DE102009057778B4

DE102009057778B4 - Fahrzeug-Auspuffendanordnung

Info

Publication number: DE102009057778B4
Application number: DE102009057778A
Authority: DE
Inventors: Dale F. Osterkamp; Andrew J. 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: 2012-12-06
Anticipated expiration: 2029-12-11
Also published as: US7686131B1; DE102009057778A1

Abstract

Auspuffendanordnung zum Leiten von Motorabgas von einem Schalldämpfer (10) durch eine Öffnung in einer hinteren Verkleidung (20), die umfasst: ein Auspuffrohr (32), das eine Querschnittsdurchflussfläche für die Abgasströmung definiert und ein Einlassende (34), das am Schalldämpfer (10) befestigt ist, und ein Auslassende (36) aufweist; wobei das Auspuffrohr (32) einen flexiblen Kopplungsabschnitt (38) zwischen dem Einlassende (34) und dem Auslassende (36) aufweist; eine Wärmeabschirmungsanordnung (42) mit einer Querschnittsdurchflussfläche, die größer ist als jene des Auspuffrohrs (32), und mit einem Einlassende, das am Auslassende (36) des Auspuffrohrs (32) befestigt ist, und einem Auslassende; eine dekorative Blende (50), die an der Wärmeabschirmungsanordnung (42) am Auslassende der Wärmeabschirmungsanordnung (42) befestigt ist und sich in der Öffnung in der hinteren Verkleidung (20) befindet; dadurch gekennzeichnet, dass Befestigungsvorrichtungen (82, 84, 92, 94) vorgesehen sind, die die Wärmeabschirmungsanordnung (42) an der Verkleidung (20) befestigen; wobei die Wärmeabschirmungsanordnung (42) ferner eine obere...

