingung auf das äußere Geflecht (30) übertragen wird, absorbiert das Federelement (60) die Schwingung durch seine eigene elastische Kraft.
  • Wenn dann das Federelement (60) die in dem Abgassystem erzeugte übermäßige Schwingung absorbiert, fördert es die Dämpfungswirkung des äußeren Geflechts (30) und des Balgelements (10), und somit kann die Erzeugung von Lärm und Harshness unterbunden werden.
  • Weiterhin kann aufgrund des Anstiegs der Dämpfungswirkung des äußeren Geflechts (30) und des Balgelements (10) eine übermäßige Schwingung des flexiblen Rohrs bei seiner Resonanzfrequenz ebenfalls eingeschränkt werden.
  • Wie in 4 und 5 gezeigt ist, kann anstelle des Federelements (60) die Schraubenfeder (61) an der Nut (31) so befestigt werden, dass die Schraubenfeder (61) in engen Kontakt mit der Umfangsfläche des äußeren Geflechts (30) kommt und dieses festklemmt.
  • Es sollte beachtet werden, dass jegliche andere Arten von Federn als Federelement (60) bei der vorliegenden Erfindung verwendet werden können.
  • Wie oben beschrieben ist, ist gemäß der vorliegenden Erfindung ein flexibles Rohr für ein Abgasrohr eines Fahrzeugs bereitgestellt, welches ein Federelement entlang einer Umfangsfläche des äußeren Geflechts beinhaltet, um die Schwingung von dem Abgassystem zu absorbieren.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung kann das Federelement nicht nur die in dem Abgassystem erzeugte übermäßige Schwingung absorbieren, sondern auch die nachfolgende, verstärkte übermäßige Schwingung in dem flexiblen Schlauch einschränken.
  • Folglich kann bei dem flexiblen Rohr gemäß der vorliegenden Erfindung die Dämpfungswirkung des äußeren Geflechts und des Balgelements bedeutend ansteigen, und die Erzeugung von Fahrzeuglärm und Harshness kann verhindert werden, so dass eine N.H.V.-Auswertung der Fahrzeuge und die Lebensdauer des flexiblen Rohrs verbessert werden können.
  • Es ist dem Fachmann klar, dass verschiedene Modifikationen und Variationen an der vorliegenden Erfindung vorgenommen werden können, ohne von dem Gedanken und der Lehre der Erfindung abzuweichen. Die vorliegende Erfindung umfasst alle Modifikationen und Variationen davon, vorausgesetzt, dass diese innerhalb der Lehre der beiliegenden Ansprüche und ihrer Äquivalenten liegen.

Claims (2)

  1. Flexibles Rohr für ein Abgasrohr eines Fahrzeugs, umfassend: ein Balgelement (10), das die Form eines hohlen Zylinders mit einer vorbestimmten Breite und Länge hat und gewellt ist, so dass abwechselnd Erhöhungen (11) und Vertiefungen (12) entlang seines Außenumfangs gebildet sind; ein äußeres Geflecht (30), das in vorbestimmten Winkeln gewoben ist und in einem vorbestimmten Abstand von dem Außenumfang des Balgelements (10) vorgesehen ist, so dass es das Balgelement (10) umschließt; Befestigungskappen (40), die jeweils an beiden Seitenenden des äußeren Geflechts (30) angebracht sind, so dass beide Seitenenden des äußeren Geflechts (30) um beide Seitenenden des Balgelements (10) herum befestigt werden können; und ein Federelement (60), das Elastizität aufweist und an einer Umfangsfläche des äußeren Geflechts (30) vorgesehen ist, so dass es damit in engem Kontakt ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Nut (31) entlang einem zentralen äußeren Umfang des äußeren Geflechts (30) gebildet ist und das Federelement (60) an der Nut (31) anliegt, so dass es den Außenumfang des äußeren Geflechts (30) festklemmt.
  2. Flexibles Rohr für ein Abgasrohr eines Fahrzeugs nach Anspruch 1, das weiterhin umfasst: ein Verriegelungselement (20), das in dem Balgelement (10) unter Beibehaltung eines vorbestimmten Abstands vom inneren Umfang des Balgelements (10) vorgesehen ist und spiralförmig gewunden ist, um spiralförmige Nuten zu bilden; und ringförmige Innenhülsen (50), die jeweils einen Befestigungsabschnitt (51), welcher entlang einer Innenfläche jedes Seitenendes des Balgelements (10) befestigt ist, und einen Sicherungsabschnitt (52) aufweisen, welcher sich von dem Befestigungsabschnitt (51) erstreckt und gekrümmt ist, so dass er einen kleineren Durchmesser als der Befestigungsabschnitt (51) hat und an jedem Seitenende des Verriegelungselements (20) befestigt ist.
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