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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kfz-Abgasführungsvorrichtung mit einem Funktionsgehäuse, wie etwa einem Schalldämpfergehäuse, weiter mit einem längs einer Mündungsrichtung in eine Einlassöffnung des Funktionsgehäuses mündenden Abgas-Einlasskanal sowie mit einem aus einer Auslassöffnung des Funktionsgehäuses längs einer Auslassrichtung aus dem Funktionsgehäuse wegführenden Abgas-Auslasskanal.
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Derartige Abgasführungsvorrichtungen sind ganz allgemein in Automobilen verbaut.
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Im Bestreben, Gewicht am Kraftfahrzeug einzusparen, wird zunehmend über den Ersatz metallischer Bauteile durch Bauteile nachgedacht, welche wenistens zum Teil aus Kunststoff bestehen.
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Bei Kfz-Abgasführungsanlagen tritt das zusätzliche Problem hoher Abgastemperaturen auf, welche aufgrund der thermischen Beständigkeit von Kunststoffen einen Einsatz derselben mit, verglichen mit Metallen, geringerem spezifischem Gewicht, erschweren.
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Darüber hinaus treten durch die großen Temperaturunterschiede zwischen dem Betriebszustand und einem Nicht-Betriebszustand einer an ein Kraftfahrzeug montierten Abgasführungsvorrichtung erhebliche temperaturbedingte Längenausdehnungen auf.
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Da entsprechende Prototypen bereits verwendet wurden, betrifft die vorliegende Erfindung in ihren ersten beiden Aspekten genauer solche Kfz-Abgasführungsanlagen der eingangs genannten Art, bei welcher ein Innenrand wenigstens einer Öffnung aus Einlassöffnung und Auslassöffnung mit, bezogen auf eine jeweilige Längsachse des der wenigstens einen Öffnung zugeordneten Abgas-Kanals aus Abgas-Einlasskanal und Abgas-Auslasskanal, radialem Abstand von einer Außenfläche des Abgas-Kanals vorgesehen ist.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine gattungsgemäße Abgasführungsanlage derart weiterzubilden, dass die aufgrund der auftretenden Betriebstemperaturen üblichen Längenausdehnungen des Abgas-Kanals stattfinden kann, ohne das vorzugsweise unter Verwendung von Kunststoff gebildete Funktionsgehäuse mechanisch oder thermisch übermäßig zu beanspruchen.
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Diese Aufgabe wird gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung durch eine gattungsgemäße Kfz-Abgasführungsvorrichtung gelöst, bei welcher radial zwischen der Außenfläche wenigstens eines Abgas-Kanals aus Abgas-Einlasskanal und Abgas-Auslasskanals und dem Innenrand der dem jeweiligen Abgas-Kanal zugeordneten Öffnung aus Einlassöffnung und Auslassöffnung ein Federelement vorgesehen ist, welches gegen seine Federkraft im Bereich der Öffnung eine radiale Bewegung des Abgas-Kanals relativ zum Innenrand hin bzw. von diesem weg gestattet.
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Dabei bezeichnet „Federelement” in der vorliegenden Anmeldung ein Element, welches durch makroskopische Verformung gegen seine materialbedingte und gestaltbedingte Elastiztät eine Bewegung des Abgas-Kanals relativ zum zugehörigen Innenrand des Funktionsgehäuses gestattet. „Makroskopisch” bedeutet dabei, dass die betriebsmäßige Verformung in der Größenordnung der Abmessungen des Federelements selbst liegen, also in der Regel einen Millimeter oder mehr betragen. Nicht unter den Begriff „Federelement” sollen dagegen solche Bauteile fallen, welche zwar aufgrund einer stets vorhandenen Materialelastizität eine theoretische elastische Verformbarkeit aufweisen, die aufgrund der betriebsbedingt auftretenden Belastungen erreichten Verformungen jedoch mikroskopischer Natur sind und die Bauteile daher ingenieursmäßig als starr anzusehen sind. Obwohl die vorliegende Erfindung bevorzugt für wenigstens teilsweise aus Kunststoff hergestellte Funktionsgehäuse gedacht ist, kann die oben genannte Art der Verbindung eines Abgas-Kanals mit einem Innenrand eines Funktionsgehäuses ganz unabhängig von den für Abgas-Kanal und das Funktionsgehäuse gewählten Materialien verwendet werden.
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Das Federelement dient also aufgrund seiner elastischen Eigenschaften der mechanischen Entkopplung des Abgas-Kanals vom Funktionsgehäuse und dient aufgrund der mit dem Federelement zwischen Abgas-Kanal und Funktionsgehäuse vorhandenen wärmeabgebenden Oberfläche auch der thermischen Entkopplung von Abgas-Kanal und Funktionsgehäuse.
