DE102011010332A1

DE102011010332A1 - Entkopplungselement, insbesondere für Abgasanlagen

Info

Publication number: DE102011010332A1
Application number: DE201110010332
Authority: DE
Inventors: Immo Gärtner; Holger Hebisch
Original assignee: BOA Balg und Kompensatoren Technologie GmbH
Current assignee: BOA Balg und Kompensatoren Technologie GmbH
Priority date: 2011-02-04
Filing date: 2011-02-04
Publication date: 2012-08-09
Anticipated expiration: 2031-02-05
Also published as: WO2012104069A1; DE102011010332B4

Abstract

Es wird ein Entkopplungselement, insbesondere für Abgasleitungen von Verbrennungsmotoren bei Kraftfahrzeugen, mit einem Balg und einer Wärmeisolierung vorgeschlagen, wobei die Wärmeisolierung durch ringförmige Segmente gebildet ist oder die Wärmeisolierung durch ein schraubenförmig gewickeltes Band mit durch einzelne Umwicklungen gebildete Segmente gebildet ist. Hierbei überlappen sich die Segmente sich in Richtung der Achse des Balgs.

Description

Die Erfindung betrifft ein Entkopplungselement, insbesondere für Abgasleitungen von Verbrennungsmotoren bei Kraftfahrzeugen, mit einem Balg und einer Wärmeisolierung.
Entkopplungselemente werden als Zwischenstücke in Abgasleitungen von Kraftfahrzeugen eingebaut, um Bewegungen und Schwingungen weitgehend zu entkoppeln. Das Entkopplungselement weist hierzu einen beweglichen Balg aus Metall auf, welcher im Innenbereich einen Agraffschlauch zum Zweck der Abgasführung und Schutz des Balges aufweist.
In modernen Abgasanlagen wird zunehmend eine Nachbehandlung der Abgase nötig, wie. z. B. durch Rußpartikelfilter. Damit derartige Vorrichtungen nutzbringend arbeiten, müssen die Abgase hohe Temperaturen aufweisen. Um einerseits einen minimalen Wärmeverlust von Motorausgang zum Filtereingang zu gewährleisten sowie andererseits den empfindlichen Balg thermisch gegen das heiße Abgasfluid zu isolieren, werden zur Isolierung mehr oder minder elastische Matten in verschiedenen radialen Schichten innerhalb des Entkopplungselements integriert. Eine derartige Wärmeisolierung ist aus der DE 10 2007 043 944 A1 bekannt, in der ein flexibles Leitungselement mit kombinierter Wärmeisolierung und Schwingungsdämpfung beschrieben ist. Zwischen einem die Abgase führenden flexiblen Innenteil und einem flexiblen, gasdichten Mantelteil ist eine aus mehreren Lagen aufgebaute Schicht mit der Gestalt eines Hohlzylinders angeordnet.
Nachteil dieser und ähnlicher Bauformen sind zum einen reduzierte Flexibilitäten des Entkopplungselements und zum anderen eine kurze Lebensdauer der Isolierungsschicht, da diese nicht die Flexibilität des Entkopplungselements aufweist und durch dauernde Schwingungen der Abgasanlage stark belastet wird. Die zur Isolierung verwendeten Werkstoffe müssen durch ihre hohlzylindrische Form bei Bewegungsaufnahme des Schlauchs große Dehnungen aufnehmen. Dies schränkt zusätzlich die Werkstoffauswahl, insbesondere für hitzebeständige Werkstoffe, stark ein.
Es ist daher Aufgabe dieser Erfindung ein Entkopplungselement bereitzustellen, dessen Beweglichkeit trotz thermischer Isolation nicht eingeschränkt ist.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einem Entkopplungselement der eingangs genannten Art gelöst, das dadurch gekennzeichnet ist, dass die Wärmeisolierung durch ringförmige Segmente gebildet ist, oder dass die Wärmeisolierung durch ein schraubenförmig gewickeltes Band mit durch einzelne Umwicklungen gebildete Segmente gebildet ist, und dass die Segmente sich in Richtung der Achse des Balgs überlappen.
Besonders bevorzugt ist die Wärmeisolierung außerhalb des Balges längs dessen Wellenbereiches angeordnet, um den beweglichen Bereich des Entkopplungselements komplett zu isolieren. In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung sind die Segmente ring- oder schraubenförmig in Form überlappender Schuppen um den Metallbalg angeordnet. Es ist bevorzugt weiterhin vorgesehen, dass die Segmente derart um den Wellenbereich des Balges angeordnet ist, dass pro Wellenberg ein Ringsegment vorgesehen ist, und/oder dass die Steigung einer schraubenförmigen Wicklung auf den Abstand der Wellenberge zueinander abgestimmt ist. Die sich überlappenden Segmente sind jeweils einem Wellenberg des Wellenbereiches zugeordnet und die Anzahl der Segmente entspricht der der Wellenberge, wodurch die Wärmeisolierung als Ganzes in gleicher Weise wie der Balg beweglich ist. Somit bleibt die Beweglichkeit des Balges bei einer wirksamen Isolierung erhalten. Die aus Isolierstoff ausgebildeten die Wärmeisolierung bildenden Segmente werden dabei selbst nur einer vergleichsweisen geringen Verformung ausgesetzt.
