DE102010021014A1

DE102010021014A1 - Entkopplungselement

Info

Publication number: DE102010021014A1
Application number: DE201010021014
Authority: DE
Inventors: Immo GÄRTNER; Stefan Milowsky; Werner Janzer; Frank Schmitt; Thomas Gröner; Holger Opper
Original assignee: BOA Balg und Kompensatoren Technologie GmbH
Current assignee: Boa Metal Solutions De GmbH
Priority date: 2009-06-17
Filing date: 2010-05-19
Publication date: 2010-12-30
Anticipated expiration: 2030-05-20
Also published as: DE102010021014B4; DE202010002866U1; DE202009008309U1

Abstract

Es wird ein Entkopplungselement, insbesondere für Kraftfahrzeugabgasanlagen, mit einem Metallbalg und einem radial innerhalb des Balgs angeordneten Metallschlauch vorgeschlagen, bei dem der Metallschlauch (3) mit endlichem axialen Abstand (a) zum freien Ende (2.2.1) des Metallbalgs (2) endet, so dass dieses als Anschlussbereich zur Verbindung mit einer Rohrleitung ausgebildet werden kann.

Description

Die Erfindung betrifft ein Entkopplungselement insbesondere für Kraftfahrzeugabgasanlagen, mit einem Metallbalg und einem radial innerhalb des Balgs angeordneten Metallschlauch.
Bei bekannten Entkopplungselementen mit innenliegendem Metallschlauch oder Inliner, insbesondere in Form eines Agraff(-Schlauchs) sind letztere durchgehend vom Anfang bis zum Ende des Entkopplungselements, insbesondere also auch bis zu den freien Stirnseiten des zugehörigen Balgs geführt, so dass Metallschlauch und Balg stirnseitig axial in einer Ebene abschließen.
Beim Verschweißen des Schlauchendes mit den Anschlussrohren der Abgasanlage führen die Lufteinschlüsse im Agraff immer wieder zu Problemen beim Schweißprozess. Bei lösbaren Verbindungen mit (trichterförmig aufgeweitetem) V-Bordförmigen Schlauchenden mit innenliegendem Agraffschlauch im Dichtflächenbereich besteht die Gefahr, dass aufgrund der strukturierten Oberfläche des Agraffschlauches keine hinreichende Gasdichtigkeit gegeben ist. Entsprechendes gilt für eine Ausgestaltung mit Endcap, einem mit einem Agraff verbundenen hohlzylindrischen Endteil.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung der vorgenannten Nachteile ein Entkopplungselement zu schaffen, bei dessen Anschluss an andere Teile, wie Leitungsrohr oder Anschlussflansch eine hinreichende Schweißbarkeit bzw. Gasdichtigkeit der Verbindung erreichbar ist.
Erfindungsgemäß wird die genannte Aufgabe bei einem Entkopplungselement der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass der Metallschlauch mit endlichem axialem Abstand zum freien Ende des Metallbalgs endet.
In bevorzugter Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der Metallschlauch in endlichem axialen Abstand zum freien Ende des Balgs mit diesem verbunden ist. Der Metallschlauch endet dabei insbesondere vor dem Ende des freien Endes des Balgs, erstreckt sich also nicht bis zu diesem und ist somit auch vor dem Ende des Balgs mit diesem verbunden.
Bevorzugte Verbindungen von Inliner, insbesondere in Form eines Agraffs, und Balg eines Entkopplungselements sind dadurch gekennzeichnet, dass Metallbalg und Metallschlauch formschlüssig miteinander verbunden sind, durch einen Stoffschluss zwischen Balg und Metallschlauch in deren Verbindungsbereichen oder durch eine kraftschlüssige Verbindung von Balg und Entkopplungselement in Verbindungsbereichen derselben.
Gemäß einer bevorzugten formschlüssigen Ausgestaltung ist vorgesehen, dass Metallbalg und Metallschlauch aneinander angepasste Verbindungsbereiche mit sickenförmiger Aufwei tung und/oder Eindellung aufweisen, wobei insbesondere die Aufweitung und/oder Eindellung teilkugelmantelförmig ausgebildet ist und/oder durch einen an den Verbindungsbereich von Metallbalg und Metallschlauch angepassten Balg im Verbindungsbereich umgebenden und/oder innerhalb des Verbindungsbereichs von Metallschlauch einliegenden Verstärkungsring mit einem entsprechenden Verbindungsbereich ausgebildet ist.
Eine stoffschlüssige Verbindung ist in konkreter Ausgestaltung derart gebildet, dass der Stoffschluss durch mindestens eine Schweißverbindung gebildet ist, wobei insbesondere die Schweißverbindung eine Punkt-, KE-, Rollnaht-, Laser- oder Schutzgasschweißverbindung ist.