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Dabei kann der Abgas-Kanal im Inneren des Funktionsgehäuses in an sich bekannter Weise verlaufen. Der Abgas-Kanal kann in einer besonders einfachen Ausführungsform mit einem durchgehenden Kanalstück durch das Funktionsgehäuse hindurch verlaufen oder er kann im Funktionsgehäuse durch verschiedene Kammern mit offenen, Kammern verbindenden Kanalstücken in ihren Kammertrennwänden umgelenkt werden und dergleichen.
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Da in der Regel gewünscht ist, dass die Eintritts- oder/und die Austrittsstelle des Abgas-Kanals in das Funktionsgehäuse hinein bzw. aus diesem hinaus gasdicht ausgebildet ist, ist das Federelement vorzugsweise als Federscheibe ausgebildet, die den Abgas-Kanal umgibt und einen Radialspalt zwischen Abgas-Kanal und Innenrand der Funktionsgehäuseöffnung schließt. Dabei ist die Federscheibe vorzugsweise mit einem radial inneren Rand mit dem Abgas-Kanal verbunden und mit einem radial äußeren Rand mit dem Innenrand der zugeordneten Öffnung verbunden.
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Das Federelement kann mit seinem radial inneren Rand formschlüssig mit dem Abgas-Kanal verbunden sein, etwa durch Einrasten in einer an der Außenfläche des Abgas-Kanals vorgesehenen Nut. Zusätzlich oder alternativ kann der innere Rand der Federscheibe stoffschlüssig mit dem Abgas-Kanal verbunden sein, etwa durch Verschweißen. Eine besonders gute mechanische Entkopplung des Funktionsgehäuses vom Abgas-Kanal kann durch eine kraft-, insbesondere reibschlüssige, Verbindung des radial inneren Randes der Federscheibe mit dem Abgas-Kanal erhalten werden, da dann eine Relativbewegung zwischen Abgas-Kanal und radial innerem Rand der Federscheibe grundsätzlich nicht ausgeschlossen ist.
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Um grundsätzlich die aufgrund betriebsbedingter Temperaturänderungen auftretenden Längenausdehnungen in Mündungsrichtung oder/und in Auslassrichtung aufnehmen zu können, kann das Federelement in einem Längsschnitt längs einer die Längsachse des jeweiligen Abgas-Kanals im Bereich der Öffnung enthaltenden Schnittebene, wenigstens abschnittsweise in radialer Richtung einen wellenförmigen Verlauf aufweisen.
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Dabei ist es vorteilhaft, wenn der wellenförmige Verlauf eine unterschiedliche Auslenkung von einer imaginären Mittellinie des wellenförmigen Verlaufs aufweist, um Bereiche am Federelement vorzusehen, welche sich bei gleicher Belastung unterschiedlich stark verformen, so dass sogenannte Reservebereiche vorgesehen sind, welche sich erst bei relativ starker mechanischer Belastung zu verformen beginnen. Damit kann mit einem Federelement das gesamte im Betrieb auftretende Belastungsspektrum sicher abgedeckt werden.
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Bei der oben beschriebenen Ausbildung mit wellenförmiger Kontur im benannten Längsschnitt wird überdies die Oberfläche des Federelements vergrößert, was eine Wärmeabgabe an die Umgebung und somit die thermische Entkopplung des Funktionsgehäuses vom Abgas-Kanal erleichtert.
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Weiter hat es sich zur Verringerung der Belastung des den radial äußeren Rand des Federelements aufnehmenden Innenrands der Öffnung des Funktionsgehäuses als vorteilhaft erwiesen, wenn die Auslenkung des wellenförmigen Verlaufs des Federelements in dem bekannten Längsschnitt zum Abgas-Kanal hin zunimmt. Die Bereiche mit größerer Auslenkung der wellenförmigen Gestalt von ihrer Mittellinie sind aufgrund dieser Gestalt leichter verformbar, so dass bei einer auftretenden Belastung die erste Verformung des Federelements nahe des Abgas-Kanals stattfindet und sich erst allmählich zum radial äußeren Rand der Federscheibe hin ausbreitet.
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Zusätzlich oder alternativ kann das Federelement wenigstens abschnittsweise, vorzugsweise vollständig, als Faltenbalg oder mit faltenbalgähnlicher Gestalt ausgebildet sein, d. h. mit einem in dem oben bezeichneten Längsschnitt auftretenden wellenförmigen Konturverlauf, jedoch gleichzeitig mit axialer Ausdehnung in oder entgegen der Mündungsrichtung bzw. der Auslassrichtung.
