-
Die vorliegende Erfindung betrifft einen flexiblen Schlauch gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
-
Ein derartiger flexibler Schlauch ist beispielsweise durch die
JP 2003 -
322 282 A bekannt geworden.
-
Im Allgemeinen ist ein Abgasrohr mit dem Motor eines Kraftfahrzeugs verbunden, um so Abgase abzuführen, wobei eine flexible Kopplung an seinem Verbindungsabschnitt befestigt ist, so dass die flexible Kopplung eine äußere Kraft absorbiert, die durch die Vibrationen des Motors und der Straßenoberfläche erzeugt wird, um so die Lebensdauer des Abgasrohrs zu verlängern und den Fahrkomfort zu verbessern.
-
Die flexible Kopplung, die mit dem Abgasrohr eines Kraftfahrzeugs wie oben verbunden ist, absorbiert grundsätzlich die Spannung, den Druck und die Biegeverschiebung, die in Reaktion auf die Bewegung eines Abgassystems aufgrund der Motorvibrationen und Straßenoberflächenvibrationen erzeugt werden, wobei eine in jede Richtung erzeugte Torsionsverschiebung entsprechend den Befestigungsbedingungen des Motors, der Richtung, in der die Verschiebung erzeugt wird, und dem Design und der Form des gesamten Abgasrohres erfolgen kann.
-
Deshalb wird hauptsächlich ein Balg verwendet, der aus einem Metallwerkstoff gefertigt ist, um die Leistungen bezüglich der Beibehaltung der Luftdichtheit und der Absorption von Vibrationen und Verschiebungen zu verbessern, die die Kernfunktionen der flexiblen Kopplung für ein Abgasrohr eines Kraftfahrzeugs sind.
-
Außerdem weist die flexible Kopplung ein Verriegelungselement auf, wie in der
EP 0 410 089 A1 offenbart ist, so dass das Verriegelungselement gleichzeitig die nach innen gerichtete axiale Verformung, Biegeverformung oder dergleichen eines Balgelements, das aus einem Metallwerkstoff in Form eines Zylinders mit sich wiederholenden Wellen gebildet ist, absorbiert, die Verschiebung innerhalb des Bereichs der Elastizitätsgrenze des Balgelements kontrolliert, das Abgas wie ein Führungsrohr reibungslos fließen lässt und das Balgelement vor Abgasen mit hoher Temperatur schützt.
-
Weiterhin ist das Balgelement in einer Struktur gebildet, bei der der äußere Abschnitt des Balgelements von einem Geflechtelement umgeben ist und in dieser Situation beide Enden des Balgelements und des Geflechtelements mit Kappen in Umfangsrichtung zusammengedrückt werden, um sie durch Punktschweißen fertig zu stellen.
-
Das heißt, ein Ende wird mit einer Motorseite gekoppelt, und das andere Ende wird mit einer Abgasrohrseite gekoppelt, so dass das Abgas durch einen mittleren Abschnitt gelangt und das Balgelement und das Verriegelungselement Erschütterungen, Verformungen oder dergleichen absorbieren, die zwischen dem Motor und dem Abgasrohr über Kontraktion und Expansion wirken.
-
Das momentan weit verbreitete Balgelement hat den Nachteil, dass das Balgelement nicht in ausreichendem Maß als Mittel zum Beschränken der Spannung, des Druckes und der Biegeverschiebung dienen kann, die durch die Vibrationen eines Motors oder die Vibrationen eines Abgassystems entstehen, welche durch die Straßenoberfläche während der Fahrt wirken, da der Außendurchmesser und der Innendurchmesser des Balgelements einheitlich ausgebildet sind, so dass die Höhe aller Vorsprünge einheitlich ist oder die Höhe nur eines ersten Vertiefungsabschnitts geringer ist.
-
In Bezug auf die flexible Kopplung offenbart somit
KR 20 0 184 089 Y1 eine flexible Kopplung für ein Abgasrohr eines Kraftfahrzeugs als Mittel zum Verlängern der Lebensdauer eines Balgs und zum Übertragen und Verteilen der Vibrationen eines Motors und der Vibrationen und der Belastung, die während der Fahrt erzeugt werden.
