DE102012014382A1

DE102012014382A1 - Exhaust gas guide element for guiding exhaust gas of internal combustion engine, has sealing element arranged in airgap, where airgap is divided in two airgap regions, which are separated from each other in flow direction of exhaust gas

Info

Publication number: DE102012014382A1
Application number: DE201210014382
Authority: DE
Inventors: Jan-Peter Elfeldt; Thorsten Sternal; Lars Wollkopf
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2012-07-20
Filing date: 2012-07-20
Publication date: 2013-01-31

Abstract

The exhaust gas guide element (10) has an inner part (14) for guiding an exhaust gas in a flow direction (20), and an outer part (12) that surrounds the inner part in a length region. The outer part is provided at a distance from the inner part under formation of an airgap (16). A sealing element (28) is arranged in the airgap. The airgap is divided in two airgap regions (30,32), which are separated from each other in the flow direction of the exhaust gas.

Description

Die Erfindung betrifft ein Abgasführungselement zum Führen von Abgas einer Verbrennungskraftmaschine gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.The invention relates to an exhaust gas guide element for guiding exhaust gas of an internal combustion engine according to the preamble of patent claim 1.

Ein solches Abgasführungselement zum Führen von Abgas einer Verbrennungskraftmaschine ist beispielsweise der DE 298 17 611 U1 als bekannt zu entnehmen. Das Abgasführungselement ist dabei als luftspaltisoliertes Rohrelement mit einem Innenrohr als Innenteil und einem Außenrohr als Außenteil ausgebildet. Das Innenrohr (Innenteil) ist dabei in einer Strömungsrichtung von dem Abgas durchströmbar und zumindest in einem Längenbereich außenumfangsseitig von dem Außenteil (Außenrohr) umgeben. Dabei ist das Außenteil unter Ausbildung eines Luftspalts von dem Innenteil beabstandet. Mit anderen Worten wird der Luftspalt zwischen dem Innenteil und dem Außenteil einerseits durch das Außenteil und andererseits durch das Innenteil begrenzt.Such an exhaust guide element for guiding exhaust gas of an internal combustion engine is for example the DE 298 17 611 U1 to be known as known. The exhaust-gas guide element is designed as an air-gap-insulated tubular element with an inner tube as the inner part and an outer tube as the outer part. The inner tube (inner part) can be traversed by the exhaust gas in a flow direction and surrounded by the outer part (outer tube) at least in a longitudinal region on the outer peripheral side. In this case, the outer part is spaced from the inner part to form an air gap. In other words, the air gap between the inner part and the outer part is limited on the one hand by the outer part and on the other hand by the inner part.

Ein solches, luftspaltisoliertes Abgasführungselement ist auch aus der EP 0 537 603 B1 als luftspaltisoliertes Rohr bekannt. Das Innenteil besteht dabei aus mindestens zwei Abschnitten und begrenzt mit dem Außenteil einen Luftspalt in Form eines Ringraums.Such, air gap insulated exhaust guide element is also from the EP 0 537 603 B1 known as air gap insulated pipe. The inner part consists of at least two sections and limited to the outer part of an air gap in the form of an annular space.

Die durch den Luftspalt bewirkte Isolation eines solchen Abgasführungselements hält unerwünschte Wärmeverluste gering, sodass das Abgas mittels des Abgasführungselements mit einer entsprechend hohen Temperatur zu wenigstens einer in einem Abgasstrang der Verbrennungskraftmaschine angeordneten Komponente geführt werden kann. In der Folge kann diese Komponente aufgrund der sehr hohen Abgastemperatur besonders effizient betrieben werden.The insulation of such an exhaust gas guide element caused by the air gap keeps unwanted heat losses low, so that the exhaust gas can be guided by means of the exhaust gas guide element with a correspondingly high temperature to at least one component arranged in an exhaust gas line of the internal combustion engine. As a result, this component can be operated very efficiently due to the very high exhaust gas temperature.

Es hat sich jedoch gezeigt, dass es bei solchen, luftspaltisolierten Abgasführungselementen zu Sekundärströmungen des Abgases im Luftspalt kommen kann, wodurch die Isolationsfunktion und in der Folge der effiziente Betrieb der Komponente beeinträchtigt werden.However, it has been found that in such air gap insulated exhaust guide elements can lead to secondary flows of the exhaust gas in the air gap, whereby the isolation function and consequently the efficient operation of the component are impaired.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Abgasführungselement der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass das Abgasführungselement eine besonders gute Isolationsfunktion aufweist.It is therefore an object of the present invention, an exhaust gas guide element of the type mentioned in such a way that the exhaust guide element has a particularly good insulation function.