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Kraftfahrzeug-Abgassystem und insbesondere auf eine Auspuffendanordnung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zum Leiten von Abgas von einem Schalldämpfer durch eine Öffnung in einer Verkleidung an der Hinterseite des Fahrzeugs, wie sie beispielsweise aus der JP 03-96434 A bekannt geworden ist.
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 Auspuffrohrs 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 berührt, 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 und die zudem das Strömen von Abgas durch die Wärmeabschirmungsanordnung erleichtert.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Diese Aufgabe wird mit einer Auspuffanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Die 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 Wärmeabschirmungsanordnung weist eine Querschnittsdurchflussfläche, die größer ist als jene des Auspuffrohrs, und ein Einlassende, das am Auslassende des Auspuffrohrs befestigt ist, auf. Eine dekorative Blende ist an der Wärmeabschirmungsanordnung am Auslassende der Wärmeabschirmungsanordnung befestigt. Befestigungsvorrichtungen befestigen die Wärmeabschirmungsanordnung 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.
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
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 Verkleidung 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 Verkleidung 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 Verkleidung 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 Herstellungsvorgang einteilig im Auspuffrohr 32 geschaffen werden, um eine Reihe von Wellen vorzusehen, durch die dem Auspuffrohr 32 Flexibilität verliehen wird.
1 zeigt außerdem eine herkömmliche Rohrschelle 30 zum Befestigen des Auspuffrohrs 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 Auspuffrohrs 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.
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 Verkleidung 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 Wärmeabschirmungsanordnung 42 an der Verkleidung 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 Auspuffrohr 32 wird auch an den Adapter 44 geschweißt. Diese Anordnung wird dann durch die Blindniete 82, 84, 92 und 94 an der Verkleidung 20 befestigt, bevor die Verkleidung 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 Verkleidung 20 befestigt, so dass eine relativ geringe Bewegung zwischen der Wärmeabschirmungsanordnung 42 und der Verkleidung 20 besteht. Folglich richtet die Wärmeabschirmungsanordnung 42 die Blende 50 an einer bestimmten Stelle in Bezug auf die mit Flansch versehene Wand 28 ein, die die Öffnung 26 in der Verkleidung 20 definiert. In dieser Weise kann die Blende 50 von der Verkleidung 20 in einem bestimmten Abstand beabstandet sein, um einer geringfügigen relativen Bewegung, welche auch immer zwischen der Wärmeabschirmungsanordnung 42 und der Verkleidung 20 auftreten könnte, über die Biegung des Kunststoffmaterials der geformten Verkleidung Rechnung zu tragen. Außerdem kann erkannt werden, dass die Wärmeabschirmungsanordnung 42 mehrere Merkmale aufweist, die den geformten Kunststoff der Verkleidung 20 von einer schädlichen Wirkung der Wärme, die durch die Abgase erzeugt wird, isolieren. Insbesondere dehnen sich die Abgase beim Erreichen der Wärmeabschirmungsanordnung 42 aufgrund der Tatsache aus, dass die Querschnittsdurchflussfläche des Hohlraums der Wärmeabschirmungsanordnung wesentlich größer ist als die Querschnittsdurchflussfläche des Auspuffrohrs 32. Und das Auslassende 36 des Auspuffrohrs 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 Wärmeabschirmungsanordnung minimiert wird. Außerdem kann die Wärme, die durch das Abgas auf die Wärmeabschirmungsanordnung 42 übertragen wird, durch die Flansche 52 und 58 der Wärmeabschirmungsanordnung 42 abgeleitet werden, die als Kühlrippen wirken, um die Wärmeabschirmungsanordnung zu kühlen. Außerdem wird angemerkt, dass der Halter 70 die Wärmeabschirmungsanordnung vom Wandflansch 28 beabstandet, um das Kunststoffmaterial des Wandflanschs von einem direkten Kontakt mit der Wand der oberen Hülle 46 der Wärmeabschirmungsanordnung zu isolieren.
Selbstverständlich kann auch der relativen Bewegung zwischen dem Schalldämpfer und der Wärmeabschirmungsanordnung durch die Biegung des flexiblen Kopplungsabschnitts 38 des Auspuffrohrs 32 Rechnung getragen werden. Durch die flexible Rohrkopplung 38 können folglich die Wärmeabschirmungsanordnung und ihre dekorative Blende 50 relativ fest an der Verkleidung 20 angebracht und innerhalb der Öffnung 24 in der Verkleidung 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 (10) durch eine Öffnung in einer hinteren Verkleidung (20), die umfasst: ein Auspuffrohr (32), das eine Querschnittsdurchflussfläche für die Abgasströmung definiert und ein Einlassende (34), das am Schalldämpfer (10) befestigt ist, und ein Auslassende (36) aufweist; wobei das Auspuffrohr (32) einen flexiblen Kopplungsabschnitt (38) zwischen dem Einlassende (34) und dem Auslassende (36) aufweist; eine Wärmeabschirmungsanordnung (42) mit einer Querschnittsdurchflussfläche, die größer ist als jene des Auspuffrohrs (32), und mit einem Einlassende, das am Auslassende (36) des Auspuffrohrs (32) befestigt ist, und einem Auslassende; eine dekorative Blende (50), die an der Wärmeabschirmungsanordnung (42) am Auslassende der Wärmeabschirmungsanordnung (42) befestigt ist und sich in der Öffnung in der hinteren Verkleidung (20) befindet; dadurch gekennzeichnet, dass Befestigungsvorrichtungen (82, 84, 92, 94) vorgesehen sind, die die Wärmeabschirmungsanordnung (42) an der Verkleidung (20) befestigen; wobei die Wärmeabschirmungsanordnung (42) ferner eine obere Hülle (46) und eine untere Hülle (48), die zusammengeschweißt sind, und eine Adapterplatte (44) am Einlassende der Wärmeabschirmungsanordnung (42) umfasst, die an das Auslassende (36) des Auspuffrohrs (32) geschweißt ist und Lufteinlasslöcher (45) darin umfasst, um Umgebungsluft in die Wärmeabschirmungsanordnung (42) einzulassen.
Auspuffendanordnung nach Anspruch 1, wobei der flexible Kopplungsabschnitt (38) des Auspuffrohrs (32) durch Hydroformen einteilig darin ausgebildet ist.
Auspuffendanordnung nach Anspruch 1, wobei die obere und die untere Hülle (46, 48) ferner Flansche (52, 54, 58, 60) umfassen, die zusammengeschweißt sind, und wobei mindestens einige der Befestigungsvorrichtungen (92, 94) die Flansche (52, 54, 58, 60) an der Verkleidung (20) befestigen.
Auspuffendanordnung nach Anspruch 1 oder 3, die ferner einen Montagehalter (70) umfasst, der an der oberen Hülle (46) befestigt ist, und wobei mindestens einige der Befestigungsvorrichtungen (82, 84), den Montagehalter (70) an der Verkleidung (20) befestigen.
Auspuffendanordnung nach Anspruch 1 oder 4 mit einem Wärmeisolationsmaterial, das zwischen der Wärmeabschirmungsanordnung (42) und der Verkleidung (20) an den Kontaktpunkten dazwischen angeordnet ist.
Auspuffendanordnung nach Anspruch 1, wobei die Befestigungsvorrichtungen (82, 84, 92, 94) Blindniete sind.
Auspuffendanordnung nach Anspruch 1, wobei die Verkleidung (20) einen daran ausgebildeten einteiligen Flansch (28) umfasst, der zumindest einen Teil der Öffnung in der Verkleidung (20) erweitert, wobei die Befestigungsvorrichtungen (82, 84) die Wärmeabschirmungsanordnung (42) an dem Flansch (28) befestigen.