DE102015101980A1

DE102015101980A1 - Exhaust pipe with deformed portion

Info

Publication number: DE102015101980A1
Application number: DE102015101980.9A
Authority: DE
Inventors: Dominik Rödel; Frank Kimmel; Reiner Helbig
Original assignee: Tenneco GmbH
Current assignee: Tenneco GmbH
Priority date: 2015-02-11
Filing date: 2015-02-11
Publication date: 2016-08-11
Also published as: WO2016128336A1

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Abgasrohr 1 für ein Kraftfahrzeug mit einem ersten Teilbereich T1 mit einer Länge a1 und einem zweiten Teilbereich T2 mit einer Länge a2, wobei der erste Teilbereich T1 ein Querschnittprofil Q1 aufweist und der zweite Teilbereich T2 ein von der kreisrunden Form abweichendes Querschnittprofil Q2 aufweist, wobei das Querschnittprofil Q2, dargestellt im kartesischen Koordinatensystem, vier Segmente S1, S2, S3, S4 aufweist, die sich über je 90° erstrecken. Dabei erfüllen die Punkte P des jeweiligen Segments S1, S2, S3, S4 des Querschnittprofils Q2 mit den Koordinaten x, y die folgende Bedingung: (xa )n + (yb )n = 1, mit 20 ≥ n ≥ 2,wobei der Exponent n für das jeweilige Segment S1, S2, S3, S4 unterschiedlich sein kann, oder das jeweilige Segment S1, S2, S3, S4 ist aus mindestens drei Kreisabschnitten zusammengesetzt, einen Ecken-Kreisabschnitt KE, einen Boden-Kreisabschnitt KB und einen Seiten-Kreisabschnitt KS, wobei benachbarte Kreisabschnitte KE-KB, KE-KS eines Segmentes S1, S2, S3, S4 unterschiedliche Radien RE, RB, RS haben, mit RE < RB und RE < RS, wobei in dem jeweiligen Segment S1, S2, S3, S4 das Verhältnis RE/RB, RE/RS von Radius RE zu dem nächst größeren Radius RB, RS maximal so groß ist wie 1/N, mit 2,5 <= N, wobei für unterschiedliche Segmente S1, S2, S3, S4 unterschiedliche Radien RE, RB, RS Anwendung finden können.The invention relates to an exhaust pipe 1 for a motor vehicle having a first subregion T1 with a length a1 and a second subregion T2 having a length a2, the first subregion T1 having a cross-sectional profile Q1 and the second subregion T2 deviating from the circular shape Cross-sectional profile Q2, wherein the cross-sectional profile Q2, shown in the Cartesian coordinate system, four segments S1, S2, S3, S4, which extend over 90 ° each. The points P of the respective segment S1, S2, S3, S4 of the cross-sectional profile Q2 with the coordinates x, y satisfy the following condition: (xa) n + (yb) n = 1, where 20 ≥ n ≥ 2, where the exponent n may be different for the respective segment S1, S2, S3, S4, or the respective segment S1, S2, S3, S4 is composed of at least three circle sections, a corner circle section KE, a bottom circle section KB and a side circle section KS, wherein adjacent circle sections KE-KB, KE-KS of a segment S1, S2, S3, S4 have different radii RE, RB, RS, with RE <RB and RE <RS, wherein in the respective segment S1, S2, S3, S4 the ratio RE / RB, RE / RS of radius RE to the next larger radius RB, RS is maximally as large as 1 / N, with 2.5 <= N, wherein for different segments S1, S2, S3, S4 different Radii RE, RB, RS can be used.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Abgasrohr für ein Kraftfahrzeug mit einem ersten Teilbereich T1 mit einer Länge a1 und einem zweiten Teilbereich mit einer Länge a2, wobei der erste Teilbereich T1 ein Querschnittprofil Q1 aufweist und der zweite Teilbereich T2 ein von der kreisrunden Form abweichendes Querschnittprofil Q2 aufweist, wobei das Querschnittprofil Q2, dargestellt im kartesischen Koordinatensystem, vier Segmente S1, S2, S3, S4 aufweist, die sich über je 90° erstrecken.The invention relates to an exhaust pipe for a motor vehicle having a first partial area T1 with a length a1 and a second partial area with a length a2, wherein the first partial area T1 has a cross-sectional profile Q1 and the second partial area T2 has a cross-sectional profile Q2 deviating from the circular shape , wherein the cross-sectional profile Q2, shown in the Cartesian coordinate system, four segments S1, S2, S3, S4, which extend over 90 ° each.

Aus der DE 101 58 358 A1 sind Abgasrohre bekannt, die aus mehreren entlang der Rohrlängsachse angeordneten Abschnitten bestehen, deren Dimensionierung an die bei Betrieb des Fahrzeuges auf sie einwirkenden unterschiedlichen Belastungen angepasst ist. Mindestens ein mechanisch und/oder thermisch stärker belasteter Abschnitt weist ein von der Form des Kreisquerschnittes abweichendes Querschnittprofil auf, das im Falle der höheren mechanischen Belastung ein auf eine rechtwinklig zur betrieblichen Hauptbelastungsebene verlaufende Achse bezogen erhöhtes Widerstandsmoment gegen Biegung hat. Für das von der Kreisquerschnittsform abweichende Querschnittprofil kommt ein Oval oder eine Ellipse in Betracht, dessen bzw. deren lange Halbachse im Falle der höheren mechanischen Belastung im Wesentlichen rechtwinklig zur Achse der betrieblichen Biegebelastung verläuft.From the DE 101 58 358 A1 Exhaust pipes are known which consist of several along the tube longitudinal axis arranged portions whose dimensions are adapted to the different loads acting on them during operation of the vehicle. At least one mechanically and / or thermally more heavily loaded section has a deviating from the shape of the circular cross-section profile, which in the case of higher mechanical load relative to an axis perpendicular to the operating main load level axis increased resistance moment against bending has. For the cross-sectional profile deviating from the circular cross-sectional shape, an oval or an ellipse may be considered whose long semiaxis, in the case of the higher mechanical load, runs essentially at right angles to the axis of the operational bending load.

Ein Oval besteht aus zwei Radien, die jeweils zweimal paarweise gegenüberliegend Anwendung finden.An oval consists of two radii, which are used twice in pairs opposite each other.

