DE102009057778A1

DE102009057778A1 - Fahrzeug-Auspuffendanordnung

Info

Publication number: DE102009057778A1
Application number: DE102009057778A
Authority: DE
Inventors: Dale F. Novi Osterkamp; Andrew J. Romeo Kurzawa
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2008-12-16
Filing date: 2009-12-10
Publication date: 2010-07-15
Anticipated expiration: 2029-12-11
Also published as: DE102009057778B4; US7686131B1

Abstract

Eine Auspuffendanordnung leitet heißes Motorabgas von einem Schalldämpfer durch eine Öffnung in einer Stoßfängerverkleidung aus geformtem Kunststoff. Ein Auspuffrohr, das eine Querschnittsdurchflussfläche für die Abgasströmung definiert, weist ein Einlassende, das am Schalldämpfer befestigt ist, und ein Auslassende auf. Das Auspuffrohr weist einen flexiblen Kopplungsabschnitt zwischen dem Einlassende und dem Auslassende auf. Eine Wärmeabschirmung weist eine Querschnittsdurchflussfläche, die größer ist als jene des Rohrs, und ein Einlassende, das am Auslassende des Rohrs befestigt ist, auf. Eine dekorative Blende ist an der Wärmeabschirmung am Auslassende der Wärmeabschirmung befestigt. Befestigungsvorrichtungen befestigen die Wärmeabschirmung an der Verkleidung, wobei sich die Blende in der Öffnung in der hinteren Stoßfängerverkleidung befindet. Während der Bewegung des Schalldämpfers bleibt die Blende in der Mitte der Öffnung, während sich der flexible Kopplungsabschnitt des Auspuffrohrs biegt.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Kraftfahrzeug-Abgassystem und insbesondere auf eine Auspuffendanordnung zum Leiten von Abgas von einem Schalldämpfer durch eine Öffnung in einer geformten Kunststoffverkleidung an der Hinterseite des Fahrzeugs.
Es ist weithin bekannt, in Kraftfahrzeugen einen Schalldämpfer vorzusehen, der das Geräusch des Fahrzeugabgases verringert, und ein Auspuffrohr vorzusehen, das sich vom Schalldämpfer zu einem Rohrende erstreckt, das unter dem hinteren Stoßfänger des Fahrzeugs liegt. Das Abgassystem mit dem Schalldämpfer und dem Auspuffrohr wird typischerweise durch Aufhängungsriemen am Fahrzeug angebracht, die etwas flexibel sind, um dem begrenzten Ausmaß an relativer Bewegung zwischen dem Abgassystem und der Fahrzeugkarosserie in Ansprechen auf eine Fahrzeugschwingung und andere Ereignisse Rechnung zu tragen.
Es ist auch bekannt, in modernen Fahrzeugen das Aussehen des Auspuffendes unter Verwendung eines Stahlauspuffrohrs und dann durch Anbringen einer dekorativen Blende über dem Ende des Rohrs zu verbessern. Die Blende kann beispielsweise Edelstahl oder Chromstahl sein, um ein verbessertes Aussehen zu schaffen.
Eine Schwierigkeit bei den vorstehend beschriebenen Auspuffende-Lösungen besteht darin, dass die relative Schwingung des Auspuffrohrs in einigen Fällen verursachen kann, dass das Auspuffende die Verkleidung be rührt, was ein Geräusch verursacht, oder in einer schlimmsten Situation einen Verschleiß- oder einen anderen unansehnlichen Zustand verursacht.