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Bevorzugt, wenngleich nicht zwingend, ist das Funktionsgehäuse wenigstens an seinem den Innenrand der jeweiligen Öffnung bildenden Bereich, vorzugsweise jedoch vollständig, aus Kunststoff gebildet, während der Abgas-Kanal aufgrund der benötigten hohen Temperaturbeständigkeit aus Metall gebildet ist. Das Federelement ist vorzugsweise wenigstens in einem dem Abgas-Kanal näheren Bereich, möglicherweise jedoch auch vollständig, aus Metall gebildet, um die notwendige Temperaturbeständigkeit aufzuweisen.
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Die eingangs genannte Aufgabe wird gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung auch durch eine gattungsgemäße Abgasführungsvorrichtung gelöst, bei welcher radial zwischen der Außenfläche des wenigstens einen Abgas-Kanals aus Abgas-Einlasskanal und Abgas-Auslasskanal und dem Innenrand der dem jeweiligen Abgas-Kanal zugeordneten Öffnung aus Einlassöffnung und Auslassöffnung ein Halteelement vorgesehen ist, mit welchem der Abgas-Kanal am Funktionsgehäuse festgelegt ist, wobei das Halteelement in einem radial inneren, dem Abgas-Kanal näheren Abschnitt ein Metall umfasst und in einem radial äußeren, dem Abgas-Kanal ferneren Abschnitt einen Kunststoff umfasst.
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Durch dieses Halteelement aus einem Werkstoffverbund kann in dem dem Abgas-Kanal näheren und damit heißeren Bereich des Halteelements temperaturbeständiges Metall verwendet werden, welches überdies einfach Wärme an die Umgebung abgibt. In einem radial weiter von dem Abgas-Kanal entfernt gelegenen Bereich des Halteelements kann dann, wenn es die betriebsmäßig auftretenden Temperaturen am Halteelement zulassen, Kunststoff vorgesehen sein, etwa durch An- oder Umspritzen des radial äußeren Bereichs des metallischen Teils des Halteelements, wobei der Kunststoff zusätzlich oder alternativ auch durch Formschlusseingriff mit dem Metall des Halteelements verbunden sein kann, etwa durch Durchdringung entsprechender Ausnehmungen im Metallteil.
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Bevorzugt ist das Halteelement in einem radial näher am Abgas-Kanal gelegenen Bereich im Wesentlichen vollständig aus Metall gebildet und ist in einem radial näher am Innenrand der Öffnung des Funktionsgehäuses im Wesentlichen vollständig aus Kunststoff gebildet.
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Vorzugsweise ist im radial äußersten Bereich des Halteelements dann, wenn wenigstens der Innenrand der Öffnung des Funktionsgehäuses durch einen Kunststoff gebildet ist, ein zum Kunststoff des Funktionsgehäuses kompatibler Kunststoff vorgesehen, um die Verbindung von Halteelement und Funktionsgehäuse zu erleichtern.
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Vorteilhafterweise ist das Halteelement also derart vorgesehen, dass es mit einem zum radial inneren Abschnitt gehörenden radial inneren Rand mit dem Abgas-Kanal verbunden ist und mit einem zum radial äußeren Abschnitt gehörenden radial äußeren Rand mit dem Funktionsgehäuse, vorzugsweise mit dem Innenrand der zugeordneten Öffnung, verbunden ist. Somit kann der radiale Abstand zwischen Innenrand des Funktionsgehäuses und Außenfläche des zugeordneten Abgas-Kanals mit einem Halteelement mit in radialer Richtung möglichst geringen Abmessungen überbrückt werden.
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Wie schon das zuvor genannte Federelement kann unter Erzielung der gleichen Vorteile das Halteelement mit seinem radial inneren Rand formschlüssig oder/und kraftschlüssig, insbesondere reibschlüssig, oder/und stoffschlüssig mit dem Abgas-Kanal verbunden werden.
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Weiterhin kann daran gedacht sein, in radialer Richtung wenigstens zwei unterschiedliche Kunststoffe aufeinanderfolgend am Halteelement vorzusehen, etwa um in den jeweiligen Abschnitten des Halteelements mechanisch oder/und thermisch geeignete Kunststoffe bereitstellen zu können. Dabei ist insbesondere an die Bereitstellung von Kunststoffen mit unterschiedlicher Temperaturbeständigkeit gedacht, wobei die Temperaturbeständigkeit der Kunststoffe von radial innen nach radial außen in der Regel abnimmt. Mit „Temperaturbeständigkeit” ist dabei sowohl eine Formbeständigkeit, also die Verhinderung einer thermisch bedingten Erweichung des Materials, als auch die Materialbeständigkeit selbst, also die Verhinderung einer thermisch bedingten Materialveränderung, insbesondere Materialzersetzung, bezeichnet.
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Vorzugsweise bildet der wenigstens eine Kunststoff ein ringförmiges Bauteil, das zur Bereitstellung einer Gasdichtigkeit besonders bevorzugt geschlossen umläuft.