Es sind auch bereits Abgasrohre bekannt, die aufgrund der Bauraumverhältnisse abweichend von einem kreisrunden Querschnittprofil flachere Rohrabschnitte aufweisen. Diese flacheren Rohrabschnitte zeichnen sich durch ein Querschnittprofil aus, das abgeflachte bzw. gerade Abschnitte aufweist oder das insgesamt oval ausgebildet ist. Das ovale Querschnittprofil wurde insbesondere bei Rohren mit einer Profilresthöhe von mehr 80%, also einer Abflachung von weniger als 20% angewendet. Flachere Querschnittprofile mit einer geringeren Profilresthöhe haben eine vom Oval abweichende Form.There are already known exhaust pipes, which have due to the space conditions deviating from a circular cross-sectional profile flatter pipe sections. These flatter pipe sections are characterized by a cross-sectional profile which has flattened or straight sections or which is formed overall oval. The oval cross-section profile was used in particular for tubes with a profile residual height of more than 80%, ie a flattening of less than 20%. Flatter cross-section profiles with a lower profile residual height have a shape deviating from the oval.

Die Ausbildung als Oval erfolgte mit der Maßgabe, dass der größere Radius des Ovals möglichst klein ausgebildet ist, wobei der kleinere Radius noch kleiner ausgebildet ist. Die Ausrichtung der langen Halbachse erfolgt ausschließlich den gegebenen Bauraumverhältnissen nach, also i. d. R. horizontal. Eine Ausrichtung der langen Halbachse nach der Richtung der höheren mechanischen Biegebelastung, also vertikal, erfolgt demnach nicht.The training as an oval was made with the proviso that the larger radius of the oval is formed as small as possible, the smaller radius is even smaller. The alignment of the long semi-axis is done exclusively according to the given space conditions, ie i. d. R. horizontal. An alignment of the long semiaxis according to the direction of the higher mechanical bending load, ie vertical, therefore does not take place.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Abgasrohr derart auszubilden und anzuordnen, dass die Eigenschaften hinsichtlich des hydraulischen Querschnitts, der Festigkeit und der akustischen Eigenschaften optimal sind.The object of the invention is to design and arrange an exhaust pipe in such a way that the properties with regard to the hydraulic cross section, the strength and the acoustic properties are optimal.

Zunehmend treten Konflikte zwischen dem zur Verfügung stehenden Bauraum am Unterboden des Kfz und verlangter Rohrgröße bzw. verlangtem Rohrdurchmesser auf. Damit die geforderten Abstände eingehalten werden können, müssen die kreisrunden Rohre immer häufiger bereichsweise verformt werden.Increasingly, conflicts arise between the available installation space on the underbody of the vehicle and the required pipe size or required pipe diameter. So that the required distances can be maintained, the circular tubes must be increasingly deformed area by area.

Bei Rohren soll nach Möglichkeit der hydraulische Durchmesser der Rohre durch die Verformung bzw. Abflachung nur so gering wie möglich reduziert werden. Wird der hydraulische Durchmesser verringert bzw. der Strömungswiderstand durch ungünstige Profilwahl erhöht, wirkt sich das negativ auf den Kraftstoffverbrauch des Fahrzeugs aus. Durch Abflachung der Rohre bzw. deren Wandteile wird der Körperschall nachteilig beeinflusst. Solche Wandteile weisen einen erhöhten Körperschall auf.In the case of pipes, the hydraulic diameter of the pipes should, if possible, be reduced as little as possible by the deformation or flattening. If the hydraulic diameter is reduced or the flow resistance is increased by unfavorable profile selection, this has a negative effect on the fuel consumption of the vehicle. By flattening the tubes or their wall parts of the structure-borne noise is adversely affected. Such wall parts have an increased structure-borne sound.

Durch das Verformen kann zudem die Stabilität der Rohre bzw. der Abgasanlage verringert, mithin die Wahl der Halterpositionen sowie deren Anzahl beschränkt werden.By deforming the stability of the pipes and the exhaust system can also be reduced, and therefore the choice of holder positions and their number are limited.

Die gewünschten Profile sollen mit geringstmöglichem Fertigungsaufwand realisierbar sein. Daher ist bei Rohren zwecks Verformung der klassische Pressprozess, mithin kein IHU-Prozess oder ein Prozess unter Anwendung einer Granulatfüllung gewünscht. Ein IHU-Prozess oder ein Prozess unter Anwendung einer Granulatfüllung ist jedoch auch möglich. Vorzugsweise soll der Innenumfang des verformten Rohres bzw. des angewendeten Querschnittprofils und des ursprünglichen Rohres gleich sein.The desired profiles should be feasible with the least possible manufacturing effort. Therefore, in pipes for the purpose of deformation of the classical pressing process, thus no IHU process or a process using a granulate filling is desired. An IHU process or a process using a granulate filling is also possible. Preferably, the inner circumference of the deformed tube or the applied cross-sectional profile and the original tube should be the same.

Verformte Teilbereiche müssen in sich stabil sein, dürfen also weder bei dem Prozess des Verformens selbst noch bei einem nachfolgenden Biegeprozess unkontrolliert die Form ändern, bspw. knicken oder signifikant einfallen.Deformed subregions must be inherently stable, ie they must not change the shape, for example, kinking or falling significantly, either in the process of deforming itself or in a subsequent bending process in an uncontrolled manner.

Gelöst wird die Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, dass die Punkte P des jeweiligen Segments S1, S2, S3, S4 des Querschnittprofils Q2 mit den Koordinaten x, y die folgende Bedingung erfüllen: ( x / a)ⁿ + ( y / b)ⁿ = 1, mit n_max ≥ n ≥ 2, wobei der Exponent n für das jeweilige Segment S1, S2, S3, S4 unterschiedlich sein kann, oder
dass das jeweilige Segment S1, S2, S3, S4 aus mindestens drei Kreisabschnitten zusammengesetzt ist, einen Ecken-Kreisabschnitt KE, einen Boden-Kreisabschnitt KB und einen Seiten-Kreisabschnitt KS, wobei benachbarte Kreisabschnitte KB-KB, KE-KS eines Segmentes S1, S2, S3, S4 unterschiedliche Radien RE, RB, RS haben, mit RE < RB und RE < RS, wobei in dem jeweiligen Segment S1, S2, S3, S4 das Verhältnis RE/RB, RE/RS von dem Radius RE zu dem nächst größeren Radius RB, RS maximal so groß ist wie 1/t, mit 2,5 <= t <= t_max, wobei für unterschiedliche Segmente S1, S2, S3, S4 unterschiedliche Radien RE, RB, RS Anwendung finden können.The object is achieved according to the invention in that the points P of the respective segment S1, S2, S3, S4 of the cross-sectional profile Q2 having the coordinates x, y fulfill the following condition: (x / a) ⁿ + (y / b) ⁿ = 1, with n_max ≥ n ≥ 2, wherein the exponent n for the respective segment S1, S2, S3, S4 may be different, or
the respective segment S1, S2, S3, S4 is composed of at least three circular sections, a corner circular section KE, a floor Circular section KB and a side circle section KS, wherein adjacent circle sections KB-KB, KE-KS of a segment S1, S2, S3, S4 have different radii RE, RB, RS, with RE <RB and RE <RS, wherein in the respective Segment S1, S2, S3, S4, the ratio RE / RB, RE / RS of the radius RE to the next larger radius RB, RS is at most as large as 1 / t, with 2.5 <= t <= t_max, where for different segments S1, S2, S3, S4 different radii RE, RB, RS can apply.

