DE202010006126U1

DE202010006126U1 - Entkoppelelement für Abgasanlagen

Info

Publication number: DE202010006126U1
Application number: DE201020006126
Authority: DE
Original assignee: Witzenmann GmbH
Current assignee: Witzenmann GmbH
Priority date: 2010-04-28
Filing date: 2010-04-28
Publication date: 2010-08-12
Anticipated expiration: 2020-04-29

Abstract

Entkoppelelement für Abgasanlagen, zumindest bestehend aus einer flexiblen Schlauchleitung (2), die an ihrem ersten axialen Ende (2a) ein hohlzylindrisches Anschlussende aufweist und die an ihrem axialen zweiten, dem ersten Ende gegenüberliegenden Ende (2b) einen hohlzylindrischen Anschlussflansch (4) aufweist, wobei die Schlauchleitung auf ihrer radialen Innenseite ein Deflektorelement (3) aufweist, das sich vom axialen ersten Ende (2a) der Schlauchleitung (2) ausgehend axial in Richtung des zweiten Endes (2b) erstreckt, dadurch gekennzeichnet, dass die axiale Erstreckung des Deflektorelements (3) so groß ist, dass das Deflektorelement axial über den Anschlussflansch (4) übersteht.

Description

Die Erfindung betrifft ein Entkoppelelement für Abgasanlagen, zumindest bestehend aus einer flexiblen Schlauchleitung, die an ihrem ersten axialen Ende ein hohlzylindrisches Anschlussende aufweist und die an ihrem axialen zweiten, dem ersten Ende gegenüberliegenden Ende einen hohlzylindrischen Anschlussflansch aufweist, wobei die Schlauchleitung auf ihrer radialen Innenseite ein Deflektorelement aufweist, das sich vom axialen ersten Ende der Schlauchleitung ausgehend axial in Richtung des zweiten Endes erstreckt.
Derartige Entkoppelelemente werden insbesondere im Bereich der Automobiltechnik eingesetzt und üblicherweise in die Abgasanlage einer Antriebsmaschine integriert bzw. zwischengeschaltet. Dadurch sollen Vibrationen, Stöße und thermische Wärmedehnungen aufgrund des mit hoher Temperatur aus der Antriebsmaschine austretenden Abgases absorbiert werden. Gewöhnlich werden diese Entkoppelelemente stromaufwärts eines in der Abgasanlage angeordneten Katalysators oder insbesondere bei Dieselmotoren eines Dieselpartikelfilters angeordnet. Dabei ist es jedoch ebenso möglich, diese Entkoppelelemente stromabwärts des Katalysators oder eines Dieselpartikelfilters oder beispielsweise auch im Verbindungsbereich zwischen zwei Turboladern anzuordnen.
Während der mediumdichte Anschluss des Entkoppelelements im Bereich seines ersten axialen Endes über das dort vorhandene hohlzylindrische Anschlussende in der Regel in Form von Schweißverbindungen erfolgt, so dass das Abdichten in diesem Bereich kein Problem darstellt, muss im Bereich des Anschlussflansches, also auf der Seite des zweiten axialen Endes üblicherweise mittels separater Dichtelemente gearbeitet werden, um ein Anschließen des genannten zweiten Endes des Entkoppelelements an benachbarte Leitungsteile (insbesondere an einen benachbarten Flansch) ebenso mediumdicht ausführen zu können. Im Hinblick auf die hohen Temperaturen im Bereich der Abgasanlagen und zur Erfüllung weiterer Funktionen wie Lebensdauer, mechanische Be lastbarkeit etc. ist die Auswahl der hierfür geeigneten Dichtelemente im Hinblick auf Material und Design nicht sehr groß.
Hier besteht Optimierungspotential, weshalb hiervon ausgehend der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde liegt, die Gegebenheiten für das Anbinden des erfindungsgemäßen Entkoppelelements im Bereich dessen Anschlussflanschs an benachbarte Leitungsbereiche zu verbessern und dadurch eine größere Flexibilität hinsichtlich Material und Design zu ermöglichen, wodurch sich vor allem Kosteneinsparungen erzielen lassen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die axiale Erstreckung des Deflektorelements so groß ist, dass es axial über den Anschlussflansch vorsteht. Dadurch ergibt sich der entscheidende Vorteil, dass das Deflektorelement den Anschlussflansch und insbesondere eine dort vorgesehene Dichtfläche gegenüber dem Abgasstrom abschirmt, so dass ein im Bereich des Anschlussflansches anzuordnendes Dichtelement nur noch einfacher handzuhabenden Anforderungen in Form von deutlich reduzierten Temperaturen genügen muss und somit Materialien in Frage kommen, die wesentlich kostengünstiger und/oder einfacher anzuwenden sind.