Konkrete Ausgestaltungen einer kraftschlüssigen Verbindung sehen vor, dass der Metallschlauch in seinem Verbindungsbereich unter Spannung am Inneren des Verbindungsbereichs des Balgs anliegt, wobei insbesondere in Weiterbildung ein den Balg in dessen Verbindungsbereich unter nach innen gerichteter Spannung umgebender äußerer Verstärkungsring und/oder ein innerhalb des Metallschlauchs in dessen Verbindungsbereich an diesem unter Spannung anliegender innerer Verstärkungsring vorgesehen sein kann. Zum besseren Anschluss sieht eine Weiterbildung eines erfindungsgemäßen Entkopplungselements einen kegelstumpfförmig aufgeweiteten, insbesondere eine Dichtfläche bildenden Endbereich des Balgs vor, wobei zur Erhöhung der Dichtigkeit darüber hinaus vorgesehen sein kann, dass der kegelstumpfförmig aufgeweitete Endbereich des Balgs doppellagig ausgebildet ist und insbesondere beide Einzellagen des doppellagig ausgebildeten Endbereichs des Balgs unmittelbar aneinander anliegen. Eine Versteifung der kegelstumpfförmigen Dichtfläche wird da durch erreicht, dass zwischen den beiden Einzellagen des kegelstumpfförmig aufgeweiteten Endbereichs des Balgs ein ebenfalls kegelstumpfförmig ausgebildeter Verstärkungsring angeordnet ist.
Zur Herstellung eines Profilschellenanschlusses an ein Rohr, ist am Ende des Rohres eine im Längsschnitt trapezförmig ausgebildete Wulst (sogenanntes V-Bord) vorgesehen, deren äußere Flanke als Dichtfläche für den (doppel-)kegelstumpfförmig aufgeweiteten Endbereich des Metallbalges dient. Die Verbindung erfolgt durch eine als V-Schelle ausgebildete Profilschelle. Die trapezförmige Wulst weist durch die radial nach außen gerichtete Ausbildung derselben einen inneren Bereich auf, der strömungstechnisch von der Hauptströmungsrichtung des Rohres getrennt ist. Wird ein solches Rohr von Gas durchströmt, entstehen in diesem inneren Bereich Verwirbelungen des Gases, wodurch ein nicht zu vernachlässigender Geräuschpegel entsteht, der nicht gewünscht ist. In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung ist ein strömungsführendes Element (Stromführungselement) vorgesehen, welches über den zylindrischen Anteil eines Endbereiches des Metallbalges hinweg in einen inneren Anschlussbereich des Entkopplungselementes ragt. Der Anschlussbereich dient zum Anschluss des Entkopplungselements an eine gasführende Leitung. Dieses strömungsführende Element reduziert durch Verwirbelung innerhalb der im Längsschnitt trapezförmig ausgebildeten Wulst eines Profilschellenanschlusses im Anschlussbereich eines Entkopplungselements entstehende Strömungsgeräusche. Hierbei kann das strömungsführende Element eine verlängerte Ausbildung des Metallschlauchs und/oder des Metallbalges oder ein mit dem Ende des Metallschlauchs und/oder des Metallbalges verbundenes Leitrohr sein, wobei das Leitrohr mit dem Metall schlauch und/oder dem Metallbalg stoffschlüssig und/oder kraftschlüssig und/oder durch Schweißen verbunden ist.
Für eine weitere Reduzierung der durch Verwirbelungen entstehenden Geräuschen und zur gezielten Führung der durch das Entkopplungselement geleiteten Abgase ist weiterhin vorgesehen, dass das strömungsführende Element den Anschlussbereich des Entkopplungselements vollständig überdeckt. Die Abgase werden somit strömungsgünstig in eine Abgasanlage geleitet. Hierbei passieren die Abgase den Anschlussbereich ohne in den inneren Bereich innerhalb der im Längsschnitt trapezförmigen Wulst zu gelangen. Verwirbelungen werden reduziert oder zum Teil ganz vermieden, womit eine wirksame Geräuschreduzierung eintritt.