Die Anwendung von Querschnittprofilen Q2, die zumindest segmentweise eine Ellipse bzw. eine Superellipse (Lavall'sches Oval) oder ein Radien-Trippel RE, RB, RS der beschriebenen Art bilden, mit ^RE/_RB ≤ ¹/_t bzw. ^RE/_RS ≤ ¹/_t ergeben sich sowohl akustische als auch mechanische Vorteile gegenüber Rohren mit ovalem Querschnittprofil oder gegenüber Rohren mit beliebig verformtem Querschnittprofil.The application of cross-sectional profiles Q2, which form at least in segments an ellipse or a superellipse (Lavall's oval) or a radii triple RE, RB, RS of the type described, with ^RE / _RB ≤ ¹ / _t or ^RE / _RS ≤ ¹ / _t give both acoustic and mechanical advantages over pipes with oval cross-sectional profile or tubes with arbitrarily deformed cross-sectional profile.

Bei der Beschreibung von Querschnittprofilen ist zu unterscheiden zwischen der ”akustischen Membranlänge” und der ”geometrischen Membranlänge”. Die akustische Membranlänge bezeichnet die Länge im Querschnittprofil, die tatsächlich schwingt und durch zwei Minima der Auslenkung begrenzt ist. Als geometrische Membranlänge bezeichnet man die Länge des Abschnitts des Querschnittprofils, der durch den größeren Radius definiert ist. Bei Vergleichsversuchen zwischen der geometrischen Länge und der akustischen Länge wurde festgestellt, dass die geometrische Länge keinen erkennbaren Einfluss auf die akustische Qualität des Querschnittprofils hat.When describing cross-sectional profiles, a distinction must be made between the "acoustic membrane length" and the "geometric membrane length". The acoustic membrane length refers to the length in the cross-sectional profile, which actually oscillates and is limited by two minima of the deflection. Geometric membrane length refers to the length of the section of the cross-sectional profile defined by the larger radius. In comparative tests between the geometric length and the acoustic length, it was found that the geometric length has no discernible influence on the acoustic quality of the cross-sectional profile.

Nach herrschender Meinung war zu erwarten, dass ein Oval mit möglichst kleinem Radius akustisch die beste Qualität, mithin geringen Körperschall aufweist, da keine pseudo-flachen Flächenanteile vorherrschen, die als Schwingungsmembran wirken. Zudem gibt es bei einem Oval nur zwei Abschnitte mit dem größeren Radius, die einen pseudo-flachen Flächenanteil bilden könnte. Die übrigen Abschnitte des Querschnittprofils werden durch den kleineren Radius gebildet.According to the prevailing opinion, it was to be expected that an oval with the smallest possible radius acoustically has the best quality, and thus low structure-borne noise, since no pseudo-flat area proportions predominate, which act as a vibration membrane. In addition, there are only two sections with the larger radius in an oval, which could form a pseudo-flat area proportion. The remaining sections of the cross-sectional profile are formed by the smaller radius.

Es hat sich aber im Rahmen der Entwicklung gezeigt, dass die herrschende Meinung nicht ohne Weiteres richtig ist. Bei Anwendung des erfindungsgemäßen Querschnittprofils Q2 begründen die bestehenden Ecken, also die Abschnitte mit kleinstem Radius, die Stabilität, so dass die pseudo-flachen Flächenanteile mit größerem Radius gestützt werden und in Summe das Rohr als Ganzes eine bessere akustische Qualität der Akustik aufweist, als es beim Oval der Fall ist.However, in the course of development, it has been shown that the prevailing opinion is not always right. When using the cross-section profile Q2 invention, the existing corners, so the sections with the smallest radius, the stability, so that the pseudo-flat surface portions are supported with a larger radius and in sum, the tube as a whole has a better acoustic quality of the acoustics than it the oval is the case.

Zusätzlich hierzu bietet das Querschnittprofil Q2 gegenüber einem Oval i. d. R. den weiteren Vorteil des erhöhten Flächenträgheitsmomentes. Dadurch kann die freitragende Rohrlänge zwischen zwei Halterpositionen erhöht werden und die gesamte Konstruktion weist eine höhere Stabilität auf.In addition to this, the cross-sectional profile Q2 offers an oval i. d. R. the further advantage of increased area moment of inertia. As a result, the self-supporting tube length between two holder positions can be increased and the entire structure has a higher stability.

Das erfindungsgemäße Querschnittprofil Q2 ist gekennzeichnet durch zumindest zwei Radien RE und RB die über den Querschnitt von 360° jeweils viermal Anwendung finden, an jeder der vier Ecken einmal und an jeder der vier Seitenflächen einmal. Das so gebildete Querschnittprofil Q2 weist daher vier pseudo-flache Flächenanteile auf. Alternativ können auch abweichende Radien RS für die Seite oder weitere Radien RX, RY kombiniert werden.The cross-section profile Q2 according to the invention is characterized by at least two radii RE and RB which are used four times over the cross section of 360 °, at each of the four corners once and at each of the four side faces once. The thus formed cross-sectional profile Q2 therefore has four pseudo-flat surface portions. Alternatively, deviating radii RS for the side or further radii RX, RY can be combined.

Die Parameter a, b werden durch die gewünschte Rohrgröße wie beispielsweise die Profilhöhe bestimmt. Bei einem mittleren Rohrdurchmesser von 97 mm kann beispielsweise a = 50 und b = 40 gewählt werden.The parameters a, b are determined by the desired pipe size, such as the profile height. With a mean pipe diameter of 97 mm, for example, a = 50 and b = 40 can be selected.

Erfahrungsgemäß ist die erfindungsgemäße Querschnittsform Q2 für Abgasrohre mit einem Innenumfang von bis zu 350 mm, 700 mm oder maximal 1000 mm vorteilhaft. Für größere Abgasrohre liegen derzeit keine spezifischen Daten vor. Rohre dieser Dimension haben per se schon sehr große Radien, mithin eine entsprechende Körperschallabstrahlung. Die Platzverhältnisse sind, wie beispielsweise beim Schiffsdiesel, weniger problematisch als in Kraftfahrzeug-Bau, so dass eine Notwendigkeit der erfindungsgemäßen Optimierung zunächst nicht auf der Hand liegt. Zumindest aber theoretisch müssten für solch große Rohre die erfindungsgemäßen Vorteile ebenfalls erreichbar sein.Experience has shown that the cross-sectional shape Q2 according to the invention is advantageous for exhaust pipes with an inner circumference of up to 350 mm, 700 mm or a maximum of 1000 mm. For larger exhaust pipes, no specific data is currently available. Pipes of this dimension have per se already very large radii, thus a corresponding structure-borne sound radiation. The space conditions are, as for example in marine diesel, less problematic than in motor vehicle construction, so that a need for optimization of the invention is not obvious at first. At least theoretically, however, the advantages according to the invention would also have to be achievable for such large tubes.