Diese Aufgabe wird durch ein Abgasführungselement mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.This object is achieved by an exhaust gas guide element having the features of patent claim 1. Advantageous embodiments with expedient and non-trivial developments of the invention are specified in the remaining claims.

Um ein Abgasführungselement der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art zu schaffen, welches eine besonders gute Isolationswirkung aufweist, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass in dem Luftspalt wenigstens ein Dichtungselement angeordnet ist, mittels welchem der Luftspalt in Strömungsrichtung des Abgases in wenigstens zwei fluidisch voneinander getrennte Luftspaltbereiche unterteilbar ist. Mit anderen Worten sind die Luftspaltbereiche in Strömungsrichtung des Abgases mittels des Dichtungselements fluidisch voneinander trennbar, wodurch Sekundärströmungen des Abgases im Luftspalt vermieden oder besonders gering gehalten werden können.In order to provide an exhaust-gas guide element of the type specified in the preamble of claim 1, which has a particularly good insulating effect, it is provided according to the invention that in the air gap at least one sealing element is arranged, by means of which the air gap in the flow direction of the exhaust gas in at least two fluidly separated Air gap areas is divisible. In other words, the air gap areas in the flow direction of the exhaust gas by means of the sealing element are fluidly separable from each other, whereby secondary flows of the exhaust gas in the air gap can be avoided or kept particularly low.

Um einen Wärmeübergang zwischen dem Innenteil und dem Außenteil zumindest gering zu halten, ist in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass das Dichtungselement von dem Innenteil und/oder von dem Außenteil zumindest bereichsweise, insbesondere vollständig, beabstandet ist.In order to keep a heat transfer between the inner part and the outer part at least low, it is provided in a further embodiment of the invention that the sealing element from the inner part and / or from the outer part at least partially, in particular completely, spaced.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist das Dichtungselement in Strömungsrichtung des Abgases relativ zu dem Innenteil und/oder relativ zu dem Außenteil, d. h. relativ zu wenigstens einem der Teile (Außenteil und/oder Innenteil) in Strömungsrichtung bewegbar und in Stützanlage mit wenigstens einem an einem der Teile festgelegten Anschlag bewegbar. Kommt es zu einem Sekundärströmungen des Abgases im Luftspalt bewirkenden oder bewirkbaren Druckgefälle in Strömungsrichtung des Abgases, so wird dadurch das Dichtungselement in Stützanlage mit dem korrespondierenden Anschlag bewegt wird. Hierdurch werden die Luftspaltbereiche fluidisch voneinander getrennt, wodurch die Strömung des Abgases im Luftspalt unterbunden wird.In a further embodiment of the invention, the sealing element in the flow direction of the exhaust gas relative to the inner part and / or relative to the outer part, d. H. relative to at least one of the parts (outer part and / or inner part) movable in the flow direction and movable in support system with at least one stop fixed to one of the parts. If there is a secondary flow of the exhaust gas in the air gap causing or effected pressure gradient in the flow direction of the exhaust gas, so the sealing element is thereby moved in support system with the corresponding stop. As a result, the air gap areas are fluidly separated from each other, whereby the flow of the exhaust gas is prevented in the air gap.

Da hierbei das bei der Sekundärströmung auftretende Druckgefälle genutzt wird, um die Luftspaltbereiche mittels des Dichtungselements fluidisch voneinander zu trennen, d. h. gegeneinander abzudichten, ist eine selbstdichtende Funktion des Dichtungselements geschaffen. Dadurch kann eine Wärmeleitung vom Innenteil zum Außenteil in einem besonders geringen Rahmen gehalten werden. Gleichzeitig ist durch die Bewegbarkeit des Dichtungselements relativ zu wenigstens einem der Teile (Innenteil und/oder Außenteil) eine relative Bewegung des Innenteils zum Außenteil insbesondere aufgrund unterschiedlicher, temperaturbedingter Längenänderungen auf einfache Weise ermöglicht.Since in this case the pressure gradient occurring in the secondary flow is used to fluidly separate the air gap areas by means of the sealing element, d. H. seal against each other, a self-sealing function of the sealing element is created. As a result, a heat conduction from the inner part to the outer part can be kept in a particularly small frame. At the same time by the mobility of the sealing element relative to at least one of the parts (inner part and / or outer part) allows relative movement of the inner part to the outer part in particular due to different, temperature-induced changes in length in a simple manner.

