DE19924476A1

DE19924476A1 - Leitungselement mit Dämpfung, insbesondere für Abgasleitungen von Verbrennungsmotoren bei Kraftfahrzeugen

Info

Publication number: DE19924476A1
Application number: DE19924476A
Authority: DE
Inventors: Fethi Ezzeddini; Georg Salzer
Original assignee: IWK Regler und Kompensatoren GmbH
Current assignee: IWKA Balg und Kompensatoren Technologie GmbH
Priority date: 1998-05-29
Filing date: 1999-05-28
Publication date: 1999-12-02
Also published as: US6220023B1; BR9901676A

Abstract

Ein flexibles Leitungselement, insbesondere für Abgasleitungen von Verbrennungsmotoren bei Kraftfahrzeugen, mit einem mit zylindrischen Anschlußenden versehenen, schraubengangförmigen oder ringgewellten Balg und einem den Balg unmittelbar umgebenden Metallgeflecht zeichnet sich dadurch aus, daß das Metallgeflecht eigenstabil ist und mindestens eine plastische Verformung zur akustischen oder mechanischen Dämpfung des Balges aufweist. Das Metallgeflecht hat somit sowohl eine Schutz- als auch eine Dämpfungsfunktion.

Description

Die Erfindung betrifft ein flexibles Leitungselement, insbesondere für Abgasleitungen von Verbrennungsmotoren bei Kraftfahrzeugen, mit einem mit zylindrischen An schlußenden versehenen, schraubengangförmigen oder ring gewellten Balg und einem koaxial zum Balg angeordneten und diesen berührenden Metallgeflecht.

Derartige Leitungselemente werden als Zwischenstücke in die Abgasleitung eingebaut, die üblicherweise fest, ggf. unter Einschaltung flexibler Stützteile, am Fahrzeugboden installiert ist, um Bewegungen und Schwingungen aufzuneh men und von der Weiterleitung an benachbarte Bauteile abzukoppeln, wie sie von der elastisch gelagerten An triebsmaschine, Störungen des Fahrzeugs, temperaturbe dingten Längenänderungen etc. entstehen. Bei einer man gelnden Balgbedämpfung treten im Resonanzbereich des freien Balges Bewegungsüberhöhungen des letztgenannten auf, die zu einer Beeinträchtigung der Lebensdauer und in Wechselwirkung mit anderen Bauteilen zur Erzeugung von Geräuschen führen.

Die EP 0 681 096 A1 beschreibt ein flexibles Leitungsele ment, bei dem der Balg von einem an beiden Balgenden festgelegten Gestrickeschlauch umgeben ist. Durch den Gestrickeschlauch wird der Balg axial in beiden Richtun gen abgestützt, da die Maschen sowohl in Zug- als auch Druckrichtung verschoben werden können und ihre Ver schiebbarkeit in beide Richtungen auf Grenzen stößt. Nachteilig hierbei ist jedoch, daß das Leitungselement nach außen hin relativ ungeschützt ist, da sich Verunrei nigungen oder aber Teilchen, beispielsweise kleine Stein chen bei Steinschlag, in den Zwischenräumen der Maschen festsetzen können, wodurch das Gestricke in seiner Beweg lichkeit derart behindert wird, daß sich die axiale Beweglichkeit des Leitungselements insgesamt verringert und demgemäß auch die Entkopplungswirkung. Des weiteren ist das Gestricke nicht nur flächig, sondern weist auch eine endliche komprimierbare Höhe auf, so daß das Ge stricke ebenfalls unter Verlust seiner Wirkung zusammen gedrückt werden kann.