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Um die Vorteile der beiden genannten Aspekte gemeinsam nutzen zu können, ist es vorteilhaft, wenn das beschriebene Halteelement das eingangs beschriebene Federelement umfasst, etwa als radial weiter innen angeordneter metallischer Bestandteil. Um eine in der Regel gewünschte Dichtigkeit des Abgas-Kanaleintritts in das Funktionsgehäuse oder des Abgas-Kanalaustritts aus dem Funktionsgehäuse zu erreichen, umgibt das Halteelement vorzugsweise den Abgas-Kanal vollständig und schließt den Radialspalt zwischen Abgas-Kanal und Innenrand der Öffnung.
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Die eingangs genannte Aufgabe einer Gewichtseinsparung am Kraftfahrzeug wird ebenfalls gelöst durch eine Kfz-Abgasführungsvorrichtung mit einem Funktionsgehäuse, wie etwa Schalldämpfergehäuse, weiter mit einem längs einer Mündungsrichtung in eine Einlassöffnung des Funktionsgehäuses mündenden Abgas-Einlasskanal und mit einem aus einer Auslassöffnung längs einer Auslassrichtung aus dem Funktionsgehäuse wegführenden Abgas-Auslasskanal, wobei das Funktionsgehäuse wenigstens eine im fertig montierten Zustand untere Schale und eine mit dieser verbundene obere Schale umfasst, bei welchen die untere Schale wenigstens ein Teil einer Kfz-Unterbodenverkleidung ist.
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Somit kann ein ohnehin vorhandenes Bauteil am Kraftfahrzeug als untere Schale des Funktionsgehäuses genutzt werden. Der besondere Vorteil dieser Maßnahme liegt vor allem darin, dass an einer Unterbodenverkleidung eines Kraftfahrzeugs in der Regel bereits Schallschutzmaßnahmen gegen eine Schallemission vom Fahrzeug nach außen vorgesehen sind. Diese Schallschutzmaßnahmen an der Kfz-Unterbodenverkleidung können so bei geeigneter Auslegung hinsichtlich Frequenz bzw. Frequenzspektrum auch zur Minderung der Schallemission des Abgas-Kanals genutzt werden. Eine Schallwellen absorbierende Unterbodenkonstruktion eines Fahrzeugs ist aus der
DE 296 17 845 U1 bekannt, allerdings ohne jeglichen Bezug zur Schallabsorption von Abgaskanälen in dafür ausgelegten Funktionsgehäusen.
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Da wenigstens die Kfz-Unterbodenverkleidung in der Regel aus einem Kunststoff bzw. einem Werkstoffverbund mit Kunststoffbeteiligung hergestellt wird, kann besonders bevorzugt eine Festlegung des Abgas-Kanals an dem die untere Schale des Funktionsgehäuse bildenden Abschnitt der Kfz-Unterbodenverkleidung durch ein Federelement oder/und ein Halteelement der oben genannten Art erfolgen. Entsprechendes gilt alternativ oder zusätzlich für die Festlegung des Abgas-Kanals an der oberen Schale des Funktionsgehäuses.
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Grundsätzlich kann daran gedacht sein, dass die untere Schale des Funktionsgehäuses im fertig montierten Zustand eine Kfz-Unterbodenverkleidung ergänzt, etwa indem sie in eine Aussparung der Kfz-Unterbodenverkleidung eingesetzt ist, so dass die Kfz-Unterbodenverkleidung erst zusammen mit der unteren Schale eine durchgehenden Außenfläche, insbesondere eine für die Luftströmung am Unterboden des bewegten Fahrzeugs wirksame aerodynamische Kontur, bildet.
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Es kann jedoch auch daran gedacht sein, dass die untere Schale integral mit der Kfz-Unterbodenverkleidung ausgebildet ist. Dies spart gesonderte Fertigungswerkzeuge und Montageschritte.
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Dabei ist die Kfz-Unterbodenverkleidung in der Regel in seinen Haupterstreckungsrichtungen größer als die obere Schale, steht also in wenigstens zwei Richtungen, vorzugsweise in vier Richtungen, über die obere Schale hinaus vor, wobei die vier Richtungen in der Regel in der Haupterstreckungsebene der Kfz-Unterbodenverkleidung liegen und paarweise entgegengesetzt gerichtet sind.
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Durch diese Größenverhältnisse ist der Konstrukteur mit der oberen Schale frei in der Wahl der Anordnungsstelle an der Kfz-Unterbodenverkleidung, so dass die konstruktive Freiheit des Kfz-Konstrukteurs verbessert wird.
