DE102017127069B4 - Anordnung eines Abgasrohres und einer Integraldämmung für das Abgasrohr - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anordnung eines Abgasrohrs (1) und einer Integraldämmung (2) für das Abgasrohr (1), wobei die Integraldämmung (2) das Abgasrohr (1) ummantelt.
Bei einer solchen Anordnung ist vorgesehen, dass die Integraldämmung (2) außen eine erste Schale (3) und außen eine zweite Schale (4) sowie Dämmmaterial aufweist, wobei die Schalen (3, 4) einander überlappend angeordnet sind, und zwischen den Schalen (3, 4) und dem Abgasrohr (1) das Dämmmaterial angeordnet ist, sowie die Integraldämmung (2) beidseitig außerhalb der Überlappung der beiden Schalen (3, 4) mit dem Abgasrohr (1) verbunden und dort in Längserstreckungsrichtung (6) des Abgasrohrs (1) festgelegt ist.
Bei einer derartigen Ausbildung der Anordnung kann eine mechanische Beanspruchung der Integraldämmung infolge der Wärmedehnung des Abgasrohrs (1) vermieden werden.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Anordnung eines Abgasrohrs und einer Integraldämmung für das Abgasrohr, wobei die Integraldämmung das Abgasrohr ummantelt.
  • Abgasrohre werden üblicherweise mit einer Integraldämmung eingepackt bzw. umwickelt. Bei dieser Integraldämmung handelt es sich üblicherweise außen um ein dünnes Blech und innen ein Dämmmaterial in Art eines Vlieses. Die Integraldämmung dient der Abschirmung der Wärme, die vom heißen Abgas über Abgasrohre an die Motorraumumgebung während Motorbetrieb abgegeben wird. Die Bauweise kann beispielsweise ein vercrimptes System sein, mit einer Ober- und Unterschale, die sich jeweils über dieselbe Länge des Abgasrohrs erstrecken und miteinander vercrimpt sind.
  • Allerdings ist die Wärmedehnung des abgasführenden Stahlrohres und der Integraldämmung nicht gleich, da neben den Materialeigenschaften auch die anliegenden Temperaturen nicht gleich sind. Dadurch treten bei jeder Wärmedehnung Spannungen in der schwächeren Integraldämmung auf, die bis zur Zerstörung und damit zur Aufhebung des Wärmeschutzes führen kann.
  • In der DE 44 37 380 A1 und der DE 37 21 608 A1 sind Schiebesitze an Abgasleitungen beschrieben. Bei einer Längendehnung der Abgasleitungen ermöglichen die Schiebesitze ein Ineinanderschieben von stromaufwärtigen und stromabwärtigen abgasführenden Rohrabschnitten der Abgasleitungen. Bei dem in der DE 37 21 608 A1 beschriebenen Auspuff-Sammelrohr zur Ableitung der Verbrennungsgase eines Motors ist zwischen einem Innenrohr und einem Außenrohr des Auspuff-Sammelrohrs ein Wärmeisolierstoff angeordnet. Bei diesem handelt es sich beispielsweise um Keramikfaser.
  • Eine Anordnung, die die Merkmale des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 aufweist, ist aus der DE 20 2008 013 021 U1 bekannt. Dort ist eine Isoliervorrichtung eines Kompensators einer Abgas-Rohrleitung beschrieben. Den als flexibles Wellrohr ausgebildeten Kompensator umgibt ein Element, das am Kompensator anliegt. Außerhalb des Dämmbereichs sind zwei Schalen der Integraldämmung einander überlappend angeordnet. Im Überlappungsbereich weisen die Schalen ineinander greifende Wellen oder Sicken auf, sodass eine Relativbewegung zwischen den beiden Schalen möglich ist. In einander abgewandten Endbereichen der Schalen hintergreifen diese die Integraldämmung und sind mit Rohrabschnitten des Kompensators verbunden.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Anordnung der eingangs genannten Art so weiterzubilden, dass eine mechanische Überbeanspruchung der Integraldämmung infolge der Wärmedehnung des Abgasrohrs vermieden werden kann.
