DE102011014908A1

DE102011014908A1 - Endrohranordnung für eine Abgasanlage eines Fahrzeugs

Info

Publication number: DE102011014908A1
Application number: DE201110014908
Authority: DE
Inventors: Dipl.-Ing. Bild Philipp; Dr.-Ing. Blümm Andreas; Dipl.-Ing. Karaatli Cemal; Dipl.-Ing. Schäffler Alexander; Dipl.-Ing. Witzel Thomas
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2011-03-24
Filing date: 2011-03-24
Publication date: 2011-11-10

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Endrohranordnung (10) für eine Abgasanlage eines Fahrzeugs, bei welcher ein Einlass (16) vorgesehen ist, über welchen zum Kühlen des Abgasstroms Umgebungsluft (20) in den Abgasstrom einbringbar ist. Die Endrohranordnung (10) umfasst ein erstes Rohr (12), welches in Strömungsrichtung (18) des Abgases bereichsweise in eine Eintrittsöffnung (24) eines zweiten Rohres (14) eingebracht ist, wobei der Einlass (16) für die Umgebungsluft (20) durch einen zwischen den beiden Rohren (12, 14) ausgebildeten Zwischenraum bereitgestellt ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Endrohranordnung für eine Abgasanlage eines Fahrzeugs, bei welcher ein Einlass vorgesehen ist, über welchen zum Kühlen des Abgasstroms Umgebungsluft in den Abgasstrom einbringbar ist.
Die DE 10 2005 034 462 A1 beschreibt ein Endrohr einer Abgasanlage für ein Fahrzeug, bei welcher in einem Außenmantel Einprägungen vorgesehen sind, welche als Venturi-Düsen wirken. Abgas, welches das Endrohr durchströmt, wird hierbei mit Frischluft gemischt, welche über die Venturi-Düsen in den Abgasstrom eintritt. Dadurch wird im Endrohr ein Gemisch aus Frischluft und Abgas erzeugt, welches das Endrohr mit einer vergleichsweise geringen Temperatur verlässt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Endrohranordnung der eingangs genannten Art zu schaffen, welche eine erweiterte Funktionalität aufweist.
Diese Aufgabe wird durch eine Endrohranordnung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
Die erfindungsgemäße Endrohranordnung für eine Abgasanlage eines Fahrzeugs weist einen Einlass auf, über welchen zum Kühlen des Abgasstroms Umgebungsluft in den Abgasstrom einbringbar ist. Ein erstes Rohr der Endrohranordnung ist hierbei in Strömungsrichtung des Abgases bereichsweise in eine Eintrittsöffnung eines zweiten Rohres eingebracht, wobei der Einlass für die Umgebungsluft durch einen zwischen den beiden Rohren ausgebildeten Zwischenraum bereitgestellt ist. Durch den zwischen den beiden Rohren ausgebildeten Zwischenraum kann nicht nur zum Kühlen des Abgases Umgebungsluft in den Abgasstrom eintreten, sondern es ist auch eine Bewegungsentkopplung der beiden Rohre realisiert. Durch die Bewegungsentkopplung ist eine Übertragung von Schwingungen und Körperschall auf Komponenten der Abgaslage verringerbar. Zugleich lässt die Bewegungsentkopplung ein Kompensieren von Wärmedehnungen und Wärmespannungen zu, indem die beiden Rohre relativ zueinander bewegbar sind. Somit weist die Endrohranordnung eine erweiterte Funktionalität auf.
Aufgrund der Bewegungsentkopplung kann auf ein die beiden Rohre verbindendes Entkoppelelement verzichtet werden, sodass sich Kosteneinsparungen erzielen lassen. Darüber hinaus führt das Zumischen von Umgebungsluft oder Frischluft in den Abgasstrom über den Einlass zu einer vergleichsweise geringen Abgastemperatur an einer Austrittsöffnung des zweiten Rohrs, sodass benachbarte Bauteile einer verringerten thermischen Belastung ausgesetzt sind. Auch Aufbauten am Fahrzeug und die Umgebung des Fahrzeugs werden so weniger stark thermisch belastet.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Zwischenraum als um einen Endbereich des ersten Rohres umlaufender Ringspalt ausgebildet. So lässt sich einerseits besonders viel Umgebungsluft in den Abgasstrom einbringen, und andererseits kann eine vollständig berührungsfreie Anordnung des Endbereichs des ersten Rohres im zweiten Rohr sichergestellt werden.
Als weiter vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn ein innerhalb des zweiten Rohres angeordneter Endbereich des ersten Rohres einen geringeren durchströmbaren Querschnitt aufweist als ein stromaufwärts des Endbereichs angeordneter Bereich des ersten Rohres. Durch diese düsenförmige Ausbildung des ersten Rohrs wird austrittseitig des Endbereichs des ersten Rohres ein Unterdruck erzeugt, welcher zu einem besonders starken Ansaugen der Umgebungsluft in den Abgasstrom durch den Zwischenraum hindurch führt.
Von Vorteil ist es weiterhin, wenn in dem Zwischenraum zwischen den beiden Rohren wenigstens ein Abstandshalter angeordnet ist. Dadurch kann verhindert werden, dass starke Relativbewegungen zwischen den beiden Rohren zu einer Berührung der beiden Rohre führen. Dies verhindert eine Beschädigung der beiden Rohre. Zudem kann so eine besonders weitgehende Bewegungsentkopplung der beiden Rohre erreicht werden.
Der Abstandshalter kann als um das erste Rohr umlaufende Ringstruktur ausgebildet sein, um zu allen Seiten hin ein Anschlagen des ersten Rohres an dem zweiten Rohr zu verhindern. Wenn die Ringstruktur nachgiebig ausgebildet ist, so erfolgt zudem eine Dämpfung der Relativbewegung der beiden Rohre.
Besonders einfach und kostengünstig sowie temperaturbeständig kann die Ringstruktur als Drahtgestrick oder Drahtgeflecht ausgebildet sein.
Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in der Figur alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen sowie anhand der Zeichnung.
Diese zeigt in einer Schnittansicht eine Endrohranordnung für eine Abgasanlage eines Fahrzeugs, bei welcher ein erstes Rohr ein Stück weit in ein zweites Rohr eingeführt ist.
Von einer Abgasanlage eines Fahrzeugs ist in der Figur ausschnittsweise und längsgeschnitten eine Endrohranordnung 10 gezeigt. Die Endrohranordnung 10 umfasst ein erstes Rohr 12, welches ein Stück weit in ein zweites Rohr 14 eingeführt ist. Ein Zwischenraum zwischen dem ersten Rohr 12 und dem zweiten Rohr 14 ist als umlaufender Ringspalt 16 ausgebildet. Die beiden Rohre 12, 14 sind dadurch bewegungsentkoppelt, sodass eine Relativbewegung zwischen den beiden Rohren 12, 14 möglich ist.
Das Abgas strömt, wie durch einen Strömungspfeil 18 veranschaulicht, vom ersten Rohr 12 in das zweite Rohr 14. Durch den Ringspalt 16 hindurch wird hierbei Umgebungsluft 20 angesaugt, wodurch sich die Temperatur des aus dem zweiten Rohr 14 austretenden Abgases verringert.
Um ein besonders effektives Ansaugen der Umgebungsluft 20 zu erreichen, ist das erste Rohr 12 in seinem Endbereich 22 im Durchmesser reduziert, sodass sich bei Durchströmung des ersten Rohres 12 im Endbereich 22 eine erhöhte Strömungsgeschwindigkeit einstellt. Die erhöhte Strömungsgeschwindigkeit des aus dem Endbereich 22 des ersten Rohres 12 austretenden Abgases führt zur Ausbildung eines Unterdrucks, welcher zum Ansaugen von besonders viel Umgebungsluft 20 führt.
Eine Eintrittsöffnung 24 des zweiten Rohres 14 ist entgegen der Strömungsrichtung des Abgases trichterförmig erweitert. Dies erleichtert das Einführen des ersten Rohres 12 in das zweite Rohr 14 und führt zur Ausbildung eines Ansaugtrichters für die Umgebungsluft 20.
Um ein Anschlagen des ersten Rohres 12 an dem zweiten Rohr 14 zu verhindern, ist als (optionales) Pufferelement in den Zwischenraum 16 ein außenumfangseitig um das erste Rohr 12 umlaufendes Drahtgestrick 26 angeordnet.
In alternativen Ausführungsformen kann ein andersartiger Abstandshalter zwischen den beiden Rohren 12, 14 vorgesehen sein, oder ein solcher kann entfallen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102005034462 A1 [0002]