Die Erfindung sieht darüber hinaus eine Abgasanlage insbesondere für ein Kraftfahrzeug mit einem Entkopplungselement und mindestens einem mit diesem verbundenen Anschlussrohr vor, wobei das Entkopplungselement die vorgenannten Merkmale aufweist. Insbesondere ist bei einer derartigen Abgasanlage vorgesehen, dass der im Balg einliegende Metallschlauch, insbesondere in Form eines Agraffs, einen endlichen Abstand zum ihm zugewandten freien Ende des Anschlussrohrs aufweist und dass ein strömungsführendes Element über den zylindrischen Anteil eines Endbereiches des Metallbalges hinweg in einen inneren Anschlussbereich eines Entkopplungselementes ragt.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und aus der nachfolgenden Beschreibung, in der Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen im Einzelnen erläutert sind. Dabei zeigt jeweils im Längsschnitt:
1 ein erfindungsgemäßes Entkopplungselement mit einer Formschluss-Verbindung zwischen Balg und innenliegendem Metallschlauch durch eine Sicke mit Darstellung der Verbindung mit einem Rohrende;
2 ein Metallschlauch entsprechend 1 mit kegelstumpfförmig aufgeweitetem Ende des Balgs mit Darstellung der Verbindung mit einem Rohrende;
3 ein Entkopplungselement entsprechend 1 mit außenliegendem, ebenfalls eine angepasste Sicke aufweisenden Verstärkungsring;
4 ein Metallschlauch entsprechend 2 mit außenliegendem Verstärkungsring, dessen axial außenliegendes Ende entsprechend dem kegelstumpfförmig aufgeweiteten Balgende ebenfalls an diesem anliegend kegelstumpfförmig ausgeweitet ist;
5 ein Entkopplungselement entsprechend der 2 mit innen- und außenliegendem Verstärkungsring, wobei der außenliegende Verstärkungsring ein der kegelstumpfförmigen Aufweitung des Balgs folgendes axial äußeres Ende hat;
6 ein Entkopplungselement mit einer Formschluss-Verbindung zwischen Balg und innenliegendem Metallschlauch durch V-förmige Aufweitung des freien Endes des innenliegenden Metall schlauchs;
7 ein Metallschlauch entsprechend der 6, wobei das Ende des Balgs zunächst über eine Stufe aufgeweitet ist, an die sich die kegelstumpfförmige Anlagefläche des Balgendes anschließt, wobei die Aufweitung des Metallschlauchs in die Stufe eingreift;
8 ein erfindungsgemäßes Entkopplungselement mit einer stoffschlüssigen Verbindung zwischen Balg und innenliegendem Metallschlauch durch eine Schweißverbindung;
9 ein Entkopplungselement entsprechend 8 mit kegelstumpfförmiger Aufweitung des Balgendes;
10 ein erfindungsgemäßes Entkopplungselement mit einer kraftschlüssigen Verbindung zwischen Balg- und Metallschlauchenden;
11 ein Metallschlauch entsprechend 10 mit kegelstumpfförmiger Aufweitung des Balgendes;
12 ein Metallschlauch entsprechend 10 mit einem außenliegenden Vestärkungsring;
13 ein Metallschlauch entsprechend 11 mit zusätzlich innenliegendem Verstärkungsring;
14 ein Entkopplungselement entsprechend 4, wobei das kegelstumpfförmige Balgende als Dop pellage ausgebildet ist;
15 ein Entkopplungselement entsprechend 4, wobei das Balgende derart doppellagig ausgebildet ist, dass zwischen den beiden Lagen ein separater – kegelstumpfförmiger – Verstärkungsring eingearbeitet ist.
16 ein Entkopplungselement entsprechend 5, wobei ein Leitrohr in einer formschlüssigen Verbindung als strömungsführendes Element eingearbeitet ist;
17 ein Entkopplungselement entsprechend 11, mit einem strömungsführenden Element, das als gerades Leitrohr mit dem Metallschlauch verbunden ist;
18 ein Entkopplungselement entsprechend 4, wobei der Metallschlauch über das Ende des Entkopplungselementes hinausragt; und
19 ein Entkopplungselement entsprechend 14, wobei das Balgende als strömungsführendes Element weitergeführt ist.
1 zeigt eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Entkopplungselements 1. Dieses ist in dieser und in den anderen Figuren nur im Bereich seiner hier interessierenden linken oberen Hälfte dargestellt. Mit A ist die Längssymmetrieachse des Entkopplungselements 1 bezeichnet, zu der die Unterhälfte symmetrisch zur oberen Hälfte ausgebildet ist. Das ebenfalls nicht dargestellte rechte Ende ist (oberer und unterer Bereich) entsprechend spiegelbildlich dem dargestellten linken Endbereich, wobei die Länge des Entkopplungselements 1 und damit die Länge des Balgs 2 und damit die Anzahl der Wellen 2.1 des Balgs 2 in entsprechender Weise gewählt werden können.
Das Entkopplungselement 1 weist einen Balg 2 mit einem Wellbereich 2.1 mit Wellentälern 2.1.1 und Wellenbergen 2.1.2 sowie einem Anschlussbereich 2.2 auf. Weiterhin weist das Entkopplungselement 1 innerhalb des Balgs 2 einen Inliner 3 oder einen Metallschlauch auf, der vorzugsweise als Agraffschlauch ausgebildet ist.
Der Anschlussbereich 2.2 weist einen Verbindungsbereich 2.2.1 und einen Endbereich 2.2.2 auf, wobei ersterer zwischen dem Endbereich und dem Wellbereich 2.1 und damit der Endbereich 2.2.2 auf der dem Wellbereich 2.1 des Verbindungsbereichs 2.2.1 abgewandten Seite des Balgs 2 ausgebildet ist, der Metallschlauch also mit Abstand zum freien Ende des Balgs, vor dem freien Ende, mit dem Balg direkt verbunden ist.
Ebenfalls weist der Agraffschlauch 3 einen Verbindungsbereich 3.1 auf. Der Verbindungsbereich 2.2.1 des Balgs 2 und der Verbindungsbereich 3.1 des Agraffs 3 dienen zur Verbindung der beiden Teile in der im folgenden beschriebenen Weise.
Der Agraff 3 endet mit seinem Endbereich 3.2 axial innerhalb des Balgs 2 mit einem endlichen und damit zu Null ungleichen axialen Abstand a zur freien Stirnseite 2.2.2.1 des Balgs 2.