Vor dem Hintergrund unterschiedlicher Faktoren t bzw. Exponenten n in den verschiedenen Quadranten des Koordinatensystems muss das im kartesischen Koordinatensystem dargestellte Querschnittprofil Q2 insgesamt weder achsen- noch punktsymmetrisch ausgebildet sein. Jeder Quadrant ist per Definition für sich zu betrachten wie beispielhaft in den 2a, 2b dargestellt und beschriebenen.Against the background of different factors t and exponents n in the different quadrants of the coordinate system, the cross-sectional profile Q2 shown in the Cartesian coordinate system has to be formed neither axially nor point-symmetrically. Each quadrant is by definition to be considered as exemplary in the 2a . 2 B shown and described.

Vorteilhaft kann es hierzu auch sein, wenn t <= t_max ist, mit t_max = 10, 30, 50, 100, 200, 300, 400 oder 500. In entsprechender Weise kann es hierzu auch sein, dass n <= n_max ist, mit n_max = 2,5, 2,8, 3, 3,5, 4, 5, 6, 7, 8, 9 oder 10. In der Praxis haben sich bisher Werte für t bis etwa 200 bzw. für n bis etwa 12 als vorteilhaft erwiesen. Querschnitte mit höheren Werten für t oder n bieten aber die gleichen Vorteile. Bei t > 500 bzw. t > 15 werden die Querschnitte jedoch so sehr eckig, dass ein erfindungsgemäßer Vorteil in nennenswerter Größe nicht mehr erwartet wird.It may also be advantageous for this purpose if t <= t_max, with t_max = 10, 30, 50, 100, 200, 300, 400 or 500. In a corresponding manner, it may also be that n <= n_max, with n_max = 2.5, 2.8, 3, 3.5, 4, 5, 6, 7, 8, 9 or 10. In practice, values have hitherto been for t up to about 200 and for n up to about 12 as proved advantageous. Cross sections with higher values for t or n offer the same advantages. At t> 500 or t> 15, however, the cross-sections become so angular that an inventive advantage of appreciable size is no longer expected.

Ferner kann es vorteilhaft sein, wenn eine erste Ableitung f' einer Funktion f gebildet durch Abtragen der Länge des Radius R bzw. der Radien RE, RS, RB des Querschnittprofils Q2 über den Winkel A (in Polarkoordinaten) im jeweiligen Segment bei einem Winkel Al eine Unstetigkeit D aufweist und eine zweite Ableitung f'' im Winkel A1 gleich Null ist. In der Regel weist die Funktion f bei dem Winkel A1 ein Maximum auf, in dem die erste Ableitung f' ebenfalls Null ist. Im Gegensatz zu einem ovalen Querschnitt, dessen Funktion f bei A1 einen Sattelpunkt aufweist. Hier hat die erste Ableitung f' einen Extrempunkt (Maximum), in dem die zweite Ableitung gleich Null ist. Auf dieser Grundlage dieser Unterschiede kann die erfindungsgemäße Geometrie auf einfache Art nachgemessen werden.Furthermore, it may be advantageous if a first derivative f 'of a function f is formed by removing the length of the radius R or the radii RE, RS, RB of the cross-sectional profile Q2 over the angle A (in polar coordinates) in the respective segment at an angle Al has a discontinuity D and a second derivative f '' at angle A1 is equal to zero. As a rule, the function f has a maximum at the angle A1, in which the first derivative f 'is also zero. In contrast to an oval cross-section whose function f has a saddle point at A1. Here, the first derivative f 'has an extreme point (maximum), in which the second derivative is equal to zero. On the basis of these differences, the geometry according to the invention can be measured in a simple manner.

Alternativ ist eine Radienvermessung über den Umfang U möglich, so dass die angewendeten Radien RE, RB, RS ermittelt werden können.Alternatively, a radius measurement over the circumference U is possible, so that the applied radii RE, RB, RS can be determined.

Vorteilhaft kann es auch sein, wenn zwei Kreisabschnitte KB, KS den gleichen Radius mit RB = RS aufweisen. Mindestens zwei verschiedene Radien liegen vor, wobei in diesem Fall beide verbleibenden Radien RE, RB (oder RE, RS) im Querschnittprofil Q2 über 360° jeweils viermal zur Anwendung kommen. Alternativ finden mindestens drei verschiedene Radien RE, RB, RS Anwendung, wobei der Radius RE viermal und die beiden anderen Radien RB, RS je zweimal Verwendung finden.It can also be advantageous if two circular sections KB, KS have the same radius with RB = RS. At least two different radii are present, in which case both remaining radii RE, RB (or RE, RS) are used four times in the cross-sectional profile Q2 over 360 ° in each case. Alternatively, at least three different radii RE, RB, RS apply, the radius RE being used four times and the other two radii RB, RS used twice.

Dabei kann es vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass vier oder fünf Kreisabschnitte KE, KB, KS, KX, KY angewendet werden, wobei das Verhältnis 1/t für den Radius RE zum nächst größeren Radius RB, RS, RX, RY gilt. Theoretisch könnte der Ecken-Kreisabschnitt KE über mehr als ein Ecken-Radius RE aufgebaut sein. In diesem Fall ist für das Verhältnis 1/t der kleinste Radius RE maßgebend. In entsprechender Weise können wie oben bereits ausgeführt für unterschiedliche Segmente S1, S2, S3, S4 unterschiedliche Radien RX, RY angewendet werden. Die Erhöhung der Anzahl der Kreisabschnitte kann in bestimmten Fällen vorteilhaft sein.It may advantageously be provided that four or five circular sections KE, KB, KS, KX, KY be applied, wherein the ratio 1 / t for the radius RE to the next larger radius RB, RS, RX, RY applies. Theoretically, the corner circle segment KE could be constructed over more than one corner radius RE. In this case, the smallest radius RE is decisive for the ratio 1 / t. In a corresponding manner, as already explained above, different radii RX, RY can be used for different segments S1, S2, S3, S4. The increase in the number of circular sections can be advantageous in certain cases.