Claims

Endrohranordnung für eine Abgasanlage eines Fahrzeugs, bei welcher ein Einlass (16) vorgesehen ist, über welchen zum Kühlen des Abgasstroms Umgebungsluft (20) in den Abgasstrom einbringbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Endrohranordnung (10) ein erstes Rohr (12) umfasst, welches in Strömungsrichtung (18) des Abgases bereichsweise in eine Eintrittsöffnung (24) eines zweiten Rohrs (14) eingebracht ist, wobei der Einlass (16) für die Umgebungsluft (20) durch einen zwischen den beiden Rohren (12, 14) ausgebildeten Zwischenraum bereitgestellt ist.
Endrohranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenraum als um einen Endbereich (22) des ersten Rohrs (12) umlaufender Ringspalt (16) ausgebildet ist.
Endrohranordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein innerhalb des zweiten Rohrs (14) angeordneter Endbereich (22) des ersten Rohrs (12) einen geringeren durchströmbaren Querschnitt aufweist als ein stromaufwärts des Endbereichs (22) angeordneter Bereich des ersten Rohrs (12).
Endrohranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch wenigstens einen in dem Zwischenraum (16) zwischen den beiden Rohren (12, 14) angeordneten Abstandshalter (26).
Endrohranordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstandshalter (26) als um das erste Rohr (12) umlaufende, insbesondere nachgiebige, Ringstruktur ausgebildet ist.
Endrohranordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringstruktur als Drahtgestrick (26) oder Drahtgeflecht ausgebildet ist.
Endrohranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Eintrittsöffnung (24) des zweiten Rohrs (14) entgegen der Strömungsrichtung (18) des Abgases trichterförmig erweitert ist.