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Als eine vorbereitende Maßnahme zur Verminderung einer Schallemission vom Abgas-Kanal weg, zur Außenumgebung oder/und zum Kfz-Innenraum hin, kann vorgesehen sein, dass die Kfz-Unterbodenverkleidung auf der zur oberen Schale hinweisenden Seite oder/und die obere Schale auf der zur Kfz-Unterbodenverkleidung hinweisenden Seite jeweils in Richtung zu einer zwischen der oberen Schale und der Kfz-Unterbodenverkleidung gelegenen Trennfläche hinweisende Vertiefungen aufweist.
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Besonders einfach kann wenigstens ein Teil der Vertiefungen durch von der oberen Schale bzw. der Kfz-Unterbodenverkleidung abstehende Rippen gebildet sein. Durch derartige Rippen können die genannten Bauteile überdies versteift sein, so dass mit der erzielten Versteifung bei geeigneter Dimensionierung der Rippenwände und Rippenabstände voneinander sowie der Rippenhöhe über die Versteifung hinaus eine Schallemissionsminderung erzielbar ist. Zur Erzielung einer möglichst großen Versteifungswirkung können die Rippen wabenförmig angeordnet sein, bevorzugt zur Bildung von Waben mit hexagonaler Berandung.
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In vorteilhafter Weise kann der Aufwand zur Ausbildung der Seitenwände der unteren Schale verringert werden, wenn diese ebenfalls durch Rippen der Kfz-Unterbodenverkleidung gebildet sind. Hierzu können Rippen bzw. Rippenabschnitte der Kfz-Unterbodenverkleidung dicker oder/und höher ausgebildet sein, um die notwendige Festigkeit oder/und die Möglichkeit zur erleichterten Anbringung der oberen Schale daran bereitzustellen.
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Als eine die zuvor genannte vorbereitende Maßnahme abschließende Maßnahme zur Erhöhung des Schallschutzes, also zur Verstärkung der Minderung von vom Abgas-Kanal ausgehenden Schallemissionen, kann vorgesehen sein, dass wenigstens ein Teil der Vertiefungen, vorzugsweise alle Vertiefungen, durch eine mikroperforierte Folie, vorzugsweise Metallfolie, bedeckt sind. Mit mikroperforierter Folie bedeckte Kammern oder Vertiefungen zur Bereitstellung einer schallemissionsmindernden Wirkung sind aus der zuvor genannten
DE 296 17 845 U1 grundsätzlich bekannt.
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Überdies wird mit der mikroperforierten Folie als Abdeckung der Vertiefungen eine vorteilhafte thermische Absorbierung bewirkt, welche gerade in der Nähe des Abgaskanals hilfreich ist.
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Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsformen näher erläutert werden. Es stellt dar:
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1 eine grobschematische Darstellung eines Fahrzeughecks mit in einer Kfz-Unterbodenverkleidung integriertem Funktionsgehäuse einer Kfz-Abgasführungsvorrichtung,
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2 eine grobschematische Draufsicht auf die Kfz-Unterbodenverkleidung mit Abgas-Kanal und Funktionsgehäuse von 1,
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3 eine vergrößerte Längsschnittansicht des Bereichs des integral mit der Kfz-Unterbodenverkleidung ausgebildeten Funktionsgehäuses der Abgasführungsvorrichtung der 1 und 2,
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4 mögliche Ausführungsformen eines erfindungsgemäßen Federelements zur Halterung des Abgas-Kanals am Funktionsgehäuse und
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5 mögliche Ausgestaltungen eines erfindungsgemäßen Halteelements zur Halterung des Abgas-Kanals am Funktionsgehäuse.
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In 1 ist grobschematisch das Heck eines Fahrzeugs 10 im Teilschnitt gezeigt. Hinter dem Hinterrad 12 erkennt man eine Unterbodenverkleidung 14, über welcher ein Abgasrohr 16 verläuft. An seinem freien Längsende 16a ist das Abgasrohr wie gewohnt zur Umwelt hin offen.
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Die Unterbodenverkleidung 14 weist an ihrer im montierten Zustand zum Kraftfahrzeug 10 hinweisenden Seite eine Rippenstruktur 18 auf, die auch in 2 zu erkennen ist.
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Von der Unterbodenverkleidung 14 bildet ein Abschnitt 20 eine Unterschale 22 eines Funktionsgehäuses 24, welches durch Aufsetzen einer Oberschale 26 auf die Unterschale 22 gebildet ist.
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Im vorliegenden Fall bildet das Funktionsgehäuse 24 beispielsweise einen Schalldämpfer, welcher die sich im Abgasrohr 16 ausbreitende Schallemission verringern soll.
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Wie in der Ansicht von 1 zu erkennen ist, kann auch die Oberschale 26 eine der Verrippung 18 der Unterbodenverkleidung 14 ähnliche Verrippung 28 aufweisen.