Das Abgasführungselement ist beispielsweise als Rohrelement für eine Abgasanlage der Verbrennungskraftmaschine ausgebildet, wobei das Innenteil ein Innenrohr und das Außenteil ein Außenrohr ist. Mittels des erfindungsgemäßen Abgasführungselements können Temperaturverluste des Abgases infolge von Wärmeübergängen besonders gering gehalten werden, so dass das Abgas beispielsweise mit einer sehr hohen Temperatur zu einer Komponente, beispielsweise einer Turbine eines Abgasturboladers, geführt werden kann. In der Folge kann diese Komponente aufgrund der sehr hohen Temperatur des Abgases mit einem sehr hohen Wirkungsgrad und somit effizient betrieben werden.The exhaust gas guide element is formed for example as a tubular element for an exhaust system of the internal combustion engine, wherein the inner part is an inner tube and the outer part is an outer tube. By means of the exhaust gas guide element according to the invention, temperature losses of the exhaust gas due to heat transfer can be particularly be kept low, so that the exhaust gas, for example, at a very high temperature to a component, such as a turbine of an exhaust gas turbocharger, can be performed. As a result, due to the very high temperature of the exhaust gas, this component can be operated with a very high efficiency and thus efficiently.

Bei dem Abgasführungselement kann es sich auch um ein Turbinengehäuse eines Abgasturboladers handeln, wobei das Außenteil beispielsweise ein äußeres Gehäuseteil und das Innenteil ein inneres Gehäuseteil des Turbinengehäuses ist. Hierdurch können Wärmeverluste des das Turbinengehäuse durchströmenden Abgases gering gehalten werden, so dass ein in dem Turbinengehäuse aufgenommenes Turbinenrad mit dem eine sehr hohe Temperatur aufweisenden Abgas angeströmt und dadurch effizient und somit mit einem hohen Wirkungsgrad angetrieben werden kann.The exhaust gas guide element can also be a turbine housing of an exhaust gas turbocharger, wherein the outer part is, for example, an outer housing part and the inner part is an inner housing part of the turbine housing. As a result, heat losses of the exhaust gas flowing through the turbine housing can be kept low, so that a turbine wheel received in the turbine housing can be flown with the exhaust gas having a very high temperature and thereby driven efficiently and thus with a high degree of efficiency.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren 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.Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description of preferred embodiments and from the drawing. The features and feature combinations mentioned above in the description as well as the features and feature combinations mentioned below in the description of the figures and / or in the figures alone can be used not only in the respectively indicated combination but also in other combinations or in isolation, without the scope of To leave invention.

Die Zeichnung zeigt in:The drawing shows in:

1 ausschnittsweise eine schematische Längsschnittansicht eines Abgasführungselements zum Führen von Abgas einer Verbrennungskraftmaschine, mit einer Mehrzahl von Innenteilen und einem Außenteil, welche einen zwischen dem Außenteil und dem jeweiligen Innenteil angeordneten Luftspalt begrenzen, wobei in dem Luftspalt ein Dichtungselement angeordnet ist, mittels welchem der Luftspalt in zwei fluidisch voneinander getrennte Luftspaltbereiche unterteilbar ist; und 1 1, a schematic longitudinal sectional view of an exhaust gas guide element for guiding exhaust gas of an internal combustion engine, with a plurality of inner parts and an outer part, which define an air gap arranged between the outer part and the respective inner part, wherein in the air gap, a sealing element is arranged, by means of which the air gap in two fluidly separated air gap areas can be divided; and

2 ausschnittsweise eine schematische Längsschnittansicht einer weiteren Ausführungsform des Abgasführungselements. 2 a schematic longitudinal sectional view of a further embodiment of the exhaust gas guide element.

1 zeigt ein Abgasführungselement in Form eines Abgasrohrelements 10 zum Führen von Abgas einer Verbrennungskraftmaschine. Die Verbrennungskraftmaschine ist beispielsweise als Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine ausgebildet und dient zum Antreiben eines Kraftwagens, insbesondere eines Personenkraftwagens. Das Abgasrohrelement 10 ist dabei einer Abgasanlage der Verbrennungskraftmaschine angeordnet, mittels welcher Abgas aus Brennräumen, insbesondere Zylindern, der Verbrennungskraftmaschine von dieser abgeführt wird. 1 shows an exhaust gas guide element in the form of an exhaust pipe element 10 for guiding exhaust gas of an internal combustion engine. The internal combustion engine is designed for example as a reciprocating internal combustion engine and serves for driving a motor vehicle, in particular a passenger car. The exhaust pipe element 10 is arranged an exhaust system of the internal combustion engine, by means of which exhaust gas from combustion chambers, in particular cylinders, the internal combustion engine is removed from this.