-
Gemäß dieser flexiblen Kopplung für ein Abgasrohr eines Kraftfahrzeugs werden, wie in 6 gezeigt ist, die Höhen H1-H4 der Vorsprünge von einem ersten Vorsprung an einer Seite eines Endabschnitts 11 eines Balgelements 10 zur anderen Seite allmählich größer, und der Innendurchmesser des Vertiefungsabschnitts ist so ausgebildet, dass er von der Seite des ersten Vertiefungsabschnitts zur anderen Seite in einem gleichförmigen Winkel allmählich abnimmt, so dass die flexible Kopplung eine Verschiebung in Bezug auf die axiale Richtung oder die Biegerichtung des Geflechtelements 10 absorbiert und dann wieder zurückgestellt wird, wenn die äußere Kraft aufgehoben ist.
-
Weiterhin ist der minimale Innendurchmesser Dr des Vertiefungsabschnitts des Balgelements 10 so geformt, dass er gleich groß oder größer als der Innendurchmesser Dt der Endabschnitte 11 ist.
-
Das oben beschriebene Balgelement hat jedoch den Nachteil, dass die Herstellungskosten steigen und die Produktionsarbeiten hierfür kompliziert sind, da das Balgelement aus einem Metallwerkstoff mit wiederholt geformten Vorsprüngen und Vertiefungen gefertigt ist, wobei die Höhe der Vorsprünge in Richtung eines mittleren Teils nach innen allmählich größer wird, so dass der Innendurchmesser der Vertiefungen allmählich abnimmt.
-
Weiterhin ist der minimale Innendurchmesser des mittleren Teils des Balgelements kleiner als der Durchmesser seiner beiden Endteile, so dass zum Zeitpunkt des Abgasausstoßes der Abgasstrom in dem mittleren Teil verbleibt, wodurch sich die Leistung des Motors verschlechtert.
-
Insbesondere wird ein ausreichender Abstand zwischen dem Verriegelungselement und dem Balgelement sichergestellt, um eine Beschädigung des Balgelements oder das Erzeugen eines unnormalen Tons aufgrund der gegenseitigen Beeinflussung trotz der Vibrationen oder dergleichen zu verhindern. Durch das Ausbilden eines solchen ausreichenden Abstands nimmt jedoch die Höhe der Vorsprünge des Balgelements ab, so dass sich die Haltbarkeit des Balgelements verschlechtert oder ein unnormaler Ton entstehen könnte.
-
Das heißt, die Vibrationen, die auf den flexiblen Schlauch in dem Abgassystem eines Kraftfahrzeugs wirken, sind in dem mittleren Teil viel stärker als an den beiden Endteilen, so dass ein ausreichender Abstand zwischen dem Verriegelungselement und dem Balgelement sichergestellt wird. Das oben beschriebene Balgelement hat jedoch einen mittleren Teil, dessen Innendurchmesser gleich ist wie der des mittleren Teils des herkömmlichen Balgelements. Deshalb kann der mittlere Teil, auf den die starken Vibrationen wirken, nicht die Beeinflussung zwischen dem Verriegelungselement und dem Balgelement in Bezug auf Vibrationen oder dergleichen verhindern.
-
US 4 793 384 A offenbart einen gewellten Schlauch mit selbstdämpfenden Eigenschaften, die durch erreicht werden, dass auf der gesamten Schlauchlänge mehrlagige koaxiale Schlauchlagen vorgesehen sind, die variable Windungen, variable Windungshöhen, variable Windungsbreiten oder spiralförmiger Windungsabstände oder Windungsbreiten mit einheitlicher Windungshöhe aufweisen.
-
DE 101 97 069 T5 offenbart weiterhin einen Balg mit einem mittleren breiten Wellenrohr, bei dem die Höhe höher und die Vertiefung tiefer als bei den übrigen Wellenrohren gebildet sind oder die Höhe und Tiefe gleich wie beiden übrigen Wellenrohren gebildet sind.
-
JP H07- 310 538 A offenbart schließlich ein flexibles Abgasrohr mit einem Wellenbalg, bei dem die Höhen der Wellen einheitlich sind und die Tiefen variabel sind.