Somit ist es als wesentlich für einen Aspekt der vorliegenden Erfindung anzusehen, dass das Deflektorelement in Axialrichtung so weit über den Anschlussflansch vorsteht, dass es bis in ein an den Anschlussflansch anzuschließendes benachbartes Bauteil erstreckbar ist. Als weiterer wesentlicher Aspekt der vorliegenden Erfindung ist anzusehen, dass der Anschlussflansch eine insbesondere radiale Dichtfläche für den mediumdichten Anschluss eines an den Anschlussflansch anzuschließenden benachbarten Bauteils aufweist und das Deflektorelement diese Dichtfläche axial überragt, um die Dichtfläche und damit ein dort angeordnetes Dichtelement gegenüber dem Abgasstrom abzuschirmen. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen, auf deren Inhalt hiermit zur Vermeidung etwaiger Wiederholungen Bezug genommen wird.
Es ist zwar bereits aus dem Stand der Technik der DE-U 203 17 596 bekannt, ein Flammrohr zu verwenden, um an ein Entkoppelelement anzuschließende Bauteile in Temperaturhinsicht abzuschirmen; jedoch ist dies bei dem beschrie benen bekannten Gegenstand die einzige Funktion des zusätzlichen Flammrohrs, das dazu im relevanten Anschlussbereich festgelegt ist. Im Gegensatz dazu wird beim vorliegenden Erfindungsgegenstand in besonders einfacher und geschickter Art und Weise das ohnehin vorhandene Deflektorelement einfach in Axialrichtung etwas verlängert, bis es die genannte Dichtfläche bzw. den Anschlussflansch axial überragt, so dass der einzige Zusatzaufwand der vorliegenden Erfindung in einer um wenige Millimeter größeren Materiallänge des Deflektorelements zu sehen ist.
Wenn das Deflektorelement einseitig im Entkoppelelement an dessen axialen ersten Ende festgelegt ist und mit seinem freien Ende axial über den Anschlussflansch vorsteht und dabei das axiale erste Ende des Entkoppelelements der Strömungseintrittsseite des Abgasstroms zugeordnet ist, wird das Deflektorelement im Bereich des Anschlussflansches auch gar nicht festgelegt, sondern ragt frei in den Anschlussflanschbereich hinein. Folglich muss in diesem Bereich auch keine Zusatzmaßnahme zur Anbindung des verlängerten Deflektorelements getroffen werden. Die einzige Anforderung ist allenfalls darin zu sehen, dass das Deflektorelement im Bereich des Anschlussflansches einen gegenüber dem Anschlussflansch derart reduzierten Durchmesser aufweisen muss, dass ein gegenseitiger Kontakt bei einer wie auch immer gearteten gegenseitigen Relativbewegung, also insbesondere bei einem radialen oder angularen Verschieben des ersten Endes des Entkoppelelements relativ zum zweiten Ende vermieden wird.
Die vorliegende Erfindung lässt sich für verschiedenste Entkoppelelementvarianten verwenden: So kann die Schlauchleitung aus einem Metallbalg oder einem Metallschlauch bestehen, wobei Metallbalg oder Metallschlauch ring- oder schraubengangförmig gewellt oder gewickelt ausgeführt sein können. Das Deflektorelement kann vorteilhafterweise aus einem Flammrohr bestehen, vor allem wenn dieses Flammrohr in dem entsprechenden Entkoppelelement ohnehin bereits vorhanden ist und lediglich zur Erfüllung der erfindungsgemäßen Funktion etwas in Axialrichtung verlängert werden muss. Ebenso ist es aber möglich, dass das Deflektorelement aus einem gewickelten Metallschlauch, einem so genannten Innenliner oder aus einem Gestricke- oder Geflechtschlauch besteht, wobei letztere trotz ihrer Mediendurchlässigkeit bereits eine deutliche wärmetechnische Abschirmung erfüllen bzw. bewirken können.
Auch hinsichtlich des Anschlussflansches besteht einerseits die Möglichkeit, dass dieser an das axiale zweite Ende der Schlauchleitung angeformt ist oder dass er aus einem separaten Bauteil besteht und am axialen zweiten Ende der Schlauchleitung zumindest mittelbar festgelegt ist.
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung; hierbei zeigt
1 ein erfindungsgemäßes Entkoppelelement im schematischen Axialschnitt.