Von besonderer Bedeutung kann für die vorliegende Erfindung sein, wenn mindestens drei der Kreisabschnitte KE, KB, KS, KX, KY unterschiedliche Radien R, wie beispielsweise RE, RX = RS, RB = RY aufweisen. Somit sind pro Segment S1 bis S4 mindestens drei verschiedene Radien im Einsatz, in der Regel ein Ecken-Radius RE, ein Boden-Radius RB und ein Seitenradius RS, wobei die beiden zuletzt genannten jeweils gegenüberliegend zum Ecken-Radius RE zweimal Anwendung finden.Of particular importance may be for the present invention, if at least three of the circular sections KE, KB, KS, KX, KY have different radii R, such as RE, RX = RS, RB = RY. Thus, at least three different radii are used per segment S1 to S4, generally a corner radius RE, a bottom radius RB and a side radius RS, the latter two being used twice in each case opposite the corner radius RE.

Im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Ausbildung und Anordnung kann es von Vorteil sein, wenn der erste Teilbereich T1 ein kreisrundes Querschnittprofil Q1 aufweist. Das bevorzugte Querschnittprofil Q1 ist nach wie vor rund. Nur in Ausnahmefällen muss das gesamte Abgasrohr abweichend von der kreisrunden Form verformt werden.In connection with the design and arrangement according to the invention, it may be advantageous if the first subregion T1 has a circular cross-sectional profile Q1. The preferred cross-sectional profile Q1 is still round. Only in exceptional cases, the entire exhaust pipe must be deformed deviating from the circular shape.

Es ist jedoch auch möglich, mehrere Teilbereiche mit unterschiedlichen Querschnittprofilen aneinander zu reihen oder in Folge zu setzen um so ein längeres Abgasrohr aufzubauen.However, it is also possible to string several sub-areas with different cross-sectional profiles to each other or put in sequence so as to build a longer exhaust pipe.

Vorteilhaft kann es ferner sein, wenn eine Wandstärke w vorgesehen ist, wobei die Wandstärke w über den Umfang U variiert, oder wenn eine Wandstärke w vorgesehen ist, wobei die Wandstärke w in Richtung der Mittelachse variiert. Die Variation der Wandstärke begründet weitere akustische Vorteile, insbesondere im Hinblick auf Sonderverformungsmaßnahmen im Anschlussbereich zu weiteren Abgasbauteilen.It may also be advantageous if a wall thickness w is provided, wherein the wall thickness w varies over the circumference U, or if a wall thickness w is provided, wherein the wall thickness w varies in the direction of the central axis. The variation of the wall thickness substantiates further acoustic advantages, in particular with regard to special deformation measures in the connection area to further exhaust gas components.

Gleiches wird erreicht durch ein Abgasrohr gebildet aus einem Blechstreifen mit einer Dicke d, wobei die Dicke d in einem Randbereich B des Blechstreifens größer ist als außerhalb des Randbereichs B.The same is achieved by an exhaust pipe formed from a metal strip with a thickness d, wherein the thickness d is greater in an edge region B of the sheet metal strip than outside the edge region B.

Vorteilhaft kann es generell sein, wenn das Abgasrohr frei von Abgasreinigungselementen ist. Die erfindungsgemäße Vermeidung von nachteiliger Körperschallabstrahlung bzw. verminderter Festigkeit kommt nur zum Tragen, wenn das Abgasrohr frei von Abgasreinigungselementen ist. Denn ein Abgasreinigungselement wie ein Katalysator oder ein Filter füllt das Abgasrohr aus und unterstützt die Rohrwand, so dass die erfindungsgemäßen Vorteile nicht erreicht werden. Leit-, Misch- und/oder Verdampferelemente sind nicht als Abgasreinigungselemente zu betrachten, weil ihnen eine tragende Funktion in Bezug auf die Rohrwand nicht zukommt.It may be advantageous in general if the exhaust pipe is free of exhaust gas purification elements. The inventive avoidance of harmful structure-borne sound radiation or reduced strength comes into play only if the exhaust pipe is free of exhaust gas purification elements. For an exhaust gas purification element such as a catalyst or a filter fills the exhaust pipe and supports the pipe wall, so that the advantages of the invention are not achieved. Guiding, mixing and / or evaporator elements are not to be regarded as exhaust gas purification elements because they do not have a supporting function with respect to the pipe wall.

Vorteilhaft kann es generell sein, wenn das Abgasrohr als Biegerohr mit nur einer Schweißnaht ausgebildet ist. Für Abgasrohre, die aus tiefgezogenen Halbschalen gebildet sind, kommen die erfindungsgemäßen Vorteile ebenfalls nicht in Betracht. Denn bei tiefgezogenen Halbschalen unterstützt der Schalenrand in der Regel die Rohrwand, so dass nachteiliger Körperschall nicht zu beobachten ist.It may be advantageous in general if the exhaust pipe is designed as a bending pipe with only one weld. For exhaust pipes, which are formed from deep-drawn half shells, the advantages of the invention are also not considered. For deep-drawn half shells of the shell edge usually supports the pipe wall, so that adverse structure-borne noise is not observed.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sind in den Patentansprüchen und in der Beschreibung erläutert und in den Figuren dargestellt. Es zeigen:Further advantages and details of the invention are explained in the patent claims and in the description and illustrated in the figures. Show it:

1 eine Prinzipskizze eines Abgasrohres mit zwei Teilabschnitten; 1 a schematic diagram of an exhaust pipe with two sections;

2 ein Querschnittprofil Q2 im kartesischen Koordinatensystem; 2 a cross-sectional profile Q2 in the Cartesian coordinate system;

2a einen Teilausschnitt aus 2 mit drei Kreisabschnitten KE bis KS; 2a a partial section 2 with three circle sections KE to KS;

2b einen Teilausschnitt aus 2 mit fünf Kreisabschnitten KE bis KY; 2 B a partial section 2 with five circle segments KE to KY;

3a die Darstellung der ersten Ableitung einer Funktion f betreffend den Radius eines ovalen Querschnittprofils Q2; 3a the representation of the first derivative of a function f concerning the radius of an oval cross-sectional profile Q2;

3b die erste Ableitung 11' für ein Querschnittprofil Q2; 3b the first derivative 11 ' for a cross-sectional profile Q2;

4a–4g weitere Varianten des Querschnittprofils Q2; 4a - 4g other variants of the cross-sectional profile Q2;

5 eine Schnittdarstellung des Abgasrohres mit variierender Wandstärke w; 5 a sectional view of the exhaust pipe with varying wall thickness w;

6 eine Schnittdarstellung eines Rohres mit variierender Wandstärke w; 6 a sectional view of a tube with varying wall thickness w;

7a, 7b die Schnittdarstellung eines Blechstreifens zur Herstellung eines Rohres mit variierender Dicke d. 7a . 7b the sectional view of a metal strip for producing a tube with varying thickness d.