  • Gelöst wird die Aufgabe durch eine Anordnung, die die Merkmale des Patentanspruchs 1 aufweist.
  • Bei der Anordnung weist die Integraldämmung außen einer erste Schale und außen eine zweite Schale sowie Dämmmaterial auf. Die beiden Schalen sind einander überlappend angeordnet. Sie sind somit in Durchströmungsrichtung des Abgasrohres hintereinander, einander überlappend angeordnet. Zwischen den Schalen und dem Abgasrohr ist das Dämmmaterial angeordnet. Beidseitig außerhalb der Überlappung der beiden Schalen ist die Integraldämmung mit dem Abgasrohr verbunden und dort in Längserstreckungsrichtung des Abgasrohrs festgelegt.
  • Infolgedessen bleibt bei der Integraldämmung die wärmeschutzwirkende Funktion erhalten. Die Integraldämmung ist aber so gestaltet, dass deren Längenausgleich möglich ist. Das sich ausdehnende Abgasrohr nimmt die beiden Schalen mit. Aufgrund der überlappenden Anordnung der beiden Schalen erfolgt der Längenausgleich der Integraldämmung. Bei Abkühlung schieben die Schalen auf selber Weise in umgekehrter Richtung wieder zurück. Diese Ausbildung der Anordnung von Abgasrohr und Integraldämmung berücksichtigt den Umstand, dass in der aktuellen Motorenentwicklung die Abgastemperaturen stetig größer und der Packageraum immer voller wird. Eine dauerhaltbare Vorrichtung zur Abschirmung der Wärme des Abgases gegenüber der Umgebung zum Schutz benachbarter Bauteile wird somit immer wichtiger. Die Ausbildung der Integraldämmung mit den beiden Schalen in einander überlappender Anordnung stellt sicher, dass die Integraldämmung nicht überbeansprucht wird. Da sich die beiden Schalen zueinander bewegen können, ist ein Einsatz auch bei langen Rohrführungen möglich. Die Form des Abgasrohres ist frei, nur im Bereich der Überlappung ist eine Form zu wählen, insbesondere eine gerade und zylindrische Form des Abgasrohres, die eine Relativbewegung der Schalen bei überlappender Anordnung zueinander ermöglicht.
  • Insbesondere ist vorgesehen, dass die beiden Schalen sich in einem Schiebesitz überlappen. Im Bereich der Überlappung der Schalen der Integraldämmung können die Schalen, bei Wärmedehnung des darunterliegenden Abgasrohres, übereinander schieben oder gleiten.
  • Besonders einfach lässt sich die jeweilige Schale herstellen, wenn sie durch ein Metallblech gebildet ist. Durch einfaches Verformen des Metallblechs lässt sich die gewünschte Form der jeweiligen Schale herstellen.
  • Aus Fertigungs- und Montagegründen wird es als besonders vorteilhaft angesehen, wenn die jeweilige Schale ein Schalenunterteil und ein Schalenoberteil aufweist, die miteinander verbunden, insbesondere miteinander vercrimpt sind.
  • Gemäß einer besonders vorteilhaften Gestaltung ist vorgesehen, dass die erste Schale ein erstes Dämmelement aus Dämmmaterial und die zweite Schale ein zweites Dämmelement aus Dämmmaterial umschließt, wobei die beiden Dämmelemente nicht überlappend angeordnet sind, insbesondere bei kaltem, somit nicht wärmeausgedehntem Abgasrohr, die beiden Dämmelemente Stoß an Stoß angeordnet sind.
  • Ein besonders einfach herzustellendes und einfach zu montierendes Dämmmaterial stellt ein Vlies dar.