Bei der Ausgestaltung der 1 – und auch den Ausgestaltungen der 2 bis 5, 14–16, 18 und 19 – sind die Verbindungsbereiche 2.2.1 des Balgs 2 und 3.1 des Agraffs 3 als nach außen geprägte Sicke und genauer teilkugelförmig als ein zentraler Kugelmantelausschnitt ausgebildet. Hierdurch wird ein Formschluss zwischen Balg 2 und Agraff 3 erreicht. Zu beachten ist dabei, dass eine entsprechende Verbindung der beiden Teile auch an dem entgegengesetzten, nicht dargestellten rechten Ende vorgesehen ist.
Die Verbindung mit dem Ende 6.1 eines Rohres 6 erfolgt dadurch, dass der Endbereich 2.2.2 des Balgs 2, insbesondere an der Stirnseite 2.2.2.1 über den gesamten Umfang mit dem Rohrende 6.1, verschweißt wird. So ist eine schlichte Verbindung erzielbar, da der Agraff sie nicht beeinträchtigt.
Die Ausgestaltung des Entkopplungselements der 2 entspricht den beschriebenen Merkmalen des Elements der 1, so dass hierauf Bezug genommen werden kann. Sie weist allerdings darüber hinaus einen kegelstumpfförmig aufgeweiteten Endbereich 2.2.2 des Balgs 2 auf, der mit einem entsprechend komplementär geformten Bereich des Endes eines Rohres in Verbindung und an diesem als Dichtfläche anliegen kann. Die Verbindung erfolgt insbesondere durch eine das Endteil 2.2.2 und das komplementäre Gegenteil 6.2 des zu verbindenden Rohrs übergreifende, insbesondere als V-Schelle ausgebildete Profilschelle 6.3. Das Rohrende ist als am Umfang des im Querschnitt trapezförmige Wulst 6.2 ausgebildet, an der eine Flanke 6.2.1 des aufgeweiteten Endteils 2.2.2 des Balgs 2 anliegt.
Auch die Ausgestaltung der 3 weist zunächst die unter Bezug auf die Ausgestaltung der 1 beschriebenen Merk male und Elemente auf. Darüber hinaus ist der Verbindungsbereich 2.2.1 des Balgs 2 außenseitig von einem Verstärkungsring 4 umgeben, der ebenfalls – bei ihm mittig – einen Verbindungsbereich 4.1 aufweist, der in entsprechender Weise an die Verbindungsbereiche 2.2.1 und 3.1 als Sicke angepasst ist, insbesondere als teilkugelmantelförmige Sicke ausgebildet ist und den Verbindungsbereich 2.2.1 des Balgs 2 formschlüssig umgibt.
Die Ausgestaltung der 4 zeigt zunächst im Wesentlichen eine Kombination der Ausgestaltungen der 2 und 3 und damit die Merkmale sämtlicher vorbeschriebener Ausgestaltungen. Darüber hinaus weist der Verstärkungsring 4 einen Endbereich 4.2 auf, der entsprechend und in Anpassung an den kegelstumpfförmig aufgeweiteten Endbereich 2.2.2 der Ausgestaltung der 2 ebenfalls kegelstumpfförmig aufgeweitet ist und damit auch diesen Endbereich verstärkt. Der kegelstumpfförmig aufgeweitete Endbereich 4.2 des Verstärkungsrings 4 reicht also bis zur freien Stirnseite 2.2.2.1 des Balgs 2.
Die Ausgestaltung der 5 weist zunächst die Merkmale der Ausgestaltung der 4 – und damit auch die beschriebenen Ausgestaltungen der 1 bis 3 – auf. Darüber hinaus ist bei der Ausgestaltung der 5 ein innerer Verstärkungsring 5 innerhalb des Verbindungsbereich 3.1 des Agraffs vorgesehen. Der innere Verstärkungsring 5 weist ebenfalls wieder einen Verbindungsbereich 5.1 in Form an die Sicken der anderen Verbindungsbereiche, insbesondere desjenigen des Agraffs 3 auf, also eine teilkugelmantelförmig ausgebildete Sicke.
Hierdurch wird eine weitere Verstärkung des Verbindungsbereichs des Entkopplungselements 1 erreicht.
Während bei den vorstehend beschriebenen Ausgestaltungen eine formschlüssige Verbindung zwischen Balg 2 und Agraff 3 in den Verbindungsbereichen durch die ausgeprägte – teilkugelmantelförmige – Sicke erreicht wurde, zeigen die Ausgestaltungen der 6 und 7 eine andere formschlüssige Verbindung zwischen Balg 2 und Agraff 3.