Die Abgasanlage weist beispielsweise wenigstens eine Turbine eines Abgasturboladers der Verbrennungskraftmaschine auf, mittels welchem die Verbrennungskraftmaschine mit verdichteter Luft versorgbar ist. Die Turbine umfasst dabei ein Turbinengehäuse, in welchem ein Turbinenrad um eine Drehachse relativ zum Turbinengehäuse drehbar aufgenommen ist. Das Abgasrohrelement 10 dient nun dazu, das Abgas zum Turbinengehäuse zu leiten, so dass das Abgas das Turbinengehäuse durch- und das Turbinenrad anströmen kann, wodurch das Turbinenrad angetrieben wird. Über das Turbinenrad kann dann ein Verdichterrad eines Verdichters des Abgasturboladers angetrieben werden.The exhaust system has, for example, at least one turbine of an exhaust gas turbocharger of the internal combustion engine, by means of which the internal combustion engine can be supplied with compressed air. The turbine in this case comprises a turbine housing, in which a turbine wheel is rotatably received about an axis of rotation relative to the turbine housing. The exhaust pipe element 10 now serves to direct the exhaust gas to the turbine housing, so that the exhaust gas can flow through the turbine housing and the turbine wheel, whereby the turbine wheel is driven. A compressor wheel of a compressor of the exhaust gas turbocharger can then be driven via the turbine wheel.

Zur Realisierung einer besonders hohen Temperatur des das Turbinenrad anströmenden Abgases und somit zur Realisierung eines effizienten und somit wirkungsgradgünstigen Betriebs der Turbine ist das Abgasrohrelement 10 in sogenannter luftspaltisolierter Bauweise ausgebildet. Dazu weist das Abgasrohrelement 10 ein Außenteil in Form eines Außenrohres 12 sowie ein Innenrohr 14 auf. Das Außenrohr 12 umgibt dabei das Innenrohr 14 vorzugsweise über dessen vollständige Längenerstreckung außenumfangsseitig und ist unter Ausbildung eines Luftspalts 16 von dem Innenrohr 14 beabstandet.To realize a particularly high temperature of the exhaust gas flowing to the turbine wheel and thus to realize an efficient and thus low-efficiency operation of the turbine is the exhaust pipe element 10 formed in so-called air gap insulated construction. For this purpose, the exhaust pipe element 10 an outer part in the form of an outer tube 12 as well as an inner tube 14 on. The outer tube 12 surrounds the inner tube 14 preferably over its full length extent outer peripheral side and is to form an air gap 16 from the inner tube 14 spaced.

Das Innenrohr 14 weist einen Führungskanal 18 auf, welcher in einer durch einen Richtungspfeil 20 angedeuteten Strömungsrichtung von dem Abgas durchströmbar ist und das Abgas entsprechend führt.The inner tube 14 has a guide channel 18 on which one in by a directional arrow 20 indicated flow direction of the exhaust gas can be flowed through and the exhaust gas leads accordingly.

Durch den Luftspalt 16 ist eine sehr gute Isolationswirkung des Abgasrohrelements 10 dargestellt, so dass Wärmeverluste des Abgases infolge von Wärmeübergängen an eine Umgebung 22 des Abgasrohrelements 10 gering gehalten werden können.Through the air gap 16 is a very good insulation effect of the exhaust pipe element 10 shown, so that heat losses of the exhaust gas due to heat transfer to an environment 22 the exhaust pipe element 10 can be kept low.

Aufgrund dieser Isolationswirkung kommt es während des Betriebs der Verbrennungskraftmaschine zu unterschiedlichen Temperaturen des Außenrohrs 12 und des Innenrohrs 14. Daraus resultieren temperaturbedingte, unterschiedliche Längenänderungen des Außenrohrs 12 und des Innenrohrs 14, welche im Folgenden zusammenfassend auch als Rohre bezeichnet werden.Due to this insulating effect, different temperatures of the outer tube occur during operation of the internal combustion engine 12 and the inner tube 14 , This results in temperature-related, different changes in length of the outer tube 12 and the inner tube 14 , which are hereinafter referred to collectively as tubes.