  • Insbesondere in einem Bereich des Abgasrohrs, in dem dieses einen konstanten Außendurchmesser über dessen Länge aufweist, lassen sich die jeweilige Schale und das jeweilige Dämmelement besonders einfach gestalten. Die jeweilige Schale und das jeweilige Dämmelement sind insbesondere rohrförmig ausgebildet.
  • Vorzugsweise liegt das jeweilige Dämmelement über seine gesamte Länge und seinen gesamten inneren Umfang am Abgasrohr an.
  • Überdies wird es als vorteilhaft erachtet, wenn die erste Schale, in deren Bereich außerhalb des Überlappungsbereichs mit der zweiten Schale, über deren Länge und über deren inneren Umfang am ersten Dämmelement anliegt.
  • Die Positionierung bzw. Fixierung der Integraldämmung bezüglich des Abgasrohres, insbesondere unter dem Aspekt der Festlegung der Integraldämmung in Längserstreckungsrichtung des Abgasrohrs, kann auf unterschiedliche Art und Weise erfolgen. Es wird als bevorzugt angesehen, wenn der jeweiligen Schale eine erste Schelle zugeordnet ist, die die jeweilige Schale außerhalb des Überlappungsbereichs umschließt und die Schelle die Schale und das dieser zugeordnete Dämmelement gegen das Abgasrohr vorspannt. Wegen dieser beiden, außerhalb des Überlappungsbereichs angeordneten Schellen ist die Integraldämmung in Durchflussrichtung von Abgas durch das Abgasrohr bezüglich des Abgasrohrs festgelegt, somit in Axialrichtung bzw. Längserstreckungsrichtung des Abgasrohrs festgelegt und überdies die jeweilige Schale mittelbar mit dem Abgasrohr verbunden.
  • Gemäß der Erfindung ist zusätzlich im Überlappungsbereich der beiden Schalen eine zweite Schelle vorgesehen, die die äußere Schale umschließt, zum radialen Verspannen der beiden Schalen zueinander. Diese radiale Verspannung der beiden Schalen zueinander erfolgt nur mit einer solchen Radialkraft, dass bei Ausbildung eines Schiebesitzes die beiden Schalen entsprechend der variablen Länge des Abgasrohres übereinander schieben oder gleiten können. Bei Abkühlung schieben die Schalen auf selbe Weise in umgekehrter Richtung wieder zurück. Um die Dauerhaltbarkeit zu erhöhen und eine positionierte Montage dieser zusätzlichen zweiten Schelle zu ermöglichen, werden vorzugsweise Drahtstrickringe von innen in die Schalen gebracht. So sind beispielsweise zwei in Abstand zueinander angeordnete Drahtgestrickringe vorgesehen, die zwischen der inneren, zweiten Schale und dem zweiten Dämmelement, im Überlappungsbereich der beiden Schalen, angeordnet sind.
  • Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der beigefügten Zeichnung und der Beschreibung des in der Zeichnung wiedergegebenen Ausführungsbeispiels.
  • Es zeigt:
    • 1 in einer schematischen Darstellung einen Längsmittelschnitt durch eine rotationssymmetrisch ausgebildete Anordnung eines Abgasrohrs und einer Integraldämmung für das Abgasrohr.
  • Figurenbeschreibung
  • 1 zeigt eine Anordnung eines Abgasrohrs 1 und einer Integraldämmung 2 für das Abgasrohr 1. Hierbei ummantelt die Integraldämmung 2 das Abgasrohr 1.
  • Die Integraldämmung 2 weist außen eine erste Schale 3 und außen eine zweite Schale 4 sowie Dämmmaterial auf. Die beiden Schalen 3, 4 sind überlappend angeordnet. Der Überlappungsbereich 5 ist durch die gezeigte Ellipse veranschaulicht. Zwischen den Schalen 3, 4 und dem Abgasrohr 1 ist das Dämmmaterial, bei dem es sich um Vlies handelt, angeordnet. Die Integraldämmung 2 ist beidseitig außerhalb des Überlappungsbereichs 5 der beiden Schalen 3, 4 mit dem Abgasrohr 1 verbunden und in Längserstreckungsrichtung 6 des Abgasrohrs 1 festgelegt.