Bei der Ausgestaltung der 6 weist der Balg zwischen Wellbereich 2.1 und kegelstumpfförmig aufgeweitetem Endbereich 2.2.2 des Anschlussbereichs 2.2 einen zylindermantelförmig ausgebildeten Übergangsbereich 2.2.3 auf, in dessen Inneren an ihm ein entsprechender Übergangsbereich 3.2 des Agraffs 3 anliegt. Der Agraff 3 ist in seinem Endbereich als Verbindungsbereich 3.1 kegelstumpfförmig aufgeweitet und liegt mit diesem kegelstumpfförmig aufgeweiteten Verbindungsbereich 3.1 auf der Innenseite des inneren Abschnitts des kegelstumpfförmigen aufgeweiteten Endbereichs 2.2.2 des Balgs 2 formschlüssig an, wodurch dieser innere Abschnitt den Verbindungsbereich 2.2.1 des Balgs 2 bildet. Auch hier ist zu beachten, dass am anderen nicht dargestellten rechten Ende des Entkopplungselements der Agraff 3 einen entsprechend aufgeweiteten Verbindungsbereich 3.1 aufweist, der ebenfalls an dem entsprechend hier teilkegelförmig ausgebildeten Verbindungsbereich 2.2.1 des Balgs 2 anliegt.
Die Ausgestaltung der 7 weist grundsätzlich die vorstehend beschriebenen Merkmale der Ausgestaltung der 6 auf. Allerdings ist der Verbindungsbereich 2.2.1 des Balgs 2 bei der Ausgestaltung der 7 stufenförmig ausgebildet mit einem radial innenliegenden kegelstumpfförmig aufgeweiteten Aufweitungsabschnitt 2.2.1.1, an den sich axial zur Stirnseite hin ein weiterer zylinderischer Abschnitt 2.2.1.2 anschließt, von dem der ebenfalls kegelstumpfförmige Endbereich 2.2.2 ausgeht. Der Durchmesser des Abschnitts 2.2.1.2 ist größer als der Durchmesser des zylindrischen Übergangsbereichs 2.2.3.
Während bei der Ausgestaltung der 6 ein entsprechendes Endteil eines Gegenrohres ggf. eine Ausnehmung zur Aufnahme des aufgeweiteten Verbindungsbereichs 3.1 des Agraffs aufweisen muss, ist dies bei der Ausgestaltung der 7 nicht mehr der Fall. Hier kann die entsprechende kegelstumpfförmige Anlagefläche des Gegenrohres bis auf die radiale Höhe des Übergangsbereichs 3.2 des Agraffs reichen.
Während bei den Ausgestaltungen der 1 bis 7 eine formschlüssige Verbindung von Balg 2 und Agraff 3 in der einen oder anderen beschriebenen Form vorgesehen ist, sieht die Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Entkopplungselements der 8 und 9 eine stoffschlüssige Verbindung durch eine Verschweißung 6 über den Umfang von Balg 2 und Agraff 3 in deren Verbindungsbereichen 2.2.1 und 3.1 vor.
Die Verschweißung 6 kann als Punkt-, KE-, Rollnaht-, Laser- oder Schutzgaßschweißverbindung von Agraff 3 an Balg 2 ausgebildet sein.
Bei beiden Ausgestaltungen überragt der Balg 2 den Agraff 3 axial mit einem von Null verschiedenen endlichen Abstand a zwischen Stirnseite 2.2.2.1 des Balgs 2 und Verbindungsbereich 3.1 des Agraffs 3. Der Abstand a kann dabei unterschiedlich sein, darf aber nicht Null sein.
Die beiden Ausgestaltungen der 8 und 9 unterscheiden sich lediglich dadurch, dass der Endbereich 2.2.2 der Ausgestaltung der 8 entsprechend der Ausgestaltung der 1 zylindermantelförmig, der Endbereich der Ausgestaltung der 9 kegelstumpfförmig entsprechend der Ausgestaltung beispielsweise der 2 ausgebildet sind.
Dies gilt auch für die Ausgestaltungen der 10, 12 bis 13 einerseits und der 11 andererseits.
Darüber hinaus unterscheiden sich die Ausgestaltungen der 10 bis 13 von den Ausgestaltungen der 1 bis 7, die wie dargelegt, einen Kraftschluss aufweisen, und den Ausgestaltungen der 8 und 9, die einen Kraftschluss zwischen Balg 2 und Agraff 3 haben, dadurch, dass bei den Ausgestaltungen der 10 bis 13 eine kraftschlüssige Verbindung bzw. Verstemmung zwischen Balg 2 und Agraff 3 vorgesehen ist. Kraftschlüssige Verbindung heißt, dass bei der Herstellung derselben der Agraff in seinem Verbindungsbereich 3.1 radial gegen den Verbindungsbereich 2.2.1 des Balgs bis zu einer plastischen Verformung des Verbindungsbereichs 3.1 aufgeweitet wurde und zwar unter elastischer Verformung des Verbindungsbereichs 2.2.1. Nach Entfernung der Spange kehrt dabei aufgrund der lediglich elastischen Verformung des Verbindungsbereichs 2.2.1 dieser wieder in seine Ausgangsposition zurück und drückt den Agraff 3 in seinem Verbindungsbereich 3.1 nach innen, während dieser aufgrund der ursprünglichen plastischen Verformung elastisch von innen gegen den Verbindungsbereich 2.2.1 des Balgs drückt, so dass zwischen beiden eine kraft- und damit reibschlüssige Verbindung hergestellt ist. Auch hier ist wieder zu beachten, dass das rechte, nicht dargestellte En de des Entkopplungselements eine entsprechende Verbindung zwischen Balg 2 und Agraff 3 aufweist.