Die Erfindung in bevorzugter Ausgestaltung sieht vor, dass wenigstens ein Segment aus einem Profilband oder Flachband ausgebildet ist. Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass die Breite der Segmente größer ist als der Abstand zweier benachbarter Wellenberge des Balgs. Die Erfindung sieht weiterhin vor, dass die Breite der Segmente derart bemessen ist, dass ein Überlappbereich zwischen der Dicke des Isolierstoffes bis zur Hälfte der Breite des Segments selbst beträgt. Vorzugsweise kann die Isolierwirkung dadurch beeinflusst werden, dass die Dicke als auch die Breite der einzelnen Segmente variiert werden. Durch eine ausreichende Isolierung ist die Temperatur auf der Außenseite des Entkopplungselements auf unter 300°C senkbar.
Der Isolierstoff besteht bevorzugt aus flexiblen Verbundwerkstoffen (Metall-Textil), Nadelvliesen, texturiertem E-Glas, Geweben aus keramischen Fasern, temperaturbeständigen Trägerfasern und festigkeitssteigernden Edelstahldrähten sowie Aerogel-Vliesen. Auch sind herkömmliche Isolierwerkstoffe wie Glas- und/oder Steinwolle, Filze daraus sowie glasbasierte Verbundwerkstoffe, bei denen Drahtverstärkungen eingearbeitet sind, verwendbar. Die Isolierstoffe können einen Träger aufweisen und/oder zum Schutz vor aggressiven Medien mit einer äußeren Schicht versehen sein, die korrosions- und/oder temperaturbeständig ist. Als Träger kommen Metall-Blech, -Folie, -Gestricke oder -Geflecht in Frage. Das Isoliermaterial kann hierbei um das Trägermaterial herumgearbeitet sein, beispielsweise wird ein Geflecht in das Isoliermaterial eingearbeitet sein. Weitere Möglichkeiten sind Kleben, auch mit hitzebeständigen keramischen Klebstoffen, oder auch ein Formschluss, bei dem das Trägermaterial teilweise um den Isolationswerkstoff herum geklappt wird. Material für eine korrosivbeständige Schutzschicht ist beispielsweise Metallblech oder -Folie aus Edelstahl oder auch eine keramische Beschichtung des Isolierwerkstoffes.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist besonderes vorgesehen, dass als Segmente Ringsegmente von außen auf den Balg aufgesteckt sind, und letzterer damit von außen vollständig flexibel isoliert ist. Besonders bevorzugt ist entlang des Umfangs des Ringsegments wenigstens eine Hinterschneidung vorgesehen, die in die Wellentäler des Balges eingreift. Ringsegmente mit nur geringfügiger oder elastischer Hinterschneidung sind einfach über den Balg schiebbar, letzterer ist bei einem selbst elastischen Isolierstoff der Fall. Bevorzugt ist vorgesehen, dass ein Ringsegment einem Wellenberg des Wellenbereichs zugeordnet ist. Zur Platzierung der Ringsegmente jeweils auf einem Wellenberg sieht die Erfindung besonders bevorzugt vor, dass die Ringsegmente ohne Hinterschneidung von einer Stirnseite her auf den Balg aufgezogen sind, wobei erst nach Platzierung der Ringsegmente die Hinterschneidungen in die Wellentäler eingebogen sind, womit eine Festlegung der Ringsegmente am Balg erreicht wird. Dies ist möglich, wenn der Isolierstoff eigenstabil ist, das heißt plastisch verformbar ist und demgemäß nach Wegfall der die Verformung (Abbiegung) bewirkende Kräfte, die daraus bewirkte Formänderung beibehält.
In einer anderen Ausführungsform ist bevorzugt vorgesehen, dass der Isolierstoff schraubenförmig um den Balg gewickelt ist. Hierzu ist der Isolierstoff wiederum streifen- oder bandförmig ausgebildet. Eine Wicklung bildet dann ein Segment des Wärmeisoliermaterials bzw. Isolierstoffs. Die Breite des Segments ist hierbei größer als die Steigung der Wicklung, so dass eine Überlappung der nachfolgenden Wicklungen gegeben ist. Eine Wicklungsrichtung ergibt sich durch eine Wicklung des streifenförmigen Isolierstoffs koaxial zur Längsachse des Entkopplungselements ausgehend von einer zu wählenden Stirnseite.