  • Die jeweilige Schale 3 bzw. 4 ist durch ein Metallblech gebildet. Die Schale 3 bzw. 4 ist rotatiönssymmetrisch und einteilig ausgebildet. Sie kann durchaus auch durch eine Oberschale und Unterschale gebildet sein, die die beiden Hälften der jeweiligen Schale darstellen, die miteinander vercrimpt sind.
  • Die erste Schale 3 umschließt ein erstes Dämmelement 7 aus Dämmmaterial der Integraldämmung 2 und die zweite Schale 4 ein zweites Dämmelement 8 aus Dämmmaterial der Integraldämmung 2. Die beiden Dämmelemente 7, 8 sind nicht überlappend angeordnet. Bei kaltem, somit nicht wärmeausgedehntem Abgasrohr 1 sind die beiden Dämmelemente 7, 8 Stoß an Stoß angeordnet. Die entgegengesetzten Wärmeausdehnungsrichtungen beim Erwärmen und Abkühlen des Abgasrohrs 1 entsprechen der Längserstreckungsrichtung 6.
  • Die beiden Schalen 3 und 4 überlappen sich, bei Ausbildung eines Schiebesitzes. Die jeweilige Schale 3, 4 und das jeweilige Dämmelement 7, 8 sind rohrförmig ausgebildet. Das jeweilige Dämmelement 7, 8 liegt über seine gesamte Länge und seinen gesamten inneren Umfang am Abgasrohr 1 an. Die erste Schale 3 liegt außerhalb des Überlappungsbereichs in deren Längsrichtung und über deren inneren Umfang am ersten Dämmelement 7 an. Die zweite Schale 4 ist in die erste Schale 3 eingesteckt.
  • Der jeweiligen Schale 3 bzw. 4 ist eine Schelle 10 zugeordnet, die die jeweilige Schale 3 bzw. 4 außerhalb des Überlappungsbereichs 5, in deutlichem Abstand zum Überlappungsbereich 5, umschließt. Diese Schelle 10 spannt die zugeordnete Schale 3 bzw. 4 sowie das dieser Schale zugeordnete Dämmelement 7 bzw. 8 gegen das Abgasrohr 1 vor. Im Überlappungsbereich 5 der beiden Schalen 3 und 4 umschließt die äußere Schale 4 eine weitere Schelle 11, zum radialen Verspannen der beiden Schalen 3, ) 4 zueinander. Die Schale 3 ist radial gegen die Schale 4 vorgespannt und es wirkt die Schale 4 über zwei Drahtgestrickringe 12 auf das am Abgasrohr 1 anliegende Dämmelement 8 ein. Hierbei ist die Schale 4 mit zwei sich nach radial außen erstreckenden umlaufenden Vertiefungen 9 versehen, in die die Drahtgestrickringe 12 eingreifen. Die Drahtgestrickringe 12 sind somit axial bezüglich der Schale 4 weitgehend festgelegt.