-
Die vorliegende Erfindung hat die Aufgabe, die oben genannten Probleme des Stands der Technik zu lösen, und ein Ziel der Erfindung besteht darin, einen flexiblen Schlauch für ein Abgasrohr eines Kraftfahrzeugs bereitzustellen, wobei der Vertiefungsinnendurchmesser eines mittleren Teils in einem Balgelement, wo starke Vibrationen erzeugt werden, größer ausgebildet ist als der Vertiefungsinnendurchmesser beider Endteile, wo die Vibrationen eher geringer sind als im mittleren Teil, so dass ein ausreichender Abstand zwischen dem Balgelement und einem Verriegelungselement beibehalten wird, um die Haltbarkeit des Balgelements zu verbessern.
-
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen flexiblen Schlauch für ein Abgasrohr eines Kraftfahrzeugs bereitzustellen, wobei weiterhin ein Verstärkungsabschnitt am mittleren Teil eines Balgelements in axialer Richtung vorgesehen ist, um so die äußere Kraft und Verschiebung, die auf das Balgelement wirken, weiter zu absorbieren, wodurch die Flexibilität und Haltbarkeit des Balgelements verbessert werden.
-
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen flexiblen Schlauch für ein Abgasrohr eines Kraftfahrzeugs bereitzustellen, wobei die Vertiefungsabschnitte des mittleren Abschnitts des Balgelements höher sind als die Vertiefungsabschnitte der beiden Endteile, um so die Materialkosten des Balgelements zu reduzieren und die Produktivität zu verbessern, während die Vibrationen des mittleren Teils reduziert werden, um so die Vibrationseigenschaften zu verbessern, wodurch die Marktfähigkeit und Zuverlässigkeit des Balgelements verbessert werden.
-
Um die oben genannten Ziele zu erreichen, wird ein flexibler Schlauch für ein Abgasrohr eines Kraftfahrzeugs mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 vorgeschlagen.
-
Weiterhin hat das Balgelement einen Vertiefungsinnendurchmesser D2, der so ausgebildet ist, dass die Vertiefungsabschnitte von dem minimalen Vertiefungsinnendurchmesser D1 der beiden Endteile zu dem mittleren Teil in Richtung nach außen allmählich größer werden, und einen maximalen Vertiefungsinnendurchmesser D3, der in der Mitte einheitlich ausgebildet ist.
-
Gemäß der vorliegenden Erfindung, die wie oben aufgebaut ist, ist der maximale Vertiefungsinnendurchmesser eines mittleren Teils in einem Balgelement, wo starke Vibrationen erzeugt werden, größer ausgebildet als der minimale Vertiefungsinnendurchmesser der beiden Endteile, wo Vibrationen eher geringer sind als im mittleren Teil, so dass ein ausreichender Abstand zwischen dem Balgelement und einem Verriegelungselement trotz der Vibrationen oder dergleichen beibehalten wird, um so die Lebensdauer des Balgelements zu verbessern.
-
Um eine Beeinflussung zwischen dem Balgelement und dem Verriegelungselement zu verhindern, ist weiterhin der Vertiefungsabschnittsdurchmesser des mittleren Teils groß ausgebildet, während der Vertiefungsabschnittsdurchmesser der beiden Endteile, wo die Vibrationen relativ gering sind, klein ausgebildet ist, so dass die Höhe der Vorsprünge der beiden Endteile hoch ausgebildet sein kann, um so die Flexibilität zu verbessern, während die äußere Kraft und Verschiebung, die auf das Balgelement wirken, zerstreut werden, wodurch die Haltbarkeit des Balgelements verbessert wird.
-
Weiterhin ist der Vertiefungsinnendurchmesser des mittleren Teils des Balgelements höher als der Vertiefungsinnendurchmesser der beiden Endteile, so dass der Abgasstrom reibungslos fließen kann, die Materialkosten des Balgelements reduziert und die Produktivität verbessert werden können, wodurch die Marktfähigkeit und Zuverlässigkeit des Balgelements verbessert werden.