Ein Abgasrohr 1 nach 1 weist zwei Teilbereiche T1, T2 mit jeweils einer Länge a1, a2 auf. Während der Teilbereich T1 ein Querschnittprofil Q1 aufweist, weist der Teilbereich T2 ein davon abweichendes Querschnittprofil Q2 auf. Beide Teilbereiche T1, T2 weisen dieselbe Mittelachse 1.1 auf. Während das Querschnittprofil Q1, das durch Anwendung zweier verschiedener Radien gebildet ist, oval ausgebildet ist, handelt es sich bei dem Querschnittprofil Q2 um ein Querschnittprofil, das aus mindestens drei verschiedenen Radien wie nachstehend beschrieben ausgebildet ist.An exhaust pipe 1 to 1 has two partial areas T1, T2, each with a length a1, a2. While the partial area T1 has a cross-sectional profile Q1, the partial area T2 has a cross-sectional profile Q2 deviating therefrom. Both partial regions T1, T2 have the same central axis 1.1 on. While the cross-sectional profile Q1 formed by using two different radii is oval, the cross-sectional profile Q2 is a cross-sectional profile formed of at least three different radii as described below.

Nach 2 ist das Querschnittprofil Q2 im kartesischen Koordinatensystem x, y dargestellt. Das Querschnittprofil Q2 ist punktsymmetrisch zur Mittelachse 1.1 und wird aus mehreren Punkten P mit den Koordinaten x, y gebildet. Das Querschnittprofil Q2 ist entsprechend der Teilung durch das Koordinatensystem in vier Segmente S1 bis S4 geteilt, wobei jedes der vier Segmente S1 bis S4 aus drei Radien, dem Eckenradius RE, dem Bodenradius RB, sowie dem Seitenradius RS besteht. Alle drei Radien RE, RS, RB sind unterschiedlich groß, wobei der Eckenradius RE der kleinste Radius ist.To 2 the cross-sectional profile Q2 is shown in the Cartesian coordinate system x, y. The cross-sectional profile Q2 is point-symmetrical to the central axis 1.1 and is formed of several points P with the coordinates x, y. The cross-sectional profile Q2 is divided according to the division by the coordinate system into four segments S1 to S4, wherein each of the four segments S1 to S4 consists of three radii, the corner radius RE, the ground radius RB, and the side radius RS. All three radii RE, RS, RB are of different sizes, with the corner radius RE being the smallest radius.

Nach Ausführungsbeispiel 2 ist der Seitenradius RS, der wiederum kleiner ist als der Bodenradius RB, um den Faktor t = 5,4 größer ist als der Eckenradius RE. Da das Querschnittprofil Q2 nach 2 punktsymmetrisch ausgebildet ist, sind die drei anderen Segmente S2 bis S4 mit entsprechenden Radien versehen.After embodiment 2 is the side radius RS, which in turn is smaller than the ground radius RB, by the factor t = 5.4 is greater than the corner radius RE. Since the cross-sectional profile Q2 after 2 is formed point-symmetrical, the three other segments S2 to S4 are provided with corresponding radii.

Das Querschnittprofil Q2 nach 2 lässt sich näherungsweise auch über die Gleichung einer Superellipse, für die gilt ( x / a)ⁿ + ( y / b)ⁿ = 1, abbilden. Bei dem hier dargestellten Querschnittprofil Q2 findet ein Exponent n = 3 Anwendung. Die weiteren Variablen a, b sind von der Größe des zu wählenden Querschnitts, also dessen Höhe bzw. Breite, abhängig. Für ein hier nicht dargestelltes Abgasrohr mit einer Größe von 97 mm können beispielsweise die Parameter a = 50 und b = 40 gewählt werden.The cross-section profile Q2 after 2 can be approximated by the equation of a superellipse, for which applies (x / a) ⁿ + (y / b) ⁿ = 1, depict. In the cross section profile Q2 shown here, an exponent n = 3 is used. The further variables a, b are dependent on the size of the cross section to be selected, ie its height or width. For an exhaust pipe not shown here with a size of 97 mm, for example, the parameters a = 50 and b = 40 can be selected.

Das vorgehend beschriebene Verhältnis, also RS = t × RE mit t = 5,4 bezieht sich auf das Verhältnis des kleinsten Radius, also des Eckenradius RE, im Verhältnis zum nächstgrößeren Radius, hier der Seitenradius RS. Da nach Ausführungsbeispiel 2 der Bodenradius RB größer ausgebildet ist als der Seitenradius RS, ist das Verhältnis RE/RB zwischen dem Eckenradius RE und dem Bodenradius RB entsprechend kleiner als RE/RS.The ratio described above, ie RS = t × RE with t = 5.4 refers to the ratio of the smallest radius, ie the corner radius RE, in relation to the next larger radius, here the side radius RS. There according to embodiment 2 the ground radius RB is made larger than the side radius RS, the ratio RE / RB between the corner radius RE and the ground radius RB is correspondingly smaller than RE / RS.

2a zeigt den ersten Quadranten eines Querschnittprofils Q2. Es sind zusätzlich drei Kreisabschnitte, der Eckenkreisabschnitt KE sowie der daran anschließende Bodenkreisabschnitt KB und der gegenüber anschließende Seitenkreisabschnitt KS, die jeweils den vorgenannten Radius RE, RB, RS aufweisen, dargestellt. Die Kreisabschnitte KB, KE, KS gehen tangential ineinander über und bildet so das Querschnittprofil Q2. Zur Verdeutlichung der Kreisabschnitte KB, KE, KS sind diese mit Abstand zum Querschnittprofil Q2 gezeichnet. Beim geometrischen Aufbau des Querschnittprofils Q2 sind das Querschnittprofil Q2 und die drei Kreisabschnitte KB, KE, KS selbstverständlich deckungsgleich. 2a shows the first quadrant of a cross-sectional profile Q2. There are also three circular sections, the corner circle section KE and the adjoining bottom circle section KB and the opposite side circle section KS, each having the aforementioned radius RE, RB, RS shown. The circular sections KB, KE, KS merge tangentially into each other and thus forms the cross-sectional profile Q2. To clarify the circle sections KB, KE, KS they are drawn at a distance from the cross-sectional profile Q2. When the geometric configuration of the cross-sectional profile Q2, the cross-sectional profile Q2 and the three circular sections KB, KE, KS are of course congruent.