Über diese gemeinsame kraftschlüssige Verbindung zwischen Balg 2 und Agraff 3 hinaus unterscheiden sich die Ausgestaltungen der 10 und 11, wie gesagt, lediglich dadurch, dass der Endbereich 2.2.2 der Ausgestaltung der 10 zylindermantelförmig, der Endbereich 2.2.2 der Ausgestaltung der 11 aber kegelstumpfförmig aufgeweitet ausgebildet sind. Ebenfalls sind, wie schon gesagt, die Endbereiche 2.2.1 der Ausgestaltung der 12 und 13 zylindermantelförmig ausgebildet. Die Ausgestaltung der 12 weist zusätzlich zu der Ausgestaltung der 10 einen äußeren Verstärkungsring 4 auf, der den Balg 2 in seinem Verbindungsbereich 2.2.1 ebenfalls kraftschlüssig umgibt. Das gleiche gilt für die Ausgestaltung der 13, wo weiterhin innerhalb des Verbindungsbereichs 3.1 des Agraffs 3 ein innerer Verstärkungsring 5 vorgesehen ist, der elastisch gegen den Verbindungsbereich 3.1 des Agraffs 3 drückt und damit diesem ebenfalls kraftschlüssig anliegt und damit insgesamt den Kraftschluss zwischen Balg 2 und Agraff 3 verstärkt.
Die Ausgestaltung der 14 geht von der Ausgestaltung der 4 aus und weist sämtliche Merkmale der Ausgestaltung der 4 auf. Darüber hinaus ist allerdings der kegelstumpfförmige aufgeweitete Endbereich 2.2.2 des Balgs 2 doppellagig ausgebildet, indem ein Teil der Balgwand 2.2.2.3 nach innen umgeklappt ist, so dass eine doppelte Doppellage des kegelstumpfförmigen Endbereichs 2.2.2 entsteht.
Die Ausgestaltung der 15 geht aus von der Ausgestaltung der 2 und weist demgemäß sämtliche Merkmale der Ausgestaltung der 2 auf. Darüber hinaus ist bei der Ausgestaltung des Entkopplungselements der 15 der Endbereich 2.2.2 ebenfalls doppellagig ausgebildet, im Gegensatz zur Ausgestaltung der 14 liegen die beiden Lagen allerdings nicht unmittelbar aneinander an, sondern zwischen dem nach innen umgeklappten Balgwandungsbereich 2.2.2.3 und dem äußeren Bereich ist ein kegelstumpfförmiger Ring 7 als Verstärkung eingearbeitet. Sämtliche kegelstumpfförmig aufgeweiteten Bereiche dienen zur Anlage an einem entsprechenden Gegenstück eines anzuschließenden komplementären Gegenstücks eines anzuschließenden Rohres als Dichtfläche, wobei, wie gesagt, die Verbindung mittels einer Profilschelle 6.3 erfolgt.
Die Ausgestaltungen der Endbereiche 2.2.2 mit der inneren doppelten Lage 2.2.2.3 des Balgs 2 der 14 und 15 können auch bei den beschriebenen Ausgestaltungen der 5, 9, 11 in entsprechender Weise vorgesehen sein.
Bei eingebautem Entkopplungselement 1 ist im Bereich des Profilschellenanschlusses am Rohrende 6.1 des Anschlussrohres 6 eine im Längsschnitt trapezförmige Wulst 6.2 ausgebildet, die einen inneren Bereich 6.4 aufweist, der bei Verwendung des Rohres von Abgasen durchströmt ist. Beim Passieren dieser Abgase durch den Profilschellenanschluss treten durch die Verwirbelung der Abgase im inneren Bereich 6.4 Strömungsgeräusche auf. Die Geräusche können durch ein strömungsführendes Element 7, welches den Geräusch verursachenden Teil des Profilschellenanschlusses abdeckt, reduziert werden.
Die Ausgestaltungen der 16–19 zeigen jeweils solch ein stromführendes Element 7, das über das Ende des Verbindungsbereiches 2.2 des Entkopplungselements 1 hinaus zylindrisch in den Anschlussbereich des Rohres 6 hineinragt. Das strömungsführende Element 7 kann über den Anschlussbereich des Rohres 6 hinausgeführt sein und den Geräusch verursachenden Teil des Anschlussbereiches vollständig abdecken, um eine maximale Geräuschreduzierung durch durchströmende Abgase zu erreichen, indem die geräuschproduzierenden Verwirbelungen von vornherein vermieden werden.