Aus der DE-GM 296 09 293.2 ist weiterhin ein flexibles Leitungselement mit einem den Balg unmittelbar umgebenden Gestrickeschlauch bekannt, welches zusätzlich einen koaxial zum Leitungselement angeordneten, den Gestricke schlauch außenseitig vollständig umgebenden Geflechts schlauch aufweist, der an den Anschlußenden des Leitungs elements festgelegt ist, so daß der den Balg umgebende Gestrickeschlauch vor von außen herangetragenen Ver schmutzungen geschützt ist. Diese Konstruktion ist rela tiv teuer, da das Leitungselement aus drei verschiedenar tigen Schläuchen zusammengesetzt ist, wobei die Dämp fungsfunktion und die Schutzfunktion von unterschiedli chen Komponenten übernommen wird.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ausgehend von einem Leitungselement der eingangs genannten Art dieses derart auszurüsten, daß einerseits die Entkopp lungswirkung auch bei Steinschlag und von außen an das Leitungselement herangetragenen Verschmutzungen erhalten bleibt und andererseits die Dämpfungsfunktion und die Schutzfunktion von nur einer einzigen Komponente des Leitungselements übernommen werden.

Erfindungsgemäß wird die genannte Aufgabe durch ein Leitungselement der eingangs genannten Art gelöst, daß das Metallgeflecht plastische Verformungen zur akusti schen und/oder mechanischen Dämpfung des Balges aufweist.

Das Dämpfungsprinzip des erfindungsgemäß ausgestalteten Leitungselements beruht auf den plastischen Verformungen des formstabilen Metallgeflechts, die in geeigneter Struktur und Anordnung diesem aufgeprägt sind und insbe sondere eine Schalldämpfung bewirken. Damit zeichnet sich das erfindungsgemäße Dämpfungsprinzip durch eine voll ständige Abkehr herkömmlicher Dämpfungen aus, bei denen die Dämpfung von einem grobmaschigen Gestrickeschlauch bewerkstelligt wird, der eine die Stärke des ihn bilden den Drahtfadens wesentlich übersteigende Höhe hat und dessen Maschen, die zur Aufrechterhaltung der Dämpfungs funktion vor eindringenden Verschmutzungen, wie Stein schlag, geschützt werden müssen, in Zug- und Druckrich tung verschoben werden können. Das erfindungsgemäße Me tallgeflecht hingegen kann in einer bevorzugten Ausge staltung aus einer oder mehreren Drahtwicklungen bestehen und den Balg vollständig umgeben, so daß dieser vor Verschmutzungen geschützt ist. Das mit plastischen Ver formungen versehene eigenstabile Metallgeflecht erhält seine Eigenschaften auch bei Verschmutzungen bei und trägt zusätzlich auch zur Axialabstützung der Enden des Leitungselements gegeneinander bei, da es am Balg unmit telbar anliegt und somit insbesondere in Zugrichtung als Anschlag wirkt, was insbesondere bei plötzlich auftreten den Massenkräften von Bedeutung ist. Entsprechend wird eine Überdehnung des Balges jederzeit zuverlässig ver hindert.

Das Metallgeflecht kann einfädig oder mehrfädig gefertigt sein, wobei es bei einer mehrfädigen Ausführung vorzugs weise Metallbänder unterschiedlicher Stärke und somit unterschiedliche Eigenfrequenzen aufweist, so daß bei keiner Schwingungsanregung des Geflechts der Resonanzfall eintritt. Das Metallgeflecht kann beispielsweise aus einem Grundgeflecht stärkerer Metallfäden aufgebaut sein, in welches Metallfäden geringerer Stärke eingebracht, z. B. eingewoben sind.

Die auf das Metallgeflecht aufgeprägten plastischen Verformungen sind als dem Balg zugekehrte und/oder dem Balg abgekehrte Formprofile vorgesehen und sind im ein fachsten Fall als kreisförmige Vertiefungen bzw. Erhöhun gen ausgeführt. Je nach Dämpfungsanforderung können die plastischen Verformungen aber auch jede anderen Profilie rung aufweisen, z. B. oval oder mehreckig sein und sowohl über den ganzen Umfang des Drahtgeflechts verteilt als auch gezielt an besonders schwingungsempfindlichen Berei chen angebracht sein. In einer bevorzugten Ausführungsva riante ist beispielsweise vorgesehen, daß sich längliche Vertiefungen bzw. Erhöhungen längs- oder schraubenförmig bzw. kreuzweise um die Oberfläche des Balges herum er strecken.

