DE202012008100U1 - Device for the vibration-decoupled connection of two devices of an exhaust system - Google Patents
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Abstract
Vorrichtung (1) zum schwingungsentkoppelten Verbinden eines ersten Leitungselements (14) mit einem zweiten Leitungselement einer Abgasanlage, umfassend einen flexiblen Metallschlauch (6) mit einem ersten, vorzugsweise zumindest abschnittsweise balgartig ausgebildeten, Wandungsabschnitt (5) und einem endständigen, konisch erweitert ausgebildeten zweiten Wandungsabschnitt (7) zum Koppeln mit dem ersten Leitungselement (14) der Abgasanlage,
dadurch gekennzeichnet,
dass der zweite Wandungsabschnitt (7) einstückig mit dem ersten Wandungsabschnitt (5) ausgebildet ist, oder
dass der zweite Wandungsabschnitt (7) durch ein separates Hülsenelement (9) gebildet ist, welches Hülsenelement (9) in ein glattzylindrisches Anschlussende (11) des flexiblen Metallschlauchs (6) eingesteckt und dort kraft- oder stoffschlüssig fixiert ist.Device (1) for the vibration-decoupled connection of a first line element (14) to a second line element of an exhaust system, comprising a flexible metal hose (6) with a first, preferably at least partially bellows-shaped, wall portion (5) and a terminal, conically widening formed second wall portion (7) for coupling with the first conduit element (14) of the exhaust system,
characterized,
the second wall section (7) is formed integrally with the first wall section (5), or
in that the second wall section (7) is formed by a separate sleeve element (9), which sleeve element (9) is inserted into a smooth-cylindrical connection end (11) of the flexible metal hose (6) and fixed there in a force or material fit.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum schwingungsentkoppelten Verbinden zweier Einrichtungen einer Abgasanlage gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1, ein Leitungselement gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 6 und eine Leitungsverbindung gemäß Anspruch 9.The invention relates to a device for vibration-decoupled connection of two devices of an exhaust system according to the preamble of
Derartige Verbindungsvorrichtungen bestehen oftmals aus einer Vielzahl an Bauteilen, die zur Funktionserfüllung optimal miteinander verbunden werden müssen. Sie weisen regelmäßig einen ersten Kopplungsbereich zum Koppeln mit einer ersten Einrichtung der Abgasanlage und einen zweiten Kopplungsbereich zum Koppeln mit einer zweiten Einrichtung der Abgasanlage auf. Die Länge eines sich zwischen den beiden Kopplungsbereichen erstreckenden flexiblen Schlauchelements, vorzugsweise Balg, ist dabei entscheidend für die Schwingungsentkopplung und die erforderliche Flexibilität in den jeweiligen Systemen.Such connection devices often consist of a large number of components which have to be optimally interconnected to fulfill their function. They regularly have a first coupling region for coupling to a first device of the exhaust system and a second coupling region for coupling to a second device of the exhaust system. The length of a flexible hose element extending between the two coupling regions, preferably bellows, is decisive for the vibration decoupling and the required flexibility in the respective systems.
Aus der
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine kostengünstig herstellbare, funktionssichere und zum Einsatz in kurzen Bauräumen geeignete Vorrichtung zum schwingungsentkoppelten Verbinden zweier Einrichtungen einer Abgasanlage bereitzustellen.The object of the present invention is therefore to provide a cost-effectively manufacturable, functionally reliable and suitable for use in short installation space device for vibration-decoupled connection of two devices of an exhaust system.