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Durch die Verrippung 18, welche aus in Fahrzeuglängsrichtung verlaufenden Rippen 18a und in Fahrzeugquerrichtung verlaufenden Rippen 18b gebildet sein kann, können auf der im montierten Zustand zum Kfz 10 hinweisenden Innenseite der Unterbodenverkleidung 14, bezogen auf den freien oberen Rand der Verrippung 18, Vertiefungen 30 gebildet sein, welche in Kombination mit einer mikroperforierten Abdeckung (siehe beispielsweise unten die mikroperforierte Folie 32) oder einer Membranabdeckung der Absorption von vom Abgasrohr 16 ausgehenden Schall dienen können.
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Derartige Vertiefungen 30 können überdies angeordnet sein, um vom Kfz 10 im Heckbereich emittierten Schall an der Ausbreitung in die Außenumgebung des Fahrzeugs zu hindern.
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Üblicherweise werden die Schallabsorptionseigenschaften derartiger abgedeckter Vertiefungen durch die Vertiefungsabmessungen eingestellt, etwa hinsichtlich des Absorptions-Frequenzspektrums. Es ist daher grundsätzlich möglich, wenigstens Bereiche der Verrippung 18 wenigstens im Abschnitt 20 der Unterbodenverkleidung 14, ebenso wie der Verrippung 28 der Oberschale 26 derart auszugestalten, dass sie besonders gut Schall in einem Frequenzbereich absorbieren, wie er vom Abgasrohr 16 abgestrahlt wird.
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In 2 ist eine mikroperforierte Folie 32 zu erkennen, welche in an sich bekannter Weise die Vertiefungen 30 an ihrem von der Unterbodenverkleidung 14 fernliegenden Längsende bedecken kann (siehe auch 3). Die mikroperforierte Folie 32 ist bevorzugt eine Metallfolie.
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Die Unterbodenverkleidung 14 reicht im dargestellten Beispiel in Fahrzeuglängsrichtung FL und in Fahrzeugquerrichtung FQ, also in ihren Haupterstreckungsrichtungen, zu jeweils beiden Seiten über die Oberschale 26 hinaus.
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Ausgewählte Längsrippen 34 aus den Längsrippen 18a können mit größerer Wandstärke ausgeführt sein, um auf ihrem oberen Rand eine Befestigung der Oberschale 26 zumindest teilweise zu ermöglichen.
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Es können aber auch, wie am Beispiel der Querrippen 36 (siehe 3) zu erkennen ist, zur wenigstens teilweisen Befestigung der Oberschale 26 an der Unterschale 22 von der Verrippung 18 gesonderte Befestigungsrippen ausgebildet sein.
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Die Rippen 34 und 36 können zur Erleichterung der Anbringung der Oberschale 26 daran weiter von der Unterbodenverkleidung 14 abstehen als die übrige Verrippung 18 in dem jeweiligen Bereich der Unterbodenverkleidung 14.
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Abweichend von den Darstellungen der 1 bis 3 kann eine Verrippung auch nur im Bereich der Unterschale 22 ausgebildet sein, während eine Verringerung von Schallemissionen im Bereich außerhalb der Unterschale 22 von der Unterbodenverkleidung 14 durch andere technische Maßnahmen erreicht wird, beispielsweise durch Vorsehen einer Lage von LWRT-Material, wobei LWRT für „Low Weight Reinforced Thermoplastics” steht.
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Weiter ist im dargestellten Beispiel die Unterschale 22 einstückig mit der Unterbodenverkleidung 14 ausgebildet dargestellt. Die muss jedoch nicht so sein. Alternativ kann die Unterbodenverkleidung 14 eine Aussparung aufweisen, in welche die Unterschale 22 als gesondertes Bauteil eingesetzt ist.
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Vorzugsweise ist die Unterschale als gesondertes Bauteil derart ausgebildet und in die Aussparung der Unterbodenverkleidung eingesetzt, dass Unterbodenverkleidung und Unterschale eine gemeinsame aerodynamische Kontur der durch die Unterschale vervollständigten Unterbodenverkleidung bilden. Die Unterschale trägt somit zur Bildung der aerodynamischen Kontur der gesamten, vervollständigten Unterbodenverkleidung bei.
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Die Oberschale 26 und die Unterschale 22 sind, wie man in 3 erkennt, vorteilhafterweise längs einer Trennebene T miteinander verbunden, etwa durch Ultraschallschweißen, Kleben oder/und Nieten und dergleichen.
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Vorzugsweise sind zur erleichterten Verbindung die Oberschale und die Unterschale aus kompatiblen Kunststoffen hergestellt, etwa durch Tiefziehen oder durch Spritzgießen.