Nach Ausführungsbeispiel 2b ist das Segment S1 eines Querschnittprofils Q2 im zweiten Quadranten über fünf Kreisabschnitte KB-KS aufgebaut, wobei zusätzlich zu den drei Kreisabschnitten KB-KS die Kreisabschnitte KX und KY vorgesehen sind. Der Kreisabschnitt KX, KY ist jeweils zwischen den beiden Kreisabschnitten KE und KS bzw. zwischen den Kreisabschnitten KE und KB platziert. Den jeweiligen Kreisabschnitten KB-KS kommt ein jeweiliger Radius RB-RS zu, wobei auch hier der Eckenradius RE der kleinste Radius ist. Wie auch nach Ausführungsbeispiel 2a finden mindesten drei Radien RB-RS Anwendung, so dass ergänzend zum kleinsten Eckenradius RE zwei weitere unterschiedlich große Radien RX, RY Anwendung finden. Nach Ausführungsbeispiel 2b können sich die Radien RB, RY, RX, RS alle voneinander unterscheiden. Es wäre auch möglich, dass die beiden Radien RY, RX gleich groß sind, während die beiden Radien RB, RS ebenfalls gleich groß sind.After embodiment 2 B the segment S1 of a cross-sectional profile Q2 is constructed in the second quadrant over five circular sections KB-KS, wherein in addition to the three circular sections KB-KS, the circular sections KX and KY are provided. The circle section KX, KY is in each case placed between the two circle sections KE and KS or between the circle sections KE and KB. The respective circle sections KB-KS is a respective radius RB-RS to, where also the corner radius RE is the smallest radius. As well as the embodiment 2a find at least three radii RB-RS application, so that in addition to the smallest corner radius RE two more different sized radii RX, RY apply. After embodiment 2 B The radii RB, RY, RX, RS can all be different from each other. It is also possible that the two radii RY, RX are the same size, while the two radii RB, RS are also the same size.

Für die verschiedenen Segmente S1–S4 sind demnach eine unterschiedliche Anzahl und unterschiedliche Kombinationen von Radien RY, RX, RB, RS möglich.Accordingly, a different number and different combinations of radii RY, RX, RB, RS are possible for the different segments S1-S4.

In 3a ist dargestellt eine Funktion f gebildet durch Abtragen der Länge des Radius R in Polarkoordinaten des ovalen Querschnittprofils Q1 im Segment S1 sowie darunter eine Ableitung f' dieser Funktion f. Es ist zu sehen, dass die Ableitung f' bei einem Winkel A1 von ca. 50° einen Extremwert M aufweist, der als Maximum ausgebildet ist, und dass bei A1 die Steigung der Ableitung f', also die zweite Ableitung f'' gleich Null ist. In 3a is shown a function f formed by removing the length of the radius R in polar coordinates of the oval cross-sectional profile Q1 in the segment S1 and below a derivative f 'of this function f. It can be seen that the derivative f 'has an extreme value M at an angle A1 of approximately 50 °, which is formed as a maximum, and that at A1 the slope of the derivative f', ie the second derivative f ", equals zero is.

Im Unterschied hierzu stellt sich eine Steigungsfunktion f' eines erfindungsgemäßen nicht ovalen Querschnittprofils Q2 nach 3b dar. Sie weist bei einem Winkel A1 von etwa 67° eine Unstetigkeit D und eine Nullstelle N auf, wobei in A1 zugleich die zweite Ableitung f'' auch gleich Null ist. Die Funktion f weist zudem bei A1 ein Maximum M auf.In contrast to this, a pitch function f 'of a non-oval cross-sectional profile Q2 according to the invention arises 3b It has at an angle A1 of about 67 ° a discontinuity D and a zero point N, wherein in A1 at the same time the second derivative f '' is also equal to zero. The function f also has a maximum M at A1.

Nach den Ausführungsbeispielen 4a–4f sind verschiedene erfindungsgemäß Querschnittformen Q2 dargestellt. Alle vier Segmente S1–S4 weisen jeweils die gleiche Kombination von Radien RB, RE, RS auf, womit sich ausschließlich punkt- und achsensymmetrische Querschnittprofile Q2 ergeben.According to the embodiments 4a - 4f different cross-sectional shapes Q2 according to the invention are shown. All four segments S1-S4 each have the same combination of radii RB, RE, RS, resulting in only point-and axisymmetric cross-sectional profiles Q2.

Die verschiedenen Ausführungsformen unterscheiden sich jeweils durch das Verhältnis der durch das jeweilige Segment S1–S4 angewendeten Radien, insbesondere das Verhältnis zwischen dem jeweils angewendeten Eckenradius RE und dem nächstgrößeren Radius RB oder RS. Das Verhältnis ist jeweils im Schaubild angegeben und variiert von t = 1,4 bis t = 166,6. Dieselben Querschnitte nach den 4a–4f lassen sich ebenfalls über eine Gleichung der Superellipse abbilden. Für alle diese Querschnitte gilt ( x / a)ⁿ + ( y / b)ⁿ = 1. The various embodiments differ in each case by the ratio of the radii applied by the respective segment S1-S4, in particular the ratio between the respectively applied corner radius RE and the next larger radius RB or RS. The ratio is indicated in the graph and varies from t = 1.4 to t = 166.6. The same cross sections after the 4a - 4f can also be mapped using an equation of the superellipse. For all these cross sections applies (x / a) ⁿ + (y / b) ⁿ = 1.

Ungeachtet der Variablen a, b die durch die Größe der der Querschnittform Q2 bestimmt werden, variiert lediglich der Exponent n. In 4a ist n = 2 und wächst beispielhaft an bis n = 10 in 4f.Regardless of the variables a, b determined by the size of the cross-sectional shape Q2, only the exponent n varies. In 4a is n = 2 and grows by example until n = 10 in 4f ,

Ausgehend von 4a wird das Querschnittprofil Q2 nach und nach eckiger. Die Größe des Eckenradius RE nimmt nach und nach ab, während die Größe des nächstgrößeren Radius, hier RS, sowie auch die Größe des größten Radius, hier RB, zunimmt.Starting from 4a the cross-section profile Q2 becomes gradually more angular. The size of the corner radius RE decreases gradually, while the size of the next larger radius, here RS, as well as the size of the largest radius, here RB, increases.

Das Ausführungsbeispiel nach 4g weist ein unsymmetrisches Querschnittprofil Q2 auf, in dem in jedem Segment S1–S4 die Auswahl und/oder die Kombination der verschiedenen Radien unterschiedlich ist. Mithin unterscheiden sind auch die Faktoren t sowie die Exponenten n.The embodiment according to 4g has an asymmetric cross-sectional profile Q2 in which the selection and / or the combination of the different radii is different in each segment S1-S4. Consequently, the factors t and the exponents n also differ.

Nach 5 ist ein Abgasrohr 1 mit einem erfindungsgemäßen Querschnittprofil Q2 dargestellt. Ergänzend zu der Anwendung des erfindungsgemäßen Querschnittprofils Q2 weist das Abgasrohr 1 eine variierende Wandstärke w auf. Die Wandstärke w variiert über den Umfang und hat im Bereich einer Schweißnaht 1.2 ihr Maximum.To 5 is an exhaust pipe 1 represented with a cross-sectional profile Q2 according to the invention. In addition to the application of the cross-sectional profile Q2 according to the invention, the exhaust pipe 1 a varying wall thickness w. The wall thickness w varies over the circumference and has in the area of a weld 1.2 their maximum.