- 1 ist ein Halbschnitt, der die Grundstruktur eines flexiblen Schlauchs für ein Abgasrohr eines Kraftfahrzeugs gemäß einer nicht erfindungsgemäßen Ausführungsform zeigt;
- 2 und 3 sind erweiterte Schnittansichten, die die Struktur eines nicht erfindungsgemäßen Balgelements zeigen;
- 4 bis 5 sind erweiterte Schnittansichten, die flexible Schläuche für ein Abgasrohr eines Kraftfahrzeugs gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zeigen; und
- 6 ist ein Halbschnitt, der die Struktur eines herkömmlichen Balgelements zeigt.
-
Die Bezugszeichen, die verwendet werden, um verschiedene strukturelle Elemente in den Zeichnungen zu kennzeichnen, beinhalten:
- 1
- flexibler Schlauch für Abgasrohr
- 10
- Balgelement
- 12
- Vorsprungsabschnitt
- 12a
- Abschnitt mit geringem Vorsprung
- 13
- Vertiefungsabschnitt
- 13a
- Abschnitt mit geringer Vertiefung
- 20
- Verriegelungsabschnitt
- 30
- Geflechtelement
- 40
- Kappenelement
- 50
- Zwischenelement
- C :
- mittlerer Teil
- U :
- beide Endteile
- S :
- Verstärkungsabschnitt
- D1
- minimaler Vertiefungsinnendurchmesser
- D3
- maximaler Vertiefungsinnendurchmesser
-
Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung im Einzelnen mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. Die vorliegende Erfindung sollte jedoch nicht so verstanden werden, dass sie darauf begrenzt ist.
-
Bei einem flexiblen Schlauch für ein Abgasrohr eines Kraftfahrzeugs ist der Vertiefungsinnendurchmesser des mittleren Teils eines Balgelements größer ausgebildet als der Vertiefungsinnendurchmesser der beiden Endteile, um so einen Abstand von einem Verriegelungselement derart zu vergrößern, dass die Beeinflussung zwischen dem Balgelement und dem Verriegelungselement verhindert werden kann. Die Vertiefungsabschnitte der beiden Endteile sind klein ausgebildet, so dass sie eine äußere Kraft und Verschiebung, die auf das Balgelement einwirken, flexibel absorbieren können, so dass die Flexibilität und Haltbarkeit des Balgelements verbessert werden können.
-
Zunächst beinhaltet ein flexibler Schlauch 1 für ein Abgasrohr grundsätzlich ein Balgelement 10, das in Form eines Hohlzylinders ausgebildet ist und Wellen aufweist, welche sich wiederholend in Wellenform an diesem ausgebildet sind, ein Verriegelungselement 20, das in dem Balgelement 10 angeordnet ist, so dass ein vorbestimmter Abstand von dem Balgelement 10 beibehalten wird, ein Geflechtelement 30, das den äußeren Abschnitt des Balgelements 10 umgibt, Kappenelemente 40 zum Befestigen des Geflechtelements 30 an den äußeren Abschnitten der beiden Enden des Balgelements 10, und Zwischenelemente 50, deren eines Ende mit dem Balgelement 10 befestigt ist und deren anderes Ende mit dem Verriegelungselement 20 durch Überlappen des Verriegelungselements 20 nach innen befestigt ist, wobei es wichtig ist, einen ausreichenden Abstand von dem Verriegelungselement 20 beizubehalten, indem der maximale Vertiefungsinnendurchmesser D3 des mittleren Teils C größer ausgebildet ist als der minimale Vertiefungsinnendurchmesser D1 der beiden Endteile U.
-
Zu diesem Zweck mit Bezug auf 1, welche die ungefähren Richtungen zeigt, die in der Beschreibung verwendet werden, ist das Balgelement 10 aus einem Metallwerkstoff in Form eines Zylinders gefertigt, wobei das Balgelement 10 mit wellenförmigen Wellen durch Vorsprungsabschnitte 12 und Vertiefungsabschnitte 13 versehen ist, die in Längsrichtung kontinuierlich gebildet sind. Somit dienen die Vorsprungsabschnitte 12 und die Vertiefungsabschnitte 13, die in Längsrichtung kontinuierlich ausgebildet sind, dazu, die Verschiebung durch elastisches Verbiegen zu absorbieren, ein Entweichen von Abgas zu verhindern und eine Dehnung und Biegung zu absorbieren, wenn Vibrationen oder Erschütterungen in axialer Richtung oder eine Verschiebung in Biegerichtung erzeugt werden. Die Vorsprungsabschnitte 12 und die Vertiefungsabschnitte 13 werden nach Absorption der Verschiebung und Aufheben der äußeren Kraft wiederhergestellt.