Es ist besonders bevorzugt vorgesehen, dass die Breite des Segments derart bemessen ist, dass ein Überlappbereich zwischen einer Ausdehnung des Isolierstoffes senkrecht zur Längsachse, d. h. einer Dicke des Isolierstoffs, bis zur Hälfte der Breite des Segments beträgt. Dies verhindert ein Abwickeln des aufgewickelten Segments. Ein Fixieren der Wicklung geschieht dadurch, dass die Steigung der Wicklung gleich der Wellenteilung des Balges gewählt ist.
In einer weiteren Ausführungsform ist bevorzugt vorgesehen, dass die Wärmeisolierung innerhalb des Balges koaxial innerhalb und/oder außerhalb zu einem innerhalb des Balges angeordneten Agraffschlauch angeordnet ist. Der Agraffschlauch ist bevorzugt schraubenförmig gewickelt oder weist mehrere Ringsegmente auf.
Der besondere Vorteil einer Wärmeisolierung innerhalb des Agraffschlauchs ist, dass dadurch der dem Fluidstrom ausgesetzte Agraffschlauch sowie der Balg thermisch gegen das Fluid isolierbar sind.
Bei einer Wärmeisolierung innerhalb des Agraffschlauchs kommt letzterer mit dem Gasstrom weitestgehend nicht mehr in Berührung. Wiederum ist wenigstens ein flexibles Band aus Isolierstoff, ggf. auf einem Träger, in Ring- oder Schraubengestalt vorgesehen, wobei an den Segmenten Hinterschneidungen vorgesehen sind, welche in den Agraffschlauch eingreifen. Bevorzugt ist vorgesehen, dass diese Hinterschneidungen bereits bei Wicklung des Agraffschlauches eingehakt werden, d. h. eine gleichzeitige Wicklung von Agraff und Wärmeisolierung erfolgt. Anstelle einer Integration einer Hinterschneidung an den Segmenten kann auch eine Anformung von Haltegliedern, z. B. Haken, am Agraffschlauch vorgesehen sein.
In einer weiteren Ausführungsform ist auch ein völliger Verzicht auf Hinterschneidungen möglich, wobei z. B. bei Schraubenwicklung der Segmente deren Wickel-Außendurchmesser leicht größer als der Innendurchmesser des Agraffschlauches eingestellt wird. Zur Montage kann die Wicklung durch Torsion in seinem Durchmesser reduziert werden, so dass ein Einfügen innerhalb des Agraffschlauches möglich ist. Wird die Torsion der Schraubenwicklung durch Freigabe rückgängig gemacht, liegt der Isolierstoff mit radialer Vorspannung am Agraffschlauch an. Diese Art der Montage ist auch ohne Verwendung eines Agraffschlauchs vorgesehen. Hierbei ist die Wicklung wie bei den vorherigen Ausführungsformen ausgestaltet.
Für eine Befestigung des Isolierstoffs am Entkopplungselement ist besonders bevorzugt vorgesehen, dass die Wärmeisolierung wenigstens aus ihrer Hauptebene heraus eine abgebogene und/oder abgeknickte Hinterschneidung aufweist, die in Bereiche der Umfangsstruktur des Entkopplungselements, wie dem Balg oder einem Agraffschlauch, und/oder des Isolierstoffs eingreift. Alternativ ist zur Fixierung und zur Verstärkung des verwendeten Isolierstoffs besonders bevorzugt vorgesehen, dass letzterer auf einem Träger befestigt ist, der vorzugsweise metallisch, wie in Form einer Folie, eines Gitters (ähnlich Streckmetall) oder Gewebes, ist. Es sind jedoch auch andere Werkstoffe für den Trägerverwendbar, die eine Stabilisierung des Isolierstoffes bieten und dabei entsprechend flexibel sind.
Weitere Ausgestaltungen sehen vor, dass ein Profilband mit Drahtverstärkungen oder Folienummantelungen versehen ist. Bevorzugt sieht die Erfindung vor, dass der wenigstens eine Träger eine Breite aufweist, die wenigstens der Breite des streifenförmig ausgebildeten Isolierstoffes entspricht, insbesondere der Träger den Isolierstoff seitlich in der Breite überragt, und dass der den Isolierstoff seitlich in der Breite überragende Bereich dese Trägers gegenüber seiner den Isolierstoff tragenden Hauptbereich abgeknickt und einem sich von diesem Hauptbereich unter einem Winkel ungleich 0°, vorzugsweise unter 90°, erstreckenden ersten Schenkel als Hinterschneidung des Trägers bildet. Die Hinterschneidungen sind hierbei fest mit dem Trägermaterial verbunden, bzw. aus diesem ausgebogen. So ist es für eine schraubenförmig ausgebildete Wärmeisolierung vorgesehen, dass pro Wicklung wenigstens eine Hinterschneidung bspw. in ein Wellental des Balges eingreift.