Nach Ausführungsbeispiel 6 variiert die Wandstärke w ebenfalls. Ihr Maximum liegt jeweils in einem Randbereich B des Abgasrohres 1, also am Anfang und am Ende des Rohres 1.After embodiment 6 the wall thickness w also varies. Their maximum lies in each case in an edge region B of the exhaust pipe 1 at the beginning and at the end of the pipe 1 ,

Die unterschiedlichen Wandstärken w nach den 5 und 6 werden durch Anwendung von Blechstreifen 2 mit variierender Wandstärke d erreicht. Die Variation der Wandstärke d kann durch Falten der Randbereiche B des Blechstreifens 2 oder auch durch entsprechende Auswalzung nach Ausführungsbeispiel 7 entstehen.The different wall thicknesses w after the 5 and 6 become by application of sheet metal strips 2 achieved with varying wall thickness d. The variation of the wall thickness d can be achieved by folding the edge regions B of the sheet-metal strip 2 or by appropriate Auswalzung according to embodiment 7 arise.

Die Kombination des erfindungsgemäßen Querschnittprofils Q2 mit der Anwendung sogenannter „tailored lengths”, also taillierter Bleche, führt zu vorteilhaften Eigenschaften bezüglich Stabilität, Fertigung und Schwingungsverhalten.The combination of the cross-sectional profile Q2 according to the invention with the application of so-called "tailored lengths", ie waisted sheets, leads to advantageous properties with regard to stability, production and vibration behavior.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Abgasrohr, RohrExhaust pipe, pipe
1.11.1: Mittelachsecentral axis
1.21.2: SchweißnahtWeld
22: Blechstreifenmetal strip
AA: Winkelangle
A1A1: Winkelangle
a1a1: Längelength
a2a2: Längelength
BB: Randbereich von 2 Border area of 2
DD: Unstetigkeit von f'Discontinuity of f '
dd: Dicke von 2, WandstärkeThickness of 2 , Wall thickness
ff: Funktionfunction
f'f ': Ableitung von fDerivation of f
KEKE: Ecken-Kreisabschnitt, KreisabschnittCorner circle section, circle section
KBKB: Boden-Kreisabschnitt, KreisabschnittGround circle section, circle section
KSKS: Seiten-Kreisabschnitt, KreisabschnittSide circle section, circle section
KXKX: Kreisabschnittcircular section
KYKY: Kreisabschnittcircular section
MM: Extrempunkt von f, f', MaximumExtreme point of f, f ', maximum
NN: Nullstelle von f'Zero of f '
nn: Exponentexponent
PP: Punkt von Q1, Q2Point of Q1, Q2
Q1Q1: QuerschnittprofilCross-sectional profile
Q2Q2: QuerschnittprofilCross-sectional profile
RR: Radiusradius
RERE: Radius, Ecken-RadiusRadius, corner radius
RBRB: Radius, Boden-RadiusRadius, ground radius
RSRS: Radius, Seiten-RadiusRadius, side radius
RXRX: Radiusradius
RYRY: Radiusradius
S1S1: Segmentsegment
S2S2: Segmentsegment
S3S3: Segmentsegment
S4S4: Segmentsegment
T1 T1: Teilbereichsubregion
T2T2: Teilbereichsubregion
UU: Umfang von 1 Scope of 1
ww: WandstärkeWall thickness
xx: Koordinate von PCoordinate of P
yy: Koordinate von PCoordinate of P

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 10158358 A1 [0002]

Claims

Exhaust pipe ( 1 ) for a motor vehicle having a first partial area T1 with a length a1 and a second partial area T2 with a length a2, wherein the first partial area T1 has a cross-sectional profile Q1 and the second partial area T2 has a cross-sectional profile Q2 deviating from the circular shape, wherein the cross-sectional profile Q2, shown in the Cartesian coordinate system, four segments S1, S2, S3, S4, which each extend over 90 °, characterized in that the points P of the respective segment S1, S2, S3, S4 of the cross-sectional profile Q2 with the coordinates x , y satisfy the following condition:

(x / a) ⁿ + (y / b) ⁿ = 1, with n_max ≥ n ≥ 2,

wherein the exponent n for the respective segment S1, S2, S3, S4 may be different, or that the respective segment S1, S2, S3, S4 is composed of at least three circular sections, a corner circle section KE, a bottom circle section KB and a side circle section KS, wherein adjacent circle sections KE-KB, KE-KS of a segment S1, S2, S3, S4 have different radii RE, RB, RS, with RE <RB and RE <RS, wherein in the respective segment S1, S2, S3, S4 the ratio RE / RB, RE / RS of radius RE to the next larger radius RB, RS is maximally as large as 1 / t, with 2.5 <= t <= t_max, wherein for different segments S1 , S2, S3, S4 can find different radii RE, RB, RS.

Exhaust pipe ( 1 ) according to claim 1, characterized in that t <= t_max, with t_max = 10, 30, 50, 100, 200, 300, 400 or 500.

Exhaust pipe ( 1 ) according to claim 1, characterized in that n <= n_max, with n_max = 2.5 or 2.8 or 3 or 3.5 or 4 or 5 or 6 or 7 or 8 or 9 or 10.

Exhaust pipe ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that a first derivative f 'of a function f formed by ablating the length of the radius R of the cross-sectional profile Q2 over the angle A at an angle A1 has a discontinuity D and a second derivative of this function f in Angle A1 is zero.

Exhaust pipe ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that two circular sections KB, KS have the same radius RB, RS, with RB = RS.

Exhaust pipe ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that four or five circle segments KE, KB, KS, KX, KY are used, the ratio 1 / t applies to the radius RE to the next larger radius RB, RS, RX, RY.

Exhaust pipe ( 1 ) according to claim 5, characterized in that at least three of the circular sections KE, KB, KS, KX, KY have different radii R.

Exhaust pipe ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the first portion T1 has a circular cross-sectional profile Q1.

Exhaust pipe ( 1 ) with a central axis ( 1.1 ) and a circumference U according to any one of the preceding claims, characterized in that a wall thickness w is provided, wherein the wall thickness w varies over the circumference U.

Exhaust pipe ( 1 ) with a central axis ( 1.1 ) and a circumference U according to any one of the preceding claims, characterized in that a wall thickness w is provided, wherein the wall thickness w in the direction of the central axis ( 1.1 ) varies.

Exhaust pipe ( 1 ) according to one of the preceding claims, formed from a sheet metal strip ( 2 ) with a thickness d, wherein the thickness d in an edge region B of the sheet metal strip ( 2 ) is greater than outside the peripheral area B.

Exhaust pipe ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the exhaust pipe ( 1 ) is free of exhaust gas purification elements.

Exhaust pipe ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the exhaust pipe ( 1 ) is designed as a bending tube with only one weld.