Die Lösung der zuvor gestellten erfolgt durch die Vorrichtung zum schwingungsentkoppelten Verbinden zweier Einrichtungen einer Abgasanlage gemäß Anspruch 1.The solution of the above is made by the device for vibration-decoupled connecting two devices of an exhaust system according to
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum schwingungsentkoppelten Verbinden eines ersten Leitungselements mit einem zweiten Leitungselement einer Abgasanlage umfasst demnach einen flexiblen Metallschlauch mit einem ersten, vorzugsweise balgartig ausgebildeten, Wandungsabschnitt und mit einem zweiten Wandungsabschnitt, welcher zum Koppeln mit dem ersten Leitungselement der Abgasanlage endständig konisch erweitert oder aufgeweitet ausgebildet ist. Erfindungsgemäß ist der zweite Wandungsabschnitt außerdem einstückig, d. h. integral mit dem ersten Wandungsabschnitt ausgebildet.The device according to the invention for the vibration-decoupled connection of a first line element to a second line element of an exhaust system accordingly comprises a flexible metal hose with a first, preferably bellows-shaped, wall portion and with a second wall portion, which conically widened or flared terminally coupled for coupling with the first conduit element of the exhaust system is. According to the invention, the second wall portion is also in one piece, d. H. formed integrally with the first wall portion.
Diese Lösung ist besonders vorteilhaft, da durch die einstückige Ausbildung des Metallschlauchs keine Fügestellen vorliegen, wie dies im Stand der Technik der Fall ist. Somit besteht bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung bei der Montage und im Betrieb ein deutlich geringeres Risiko für eine Beschädigung der Vorrichtung. Der Verzicht auf die genannte Fügestelle bedeutet zudem, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung in axialer Richtung kürzer baut, als dies nach dem Stand der Technik der Fall war.This solution is particularly advantageous because there are no joints due to the one-piece design of the metal tube, as is the case in the prior art. Thus, in the device according to the invention during assembly and in operation significantly less risk of damage to the device. The waiver of the said joint also means that the device according to the invention builds shorter in the axial direction, as was the case in the prior art.
Alternativ ist zur Lösung der Aufgabe vorgesehen, dass der zweite Wandungsabschnitt durch ein separates Hülsenelement gebildet ist, welches Hülsenelement in ein glattzylindrisches Anschlussende des flexiblen Metallschlauchs eingesteckt und dort kraft- oder stoffschlüssig fixiert ist. Dies ist von der Wirkung her zunächst äquivalent zu der weiter oben beschriebenen Verlängerung bzw. Aufweitung des Endes des flexiblen Metallschlauchs, insbesondere der Aufweitung des Balgbords, und vermeidet ebenfalls eine übermäßige axiale Ausdehnung der Anordnung.Alternatively, it is provided for solving the problem that the second wall portion is formed by a separate sleeve member, which sleeve member is inserted into a smooth-cylindrical terminal end of the flexible metal hose and there fixed non-positively or cohesively. This is initially equivalent in effect to the above-described extension or widening of the end of the flexible metal hose, in particular the widening of the bellows brim, and also avoids excessive axial expansion of the assembly.
Im Zuge einer entsprechenden Weiterbildung kann zudem vorgesehen sein, dass das Hülsenelement sich unter Verringerung seines Durchmessers axial in den ersten, vorzugsweise zumindest abschnittsweise balgartig ausgebildeten, Wandungsabschnitt des flexiblen Metallschlauchs hinein erstreckt, höchst vorzugsweise nach Art eines Flammrohrs. Außerdem kann das Hülsenelement auf diese Weise als Anbindung für eine Innenkomponente (vorzugsweise ein Liner bzw. Wickelschlauch) verwendet werden.In the course of a corresponding development can also be provided that the sleeve member extends axially reducing its diameter in the first, preferably at least partially bellows-shaped, wall portion of the flexible metal hose, most preferably in the manner of a flame tube. In addition, the sleeve member can be used in this way as a connection for an inner component (preferably a liner or winding tube).
Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung überlagert der zweite Wandungsabschnitt – bei einstückiger Ausgestaltung des ersten Wandungsabschnitts und des zweiten Wandungsabschnitts gemäß der ersten Alternative – zumindest abschnittsweise in radialer Richtung ein Rohrleitungselement. Dieses Rohrleitungselement entspricht in gewisser Weise dem bereits erwähnten Hülsenelement, allerdings gilt grundsätzlich für das Rohrleitungselement, dass dieses den aufgeweiteten zweiten Wandungsabschnitt des Metallschlauchs nur verstärkt, während der genannte zweite Wandungsabschnitt selbst zum Koppeln mit dem ersten Leitungselement der Abgasanlage vorgesehen ist. Dagegen dient umgekehrt das Hülsenelement selbst zum Koppeln mit dem ersten Leitungselement der Abgasanlage, indem es den aufgeweiteten zweiten Wandungsabschnitt des Metallschlauchs ausbildet und sich somit axial über den ersten, vorzugsweise zumindest abschnittsweise balgartig ausgebildeten, Wandungsabschnitt hinaus erstreckt.According to another preferred embodiment of the present invention, the second wall section superimposed - at one piece embodiment of the first wall section and the second wall section according to the first alternative - at least partially in the radial direction a pipe element. This pipe element corresponds in a certain way to the previously mentioned sleeve element, but in principle applies to the pipe element that this only enhances the expanded second wall portion of the metal hose, while said second wall portion itself is provided for coupling to the first conduit element of the exhaust system. Conversely, the sleeve element itself serves for coupling with the first conduit element of the exhaust system, by the expanded second wall portion of the metal tube forms and thus extends axially beyond the first, preferably at least partially bellows-shaped, wall portion addition.
Das Rohrleitungselement ist vorzugsweise zumindest abschnittsweise entsprechend dem zweiten Wandungsabschnitt des Metallschlauchs geformt. Das Rohrleitungselement kann sich – wie das Hülsenelement – auch in den Bereich des ersten Wandungsabschnitts des Metallschlauchs erstecken, wobei es auch hier vorzugsweise entsprechend diesem ersten Wandungsabschnitt des Metallschlauchs geformt ist.The pipe element is preferably shaped at least in sections corresponding to the second wall section of the metal hose. Like the sleeve element, the pipeline element can also extend into the region of the first wall section of the metal hose, wherein it is also preferably formed here according to this first wall section of the metal hose.
Diese Ausführungsform ist vorteilhaft, da der erste bzw. der zweite Wandungsabschnitt des in der Praxis relativ dünnwandigen Metallschlauchs so von dem heißen Fluidstrom der Abgasanlage beabstandet ist. Das Rohrleitungselement dient somit als Flammrohr bzw. kann als Flammrohr bezeichnet werden. Auch insofern entspricht es dem genannten Hülsenelement bei einer entsprechenden Ausgestaltung der Erfindung.This embodiment is advantageous since the first or the second wall section of the metal tube, which in practice is relatively thin-walled, is so spaced from the hot fluid flow of the exhaust system. The pipe element thus serves as a flame tube or can be referred to as a flame tube. Also in this respect it corresponds to the said sleeve element in a corresponding embodiment of the invention.
Im Sinne einer weiteren Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung liegen an dem Rohrleitungselement der erste Wandungsabschnitt und/oder der zweite Wandungsabschnitt des Metallschlauchs kontaktierend an. Bevorzugt überdecken somit der erste und zweite Wandungsabschnitt des Metallschlauchs das Rohrleitungselement in axialer Richtung im Wesentlichen vollständig.In the sense of a further embodiment of the present invention, the first wall section and / or the second wall section of the metal hose are in contact with the pipe element. The first and second wall sections of the metal hose thus preferably substantially completely cover the pipeline element in the axial direction.
Diese Ausgestaltung führt zu dem Vorteil, dass der Metallschlauch und das Rohrleitungselement bevorzugt formschlüssig relativ zueinander, insbesondere direkt aneinander, fixierbar sind. Das Rohrleitungselement dient so insbesondere auch zur mechanischen Verstärkung des Metallschlauchs.This refinement leads to the advantage that the metal hose and the pipe element can preferably be fixed in a form-fitting manner relative to one another, in particular directly to one another. The pipe element is thus used in particular for the mechanical reinforcement of the metal hose.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Festigkeit des Rohrleitungselements höher als die Festigkeit des zweiten Wandungsabschnitts. Als Festigkeit wird hierbei insbesondere die mechanische Belastbarkeit in radialer Richtung verstanden. Die Festigkeit kann sich z. B. durch Verwendung unterschiedlicher Materialien und/oder unterschiedlicher Materialdicken ergeben. Gleiches kann entsprechend auch für das Hülsenelement gelten.According to another preferred embodiment of the present invention, the strength of the pipe member is higher than the strength of the second wall portion. Strength in this case is understood in particular to be the mechanical load capacity in the radial direction. The strength can be z. B. result by using different materials and / or different material thicknesses. The same can apply accordingly for the sleeve element.