Daher wäre es erwünscht, eine verbesserte Fahrzeug-Auspuffendanordnung zu schaffen, die die vorstehend beschriebenen Nachteile beseitigen würde.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Eine Auspuffendanordnung leitet heißes Motorabgas von einem Schalldämpfer durch eine Öffnung in einer Stoßfängerverkleidung aus geformtem Kunststoff. Ein Auspuffrohr, das eine Querschnittsdurchflussfläche für die Abgasströmung definiert, weist ein Einlassende, das am Schalldämpfer befestigt ist, und ein Auslassende auf. Das Auspuffrohr weist einen flexiblen Kopplungsabschnitt zwischen dem Einlassende und dem Auslassende auf. Eine Wärmeabschirmung weist eine Querschnittsdurchflussfläche, die größer ist als jene des Rohrs, und ein Einlassende, das am Auslassende des Rohrs befestigt ist, auf. Eine dekorative Blende ist an der Wärmeabschirmung am Auslassende der Wärmeabschirmung befestigt. Befestigungsvorrichtungen befestigen die Wärmeabschirmung an der Verkleidung, wobei sich die Blende in der Öffnung in der hinteren Stoßfängerverkleidung befindet. Während der Bewegung des Schalldämpfers bleibt die Blende in der Mitte der Öffnung, während sich der flexible Kopplungsabschnitt des Auspuffrohrs biegt.
Weitere Anwendungsgebiete der vorliegenden Erfindung werden aus der nachstehend gegebenen ausführlichen Beschreibung ersichtlich. Selbstverständlich sind die ausführliche Beschreibung und die spezifischen Beispiele, obwohl sie beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung ange ben, nur für Erläuterungszwecke bestimmt und sollen den Schutzbereich der Erfindung nicht begrenzen.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorliegende Erfindung wird aus der ausführlichen Beschreibung und den begleitenden Zeichnungen vollständiger verständlich.
1 ist eine perspektivische Ansicht der Auspuffendanordnung dieser Erfindung, die mit deren einzelnen Komponenten zerlegt in einer auseinandergezogenen Ansicht gezeigt ist.
2 ist eine perspektivische Ansicht, die die einzelnen Komponententeile von 1 zeigt, die am Fahrzeug montiert wurden.
3 ist eine Längsschnittansicht mit Teilen, die zerlegt sind, und im Schnitt, die den installierten Zustand der Komponententeile zeigt.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEISPIELHAFTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die folgende Beschreibung von bestimmten beispielhaften Ausführungsformen ist dem Wesen nach lediglich beispielhaft und soll die Erfindung, ihre Anwendung oder ihre Verwendungen nicht begrenzen.
In 1 sind die Komponenten der Auspuffendanordnung dieser Erfindung in einer Ansicht in auseinander gezogener Anordnung vor ihrer Montage gezeigt. Ein Fahrzeugschalldämpfer 10 weist eine beliebige herkömmliche Konstruktion auf und umfasst einen Einlass 12, der Abgas von einem Motor empfängt, und ein Auslassrohr 14. Der Schalldämpfer 10 ist am Unterbau der Fahrzeugkarosserie durch mehrere Aufhängungen, von denen eine bei 16 gezeigt ist, aufgehängt. Diese Aufhängungen 16 tragen den Schalldämpfer 10, ermöglichen jedoch auch eine gewisse seitliche und vertikale Bewegung des Schalldämpfers. Die Schalldämpferaufhängungen 16 umfassen typischerweise irgendein elastomeres Schwingungsdämpfungselement, um die Schwingungen zu dämpfen und die Schwingungen von der Übertragung in die Fahrzeugkarosserie zu isolieren.
Das Fahrzeug umfasst außerdem eine Verkleidungsplatte 20 aus geformtem Kunststoff, die geeignet an der Fahrzeugkarosseriestruktur angebracht ist, um den hinteren Stoßfänger und andere unästhetische Fahrzeugkomponenten zu verdecken und zu verbergen. Die Verkleidungsplatte 20 umfasst, wie in 1 zu sehen, im Allgemeinen einen vertikalen Wandabschnitt 22 und außerdem einen unteren horizontalen Wandabschnitt 24, der sich um einen bestimmten Abstand unter der Fahrzeugkarosserie nach vorn erstreckt, um den Bereich unterhalb des hinteren Stoßfängers abzuschließen. Wie in 1 zu sehen, weist die Verkleidung 20 eine Auspufföffnung 26 darin auf, die teilweise durch einen Wandflansch 28 geschaffen ist, der sich in einem 90-Grad-Winkel von der vertikalen Wand 22 und von der horizontalen Wand 24 erstreckt. Dieser Wandflansch 28 dient zum Versteifen der Verkleidungsplatte 20 im Bereich der Öffnung 26 und schafft außerdem einen Befestigungspunkt für die Auspuffendanordnung, wie nachstehend erörtert wird.