Während bei einer Anwendung des erfindungsgemäßen Lei tungselements, nämlich für Abgasleitungen von Verbren nungsmotoren bei Kraftfahrzeugen, das Metallgeflecht vorzugsweise auf die Außenseite des Balges aufgebracht ist und somit zusätzlich zur Dämpfungs- eine Schutzfunk tion hat, kann insbesondere bei hohen Dämpfungsanforde rungen auch ein zusätzliches Metallgeflecht auf die Innenseite des Balges aufgebracht sein. Wenn ein Schutz vor äußeren Einwirkungen nicht vonnöten ist, kann das Geflecht auch ausschließlich auf die Balginnenseite aufgebracht sein.

Um eine zuverlässige Festlegung des Metallgeflechts sowie des Balges an den Anschlußenden des Leitungselementes und damit eine wirksame Längsabstützung zu schaffen, ist bevorzugt das Metallgeflecht an den Enden des Balges durch zylindrische Ringe gehalten. Die dabei vorzugsweise außen auf den Balg mit dem Metallgeflecht aufgesetzten Ringe sorgen dafür, daß das Metallgeflecht zuverlässig unmittelbar am Balg anliegt, so daß ein Lösen des Metall geflechts und somit ein Verlust seiner Dämpfungseigen schaften verhindert wird.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist eine Innenausklei dung (Inliner) vorgesehen. Es handelt sich hier um ein medienleitendes, gegebenenfalls schalldämpfendes Element, wie einen Gewebeschlauch o. dgl.

Nachstehend sind verschiedene Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Leitungselements unter Bezugnahme auf die Zeichnungen im einzelnen erläutert. Dabei zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Leitungsele ments mit geschnitten dargestelltem Metallgeflecht,

Fig. 2 + 3 verschiedene Anordnungen plastischer Verformungen in einem Metallgeflecht bezüglich eines ringgewellten Balges,

Fig. 4-9 verschiedenartige plastische Verfor mungen eines geschnitten dargestell ten Metallgeflechts und

Fig. 10 verschiedenartige Formprofile plasti scher Verformungen an einem Metallge flecht.

Das in Fig. 1 dargestellte flexible Leitungselement 1 weist einen ringgewellten Balg 2 auf, an den außenseitig ein diesen unmittelbar umgebendes (geschnitten darge stelltes) Metallgeflecht 3 angebracht ist. Das Leitungs element 1 weist weiterhin an seinen zylindrischen An schlußenden 4 zylindrische Ringe 8 zum Festlegen des Leitungselements 1 in einer Abgasleitung sowie zum zuver lässigen Festlegen des Metallgeflechts 3 am Balg 2 auf.

In den Fig. 2 und 3 ist das Metallgeflecht 3 eines Lei tungselements 1 mit auf das Metallgeflecht 3 aufgeprägten plastischen Verformungen 5 gezeigt, die einem ringgewell ten Balg 2 zugekehrt sind. Die Verformungen 5 können sowohl an den Berührungsstellen 7 des Balges 2 mit dem Metallgeflecht 3 (Fig. 2) als auch zwischen diesen Berüh rungsstellen 7 (Fig. 3) angeordnet sein. Um eine optimale Bedämpfung des Balges 2 zu bewerkstelligen, sind in einer bevorzugten Ausführung die plastischen Verformungen 5 eines Metallgeflechts 3 sowohl an als auch zwischen den Berührungsstellen 7 eines Balges 2 angeordnet.

In den Fig. 4-9 sind verschiedenartige plastische Verfor mungen 5 eines geschnitten dargestellten Metallgeflechts 3 gezeigt. Die in Fig. 4 dargestellte, als Vertiefung ausgeführte Verformung 5 erstreckt sich schraubengangför mig um die Mantelfläche des zylindrischen Leitungsele ments herum; in den Fig. 5 und 6 sind radiale (Fig. 5) bzw. längsgerichtete (Fig. 6) Verformungen 5 gezeigt, die in Fig. 5 unterschiedliche Profile aufweisen. Während in den Fig. 7 und 8 symmetrische (Fig. 7) bzw. asymmetrische (Fig. 8) punktförmige Verformungen dargestellt sind, sind in Fig. 9 langlochartige Verformungen 5 in Längsrichtung des Leitungselements gezeigt. Selbstverständlich können nicht nur die in den Fig. 4-9 gezeigten Ausführungsformen der plastischen Verformungen in beliebiger Anzahl und Kombination variiert werden, sondern die einem Metallge flecht 3 eines Leitungselements 1 aufgeprägten Verformun gen 5 können beliebiger Gestalt sein, und die dargestell ten Ausführungsformen sind lediglich als eine Auswahl möglicher Ausbildungsvarianten aufzufassen.