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Wie in 3 weiter dargestellt ist, können auch die durch die Verrippung 28 der Oberschale gebildeten Vertiefungen 38 an ihrem vom Boden 40 der Oberschale entfernt gelegenen Längsende durch eine mikroperforierte Folie 42, insbesondere Metallfolie, bedeckt sein.
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Die mikroperforierten Folien 32 und 42 dienen in an sich bekannter Weise zusammen mit den Vertiefungen 30 und 38 zur Unterdrückung von Schallemission vom Abgasrohr 16 an die Außenumgebung.
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In 4 sind zwei mögliche Ausführungsformen einer Festlegung des Abgasrohrs 16 an einer Durchführung durch eine Wandung des Funktionsgehäuses 24 dargestellt.
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In der oberen Hälfte von 4 ist ein Teil der Wandung des Funktionsgehäuses 24 zu erkennen, an welchem eine Durchgangsöffnung 44 vorgesehen ist, die nach radial außen durch einen Innenrand 46 der Öffnung 44 am Funktionsgehäuse 24 berandet ist.
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In dieser Öffnung 44 kann ein Federelement 48 angeordnet sein, welches die in 4 oben dargestellte Gestalt aufweist.
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Der radial innere Rand 48a des Federelements kann als Schürze ausgebildet sein, welche die Außenfläche 16b des Abgasrohrs 16 mit Presssitz umgeben kann.
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Das Federelement 48 kann in radialer Richtung R mit Wellenform ausgebildet sein, wobei vorzugsweise die Wellenamplitude, bezogen auf eine imaginäre Mittelebene M des Federelements 48, nach radial außen abnehmen kann. Dadurch kann erreicht werden, dass kleinere Lasten in radialer Richtung am Abgasrohr 16 zu einer Verformung des Federelements 48 in unmittelbarer Nähe des Abgasrohrs, aber nicht in Nähe der Anbringung des Federelements am Innenrand 46 der Öffnung 44 führen.
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Das Federelement 48 kann beispielsweise aus Metall durch Stanzen gebildet sein.
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Das Federelement 48 kann mehr oder weniger als die in 4 gezeigten axialen Umlenkstellen 52 aufweisen.
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Durch die in 4 gezeigte Struktur kann das Federelement 48 nicht nur eine gewisse Bewegung des Abgasrohrs 16 in radialer Richtung, sondern auch in axialer Richtung zulassen, etwa wenn sich das Abgasrohr 16 im Betrieb aufgrund der auftretenden erhöhten Temperaturen in Richtung seiner Längsachse L ausdehnt.
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In 4 unten ist eine zweite Ausführungsform des Federelements dargestellt. In der zweiten Ausführungsform sind gleiche oder funktionsgleiche Bauteile bzw. Bauteilabschnitte wie in der ersten Ausführungsform mit gleichen Bezugszeichen versehen, jedoch erhöht um die Zahl 100.
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Die zweite Ausführungsform in der unteren Bildhälfte von 4 wird im Folgenden nur insofern erläutert, als sie sich von der ersten Ausführungsform der oberen Bildhälfte unterscheidet, auf deren Beschreibung ansonsten ausdrücklich verwiesen wird.
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Das Federelement 148 der zweiten Ausführungsform ist faltenbalgähnlich ausgebildet, d. h. zwischen seiner Einspannstelle 150 am Innenrand 146 und seinem radial inneren Rand 148a besteht ein deutlicher axialer Versatz in Richtung der Längsachse L des Abgasrohrs 16. Das Federelement 148 weist, wie jenes der ersten Ausführungsform, in einem die Längsachse L des Abgasrohrs 16 enthaltenden Längsschnitt eine mäandrische Querschnittskontur auf, wobei das Federelement an den axialen Scheitelpunkten 152 nicht notwendigerweise, wie in 4 dargestellt, um nahezu 180° umgelenkt sein muss. Vielmehr kann an diesen Stellen der Querschnitt des Federelements auch nur um etwa 90° oder weniger umgelenkt sein.
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Auch mit der zweiten Ausführungsform des Federelements 148 kann sowohl eine radiale als auch eine axiale Bewegung des Abgasrohrs 16 relativ zur Öffnung 146 des Funktionsgehäuses 124 gestattet werden.
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Das faltenbalgähnliche Federelement 148 der zweiten Ausführungsform kann beispielsweise durch Hydroformen eines ebenen Blechrohlings hergestellt sein.
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In 5 sind zwei weitere Ausführungsformen einer möglichen Festlegung des Abgasrohrs 16 an einem Funktionsgehäuse dargestellt.