Wiederum in 1 ist zu sehen, dass ein Auspuffrohr 32 vorgesehen ist und dass das Auspuffrohr 32 ein Einlassende 34, ein Auslassende 36 und außerdem einen flexiblen Kopplungsabschnitt 38 umfasst, der zwischen dem Einlassende 34 und dem Auslassende 36 vorgesehen ist. Der flexible Kopplungsabschnitt 38 kann durch Hydroformen oder einen anderen Her stellungsvorgang einteilig im Rohr 32 geschaffen werden, um eine Reihe von Wellen vorzusehen, durch die dem Rohr 32 Flexibilität verliehen wird.
1 zeigt außerdem eine herkömmliche Rohrschelle 30 zum Befestigen des Rohrs 32 am Auslassrohr 14 des Schalldämpfers 10.
1 zeigt außerdem eine Wärmeabschirmungsanordnung, die im Allgemeinen bei 42 angegeben ist, die im Allgemeinen eine Einlassadapterplatte 44, eine obere Hülle 46, eine untere Hülle 48 und eine Dekorationsblende 50 aus einem dekorativen Material wie z. B. verchromtem Stahl oder Edelstahl umfasst. Wie in 1 zu sehen, weist die untere Hülle 48 Flansche 52 und 54 auf, die sich entlang ihrer Seitenkanten erstrecken. Ebenso weist die obere Hülle 46 Flansche 58 und 60 auf, die sich entlang ihrer Seitenkanten erstrecken. Diese Flansche werden zusammengeschweißt, um die obere Hülle 46 an der unteren Hülle 48 zu befestigen. Außerdem wird die Adapterplatte 44 an die obere Hülle 46 und die untere Hülle 48 an ihren Einlassenden geschweißt. Die Blende 50 wird an die obere Hülle 46 und die untere Hülle 48 an ihren Auslassenden geschweißt. Folglich definiert und enthält die Wärmeabschirmungsanordnung 42 einen Hohlraum 64 mit einer Querschnittsdurchflussfläche, die wesentlich größer ist als die Querschnittsdurchflussfläche des Rohrs 32. Die Adapterplatte 44 weist ein oder mehrere Löcher 45 darin auf, die Umgebungsluft in die Wärmeabschirmungsanordnung 42 einlassen, um die Strömung von Abgas durch die Wärmeabschirmungsanordnung 42 zu erleichtern. Anstelle der Löcher 45 kann die Adapterplatte 44 so gestanzt werden, dass sie Kerben um ihre Kanten aufweist, die einen Strömungsweg für die Umgebungsluft zum Eintritt in die Wärmeabschirmungsanordnung 42 erzeugen.