Um Belastungen, insbesondere Spannungen, infolge der unterschiedlichen Längenänderungen der Rohre zu vermeiden oder besonders gering zu halten, umfasst das Innenrohr 14 eine Mehrzahl von inneren Rohrteilen 24 als jeweilige Innenteile, welche in ihrer jeweiligen Längserstreckungsrichtung, die vorliegend mit der Strömungsrichtung des Abgases korrespondiert, relativ zueinander bewegbar sind. Diese Relativbewegbarkeit ist durch Schiebesitze 26 realisiert, über die die Rohrteile 24 relativ zueinander bewegbar miteinander verbunden sind. Um die Relativbewegbarkeit der Rohrteile 24 zu ermöglichen, sind diese Schiebesitze 26 nicht vollständig gasdicht ausgeführt, so dass ein Teil des Abgases vom Führungskanal 18 über Spalte an den Schiebesitzen 26 in den Luftspalt 16 einströmen kann. Werden mehrere Schiebesitze 26 vorgesehen, so kann sich aufgrund von Strömungswiderständen in einem Hauptgasstrom des Abgases durch den Führungskanal 18 eine Sekundärströmung innerhalb des Luftspalts 16 parallel zur Strömung des Abgases im Führungskanal 18 einstellen, falls keine entsprechenden Gegenmaßnahmen getroffen sind.In order to avoid or keep particularly low stresses, in particular stresses due to the different changes in length of the tubes, the inner tube comprises 14 a plurality of inner pipe parts 24 as respective internal parts, which in the present longitudinal direction, which in this case with the flow direction of Exhaust gas corresponds, are movable relative to each other. This relative movement is through sliding seats 26 realized about the pipe parts 24 are movably connected to each other relative to each other. To the relative movement of the pipe parts 24 to allow these are sliding seats 26 not completely gas-tight, so that a part of the exhaust gas from the guide channel 18 over column at the sliding seats 26 in the air gap 16 can flow in. Become several sliding seats 26 provided, it may be due to flow resistance in a main gas flow of the exhaust gas through the guide channel 18 a secondary flow within the air gap 16 parallel to the flow of exhaust gas in the guide channel 18 if no appropriate countermeasures have been taken.

Hierbei kann das Abgas beispielsweise – bezogen auf seine Strömungsrichtung durch den Führungskanal 18 – an einem ersten der Schiebesitze 26 vom Führungskanal 18 in den Luftspalt 16 einströmen und an einem stromab des ersten Schiebesitzes 26 angeordneten, zweiten der Schiebesitze 26 vom Luftspalt 16 in den Führungskanal 18 wieder einströmen. Derartige Sekundärströmungen beeinträchtigten auch die Isolationswirkung.In this case, the exhaust gas, for example - based on its flow direction through the guide channel 18 - At a first of the sliding seats 26 from the guide channel 18 in the air gap 16 inflow and at a downstream of the first sliding seat 26 arranged, second of the sliding seats 26 from the air gap 16 in the guide channel 18 pour in again. Such secondary flows also affected the isolation effect.

Wird beispielsweise das Turbinengehäuse des Abgasturboladers in der anhand des Abgasrohrelements 10 veranschaulichten, luftspaltisolierten Bauweise dargestellt, so führt eine solche Sekundärströmung durch den Luftspalt 16 darüber hinaus zu einer Beeinträchtigung des Wirkungsgrads der Turbine, da das Abgas der Sekundärströmung das Turbinenrad nicht antreibt.If, for example, the turbine housing of the exhaust gas turbocharger in the basis of the exhaust pipe element 10 illustrated, air gap isolated construction shown, such a secondary flow through the air gap 16 in addition, to a deterioration of the efficiency of the turbine, since the exhaust gas of the secondary flow does not drive the turbine wheel.

Um nun solche Sekundärströmungen besonders gering zu halten oder zu vermeiden, ist in dem Luftspalt 16 wenigstens ein Dichtungselement 28 angeordnet, mittels welchem der Luftspalt 16 in Strömungsrichtung des Abgases (Richtungspfeil 20) in zwei fluidisch voneinander getrennte Luftspaltbereiche 30, 32 unterteilt ist. Mit anderen Worten sind die Luftspaltbereiche 30, 32 des Luftspalts 16 mittels des Dichtungselements 28 fluidisch voneinander getrennt bzw. abgedichtet. Dies bedeutet, dass die durch den Luftspalt 16 dargestellte Isolationsschicht zwischen den Rohren durch das Dichtungselement 28 in einzelne, durch die Luftspaltbereiche 30, 32 gebildete Kammern aufgeteilt ist.In order to keep such secondary flows particularly low or to avoid, is in the air gap 16 at least one sealing element 28 arranged, by means of which the air gap 16 in the flow direction of the exhaust gas (directional arrow 20 ) in two fluidly separated air gap areas 30 . 32 is divided. In other words, the air gap areas 30 . 32 of the air gap 16 by means of the sealing element 28 fluidly isolated from each other or sealed. This means that through the air gap 16 illustrated insulation layer between the tubes through the sealing element 28 in single, through the air gap areas 30 . 32 divided chambers is divided.