  • Bei dieser Anordnung ist somit, bei Erhalt der wärmeschutzwirkenden Funktion Integraldämmung 2, ein Längenausgleich der Integraldämmung 2 durch Schieben möglich. Im Überlappungsbereich 5 können, bei Wärmedehnung des darunterliegenden Abgasrohres 1, die Schalen 3, 4 übereinander schieben oder gleiten. Das sich ausdehnende Abgasrohr 1 nimmt die beiden Schalen 3, 4 mit. Über den Schiebesitz erfolgt der Längenausgleich der Integraldämmung 2. Bei Abkühlung schieben die Schalen 3, 4 auf selbe Weise in umgekehrter Richtung wieder zurück. Um die Dauerhaltbarkeit zu erhöhen und eine positionierte Montage der Schelle 11 zu ermöglichen, werden die Drahtgestrickringe 12 von innen in die Schalen 3, 4 gebracht. Es handelt sich insbesondere um C-förmige Drahtgestrickringe 12.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Abgasrohr
    2
    Integraldämmung
    3
    erste Schale
    4
    zweite Schale
    5
    Überlappungsbereich
    6
    Längserstreckungsrichtung
    7
    erstes Dämmelement
    8
    zweites Dämmelement
    9
    Vertiefung
    10
    erste Schelle
    11
    zweite Schelle
    12
    Drahtgestrickring

Claims (13)

  1. Anordnung eines Abgasrohrs (1) und einer Integraldämmung (2) für das Abgasrohr (1), wobei die Integraldämmung (2) das Abgasrohr (1) ummantelt, wobei die Integraldämmung (2) außen eine erste Schale (3) und außen eine zweite Schale (4) sowie Dämmmaterial aufweist, wobei die Schalen (3, 4) einander überlappend angeordnet sind, und zwischen den Schalen (3, 4) und dem Abgasrohr (1) das Dämmmaterial angeordnet ist, sowie die Integraldämmung (2) beidseitig außerhalb der Überlappung der beiden Schalen (3, 4) mit dem Abgasrohr (1) verbunden und dort in Längserstreckungsrichtung (6) des Abgasrohrs (1) festgelegt ist, wobei die beiden Schalen (3, 4) sich bei Ausbildung eines Schiebesitzes überlappen, dadurch gekennzeichnet, dass im Überlappungsbereich (5) der beiden Schalen (3, 4) eine zweite Schelle (11) die äußere Schale (3) umschließt zum radialen Verspannen der beiden Schalen (3, 4) zueinander.
  2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige Schale (3, 4) durch ein Metallblech gebildet ist.
  3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schale (3) ein erstes Dämmelement (7) aus Dämmmaterial und die zweite Schale (4) ein zweites Dämmelement (8) aus Dämmmaterial umschließt, wobei die beiden Dämmelemente (7, 8) nicht überlappend angeordnet sind.
  4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass bei nicht wärmeausgedehntem Abgasrohr (1) die beiden Dämmelemente (7,8) Stoß an Stoß angeordnet sind.
  5. Anordnung nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämmmaterial ein Vlies ist.
  6. Anordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige Schale (3, 4) und das jeweilige Dämmelement (7, 8) rohrförmig ausgebildet sind.
  7. Anordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das jeweilige Dämmelement (7, 8) über seine gesamte Länge und seinen gesamten inneren Umfang am Abgasrohr (1) anliegt.
  8. Anordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schale (3) in deren Bereich außerhalb des Überlappungsbereichs (5) mit der zweiten Schale (4) in deren Längsrichtung und über deren inneren Umfang am ersten Dämmelement (7) anliegt.
  9. Anordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Schale (4) in die erste Schale (3) eingesteckt ist.
  10. Anordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige Schale (3, 4) ein Schalenunterteil und ein Schalenoberteil aufweist, die miteinander verbunden sind.
  11. Anordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Schalenunterteil und das Schalenoberteil miteinander vercrimpt sind.
  12. Anordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweiligen Schale (3, 4) eine erste Schelle (10) zugeordnet ist, die die jeweilige Schale (3, 4) außerhalb des Überlappungsbereichs (5) umschließt und diese Schale (3, 4) sowie das dieser zugeordnete Dämmelement (7, 8) gegen das Abgasrohr (1) vorspannt.
  13. Anordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schale (3). radial gegen die zweite Schale (4) vorgespannt ist und die zweite Schale (4) über mindestens einen Drahtgestrickring (12) auf das am Abgasrohr (1) anliegende zweite Dämmelement (8) einwirkt.
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DE4437380A1 (de) 1994-01-07 1995-07-13 Eberspaecher J Luftspaltisoliertes Abgasrohr und Verfahren zu seiner Herstellung
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