In 1 ist das erfindungsgemäße Entkoppelelement 1 dargestellt, das aus einer Schlauchleitung 2 in Form eines ringgewellten Metallbalges besteht, aus einem radial innerhalb der Schlauchleitung 2 angeordneten Deflektorelement 3 und an einem axial benachbart zur Schlauchleitung 2 angeordneten Anschlussflansch 4. Genauer gesagt weist die Schlauchleitung 2 an ihrem ersten axialen Ende 2a ein hohlzylindrisches Anschlussende auf und ist an ihrem axialen zweiten Ende 2b, das dem ersten Ende 2a gegenüberliegt, an den Anschlussflansch 4 angeschlossen. Am axialen ersten Ende 2a der Schlauchleitung ist auch das Deflektorelement 3 festgelegt, das in Folge seiner Axialerstreckung ausgehend von einem Durchmesser, der etwa dem Durchmesser des ersten Endes der Schlauchleitung 2 entspricht, radial nach innen gezogen ist, um in einem gewissen radialen Abstand von der Schlauchleitung 2 in Richtung des zweiten Endes der Schlauchleitung 2 und insbesondere des Anschlussflansches 4 zu verlaufen. In diesem Bereich der Axialerstreckung parallel zur Schlauchleitung 2 und zum Anschlussflansch 4 ist das Deflektorelement 3 aus 1 im Wesentlichen glattzylindrisch ausgeführt.
Der Anschlussflansch 4 weist in etwa einen Innendurchmesser auf, der dem Innendurchmesser der Schlauchleitung 2 entspricht, so dass auch im Bereich des Anschlussflansches 4 der genannte gewisse radiale Abstand gegenüber dem Deflektorelement 3 vorhanden ist – dieser Radialabstand ist in 1 mit y angedeutet, der dafür Sorge trägt, dass das Deflektorelement die Beweglichkeit des Entkoppelelements nicht beeinträchtigt.
Wesentlich ist nun, dass das Deflektorelement 3 im Bereich des zweiten Endes 2b der Schlauchleitung 2 ein freies Ende 3a aufweist, das nicht nur bis in den Anschlussflansch 4 ragt, sondern in Axialrichtung sogar über den Anschlussflansch 4 hinaus, so dass das freie Ende 3a gegenüber dem Anschlussflansch 4 in Axialrichtung übersteht. Das Maß dieses axialen Überstands ist in 1 mit x gekennzeichnet.
In 1 ist die Strömungsrichtung des Abgasstroms A mit a bezeichnet; man erkennt, dass der Abgasstrom A in 1 von rechts nach links strömt.
Während stromaufwärts des Entkoppelelements 1 ein zylindrischer Leitungsabschnitt 5 vorgesehen ist, der an das Entkoppelelement 1 im Bereich des genannten ersten Endes 2a der Schlauchleitung 2 bzw. an das Deflektorelement 3 angeschweißt ist, ist stromabwärts des Entkoppelelements 1 an den Anschlussflansch 4 ein benachbartes Leitungselement 6 angefügt, das aus einem entsprechend an den Anschlussflansch 4 angepassten Flansch 6 besteht. Anschlussflansch 4 und Flansch 6 weisen jeweils eine sich in Radialrichtung erstreckende stirnseitige Dichtfläche 4a, 6a auf, die zwischen sich ein in 1 schematisch dargestelltes Dichtelement 7 festlegen, welches für die Mediendichtheit der Verbindung zwischen Anschlussflansch 4 und Flansch 6 sorgt.
Betrachtet man sich nun die geometrischen Verhältnisse des Ausführungsbeispiels aus 1 und berücksichtigt dabei den Abgasstrom A, so ist unschwer erkennbar, dass das Deflektorelement 3 das Dichtelement 7 gegenüber dem Abgasstrom A abschirmt, so dass die Temperatur, der das Dichtelement 7 ausgesetzt ist, deutlich niedriger ausfällt als es der Temperatur des Abgasstroms A innerhalb des Deflektorelements entspricht. Hierzu reicht bereits ein vergleichsweise geringer axialer Überstand x, um den das Deflektorelement 3 gegenüber dem Anschlussflansch 4 in Axialrichtung mit seinem freien Ende 3a vorsteht.
Zusammengefasst liegen die wesentlichen Vorteile der vorliegenden Erfindung darin, mit einfachen Mitteln, nämlich mittels einer nur geringfügigen axialen Verlängerung des ohnehin vorhandenen Deflektorelements eine deutliche Temperaturreduzierung im Bereich des Dichtelements bzw. der Dichtungsflächen zu bewirken, die es ermöglicht, dass Dichtelemente mit deutlich reduzierten Material- und Designanforderungen eingesetzt werden können, wodurch die Herstellungskosten reduziert und die gesamte Ausgestaltung des Entkoppelelements flexibler bzw. vereinfacht wird.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 20317596 U [0007]