Derartige Hinterschneidungen können dabei nicht nur als Abwinklung einfach ausgebogen sein, sondern noch einen zusätzlichen Hinterschnitt aufweisen, der parallel zum Träger entgegen der Wickelrichtung ausgebildet ist, so dass die Hinterschneidung insgesamt die Form eines Hakens aufweist, dessen Öffnung entgegen der Wickelrichtung gerichtet ist, wobei wenigstens eine seitlich an einem den Isolierstoff tragenden Träger angeordneten Abwinklung in Windungen des Agraffschlauchs eingreift. Am Trägermaterial kann somit vorgesehen sein, dass am Trägermaterial wenigstens eine Hinterschneidung als Haken ausgebildet ist, in dem ein zweiter Schenkel des Trägermaterials sich von dem einen Ende des ersten Schenkels unter einem Winkel ungleich 0°, vorzugsweise 90°, unter dem ersten Hauptbereich des Trägers mit Abstand zu diesem erstreckt. Bei Ausbilden dieses weiteren Hinterschnitts zur Form eines Hakens ist zu beachten, dass der zweite Schenkel nicht breiter ist als eine halbe Breite eines Segments, damit ein schnelles und einfach Einhaken möglich ist. Die Befestigung erfolgt durch schrittweisen Aufbau des Entkopplungselements, wobei der zweite Schenkel vorzugsweise in Windungen eines Agraffschlauchs des Entkopplungselements eingreift.
Besonders vorteilhaft ist, dass eine Vielzahl an Hinterschneidungen entlang des Trägers vorgesehen ist bzw. ein in eine Vielzahl von Vorsprüngen, wobei die Hinterschneidungen in regelmäßigen Abständen entlang des Trägers ausgebildet sind. Die Breite der Hinterschneidungen ist hierbei wählbar. Es kann auch vorgesehen sein, dass der Träger in einem die Breite des Isolierstoffes überragenden Bereich entlang mindestens einer Längskante über seine Länge abgeknickt ausgebildet ist und somit eine durchgängige Hinterschneidung entsteht. Bei geeigneter Werkstoffwahl, kann auch vorgesehen sein, die Hinterschneidungen aus Isolierstoff selbst auszubilden. Hierdurch kann ein einfaches Einhaken in unterschiedliche Bereiche des Entkopplungselements erfolgen.
Zur alternativen Fixierung von Segmenten der Wärmeisolierung ist insbesondere vorgesehen, dass die Wärmeisolierung in ein Gewebe eines vorhandenen Gestrickeschlauchs einhakbar ist, wobei der Gestrickeschlauch aus Metall besteht und sich über die gesamte Wellung des Balges erstreckt. Ein solcher Gestrickeschlauch kann entweder vorgefertigt über den Balg gezogen werden oder aber durch Umstricken des Balgs und/oder der Wärmeisolierung hergestellt sein. Die Hinterschneidungen greifen in das radial außen und/oder innen liegende Gestricke ein. Um eine einfache Fixierung einer innerhalb des Balges angebrachten Wärmeisolierung zu erreichen, ist weiterhin vorgesehen, dass die Wärmeisolierung und/oder der Agraffschlauch mit einem Gestricke- oder Geflechtschlauch umgeben ist.
Alternativ kann auch vorgesehen sein, dass einen Träger aufweisende Segmente mittels entsprechend angeordneter Hinterschneidungen in sich selbst verhakbar ist. Hierzu ist der Träger S-förmig ausgestaltet, wobei Isolierstoff alternierend in den S-Bögen des Trägers eingebracht ist. Es sind an den Seitenkanten des Trägers Hinterschneidungen in Form von Haken vorgesehen, die in die entgegengesetzten Hinterschneidungen der benachbarten Isolationsschicht eingreifen. Auch ist es möglich, dass mehrere Segmente in alternierender Geometrie aufgebracht sind, indem die Segmente Vorsprünge vorzugsweise in der Mitte des Streifens aufweisen. Die Vorsprünge sind alternierend nach innen und außen gerichtet und greifen so zwischen benachbarte Segmente im Schiebesitz ein.
Wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen durch Segmente gebildeten Wärmeisolierung ist, dass diese zur Aufnahme von Bewegungen des Entkopplungselements durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung mit den schuppenartig überlappenden Segmenten nicht oder nur noch wenig verformt werden muss. Dennoch ist die Isolierungsschicht als ganzes höchst flexibel.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung, in der Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung im Einzelnen erläutert sind. Hierbei zeigt:
1 eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Entkopplungselements in einem teilweisen Längsschnitt mit einer Wärmeisolierung aus Ringsegmenten außerhalb des Balges;
2 eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Entkopplungselements in einem teilweisen Längsschnitt mit einer Wärmeisolierung aus gewickeltem Profilband außerhalb des Balges;
3, 4 eine Befestigung der erfindungsgemäßen Wärmeisolierung an einem Balg des erfindungsgemäßen Entkopplungselements;
5, 6 eine Befestigung der Wärmeisolierung an einem Gestrickeschlauch;
7 bis 9 eine Befestigung der Wärmeisolierung mittels von Hinterschneidungen eines Trägermaterials;
10 eine dritte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Entkopplungselements in einem teilweisen Längsschnitt mit einer um einen Agraffschlauch gewickelten Wärmeisolierung;
11 eine vierte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Entkopplungselements in einem teilweisen Längsschnitt mit einer innerhalb des Agraffschlauchs gewickelten Wärmeisolierung; und
12, 13 eine Befestigung der Wicklungen der gewickelten Wärmeisolierung am Agraffschlauch.
Die 1 zeigt eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Entkopplungselements 1 in einem Teillängsschnitt. Das Entkopplungselement 1 weist einen Balg 2 mit einem Wellbereich 2.1 mit Wellentälern 2.2 und Wellenbergen 2.3 sowie einen Anschlussbereich 2.4 auf. Weiterhin weist das Entkopplungselement 1 innerhalb des Balgs 2 einen Agraffschlauch 3 (aus Metall) oder sonstigen Metallschlauch auf. Der Agraffschlauch 3 ist durchgehend von Anfang bis Ende des Entkopplungselements 1 bis zu den freien Stirnseiten des zugehörigen Balgs 2 geführt, so dass Agraffschlauch 3 und Balg 2 stirnseitig axial in einer Ebene abschließen. Der Agraffschlauch 3 weist beidseitig einen Anschlussbereich 3.1 auf. Die Anschlussbereiche 2.4 des Balges 2 sowie der Anschlussbereich 3.1 des Agraffschlauchs 3 sind mit einem Profilring 4, vorzugsweise durch Schweißen miteinander verbunden. Mittels des Profilrings 4 wird das Entkopplungselement 1 mit den restlichen Komponenten einer Abgasanlage (nicht dargestellt) verbunden. Die Außenwandung des Balges 2 vollständig umschließend ist eine Wärmeisolierung 5 vorgesehen.
1 zeigt eine Wärmeisolierung 5 mit schuppenartig sich überlappenden ringförmigen Segmenten 6, an deren einen Seite Hinterschneidungen 7 entlang eines Wellenberges 2.3 in ein Wellental 2.2 eingreifen, so dass die Segmente 6 einen Querschnitt in Form eines Winkels aufweisen. Die Ringsegmente 6 selbst bestehen in dieser Ausgestaltung aus streifenförmigem Isolierstoff, der zu einem Ring legbar ist. Die Hinterschneidungen 7 können entlang des gesamten Ringelements 6 ausgebildet sein, oder auch nur teilweise, wobei im Ringsegment 6 dann Einschnitte vorgesehen sind, die ein teilweises Einbiegen bzw. Einknicken der Segmentränder ermöglichen. Die Hinterschneidungen 7 sind entlang einer absteigenden Seite eines Wellenberges 2.3 des Balgs 2 gebogen, um eine gute Fixierung zu gewährleisten. Die Länge einer solchen Hinterschneidung 7 liegt im Bereich der Breite eines Wellentals 2.2, wodurch die Ringsegmente 6 nicht vom Wellenbereich 2.1 des Balgs 2 abrutschen. Die Ringsegmente sind nacheinander von einer Seite des Entkopplungselements 1 auf den Balg ziehbar, wobei die Hinterschneidungen 7 nach Platzierung des Ringsegments 6 an dem jeweiligen Balgbereich einbiegbar sind. Die Ringsegmente 6 weisen eine gewisse Breite auf, die derart bemessen ist, dass bei eingebogener Hinterschneidung 7 dennoch zwei benachbarte Ringsegmente 6 überlappen. Der dabei entstehende Überlappbereich A kann in unterschiedlichen Breiten ausgebildet sein, wie auch 3 und 4 zeigen. Auf jeden Fall liegt die Breite bzw. der achsenkoaxiale Abschnitt des Ringsegments 6 über dem mittleren Abstand zweier Wellenberge 2.3 des Balgs 2.