-
Weiterhin ist das Verriegelungselement 20 in dem Balgelement 10 angeordnet, während ein vorbestimmter Abstand von dem Balgelement 10 beibehalten wird.
-
Das Verriegelungselement 20 hat eine spiralförmige Nut, die über das ganze Verriegelungselement 20 hinweg spiralförmig derart ausgebildet ist, dass durch die Reibung in der spiralförmigen Nut zum Zeitpunkt der axialen Verschiebung oder Biegeverschiebung eine Dämpfungswirkung erzeugt wird, wobei die spiralförmige Nut die Verformung in Längsrichtung im Wesentlichen absorbiert und den Raum eines Wegs beibehält, durch welchen das Abgas gelangt, wodurch das Entstehen von Verwirbelungen eingedämmt wird.
-
Das Geflechtelement 30 ist mit einem dünnen Metalldraht geflochten und umgibt die Außenseite des Balgelements 10. Deshalb kann das Balgelement 10 mit einer großen Verschiebung flexibel verformt werden, sogar in Bezug auf Verschiebung und Spannung in der Druckrichtung. Das Geflechtelement 30 und die beiden Endteile der Außenseite des Balgelements 10 sind mit den Kappenelementen 40 derart gekoppelt, dass das Balgelement 10 mit dem Geflechtelement 30 befestigt ist.
-
Mittlerweise sind das Balgelement 10 und das Verriegelungselement 20 miteinander durch die Zwischenelemente 50 verbunden, die in Form eines Ringes ausgebildet sind.
-
Das heißt, in dem Zustand, in dem die vorderen Enden der Zwischenelemente 50 mit den Endabschnitten des Balgelements 10 und den horizontalen Abschnitten des Balgelements 10 ausgerichtet sind, überlappen sich das Geflechtelement 30 und die Kappenelemente 40 gegenseitig, und die Zwischenelemente 50 und das Balgelement 10 werden miteinander durch Klemmmittel, die eine Befestigungsfunktion in Umfangsrichtung haben, oder durch Punktschweißen an mehreren Punkten verbunden.
-
Weiterhin sind die anderen Enden der Zwischenelemente 50 teilweise von dem Verriegelungselement 20 in dem Zustand überlappt, in dem die anderen Enden der Zwischenelemente 50 in Richtung der Innenseite des Verriegelungselements 20 gefaltet sind, und dann wird an mehreren Stellen eine Punktschweißung ausgeführt, so dass das Balgelement 10 und das Verriegelungselement 20 in einem vollständig gekoppelten Zustand gehalten werden.
-
Zu diesem Zeitpunkt hat das Balgelement 10, wie in 2 gezeigt, einen einheitlichen Außendurchmesser der Vorsprungsabschnitte 12, und der maximale Vertiefungsinnendurchmesser D3 des mittleren Teils C ist größer ausgebildet als der minimale Vertiefungsinnendurchmesser D1 der beiden Endteile U.
-
Das heißt, das Balgelement 10 hat den maximalen Vertiefungsinnendurchmesser D3 des mittleren Teils C, der größer ausgebildet ist als der minimale Vertiefungsinnendurchmesser D1 der beiden Endteile U, und die Vorsprungsabschnitte 12 sind in Längsrichtung kontinuierlich mit derselben Höhe gebildet in dem Zustand, in dem der minimale Vertiefungsinnendurchmesser D1 der beiden Endteile U gleich groß oder größer als der Innendurchmesser Dt der Endabschnitte 11 ausgebildet ist.
-
Deshalb kann das Balgelement 10 denselben Abstand wie ein herkömmliches Balgelement zwischen dem Verriegelungselement 20, das in dem Balgelement 10 angeordnet ist, und den beiden Endteilen U, sowie einen größeren Abstand als ein herkömmliches Balgelement zwischen dem Verriegelungselement 20 und dem mittleren Teil C beibehalten.