Diese Ausführungsform ist vorteilhaft, da der Metallschlauch insgesamt sehr dünn und somit flexibel und leicht ausgebildet sein kann, wobei dennoch eine ausreichende Festigkeit zum Koppeln mit dem ersten Leitungselement sichergestellt ist. Das Rohrleitungselement oder das Hülsenelement dient somit – wie bereits erwähnt – als Strukturverstärker und/oder Schutzeinrichtung für den Metallschlauch.This embodiment is advantageous since the metal hose as a whole can be very thin and therefore flexible and lightweight, while still ensuring sufficient strength for coupling to the first conduit element. The pipe element or the sleeve element thus serves - as already mentioned - as a structural amplifier and / or protective device for the metal hose.
Die Erfindung ist nach Anspruch 6 weiterhin auf ein Leitungselement einer Abgasanlage gerichtet. Ein solches Leitungselement umfasst erfindungsgemäß einen rohrförmigen Körper mit einem ersten konischen Wandungsanteil und einem sich daran anschließenden zweiten konischen Wandungsanteil, wobei der erste konische Wandungsanteil und der zweite konische Wandungsanteil zueinander geneigt ausgebildet sind, und wobei sich zumindest an den zweiten konischen Wandungsanteil ein im Wesentlichen zylinderförmiger Rohrabschnitt zum Koppeln mit einer weiteren Einrichtung der Abgasanlage anschließt. Dabei ist der erste konische Wandungsanteil zum Zusammenwirken mit dem konisch ausgebildeten Wandungsabschnitt einer Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5 ausgebildet. Alternativ kann der sich an den zweiten konischen Wandungsanteil anschließende zylinderförmige Rohrabschnitt selbst bereits Teil der weiteren Einrichtung der Abgasanlage sein.The invention is further directed to a conduit element of an exhaust system according to
Ein solches Leitungselement ist vorteilhaft, da es die Verwendung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum schwingungsentkoppelten Verbinden zweier Einrichtungen einer Abgasanlage ermöglicht, wodurch eine sehr platzsparende Anordnung realisierbar ist.Such a line element is advantageous because it allows the use of a device according to the invention for the vibration-decoupled connection of two devices of an exhaust system, whereby a very space-saving arrangement can be realized.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist die genannte weitere Einrichtung ein (Verbrennungs-)Motor eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines PKW oder eines LKW.According to a further advantageous embodiment of the present invention, said further device is a (combustion) engine of a motor vehicle, in particular a car or a truck.
Dies ist vorteilhaft, denn je kleiner und platzsparender die einzelnen Komponenten der erfindungsgemäßen Vorrichtung realisierbar sind, desto weniger Masse muss in einem Fahrzeug verbaut und somit transportiert werden, wodurch die Materialkosten und vor allem die Unterhaltskosten, insbesondere der Kraftstoffverbrauch, reduzierbar sind.This is advantageous because the smaller and more space-saving the individual components of the device according to the invention can be realized, the less mass must be installed in a vehicle and thus transported, whereby the material costs and especially the maintenance costs, especially the fuel consumption can be reduced.