Die 2 zeigt eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Entkopplungselements. Gleiche Teile werden mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet. In diesem Fall ist die Wärmeisolierung 5 als durchgehendes Profilband 8 ausgebildet, das schraubenförmig um den gesamten Wellenbereich 2.1 des Balges 2 auf den Wellenbergen 2.3 aufliegend gewickelt ist. Das Profilband 8 umfasst dabei vollständig den Umfang des Wellbereichs 2.1. Die einzelnen Wicklungen beschreiben schraubenförmig gewickelte Segmente, die sich in axialer Richtung teilweise überlappen. Eine Wicklung erfolgt in eine Wickelrichtung (Pfeil B), die sich vorzugsweise parallel zur Mittelachse des Entkopplungselements 1 entlang der gesamten Länge des Wellenbereichs 2.1 erstreckt. In 2 ist das Profilband 8 aus einem streifenförmigen Isolierstoff 9 ausgebildet. Zur Stabilisierung kann ein Träger vorgesehen sein, wie noch erläutert wird. Das Profilband 8 weist in dieser Ausgestaltung eine Breite auf, die etwas größer ist als der Abstand zweier Wellenberge 2.3, womit sich ein schmaler Überlappbereich A ergibt.
Die 3 und 4 zeigen eine Teilansicht eines erfindungsgemäßen Entkopplungselements 1, wobei in 3 eine erste mögliche Ausgestaltung einer schraubenförmigen Umwicklung mit Profilband 8 dargestellt ist. Hierbei liegt das Profilband 8 auf den Wellenbergen 2.3 auf. Um eine Abwicklung bzw. ein Abrutschen der Wärmeisolierung 5 vom Wellenbereich 2.1 zu vermeiden, sind am Profilband 8 Hinterschneidungen 7 vorgesehen. Diese sind senkrecht zur Wickelrichtung B ausgebildet, und greifen in die Wellentäler 2.2 ein. Die Hinterschneidungen 7 können vorzugsweise einzelne Abknickungen in Form abgebogener oder abgeknickter Schenkel, Vorsprünge oder Haken des Profilbandes 8 selbst sein. Dies wird im Weiteren noch erläutert.
Bei der Ausgestaltung der 4 ist, im Unterschied zur 3, das Profilband 8 breiter ausgestaltet, wodurch sich ein größerer Überlappbereich A ergibt. Der Überlappbereich A ist, wie in 3 bzw. 4 zu sehen, mindestens so breit wie die Ausdehnung des Profilbandes 8 senkrecht zur Wickelrichtung, d. h. der Höhe des Profilbandes 8 selbst. In 4 beträgt der Überlappbereich A ca. die Hälfte der Breite des Profilbandes B. Eine größere Breite verbessert zusätzlich das Verhindern eines Abwickelns des Profilbandes 8 vom Balg 2.
Eine weitere Fixierungsmöglichkeit ist in 5 dargestellt. Über den Balg 2 ist ein Gewebe- oder Gestrickeschlauch 11 gezogen. Das Profilband 8 ist derart aufgebaut, dass Isolierstoff 9 auf einem Trägermaterial 10 aufgebracht ist. Am Träger 10 sind wiederum Hinterschneidungen 7 ausbildet, die jedoch diesmal nicht in den Wellenbereich 2.1 des Balges 2, sondern in den über den Balg 2 gezogenen Gestrickeschlauch 11 bzw. Geflechtschlauch eingreifen. Die Hinterschneidungen 7 greifen hierbei radial von außen in das Geflecht des Gestrickeschlauchs 11 ein.
6 zeigt eine Variante der Ausführungsform der 5, wobei der Gestrickeschlauch nicht direkt um den Balg 2 gelegt ist, sondern auf ein aufgewickeltes Profilband gezogen ist. Das Profilband 8 ist hierbei mit dem Träger 10 nach außen um den Balg 2 gewickelt, wobei die Hinterschneidungen 7 von innen nach außen in den Gestrickeschlauch 11 eingreifen, womit eine gute Befestigung gewährleistet ist. Der Gestrickeschlauch 11 ist im Ganzen über den Balg 2 ziehbar.
Wenn auch in den 1 bis 5 Entkopplungselemente mit innerem Agraff dargestellt sind, ist die jeweils dargestellte Ausführungsform auch bei Elementen ohne Agraff anwendbar. Dies gilt entsprechend für die Ausgestaltungen der folgenden 7 bis 9.
7 bis 9 zeigen weitere Variationen einer möglichen Fixierung von Profilbändern 8 bzw. Ringsegmenten 6. In 7 sowie 8 sind Wicklungen des Profilbandes 8 in sich selbst verhakt. Bei der Ausgestaltung der 7 sind hierzu Hinterschneidungen 7 an je beiden Seiten des Profilbandes 8 als Zuganschläge vorgesehen, welche ein Lösen der Überlappungen verhindern. Es können auch Hinterschneidungen 12 in der Mitte des Profilbandes 8 vorgesehen sein, die den seitlichen Hinterschneidungen 7 als Zuganschläge dienen.