Wie in 1 zu sehen ist, ist ein Halter 70 an die Oberseite der oberen Hülle 46 geschweißt und weist ein Paar von beabstandeten Öffnungen 72 und 74 auf, die unter einer Montagelasche 78 liegen, die einteilig mit dem Wandflansch 28 der Verkleidung 20 ausgebildet ist. Isolatoren 75 und 76, die aus einem Wärmeisolationsmaterial wie z. B. Silikon, EDM oder Kautschuk bestehen, sind an den Halter 70 angefügt. In 2 sind die Isolatoren 75 und 76 als Beilagscheiben gezeigt, können jedoch alternativ Polster aus Wärmeisolationsmaterial sein, die durch Kleben am Halter 70 oder an der Unterseite der Montagelasche 78 der Verkleidungsplatte 20 befestigt sind. Wie in 2 und 3 zu sehen ist, erstrecken sich Befestigungsvorrichtungen wie z. B. Blindniete 82 und 84 durch die Öffnungen 72 und 74 des Halters 70, um die Wärmeabschirmung 42 an der Verkleidungsplatte 20 zu befestigen. Außerdem ist zu sehen, dass die zusammengeschweißten Flansche 52 und 58 Montageöffnungen aufweisen, die eine Blindnietbefestigungsvorrichtung 92 aufnehmen, um die linke Seite der Wärmeabschirmungsanordnung 42 an der unteren Wand 24 der Verkleidung 20 zu befestigen. Ebenso sind auf der anderen Seite der Wärmeabschirmungsanordnung 42 Montageöffnungen in den Flanschen 54 und 60 vorgesehen und ein Blindniet 94 ist vorgesehen, um diese Flansche an der horizontalen Wand 24 der Verkleidung 20 zu befestigen.
Falls erwünscht, wird die gesamte Wärmeabschirmungsanordnung 42, einschließlich der Adapterplatte 44, der oberen und der unteren Hülle 46 und 48, des Halters 70 und der Blende 50, beim Teilehersteller zusammengeschweißt und das Rohr 32 wird auch an den Adapter 44 geschweißt. Diese Anordnung wird dann durch die Blindniete 82, 84, 92 und 94 an der Verkleidungsplatte 20 befestigt, bevor die Verkleidungsplatte 20 an der Fahrzeugkarosserie installiert wird. Folglich muss nur die Rohrschelle 30 während des endgültigen Fahrzeugmontageprozesses installiert werden.
2 und 3 zeigen die Auspuffendanordnung an der Fahrzeugkarosserie angebracht. Wie in 2 und 3 zu sehen, ist die Wärmeabschirmungsanordnung 42 durch die Blindniete 82, 84, 92 und 94 an der Verkleidungsplatte 20 befestigt, so dass eine relativ geringe Bewegung zwischen der Wärmeabschirmung 42 und der Verkleidungsplatte 20 besteht. Folglich richtet die Wärmeabschirmung 42 die Blende 50 an einer bestimmten Stelle in Bezug auf die mit Flansch versehene Wand 28 ein, die die Öffnung 26 in der Verkleidungsplatte 20 definiert. In dieser Weise kann die Blende 50 von der Verkleidungsplatte 20 in einem bestimmten Abstand beabstandet sein, um einer geringfügigen relativen Bewegung, welche auch immer zwischen der Wärmeabschirmung 42 und der Verkleidungsplatte 20 auftreten könnte, über die Biegung des Kunststoffmaterials der geformten Verkleidungsplatte Rechnung zu tragen. Außerdem kann erkannt werden, dass die Wärmeabschirmung 42 mehrere Merkmale aufweist, die den geformten Kunststoff der Verkleidungsplatte 20 von einer schädlichen Wirkung der Wärme, die durch die Abgase erzeugt wird, isolieren. Insbesondere dehnen sich die Abgase beim Erreichen der Wärmeabschirmung 42 aufgrund der Tatsache aus, dass die Querschnittsdurchflussfläche des Hohlraums der Wärmeabschirmung wesentlich größer ist als die Querschnittsdurchflussfläche des Rohrs 32. Und das Auslassende 36 des Rohrs 32 kann in die Adapterplatte 44 in einem präzisen Winkel geschweißt werden, der das Abgas in eine präzise Richtung lenkt, die am besten auf die Öffnung in der Blende 50 ausrichtet, wodurch das Auftreffen des Abgasstroms auf die Wärmeabschirmung minimiert wird. Außerdem kann die Wärme, die durch das Abgas auf die Wärmeabschirmung 42 übertragen wird, durch die Flansche 52 und 58 der Wärmeabschirmung 42 abgeleitet werden, die als Kühlrippen wirken, um die Wärmeabschirmung zu kühlen. Außerdem wird angemerkt, dass der Halter 70 die Wärmeabschirmung vom Wandflansch 28 beabstandet, um das Kunststoff material des Wandflanschs von einem direkten Kontakt mit der Wand der oberen Hülle 46 der Wärmeabschirmung zu isolieren.