Weiterhin sind im Rahmen einer weiteren Ausgestaltung bevorzugt der erste konische Wandungsanteil des Leitungselements und der erste konische Wandungsabschnitt der Vorrichtung oder ein konischer Wandungsabschnitt des Rohrleitungselements oder ein konischer Wandungsabschnitt des Hülsenelements flächig aneinander anlegbar bzw. stehen miteinander in Flächenkontakt. Dies lässt sich insbesondere dadurch erreichen, indem eine Neigung des konisch ausgebildeten Wandungsabschnitts der Vorrichtung bzw. des Metallschlauches gegenüber einer Längsachse der Vorrichtung einer Neigung des ersten konischen Wandungsanteils des Leitungselements in etwa entspricht, wobei die genannten konischen Abschnitte bzw. Anteile vorteilhafter Weise auch eine in etwa gleich Längserstreckung aufweisen können.Furthermore, in the context of a further embodiment, preferably the first conical wall portion of the conduit element and the first conical wall portion of the device or a conical wall portion of the pipe element or a conical wall portion of the sleeve member are flat against each other or are in surface contact with each other. This can be achieved in particular by an inclination of the conical wall portion of the device or the metal hose relative to a longitudinal axis of the device corresponds approximately to an inclination of the first conical wall portion of the conduit element, wherein said conical portions or portions advantageously also in can have approximately equal longitudinal extent.
Diese Ausgestaltung ist vorteilhaft, da durch das flächige Anliegen eine hohe Dichtwirkung und somit eine sehr verlustarme und funktionssichere Anordnung vorgeschlagen wird. This embodiment is advantageous because the flat concerns a high sealing effect and thus a very low-loss and functionally reliable arrangement is proposed.
Die Erfindung ist nach Anspruch 9 außerdem auf eine Leitungsverbindung zum Verbinden eines Leitungselements mit einer Einrichtung einer Abgasanlage gerichtet. Gemäß einer solchen Leitungsverbindung sind eine Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5 und ein Leitungselement nach einem der Ansprüche 6 bis 8 zum Ausbilden einer fluiddichten Verbindung in einem gemeinsamen Kontaktbereich durch ein Verbindungsmittel überlagert bzw. umgeben und durch Betätigen oder Aktivieren des Verbindungsmittels kraftschlüssig miteinander verbunden.The invention is further directed to a conduit connection for connecting a conduit member to a device of an exhaust system according to claim 9. According to such a line connection, a device according to one of
Eine solche Leitungsverbindung ist vorteilhaft, da auf einfache Weise durch die Erzeugung eines Kraftschlusses eine funktionssichere Kopplung zweier Elemente eines Abgasstrangs herstellbar ist.Such a line connection is advantageous because a functionally reliable coupling of two elements of an exhaust line can be produced in a simple manner by the generation of a frictional connection.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Verbindungsmittel nach Art einer eine Schelle mit zwei zueinander geneigt ausgerichteten Wirkflächen ausgebildet (sog. V-Schelle), wobei die Wirkflächen der Schelle derart ausgebildet sind, dass sie die konischen Wandungsanteile des Leitungselements im Wesentlichen formschlüssig übergreifen und aufnehmen.According to a further preferred embodiment of the present invention, the connecting means in the manner of a clamp with two mutually inclined aligned active surfaces formed (so-called V-clamp), wherein the active surfaces of the clamp are formed such that it substantially positive fit the conical wall portions of the conduit member overlap and record.
Diese Ausführungsform ist vorteilhaft, da durch die zueinander geneigt ausgerichteten Wirkflächen eine Zentrierung des Verbindungsmittels und dadurch eine präzise Krafteinleitung zur Erzeugung des Kraftschlusses sichergestellt ist.This embodiment is advantageous because centering of the connecting means and thereby a precise introduction of force to generate the frictional connection is ensured by the mutually inclined aligned active surfaces.
Vorteilhafterweise ist weiterhin zwischen einer der Wirkflächen des Verbindungsmittels und dem ersten konischen Wandungsanteil des Leitungselements der zweite konische Wandungsabschnitt der Vorrichtung bzw. des Metallschlauchs angeordnet. Bevorzugt liegt dabei die andere Wirkfläche des Verbindungsmittels direkt kontaktierend an dem zweiten konischen Wandungsanteil des ersten Leitungselements an.Advantageously, the second conical wall section of the device or of the metal tube is furthermore arranged between one of the active surfaces of the connecting means and the first conical wall portion of the conduit element. In this case, the other active surface of the connecting means preferably bears directly contacting the second conical wall portion of the first conduit element.