Gemäß dem Ausführungsbeispiel von 1 ist das Dichtungselement 28 als Trennwand ausgebildet, welche zumindest im Wesentlichen ringförmig ist und das Innenrohr 14 außenumfangsseitig in Umfangsrichtung vollständig umgibt. Das Dichtungselement 28 kann beispielsweise einstückig mit einem der Rohre ausgebildet und mit dem entsprechend anderen Rohr verbunden, insbesondere verschweißt, sein. Zur Darstellung des Dichtungselements 28 wird dazu beispielsweise das eine der Rohre in Richtung des entsprechend anderen Rohres unter Ausbildung des Dichtungselements 28 lokal eingezogen und mit dem entsprechenden anderen Rohr verbunden, insbesondere verschweißt.According to the embodiment of 1 is the sealing element 28 formed as a partition, which is at least substantially annular and the inner tube 14 The outer circumference completely surrounds in the circumferential direction. The sealing element 28 For example, can be integrally formed with one of the tubes and connected to the corresponding other tube, in particular welded, be. For the representation of the sealing element 28 For example, the one of the tubes in the direction of the corresponding other tube to form the sealing element 28 locally retracted and connected to the corresponding other tube, in particular welded.

Vorliegend ist das Dichtungselement 28, welches aus einem metallischen Werkstoff und vorliegend aus einem Blech gebildet ist, separat vom Außenrohr 12 und separat vom Innenrohr 14 ausgebildet und unter Ausbildung jeweiliger, in 1 sehr schematisch dargestellter Schweißnähte 34 mit dem Außenrohr 12 und mit dem Innenrohr 14 verschweißt.The present is the sealing element 28 , which is formed of a metallic material and in the present case of a metal sheet, separately from the outer tube 12 and separately from the inner tube 14 trained and educated respectively, in 1 very schematically illustrated welds 34 with the outer tube 12 and with the inner tube 14 welded.

Um eine Wärmeleitung vom Innenrohr 14 zum Außenrohr 12 besonders gering zu halten, zeigt 2 eine weitere Möglichkeit, den Luftspalt 16 in die fluidisch voneinander getrennten Luftspaltbereiche 30, 32 zu unterteilen. Anstelle der starren, d. h. mit beiden Rohren verbundenen Trennwand ist das Dichtungselement 28 nun zu wenigstens einem der Rohre in Strömungsrichtung bewegbar. Das Dichtungselement 28 gemäß 2 kann nur am Innenrohr 14 oder nur an dem Außenrohr 12 fixiert und somit relativ zu dem entsprechend anderen Rohr in Strömungsrichtung bewegbar sein. Vorliegend ist das Dichtungselement 28 an keinem der Rohre fixiert und kann sich in Strömungsrichtung sowohl relativ zum Außenrohr 12 als auch relativ zum Innenrohr 14 im Luftspalt 16 bewegen. Das Dichtungselement 28 gemäß 2 ist vorliegend ringförmig ausgebildet und umgibt das Innenrohr 14 außenumfangsseitig in Umfangsrichtung vollständig. Das Dichtungselement 28 kann als dünnes Blech oder aus einem anderweitigen, temperaturbeständigen Werkstoff hergestellt sein.To heat conduction from the inner tube 14 to the outer tube 12 especially low, shows 2 another way, the air gap 16 in the fluidically separated air gap areas 30 . 32 to divide. Instead of the rigid, ie connected to both tubes partition is the sealing element 28 now to at least one of the tubes in the flow direction movable. The sealing element 28 according to 2 can only on the inner tube 14 or only on the outer tube 12 fixed and thus be movable relative to the corresponding other pipe in the flow direction. The present is the sealing element 28 fixed to any of the tubes and can be both in the flow direction relative to the outer tube 12 as well as relative to the inner tube 14 in the air gap 16 move. The sealing element 28 according to 2 is present annular and surrounds the inner tube 14 outside circumference completely in the circumferential direction. The sealing element 28 can be made as a thin sheet or from another, temperature-resistant material.