Selbstverständlich kann auch der relativen Bewegung zwischen dem Schalldämpfer und der Wärmeabschirmung durch die Biegung des flexiblen Kopplungsabschnitts 38 des Rohrs 32 Rechnung getragen werden. Durch die flexible Rohrkopplung 38 können folglich die Wärmeabschirmung und ihre dekorative Blende 50 relativ fest an der Verkleidungsplatte 20 angebracht und innerhalb der Öffnung 24 in der Verkleidungsplatte 20 zentriert werden und dennoch kann der Schalldämpfer 10 seinen normalen Bewegungsbereich aufweisen, um einer Schwingung und Trägheitskräften Rechnung zu tragen, die vom Schalldämpfer während des Betriebs des Kraftfahrzeugs erfahren werden, beispielsweise wenn über eine raue Straßenoberfläche gefahren wird.

Claims

Auspuffendanordnung zum Leiten von Motorabgas von einem Schalldämpfer durch eine Öffnung in einer hinteren Stoßfängerverkleidung, die umfasst: ein Auspuffrohr, das eine Querschnittsdurchflussfläche für die Abgasströmung definiert und ein Einlassende, das am Schalldämpfer befestigt ist, und ein Auslassende aufweist; wobei das Rohr einen flexiblen Kopplungsabschnitt zwischen dem Einlassende und dem Auslassende aufweist; eine Wärmeabschirmung mit einer Querschnittsdurchflussfläche, die größer ist als jene des Rohrs, und mit einem Einlassende, das am Auslassende des Rohrs befestigt ist, und einem Auslassende; eine dekorative Blende, die an der Wärmeabschirmung am Auslassende der Wärmeabschirmung befestigt ist; und Befestigungsvorrichtungen, die die Wärmeabschirmung an der Verkleidung befestigen, wobei sich die Blende in der Öffnung in der hinteren Stoßfängerverkleidung befindet.
Auspuffendanordnung nach Anspruch 1, die ferner die Wärmeabschirmung mit einer oberen Hülle und einer unteren Hülle, die zusammengeschweißt sind, und einer Adapterplatte am Einlassende der Wärmeabschirmung, die an das Auslassende des Auspuffrohrs geschweißt ist, umfasst.
Auspuffendanordnung nach Anspruch 2, die ferner die Adapterplatte mit Lufteinlasslöchern darin umfasst, um Umgebungsluft in die Wärmeabschirmung einzulassen.
Auspuffendanordnung nach Anspruch 1, die ferner den flexiblen Kopplungsabschnitt des Auspuffrohrs umfasst, der durch Hydroformen einteilig darin ausgebildet ist.
Auspuffendanordnung nach Anspruch 2, die ferner die obere und die untere Hülle mit Flanschen, die zusammengeschweißt sind, und mindestens einige der Befestigungsvorrichtungen, die die Flansche an der Verkleidungsplatte befestigen, umfasst, und/oder die ferner einen Montagehalter, der an der oberen Hülle befestigt ist, und mindestens einige der Befestigungsvorrichtungen, die den Montagehalter an der Verkleidungsplatte befestigen, umfasst.
Auspuffendanordnung nach Anspruch 1 mit einem Wärmeisolationsmaterial, das zwischen der Wärmeabschirmungsanordnung und der Kunststoffverkleidung an den Kontaktpunkten dazwischen angeordnet ist.
Auspuffendanordnung nach Anspruch 2, die ferner die obere und die untere Hülle mit Flanschen, die zusammengeschweißt sind, und Befestigungsvorrichtungen, die die Flansche an der Verkleidungsplatte befestigen, und einen Montagehalter, der an der oberen Hülle befestigt ist, und Befestigungsvorrichtungen, die den Montagehalter an der Verkleidungsplatte befestigen, umfasst, so dass die Blende in der Öffnung in der Verkleidungsplatte zentriert ist, insbesondere mit einem Wärmeisolationsmaterial, das zwischen der Wärmeabschirmungsanordnung und der Kunststoffverkleidung an den Kontaktpunkten dazwischen angeordnet ist.