In Fig. 10 werden schließlich unterschiedliche Formprofi le 6 der plastischen Verformungen in einem Metallgeflecht gezeigt, die rund, oval oder mehreckig sein können und, wie in der oberen Reihe 6a gezeigt, verschiedene Höhen bzw. Tiefen aufweisen können.

Bei der Herstellung eines erfindungsgemäßen Leitungsele ments kann entweder das Metallgeflecht vorgefertigt, die plastischen Verformungen aufgeprägt und das Metallge flecht anschließend an der Innen- oder Außenseite eines entsprechenden Balges angeordnet werden, oder das Metall geflecht und der Balg werden vormontiert und anschließend die plastischen Verformungen auf das Metallgeflecht aufgeprägt.

Claims

1. Flexibles Leitungselement, insbesondere für Abgas leitungen von Verbrennungsmotoren bei Kraftfahrzeu gen, mit einem mit zylindrischen Anschlußenden (4) versehenen, schraubengangförmigen oder ringgewellten Balg (2) und einem koaxial zum Balg (2) angeordneten und diesen berührenden Metallgeflecht (3), dadurch gekennzeichnet, daß das Metallgeflecht (3) plasti sche Verformungen (5) zur akustischen und/oder mechanischen Dämpfung des Balges (2) aufweist.

2. Leitungselement nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die plastischen Verformungen (5) aufgeprägte Formprofile (6) sind.

3. Leitungselement nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die plastischen Verfor mungen (5) dem Balg (2) zugekehrt sind.

4. Leitungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallgeflecht (3) einfädig ausgeführt ist.

5. Leitungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallgeflecht (3) mehrfädig ausgeführt ist.

6. Leitungselement nach Anspruch 5, dadurch gekenn zeichnet, daß das Metallgeflecht (3) Metallfäden verschiedener Stärken aufweist.

7. Leitungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallgeflecht (3) an den Enden (4) des Balges (2) durch zylindrische Ringe (8) gehalten ist.

8. Leitungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Verformungen (5) sich von der Ebene des Metallgeflechts (3) fort verjüngen.

9. Leitungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Verformungen (5) eine runde Grundfläche aufweisen.

10. Leitungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Verformungen (5) eine mehreckige Grundfläche aufweisen.

11. Leitungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Verformungen (5) eine langlochartige Grundfläche aufweisen.

12. Leitungselement nach Anspruch 11, dadurch gekenn zeichnet, daß die langlochartigen Verformungen (5) in radialer Richtung des Metallgeflechts (3) ange ordnet sind.

13. Leitungselement nach Anspruch 11, dadurch gekenn zeichnet, daß die langlochartigen Verformungen (5) in Längsrichtung des Metallgeflechts (3) angeordnet sind.

14. Leitungselement nach Anspruch 11, dadurch gekenn zeichnet, daß die langlochartigen Verformungen (5) schraubengangförmig um die Mantelfläche des Metall geflechts (3) angeordnet sind.

15. Leitungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Verformungen (5) symmetrisch angeordnet sind.

16. Leitungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Verformungen (5) asymmetrisch angeordnet sind.

17. Leitungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß eine Innenauskleidung (Inliner) vorgesehen ist.

18. Verfahren zur Herstellung eines Leitungselements gemäß einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekenn zeichnet, daß die plastischen Verformungen (5) auf ein Metallgeflecht (3) aufgeprägt werden und an schließend das Metallgeflecht (3) auf den Balg (2) aufgezogen wird.

19. Verfahren zur Herstellung eines Leitungselements gemäß einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekenn zeichnet, daß das Metallgeflecht (3) auf den Balg (2) aufgezogen wird und anschließend die plastischen Verformungen (5) auf das Metallgeflecht (3) aufge prägt werden.