-
Wenn die Verschiebung in axialer Richtung oder in Biegerichtung in dem Balgelement 10 und dem Verriegelungselement 20 aufgrund von Vibrationen oder Erschütterungen erzeugt wird, erfolgt eine größere Verschiebung in dem mittleren Teil C des Balgelements 10 als in den beiden Endteilen U. Der mittlere Teil C gemäß der vorliegenden Erfindung hält jedoch einen ausreichenden Abstand von dem Verriegelungselement 20 ein, so dass eine Beschädigung des Balgelements 10 durch das Verriegelungselement 20 verhindert werden kann.
-
Im Gegensatz dazu wird ein minimaler Abstand zwischen dem Verriegelungselement 20 und den beiden Endteilen U des Balgelements 10 beibehalten, wo die Vibrationen gering sind. Deshalb kann die Höhe der Vorsprünge der beiden Endteile U groß sein, wodurch die Flexibilität und Haltbarkeit des Balgelements verbessert werden.
-
Weiterhin hat das Balgelement 10 gemäß einer weiteren Ausführungsform, wie in 3 gezeigt ist, einen Vertiefungsinnendurchmesser D2, der von dem minimalen Vertiefüngsinnendurchmesser D1 der beiden Endteile U zu dem mittleren Teil C allmählich ansteigt, und einen einheitlichen maximalen Vertiefungsinnendurchmesser D3 in der Mitte.
-
Wie oben beschrieben ist, kann das Balgelement 10, indem eine vorbestimmte Neigung von beiden Endteilen U des Balgelements 10 zu dem mittleren Teil C gebildet wird, mit einer Neigung in Bezug auf die Biegeverschiebung derart geführt werden, dass die Konzentration der Belastung, die durch eine drastische Veränderung der Form erzeugt wird, verhindert wird und eine reibungslose Bewegung sichergestellt werden kann.
-
Inzwischen werden 5-25° normalerweise als Basis für die Neigung der geneigten Vertiefungsabschnitte 13 verwendet, und die Anzahl an geneigten Vertiefungsabschnitten wird vorzugsweise auf 1-3 gesetzt.
-
Weiterhin beinhaltet der mittlere Teil C des Balgelements 10, wie in 4 gezeigt ist, Verstärkungsabschnitte S, die mit Abschnitten 12a mit geringem Vorsprung und Abschnitten 13a mit geringer Vertiefung gebildet sind, deren Höhe geringer ist als die Vorsprungsabschnitte 12 und die Vertiefungsabschnitte 13, welche einheitlich wiederholt werden.
-
Wie in 5 gezeigt ist, steigt außerdem der Innendurchmesser des mittleren Teils C allmählich mit einem einheitlichen Winkel von dem Innendurchmesser der Vertiefungsabschnitte 13 der beiden Endteile U des Balgelements 10 zu dem Innendurchmesser der Vertiefungsabschnitte 13 des mittleren Teils C an, und der mittlere Teil C beinhaltet weiterhin die Verstärkungsabschnitte S, die in Form eines Rings ausgebildet sind und die Abschnitte 12a mit geringem Vorsprung und die Abschnitte 13a mit geringer Vertiefung haben, deren Höhe geringer ist als die Vorsprungsabschnitte 12 und die Vertiefungsabschnitte 13, welche einheitlich wiederholt werden.
-
Die Verstärkungsabschnitte S haben Vorteile, wobei 2-5 Vorsprünge des mittleren Teils C des Balgelements 10 weggelassen werden können, wodurch sich der Materialverbrauch und somit die Herstellungskosten reduzieren.
-
Nach der Beschreibung unserer Erfindung in Bezug auf die vorliegenden Ausführungsformen sei darauf hingewiesen, dass die Erfindung nicht durch eine der Ausführungsformen und Zeichnungen der Beschreibung begrenzt ist, und es ergibt sich für den Fachmann, dass verschiedene Änderungen und Modifikationen der vorliegenden Erfindung erfolgen können, ohne den Inhalt und den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