Claims

Entkoppelelement für Abgasanlagen, zumindest bestehend aus einer flexiblen Schlauchleitung (2), die an ihrem ersten axialen Ende (2a) ein hohlzylindrisches Anschlussende aufweist und die an ihrem axialen zweiten, dem ersten Ende gegenüberliegenden Ende (2b) einen hohlzylindrischen Anschlussflansch (4) aufweist, wobei die Schlauchleitung auf ihrer radialen Innenseite ein Deflektorelement (3) aufweist, das sich vom axialen ersten Ende (2a) der Schlauchleitung (2) ausgehend axial in Richtung des zweiten Endes (2b) erstreckt, dadurch gekennzeichnet, dass die axiale Erstreckung des Deflektorelements (3) so groß ist, dass das Deflektorelement axial über den Anschlussflansch (4) übersteht.
Entkoppelelement nach zumindest Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlussflansch (4) eine insbesondere radiale Dichtfläche (4a) für den mediumdichten Anschluss eines an den Anschlussflansch (4) anzuschließenden benachbarten Bauteils (6) aufweist und dass das Deflektorelement (3) diese Dichtfläche axial überragt, um die Dichtfläche gegenüber dem Abgasstrom (A) abzuschirmen.
Entkoppelelement nach zumindest Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Deflektorelement (3) einseitig im Entkoppelelement (1) an dessen axialen ersten Ende (2a) festgelegt ist und dass es mit seinem freien Ende (3a) axial über den Anschlussflansch (4) vorsteht und dass das axiale erste Ende (2a) des Entkoppelelements (1) der Strömungseintrittsseite zugeordnet ist.
Entkoppelelement nach zumindest Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Deflektorelement (3) in Axialrichtung so weit über den Anschlussflansch (4) vorsteht, dass es bis in ein an den Anschlussflansch anzuschließendes benachbartes Bauteil (6) erstreckbar ist.
Entkoppelelement nach zumindest Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlauchleitung (2) aus einem Metallbalg oder einem Metallschlauch besteht.
Entkoppelelement nach zumindest Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Deflektorelement (3) im wesentlichen glattzylindrisch ausgebildet ist.
Entkoppelelement nach zumindest Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Deflektorelement (3) aus einem Flammrohr, einem gewickelten Metallschlauch oder einem Gestrickeschlauch besteht.
Entkoppelelement nach zumindest Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlussflansch einstückig an das axiale zweite Ende der Schlauchleitung angeformt ist oder dass der Anschlussflansch (4) aus einem separaten Bauteil besteht und am axialen zweiten Ende (2a) der Schlauchleitung (2) zumindest mittelbar festgelegt ist.
Entkoppelelement nach zumindest Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die insbesondere radiale Dichtfläche (4a) des Anschlussflansches ein Dichtelement (7) für den mediumdichten Anschluss eines an den Anschlussflansch anzuschließenden benachbarten Bauteils (6) aufweist und dass das Deflektorelement (3) diese Dichtfläche axial überragt, um das Dichtelement (7) gegenüber dem Abgasstrom (A) abzuschirmen.