Die Hinterschneidungen 7 sind vorzugsweise an der Trägerschicht 10 ausgebildet.
In 8 ist dies insofern weitergeführt, dass die Hinterschneidung 7 hakenförmig am Träger 10 ausgebildet ist, indem ein erster Schenkel 7.1 mit einem zweiten Schenkel 7.2 verbunden ist, der einen Winkel von 90° zum ersten Schenkel 7.1 hat. Der zweite Schenkel 7.2 ist parallel zum Hauptbereich des Trägers 10 angeordnet. Der Träger 10 als solches ist S-förmig als Agraff ausgebildet. Der Isolierstoff 9 ist in Form zweier nebeneinander, aber versetzt angeordneter Bahnen vorgesehen. Diese können einander abgewandt auf den Außenseiten des Agraff-Trägerbandes oder einander zugewandt auf dessen Innenseiten (und damit an drei Seiten umschlossen) angeordnet sein oder vom Trägermaterial vollständig umschlossen sein.
Die 9 zeigt in einem Teilschnitt in Achsrichtung aufeinanderfolgende Ringsegmente 6 entsprechend 1, welche jeweils mittig einen Vorsprung 13 aufweisen. Die Vorsprünge 13 sind alternierend nach innen und außen gerichtet und greifen so zwischen benachbarte Ringsegmente im Schiebesitz ein. Diese Anordnung ist ebenfalls für zwei zu wickelnde Profilbänder 8 möglich, wobei die Vorsprünge 13 des einen Bandes zwischen zwei benachbarte Wicklungen des anderen eingreifen.
Die 10 und 11 zeigen weitere Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Entkopplungselements 1 in einem teilweisen Längsschnitt, wobei die Wärmeisolierung 5 nicht außerhalb des Balgs 2 aufgebracht ist, wie bei den vorher beschriebenen Ausführungsformen. Die Wärmeisolierung 5 ist vielmehr innerhalb des Balges 2 angeordnet. In 10 ist die Wärmeisolierung 5 in Form eines Flachbandes 14 (hier nur aus Isolierstoff) schraubenförmig um die Außenwandung eines Inliners in Form eines lediglich schematisch dargestellten Agraffschlauchs 3 gewickelt. Die Wärmeisolierung 5 kann als flexible Innenschicht auch in Ringform zum Einsatz kommen.
11 zeigt eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Entkopplungselements 1, wobei die Isolierung 5 innerhalb eines ebenfalls lediglich schematisch angedeuteten Agraffschlauchs 3 angeordnet ist. Das Wickeln des Flachbandes 14 erfolgt hierbei außerhalb des Entkopplungselements 1. Durch Torsion der Schraubenwicklung kann diese in ihrem Durchmesser reduziert werden, so dass ein Einfügen in den Innenraum des Agraffschlauchs 3 möglich ist. Die Außenseite der Schraubenwicklung der Isolierung 5 grenzt somit an die Innenwandung des Agraffschlauchs 3 an. Die Torsion der Wicklung ist rückgängig machbar, wodurch die Wärmeisolierung 5 mit einer radialen Vorspannung an der Innenseite des Agraffschlauch 3 anliegt.
In 12 ist zu den in 10 und 11 dargestellten Ausgestaltungen eine mögliche Fixierung der Wärmeisolierung 5 am Agraffschlauch 3 dargestellt. Es ist weiterhin ein Längsschnitt durch einen Bereich eines Agraffschlauchs 3 dargestellt, dessen Wicklungen 3.2 im Schnitt eine S-förmige Kontur aufweist. Isolierstoff 9 ist wiederum auf einem Träger 10 aufgebracht, wobei der Träger 10 über die Breite des Isolierstoffs 9 hinaus verbreitert ist. Diese Verbreiterung nach außen ist in Form einer hinterschneidenden Abwinkelung mit einem ersten Schenkel 15 ausgebildet ist. Der erste Schenkel 15 des Trägers 10 greift in die S-förmige Kontur der Wicklungen 3.2 ein. Die 12 stellt hierzu eine einfache Abwinkelung dar. Es sind Varianten mit oder ohne einen weiteren Hinterschnitt möglich. Die Abwinkelung mit einem ersten Schenkel 15 der 13 weist einen weiteren Hinterschnitt in Form eines zweiten Schenkels 16 auf, der der Kontur der Windungen 3.2 des Agraffschlauchs 3 folgend in die Zwischenräume der Windungen 3.2 eingreift. Hierdurch ist eine sichere Befestigung des Profilbandes 8 gewährleistet. Die Erstellung der Wärmeisolierung 5 erfolgt dabei parallel zur Wicklung des Agraffschlauchs 3.