Auspuffendanordnung nach Anspruch 1, die ferner die Befestigungsvorrichtungen umfasst, die Blindniete sind.
Auspuffendanordnung nach Anspruch 1, die ferner die Adapterplatte umfasst, die die Übertragung von Wärme vom Abgas in die Wärmeabschirmung durch die Adapterplatte, die das Auslassende des Auspuffrohrs in einem Winkel anbringt, der das Abgas so lenkt, dass es mit einem minimalen Auftreffen auf die Wärmeabschirmung durch die Wärmeabschirmung strömt, und durch die Öffnung in dem Adapter, die eine ausreichende zusätzliche Luftströmung in die Wärmeabschirmung schafft, so dass die Ausdehnung des Abgasstroms von der Querschnittsfläche des Auspuffrohrs zur größeren Querschnittsfläche des Hohlraums der Wärmeabschirmung nicht zu einer Stockung des heißen Abgases in der Wärmeabschirmung führt, verringert, und/oder die ferner die Verkleidungsplatte mit einem daran ausgebildeten einteiligen Flansch, der zumindest einen Teil der Öffnung in der Verkleidungsplatte erweitert, und die Befestigungsvorrichtungen, die die Wärmeabschirmung am Flansch befestigen, umfasst.
Auspuffendanordnung zum Leiten von Motorabgas von einem Schalldämpfer durch eine Öffnung in einer hinteren Stoßfängerverkleidung, die umfasst: ein Auspuffrohr, das eine Querschnittsdurchflussfläche für die Abgasströmung definiert und ein Einlassende, das am Schalldämpfer befestigt ist, und ein Auslassende aufweist; wobei das Rohr einen flexiblen Kopplungsabschnitt aufweist, der zwischen dem Einlassende und dem Auslassende darin hydrogeformt ist; eine Wärmeabschirmung mit einer Querschnittsdurchflussfläche, die größer ist als jene des Rohrs, und mit einem Einlassende, das am Auslassende des Rohrs befestigt ist, und außerdem mit einem Auslassende, wobei die Wärmeabschirmung eine obere und eine untere gestanzte Hülle mit Flanschen, die zusammengeschweißt sind, und eine Adapterplatte, die an der oberen und der unteren Hülle und am Auslassende des Rohrs befestigt ist, umfasst, wobei die Adapterplatte Luftströmungsöffnungen darin aufweist, um Umgebungsluft in die Wärmeabschirmung einzulassen, so dass die Geschwindigkeit der Abgasströmung nicht übermäßig vermindert wird, wenn das Abgas in die Querschnittsdurchflussfläche der Wärmeabschirmung eintritt; eine dekorative Blende, die an der Wärmeabschirmung am Auslassende der Wärmeabschirmung befestigt ist; einen Montagehalter, der an der oberen Hülle vorgesehen ist; und Befestigungsvorrichtungen, die den Montagehalter und die Flansche der oberen und der unteren Hülle an der Verkleidung befestigen, wobei sich die Blende in der Mitte der Öffnung in der hinteren Stoßfängerverkleidung befindet; wodurch bei einer Bewegung des Schalldämpfers relativ zum Fahrzeug der flexible Kopplungsabschnitt des Auspuffrohrs nachgiebt, während die Blende an ihrer Stelle innerhalb der Öffnung in der Verkleidung bleibt, insbesondere mit einem Wärmeisolationsmaterial, das zwischen der Wärmeabschirmungsanordnung und der Kunststoffverkleidung an den Stellen angeordnet ist, an denen es erforderlich ist, um die Kunststoffverkleidungsplatte von der Wärmeabschirmungsanordnung zu isolieren.