Die Ausgestaltung der 16 geht aus von der Ausgestaltung der 5 und weist demgemäß sämtliche Merkmale der Ausgestaltung der 5 auf. Weiterhin ist bei der Ausgestaltung des Entkopplungselements 1 der 16 der Innere Verstärkungsring 5 in einer verlängerten Form ausgebildet und zeigt als formschlüssig verbindbares Leitrohr 7.1 die Eigenschaften eines strömungsführenden Elementes 7 für das Entkopplungselement 1, indem das Leitrohr 7.1 weiter über den Endbereich des Entkopplungselementes 1 zylindrisch ausgebildet ist. Im Gegensatz zur 15 ist in der 16 der Agraff 3 nur bis zu seinem Verbindungsbereich 3.2 ausgebildet. Das Leitrohr 7.1 als strömungsführendes Element 7 ist wie der Innere Verstärkungsring 5 durch einen teilkugelmantelförmig ausgebildete Sicke gekennzeichnet, wodurch eine weitere Verstärkung der Verbindungsbereiche 2.2.1 und 3.1 des Entkopplungselements 1 erreicht wird.
Die Ausgestaltung der 17 weist zunächst die Merkmale der Ausgestaltung der 4 auf, wobei der Verbindungsbereich 4 bzw. 2.2.1 gerade ausgebildet ist, und keine teilkugelmantelförmig ausgebildete Sicke aufweist. Der Endbereich 4.2. ist trichterförmig aufgeweitet, wobei ein Ver stärkungsring 4 den Balg außenseitig umgibt. Der Verstärkungsring 4 ist ebenfalls trichterförmig im Endbereich 4.2 aufgeweitet. Der Agraff 3 ist in dieser Ausgestaltung nur bis etwa zum letzten Wellbereich 2.1 des Balges 2 ausgebildet. Darüber hinaus ist am Ende 3.3 des Agraffs stoffschlüssig ein Leitrohr 7.1 verbunden. Der Agraff 3 zeigt in dieser Ausgestaltung keine Aufweitung zum Innendurchmesser des Balges 2, wie es in den vorherigen Ausgestaltungen der 1–16 der Fall war. Dieser Abstand wird in der Ausgestaltung der 17 mittels des Leitrohres 7.1 überbrückt, wobei das Leitrohr 7.1 von der Verbindung am Ende 3.3 des Agraffs 3 tricherförmig aufweitet, und dann parallel zum Innendurchmesser des Balges 2 zylindrisch ausgebildet ist. Das Leitrohr 7.1 weist einen Verbindungsbereich 7.2 auf, in welchem das Leitrohr 7.1 stoff- und/oder kraftschlüssig mit dem Verbindungsbereich 2.2 des Balges 2 verbunden ist. Weiterhin ist das Leitrohr 7.1 über den zylindrischen Anteil des Endbereichs 4.2 in den Anschlussbereich des Rohres 6 hineinragend ausgebildet und dient somit als strömungsführendes Element 7. Eine Befestigung des Leitrohres 7.1 kann durch Schweißen und/oder eine kraftschlüssige Verbindung erfolgen, wie auch zu den Ausgestaltungen der 8 und 9 beschrieben.
Die Ausgestaltung der 18 geht aus von der Ausgestaltung der 4 und weist sämtliche Merkmale der Ausgestaltung der 4 auf. Darüber hinaus ist der Agraff 3 nicht, wie in 4 beschrieben, nur bis zum Ende des Verbindungsbereiches 3.2 ausgebildet, sondern weit über den Endbereich 4.2 und der Stirnseite 2.2.2.1 verlängert geformt und bildet somit das strömungsführende Element 7 dieser Ausgestaltung.
Die Ausgestaltung der 19 zeigt zunächst die Merkmale der Ausgestaltung der 14. Der Endbereich 2.2.2 ist doppellagig ausgebildet, indem das Ende des Balgmaterials 2.2.2.3 nach innen umgeklappt ist, so dass eine Doppellage des kegelstumpfförmigen Endbereiches 2.2.2 entsteht. Die Balgwand ist ferner über diesen Endbereich 2.2.2 hinaus in verlängerter Form ausgebildet, und bildet somit ein strömungsführendes Element 7. Die 19 stellt auch eine mögliche Verbindung des Entkopplungselementes 1 mit einem Rohr 6 mittels einer Profilschelle 6.3 dar. Hierbei wird deutlich, dass das strömungsführende Element 7 in das Rohr 6 hineinragt und den bisher durchströmten Innenbereich 6.4 der Wulst 6.3 abschirmt. Somit ist eine Reduzierung der durch durchströmende Abgase erzeugten Geräusche ermöglicht.

1: Entkopplungselement
2: Balg
2.1: Wellbereich
2.1.1: Wellentäler
2.2: Anschlussbereich
2.2.1: Verbindungsbereich
2.2.1.1: Aufweitungsabschnitt
2.2.1.2: zylindrischer Abschnitt
2.2.2: Endbereich
2.2.3: Übergangsbereich
2.2.2.1: Stirnseite
2.2.2.3: innere doppelte Lage
3: Agraff
3.1: Verbindungsbereich
3.2: Verbindungsbereich
3.3: Ende Agraff
4: Verstärkungsring
4.1: Verbindungsbereich
4.2: Endbereich
5: Verstärkungsring
5.1: Verbindungsbereich
6: Rohr
6.1: Rohrende
6.2: Wulst
6.2.1: Flanke
6.3: Profilschelle
6.4: Innenbereich
7: strömungsführendes Element
7.1: Leitrohr
7.2: Verbindungsbereich

Claims

Entkopplungselement, insbesondere für Kraftfahrzeugabgasanlagen, mit einem Metallbalg und einem radial innerhalb des Balgs angeordneten Metallschlauchs, dadurch gekennzeichnet, dass der Metallschlauch (3) mit endlichem axialen Abstand (a) zum freien Ende (2.2.1) des Metallbalgs (2) endet.
Entkopplungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Metallschlauch (3) in endlichem axialen Abstand zum freien Ende (2.2.1) des Balgs (2) mit diesem verbunden ist.
Entkopplungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Metallbalg (2) und Metallschlauch (3) formschlüssig miteinander verbunden sind.
Entkopplungselement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass Metallbalg (2) und Metallschlauch (3) aneinander angepasste Verbindungsbereiche (2.2.1, 3.1) mit sickenförmiger Aufweitung und/oder Eindellung auf weisen.
Metallbalg nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufweitung und/oder Eindellung teilkugelmantelförmig ausgebildet ist.
Metallbalg nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen an den Verbindungsbereich (2.2.1, 3.1) von Metallbalg (2) und an diesen angepassten Metallschlauch (3) im Verbindungsbereich (2.2.1) umgebenden und/oder im Verbindungsbereich (3.1) innerhalb des Metallschlauchs (3) einliegenden Verstärkungsring (4, 5) mit einem angepassten Verbindungsbereich (4.1, 5.1).
Entkopplungselement nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Stoffschluss zwischen Balg (2) und Metallschlauch (3) in deren Verbindungsbereichen (2.2.1, 3.1).
Entkopplungselement nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Stoffschluss durch mindestens eine Schweißverbindung gebildet ist.
Entkopplungselement nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Schweißverbindung eine Punkt-, KE-, Rollnaht-, Laser- oder Schutzgasschweißverbindung ist.
Entkopplungselement nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine kraftschlüssige Verbindung von Balg (2) und Entkopplungselement (3) in Verbindungsbereichen (2.2.1, 3.1) derselben.
Entkopplungselement nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Metallschlauch (2) in seinem Verbindungsbereich (3.1) unter Spannung am Inneren des Verbindungsbereichs (2.2.1) des Balgs (2) anliegt.
Entkopplungselement nach Anspruch 10 oder 11, gekennzeichnet durch einen den Balg (2) in dessen Verbindungsbereich (2.2.1) unter nach innen gerichteter Spannung umgebenden äußeren Verstärkungsring (4) und/oder einen innerhalb des Metallschlauchs (3) in dessen Verbindungsbereich (3.1) an diesem unter Spannung anliegenden inneren Verstärkungsring (5).
Entkopplungselement nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen kegelstumpfförmig aufgeweiteten, insbesondere eine Dichtfläche bildenden Endbereich (2.2.2) des Balgs (2).
Entkopplungselement nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der kegelstumpfförmig aufgeweitete Endbereich (2.2.2) des Balgs (2) doppellagig ausgebildet ist.
Entkopplungselement nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass beide Einzellagen des doppellagig ausgebildeten Endbereichs (2.2.2) des Balgs (2) unmittelbar aneinander anliegen.
Entkopplungselement nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den beiden Einzellagen des kegelstumpfförmig aufgeweiteten Endbereichs (2.2.2) des Balgs (2) ein ebenfalls kegelstumpfförmig ausgebildeter Verstärkungsring angeordnet ist.
Entkopplungselement nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein strömungsführendes Element (7), welches über den zylindrischen Anteil eines Endbereiches (2.2) des Metallbalges (2) hinweg in einen inneren Anschlussbereich (6.4) des Entkopplungselementes (1) ragt.
Entkopplungselement nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass das strömungsführende Element (7) eine Verlängerung des Metallschlauches (3) und/oder des Metallbalges (2) ist.
Entkopplungselement nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass das strömungsführende Element (7) als separates Leitrohr (7.1) ausgebildet ist.
Entkopplungselement nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Leitrohr (7.1) mit dem Metallschlauch (3) und/oder dem Metallbalg (2) stoffschlüssig und/oder kraftschlüssig und/oder durch Schweißen verbunden ist.
Entkopplungselement nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass das strömungsführende Element (7) den Anschlussbereich des Entkopplungselements (1) vollständig überdeckt.
Abgasanlage, mit einem Entkopplungselement und mindestens einem mit einem Ende des Entkopplungselements verbundenen Anschlussrohr, dadurch gekennzeichnet, dass das Entkopplungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 21 ausgebildet ist.
Abgasanlage nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen einem freien Ende des Metallschlauchs (3) des Entkopplungselements (11) und dem Ende des Anschlussrohrs ein endlicher Abstand gegeben ist.
Abgasanlage nach Anspruch 23, gekennzeichnet durch ein strömungsführendes Element (7), welches über den zylindrischen Anteil eines Endbereiches (2.2) des Metallbalges (2) hinweg in einen inneren Anschlussbereich (6.4) eines Entkopplungselementes (1) ragt.