Weitere Ausgestaltungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung beinhalten auch für die in 10 und 11 dargestellten Ausführungsformen zusätzliche Fixierungen durch Gestricke, wobei ein Gestrickeschlauch um die Wicklung der Wärmeisolierung 5 ziehbar ist.
Bezugszeichenliste

1: Entkopplungselement
2: Balg
2.1: Wellbereich
2.2: Wellental
2.3: Wellenberg
2.4: Anschlussbereich
3: Agraffschlauch
3.1: Anschlussbereich
3.2: Windungen
4: Profilring
5: Wärmeisolierung
6: Ringsegmente
7: Hinterschneidung
7.1: erster Schenkel
7.2: zweiter Schenkel
8: Profilband
9: Isolierstoffe
10: Träger
11: Gestrickeschlauch
12: Hinterschneidung
13: Vorsprünge
14: Flachband
15: erster Schenkel
16: zweiter Schenkel
A: Überlappbereich
B: Wickelrichtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102007043944 A1 [0003]

Claims

Entkopplungselement, insbesondere für Abgasleitungen von Verbrennungsmotoren bei Kraftfahrzeugen, mit einem Balg (2) und einer Wärmeisolierung (5), dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeisolierung (5) durch ringförmige Segmente gebildet ist, oder dass die Wärmeisolierung (5) durch ein schraubenförmig gewickeltes Band mit durch einzelne Umwicklungen gebildete Segmente gebildet ist, und dass die Segmente sich in Richtung der Achse des Balgs (2) überlappen.
Entkopplungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeisolierung (5) außerhalb des Balges (2) längs dessen Wellenbereichs (2.1) angeordnet ist.
Entkopplungselement nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite der Segmente größer ist als der Abstand zweier benachbarter Wellenberge (2.3) des Balgs (2).
Entkopplungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite des wenigstens einen Segments derart bemessen ist, dass ein Überlappbereich (A) zwischen der Dicke des Isolierstoffes (9) bis zur Hälfte der Breite des Segments selbst beträgt.
Entkopplungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeisolierung (5) wenigstens aus ihrer Hauptebene heraus eine abgebogene und/oder abgeknickte Hinterschneidung (7) aufweist, die in Bereiche der Umfangsstruktur des Entkopplungselements, wie dem Balg (2) oder einem Agraffschlauch (3), und/oder des Isolierstoffs eingreift.
Entkopplungselement nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der die Wärmeisolierung (5) bildende Isolierstoff (9) eigenstabil ist.
Entkopplungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeisolierung (5) durch streifenförmig ausgebildeten Isolierstoff (9) gebildet ist, der auf wenigstens einem Träger (10) befestigt ist, der vorzugsweise metallisch ist.
Entkopplungselement nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Träger (10) eine Breite aufweist, die wenigstens der Breite des streifenförmig ausgebildeten Isolierstoffes (9) entspricht, insbesondere der Träger (10) den Isolierstoff (9) seitlich in der Breite überragt.
Entkopplungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der den Isolierstoff (9) seitlich in der Breite überragende Bereich des Trägers (10) gegenüber seiner den Isolierstoff (9) tragenden Hauptbereich abgeknickt und einen sich von diesem Hauptbereich unter einem Winkel ungleich 0°, vorzugsweise unter 90°, erstreckenden ersten Schenkel (15) als Hinterschneidung des Trägers (10) bildet.
Entkopplungselement nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass am Trägermaterial wenigstens eine Hinterschneidung als Haken ausgebildet ist, in dem ein zweiter Schenkel (7.2, 16) des Trägermaterials sich von dem einen Ende des ersten Schenkels (7.1, 15) unter einem Winkel ungleich 0°, vorzugsweise 90°, unter dem ersten Hauptbereich des Trägers (10) mit Abstand zu diesem erstreckt.
Entkopplungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Segment einzelne Vorsprünge (13) aufweist.
Entkopplungselement nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Hinterschneidung (7) in einen Gestrickeschlauch (11) eingreift, wobei das Gestricke aus Metall besteht und sich über die gesamte Länge der Wellung des Balges (2) erstreckt.
Entkopplungselement nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeisolierung (5) innerhalb des Balges (2) koaxial innerhalb und/oder außerhalb zu einem innerhalb des Balges (2) angeordneten Agraffschlauch (3) angeordnet ist.
Entkopplungselement nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine seitlich an einem den Isolierstoff (9) tragenden Träger (10) angeordneten Abwinklung aus einem ersten und einem zweiten Schenkel (15, 16) in Windungen (3.2) des Agraffschlauchs (3) eingreift.