Wie 2 ferner zu entnehmen ist, ist das Dichtungselement 28 in Umfangsrichtung des Innenrohrs 14 und des Außenrohrs 12 und somit des Dichtungselements 28 zumindest bereichsweise vom Außenrohr 12 und/oder vom Innenrohr 14 beabstandet. Ferner ist am Außenrohr 12 ein Anschlag 36 vorgesehen, welcher vorliegend unter Ausbildung einer Schweißnaht 38 am Außenrohr 12 festgelegt ist. Entsprechend dazu ist am Innenrohr 14 ein Anschlag 40 vorgesehen, welcher unter Ausbildung einer Schweißnaht 42 am Innenrohr 14 festgelegt ist.As 2 it can also be seen, is the sealing element 28 in the circumferential direction of the inner tube 14 and the outer tube 12 and thus the sealing element 28 at least partially from the outer tube 12 and / or from the inner tube 14 spaced. Furthermore, on the outer tube 12 an attack 36 provided, which in the present case to form a weld 38 on the outer tube 12 is fixed. Corresponding to this is on the inner tube 14 an attack 40 provided, which under formation of a weld 42 on the inner tube 14 is fixed.

Stellt sich nun ein eine Sekundärströmung bewirkendes oder bewirkbares Druckgefälle zwischen dem stromauf des Dichtungselements 28 angeordneten Schiebesitz 26 und dem stromab des Dichtungselements 28 angeordneten Schiebesitz 26 im Luftspalt 16 ein, so wird dieses Druckgefälle dazu genutzt, das Dichtungselement 28 in Stützanlage mit den Anschläge 36, 40 zu bewegen und damit die Strömung des Abgases im Luftspalt 16 zu unterbinden.If there is now a pressure gradient causing or causing a secondary flow between the upstream of the sealing element 28 arranged sliding seat 26 and the downstream of the sealing element 28 arranged sliding seat 26 in the air gap 16 a, so this pressure drop is used to the sealing element 28 in support system with the stops 36 . 40 to move and thus the flow of exhaust gas in the air gap 16 to prevent.

Ist das Dichtungselement 28 an einem der Rohre fixiert und relativ zu dem entsprechend anderen Rohr bewegbar, so ist ein entsprechender Anschlag an dem entsprechend anderen Rohr vorgesehen, mit welchem das Dichtungselement 28 durch das Druckgefälle in Stützanlage bewegbar ist. Is the sealing element 28 fixed to one of the tubes and movable relative to the corresponding other tube, so a corresponding stop on the corresponding other tube is provided, with which the sealing element 28 is movable by the pressure gradient in support system.

Wird das Dichtungselement 28 aufgrund des Druckgefälles vorliegend in Stützanlage mit den beiden Anschlägen 36, 40 bewegt, so ist dadurch der Luftspalt 16 in die mittels des Dichtungselements 28 fluidisch voneinander getrennten Luftspaltbereiche 30, 32 aufgeteilt, d. h. unterteilt. Die Unterbindung der Sekundärströmung bzw. Strömung des Abgases im Luftspalt 16 führt zu einer besonders vorteilhaften Isolationswirkung des Abgasrohrelements 10. Bezogen auf das Turbinengehäuse kann infolge der Unterbindung der Strömung des Abgases im Luftspalt 16 ein das Turbinenrad umgehender und dadurch nicht antreibender Abgasteilstrom vermieden oder besonders gering gehalten werden, was zu einem hohen Wirkungsgrad der Turbine führt.Will the sealing element 28 due to the pressure gradient present in support system with the two stops 36 . 40 moved, so is the air gap 16 in the means of the sealing element 28 fluidly separated air gap areas 30 . 32 split, ie divided. The suppression of the secondary flow or flow of the exhaust gas in the air gap 16 leads to a particularly advantageous insulating effect of the exhaust pipe element 10 , Relative to the turbine housing can due to the inhibition of the flow of the exhaust gas in the air gap 16 bypassing the turbine wheel and thereby not driving exhaust partial flow can be avoided or kept particularly low, resulting in a high efficiency of the turbine.