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Die Grundidee, die hinter den Festlegungen in 5 steckt, ist die, ein Halteelement 260, welches eine Öffnung 244 in einem Funktionsgehäuse 224 in radialer Richtung R bis zu einem Innenrand 246 der Öffnung 244 überbrückt, in einem radial näher am Abgasrohr 16 gelegenen, vorzugsweise an das Abgasrohr 16 anschließenden Bereich 261 vorwiegend oder vollständig aus einem Metall zu bilden, etwa einer Metallscheibe 262, die an ihrem radial inneren Rand 262a durch Presssitz, Löten oder Schweißen und dergleichen mit der Außenfläche 16b des Abgasrohrs 16 verbunden sein kann.
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Radial weiter außen ist mit dem metallischen Element 262 ein Ring 264 aus hochtemperaturbeständigen Kunststoff verbunden, etwa durch Anspritzen oder/und durch Formschlussverbindung, indem Öffnungen 266 der metallischen Scheibe 262 vom Kunststoff des Kunststoffrings 264 durchsetzt sind.
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An den Kunststoffring 264 kann sich radial weiter außen ein weiterer Kunststoffring 268 anschließen, welcher aus einem weniger temperaturfesten Kunststoff gebildet sein kann als der Kunststoffring 264, da dieser radial weiter außen liegende weitere Kunststoffring 268 thermisch geringer belastet ist, insbesondere weniger stark erwärmt wird als der näher am Abgasrohr 16 gelegene Kunststoffring 264.
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Die Kunststoffringe 264 und 268 können an ihrer gemeinsamen Grenzfläche miteinander verklebt oder sonstwie verbunden sein. Bevorzugt sind sie miteinander verschweißt.
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Vorzugsweise ist der Kunststoff des weiteren Kunststoffrings 268 mit dem Kunststoff des Funktionsgehäuses 224 wenigstens im Bereich des Innenrandes 246 kompatibel, so dass eine stoffschlüssige Verbindung zwischen dem radial äußeren Rand 268a des weiteren Kunststoffrings 268 und damit des Halteelements 260 und einem den Innenrand 246 bildenden Bereich des Funktionsgehäuses 224 ohne größere Schwierigkeiten herstellbar ist, etwa durch Reib- oder Ultraschallschweißen. Dennoch soll eine Verklebung oder/und Formschlussverbindung zwischen dem weiteren Kunststoffring 268 und dem Funktionsgehäuse 224 ebenso wenig ausgeschlossen sein wie zwischen dem Kunststoffring 268 und dem radial weiter innen gelegenen Kunststoffring 264.
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Bei dem Halteelement 260 der oberen Bildhälfte der 5 ist also der radial innen vom Abgasrohr 16 ausgehende Bereich aus thermisch hochfestem Metall gebildet, an dem radial außen wenigstens ein Kunststoff zur Verbindung mit dem Funktionsgehäuse angebracht ist.
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Im Falle des Vorsehens mehrerer Kunststoffelemente in radialer Richtung nach außen am Halteelement 260 kann aus Kostengründen vorteilhafterweise mit zunehmendem radialen Abstand vom Abgasrohr ein immer weniger temperaturbeständiger Kunststoff gewählt werden.
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In der unteren Bildhälfte von 5 ist eine zweite Ausführungsform eines Halteelements beispielhaft dargestellt, wobei gleiche bzw. funktionsgleiche Bauteile oder Bauteilabschnitte wie bei der ersten Ausführungsform mit gleichen Bezugszeichen versehen sind, jedoch erhöht um die Zahl 100.
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Der wesentliche Unterschied zwischen der nachfolgend diskutierten zweiten Ausführungsform und der zuvor diskutierten ersten Ausführungsform des Halteelements besteht im Wesentlichen darin, dass das Kunststoffelement bzw. der Kunststoffring 364 an das radial innen liegende metallische Element 362 angespritzt ist. Hierzu kann das metallische Element an seinem radial äußeren Rand eine axiale Abstufung 370 aufweisen, um die von Kunststoff benetzte Fläche des metallischen Elements 362 zu erhöhen und so die Verbindungsfestigkeit zwischen dem metallischen Element 362 und dem Kunststoffring 364 zu erhöhen.
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Zwischen zwei in radialer Richtung des Halteelements 360 oder auch des Halteelements 260 aufeinanderfolgenden Elementen kann an wenigstens einem der Elemente eine Primerschicht aufgetragen sein, um die Verbindungsfestigkeit mit dem radial benachbarten Element zu verbessern.
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Die zweite Ausführungsform des Halteelements 360 gestattet die Ausbildung von in axialer Richtung schlanken, d. h. wenig Bauraum beanspruchenden, Halteelementen.
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In den beiden oben diskutierten Fällen von Halteelementen kann das metallische Element als Federelement 48 oder 148 oder grundsätzlich als Federelement im Sinne der vorliegenden Erfindung ausgestaltet sein.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 29617845 U1 [0030, 0039]