Weitere Vorteile, Ziele und Eigenschaften der Erfindung werden anhand der Beschreibung anliegender Figuren erläutert, in welchen beispielhaft eine Vorrichtung zum schwingungsentkoppelten Verbinden zweier Einrichtungen einer Abgasanlage bzw. deren Bauteile dargestellt sind. Bauteile der Vorrichtung, welche in den Figuren hinsichtlich ihrer Funktion im Wesentlichen übereinstimmen, können hierbei mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet sein. Es zeigt:Further advantages, objects and features of the invention will be explained with reference to the description of the appended figures, in which an example of a device for vibration-decoupled connection of two devices of an exhaust system or their components are shown. Components of the device, which essentially correspond in the figures with regard to their function, can hereby be identified by the same reference symbols. It shows:
In
Die Vorrichtung
Bevorzugt sind das erste und das zweite Ende
Bevorzugt wirkt das Verbindungsmittel
Das zweite Ende
In
An den konischen Wandungsanteil
An den weiteren konischen Wandungsanteil
Das Leitungselement
Das Fixiermittel
In
In
In
Weiterhin überdeckt der Metallschlauch
Die
Ansonsten entsprechen in den
Der Metallschlauch
Wesentlich bei der Ausgestaltung gemäß den
Die Verbindung zwischen Hülsenelement
Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Vorrichtungcontraption
- 55
- Erster WandungsabschnittFirst wall section
- 66
- Metallschlauchmetal hose
- 77
- Zweiter WandungsabschnittSecond wall section
- 88th
- Erstes EndeFirst end
- 99
- Hülsenelementsleeve member
- 9a9a
-
Abschnitt (von
9 )Section (from9 ) - 9b9b
-
Abschnitt (von
9 )Section (from9 ) - 9c9c
-
Abschnitt (von
9 )Section (from9 ) - 1010
- Zweites EndeSecond end
- 1111
-
Anschlussende (von
6 )Connecting end (from6 ) - 1212
- Konisch ausgebildeter WandungsanteilConically trained wall portion
- 1414
- Anschlusselement/rohrförmiger Körper/erstes LeitungselementConnection element / tubular body / first conduit element
- 1616
- Fixiermittel/VerbindungsmittelFixing / connection means
- 1818
- Weiterer/zweiter konischer WandungsanteilFurther / second conical wall portion
- 2020
- Erster zylinderförmiger WandungsanteilFirst cylindrical wall part
- 2222
- Zweiter zylinderförmiger WandungsanteilSecond cylindrical wall portion
- 2424
- Verbindungsmittel/RohrleitungselementConnecting means / pipe element
- 2626
- Zylinderförmige WandungCylindrical wall
- 2828
- Konischer WandungsabschnittConical wall section
- 3030
- Außenoberfläche des zylinderförmigen WandungsabschnittsOuter surface of the cylindrical wall section
- 3232
- Außenoberfläche des konischen WandungsabschnittsOuter surface of the conical wall section
- 3434
- Innenoberfläche der konischen WandungInner surface of the conical wall
- 3838
- Innenkomponenteinternal component
- 4040
- Mittlere KomponenteMedium component
- 4242
- Außenkomponenteexternal component
- 4444
- Hülseshell
- 4545
- Rohrförmige EinrichtungTubular device
- 4646
- Erster WandungsanteilFirst wall fraction
- 4747
- Zweiter WandungsanteilSecond wall fraction
- 4848
- Rohrschellepipe clamp
- 4949
- Teilringpartial ring
- 5050
- Erster SchenkelFirst leg
- 5151
- Zweiter SchenkelSecond thigh
- 5454
- Doppelkonusdouble cone
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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