Das relativ zu den Rohren (Außenrohr 12 und Innenrohr 14) in deren Längserstreckungsrichtung bewegbare Dichtungselement 28, dessen Bewegbarkeit relativ zu den Rohren in wenigstens eine Richtung und vorliegend in eine Richtung durch die Anschläge 36, 40 begrenzt ist, wirkt somit nach Art eines Rückschlagventils, wenn es zu dem Druckgefälle kommt. Nach Art eines Rückschlagventils verhindert das Dichtungselement 28 ein Überströmen des Abgases von einem der Schiebesitze 26 zum entsprechenden anderen, stromab angeordneten Schiebesitz 26 infolge des entsprechenden Druckgefälles selbsttätig.The relative to the tubes (outer tube 12 and inner tube 14 ) in its longitudinal direction movable sealing element 28 its mobility relative to the tubes in at least one direction and present in one direction by the stops 36 . 40 is limited, thus acts like a check valve when it comes to the pressure gradient. In the manner of a check valve prevents the sealing element 28 an overflow of the exhaust gas from one of the sliding seats 26 to the corresponding other, downstream sliding seat 26 automatically due to the corresponding pressure gradient.

Dadurch, dass das sich einstellende Druckgefälle genutzt wird, um das Dichtungselement 28 gegen die Anschläge 36, 40 zu bewegen, ist eine selbstdichtende Funktion des Dichtungselements 28 geschaffen, wodurch die Wärmeleitung vom Innenrohr 14 zum Außenrohr 12 gering gehalten werden kann. Darüber hinaus ist durch den Freiheitsgrad des Dichtungselements 28, d. h. durch seine Bewegbarkeit relativ zu wenigstens einem der Rohre auch eine Relativbewegung des Innenrohrs 14 zum Außenrohr 12 aufgrund der temperaturbedingten, unterschiedlichen Längenänderungen möglich.Characterized in that the adjusting pressure gradient is used to the sealing element 28 against the attacks 36 . 40 to move is a self-sealing function of the sealing element 28 created, whereby the heat conduction from the inner tube 14 to the outer tube 12 can be kept low. In addition, by the degree of freedom of the sealing element 28 , That is, by its mobility relative to at least one of the tubes and a relative movement of the inner tube 14 to the outer tube 12 due to the temperature-related, different length changes possible.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010: AbgasrohrelementExhaust pipe element
1212: Außenrohrouter tube
1414: Innenrohrinner tube
1616: Luftspaltair gap
1818: Führungskanalguide channel
2020: Richtungspfeilarrow
2222: UmgebungSurroundings
2424: Rohrteilpipe part
2626: Schiebesitzsliding seat
2828: Dichtungselementsealing element
3030: LuftspaltbereichAir gap area
3232: LuftspaltbereichAir gap area
3434: SchweißnahtWeld
3636: Anschlagattack
3838: SchweißnahtWeld
4040: Anschlagattack
4242: SchweißnahtWeld

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 29817611 U1 [0002]
EP 0537603 B1 [0003]

Claims

Exhaust guide element ( 10 ) for guiding exhaust gas of an internal combustion engine, with at least one in a flow direction ( 20 ) can be flowed through by the exhaust gas inside part ( 14 ) for guiding the exhaust gas and at least one of the inner part ( 14 ) at least in a length range outer peripheral side surrounding outer part ( 12 ), which forms an air gap ( 16 ) of the inner part ( 14 ), characterized in that in the air gap ( 16 ) at least one sealing element ( 28 ) is arranged, by means of which the air gap ( 16 ) in the flow direction ( 20 ) of the exhaust gas into at least two fluidly separated air gap areas ( 30 . 32 ) is divisible.

Exhaust guide element ( 10 ) according to claim 1, characterized in that the sealing element ( 28 ) of the inner part ( 14 ) and / or from the outer part ( 12 ) is at least partially, in particular completely, spaced apart.

Exhaust guide element ( 10 ) according to one of claims 1 or 2, characterized in that the sealing element ( 28 ) in the flow direction ( 20 ) relative to the inner part ( 14 ) and / or relative to the outer part ( 12 ) in support system with at least one on the inner part ( 14 ) and / or on the outer part ( 12 ) ( 36 . 40 ) is movable.

Exhaust guide element ( 10 ) according to claim 3, characterized in that the air gap ( 16 ) in support system with the stop ( 36 . 40 ) sealing element ( 28 ) into the air gap area ( 30 . 32 ) is divided.

Exhaust guide element ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the sealing element ( 28 ) is formed of a metallic material, in particular of a metal sheet.

Exhaust guide element ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the sealing element ( 28 ) the inner part ( 14 ) in the circumferential direction of the inner part ( 14 ) completely surrounds.