DE2256718A1

DE2256718A1 - Auspuffleitung fuer eine ein fahrzeug antreibende brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE2256718A1
Application number: DE19722256718
Authority: DE
Inventors: Kurt Hiestermann
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1972-11-18
Filing date: 1972-11-18
Publication date: 1974-05-22
Also published as: DE2256718B2

Description

Auspuffleitung für eine ein Fahrzeug antreibende Brennkraftmaschine Die Erfindung betrifft eine Auspuffleitung für eine ein Fahrzeug antreibende Brennkraftmaschine mit an Achsrichtung der Leitung elastischen Falterungen für diese und einem Wellrohr.
Insbesondere bei Auspuffleitungen, die querliegenden ttoren in einem Kraftfahrzeug mit Frontantrieb zugeordnet sind, ist die Drehbewegung des Motors um seine Langsachse, die vornehmlich durch das Anfahrmoment hervorgerufen wird, besonders groß. Diese Drehbewegung des Motors muß durch entsprechende Ausbildung der Auspuffanlage aufgenommen werden, da bei einer starren Auspuffanlage das Endrohr derselben andernfalls so große Aus lenkungen ausführen wurde, daß die erforderliche Bodenfreiheit des Fahrzeuges nicht mehr gewährleistet ist.
Eine elastische ausbildung zumindest einzelner Bereiche der Auspuffanlage ist erforderlich, da eins starre Einspannung derselben umindest im Laufe der Zeit zu Brüchen fiihren würde.
Es ist daher bekannt, einen Wickelschlauch aus Edelstahl oder Kupfer im Rahmen der Auspuffleitung zu verwenden, jedoch zeigen derartige Schläuche zumindest über langere Betriebszeit nicht die erforderliche Festigkeit, Entsprechendes gilt auch bei Verwendung eines dünnwandigen Wellrohres aus Edelstahl, da dieses den in Achstichtung der Auspuffleitung auftretenden Kräften nicht gewachsen ist. Schließlich ist es bekannt, in die Auspuffleitung Gelenke einzubauen, jedoch müssen dann bewegliche Dichtungen vorgesehen sein, die hohen Temperaturen aussesetzt sind. Auch hier ist eine hohe Verschleißanfälligkeit zu beobachten.
Zur Belegung des Standes der Technik seien nur die deutschen Patentschriften 1 047 529 (Wellrohr) und 1 005 319 (Rohrgelenkverbindung), beide 46 c¹, 16/02, genannt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Auspuffleitung mit einem Wellrohr so auszubilden, daß eie sowohl die erforderliche Festigkeit über längere Betriebszeit bei den auftretenden hohen Temperaturen als auch die erforderliche Elastizität besitzt, die sowohl in Richtungen quer zur Achse als auch in axialer Richtung vorhanden sein muß.
Die erfindungsgeuäße Lösung dieser Aufgabe ist dadurch gekennzeichnet, daß die Wandstärke des Wellrohres von seinen Außendurchiessern in Wichtung auf eeine Innen, durchmesser zunisiat.
Wie, die erfindungegemäß ausgeführten Untersuchungen und tberlegungen überraschenderweise gezeigt haben, verhält sich diese Auspuffleitung dem besonders günstig, wenn ein Material niedriger Festigkeit, also beispielsweise St 34r Verwendung findet, worunter gemäß diesem Beispiel eine Festigkeit von etwa 30 bis 40 kg/mm2 zu verstehen ist. Dadurch, daß die Wanddicke des Wellrohres von seinem Außendurchmesser, d. h. dem Scheitel der Welle, zu seinem Innendurchmesser, d. h. dem am Grunde der Wellen gemessenen Durchmesser, hin zunimmt, ist dort die Wandstärke am grö3ten, wo die Temperaturen am höchsten sind, während der li'ninialwert der Wandstärke in demjenigen Bereich des Wellrohres liegt, der geometrisch betrachtet das größte Widerstandsmoment besitzt.
Bei den erwähnten Untersuchungen hat sich ferner gezeigt, daß eine grobwellige Ausbildung des Wellrohres in Verbindung mit einem Material relativ geringer Festigkeit zu einer Auspuffleitung führt, die die eingangs angegebenen Anforderungen besonders gut erfüllt So liegt das Verhältnis Wellenlänge zu Wellenhöhe der Wellen des Wellrohres zweckmäßigerweise zumindest ungefähr bei 2:1, wäB-rend das Verhältnis Innendurchmesser des Wellrohres zur halben Differenz zwischen Alaßen- und Innendurchmesser desselben zumindest ungefähr 4:1 beträgt0 Unter dem Innendurchmesser wird dabei der am Grunde der Wellen gemessene Durchmesser verstanden.
Bezüglich des Auffangens der Äzialkräfte die die Wellen in ihrem Flankenbereich am stärksten belasten, hat sich eine dadurch gekennzeichnete Ausführungsform der Erfindung besonders -bewährt, daß das Wellrohr einen mittleren Bereich konstanten Außendurchmessers, der größer als die Durchmesser der benachbarten Bereiche der Auspuffleitung ist, und Endbereiche aufweist, deren Durchmesser von dem Wert des konstanten Durchmessers auf den Durchmesser des jeweils benachbarten Bereichs abnehmen.
Man hat hier also einen schrägen Verlauf der Kontur im Endbereich des Wellrohres.
Ein Ausführuiigsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand d£r Figuren erläutert, wobei Figur 1 eine Seitenansicht, Figur 2 eine Draufsicht einer kompletten Auspuffleitung wiedergibt, während Figur 3 vergrößert den als Wellrohr ausgebildeten Bereich dieser Leitung zeigt.
Das mit 1 bezeichnete Ende der Auspuffleitung ist mit dem nicht darges.ellten Motor eines Kraftfahrzeuges verbunden, der hier ein querliegender Motor in einem Fahrzeug mit Frontantrieb ist. Die Leitung ist bei 2, 3, 4 und 5 in bekannter Weise beispielsweise unter Verwendung elastischer 0-Ringe mit dem Fahrzeug verbunden. Im Zuge der Auspuffleitung liegt ferner der Schalldämpfer 6.
Zur Gewinnung einer Nachgiebigkeit insbesondere in axialer Richtung ist zwischen dem motorseitigen Ende 1 der Auspuffleitung und der elastischen Halterung 2 derselben das Wellrohr 7 vorgesehen, das in diesem Ausführungcbeispiel einen mittleren Bereich 8 sowie zwei seitliche Endbereiche 9 und 10 aufweist, deren Außendurchmesser jeweils einsinnig von dem Wert des mittleren Bereichs 8 zu den Iurchmesserwerten der anschließenden glatten Bereiche der Auspuffleitung abnehmen.
In dem Ausführungsbeispiel nach Figur 3 ist dieser tbergang durch einen relativ kurzen Bereich 30 realisiert, der einen großen Krümmungsradius besitzt. Im übrigen weist dieses Wellrohr, dessen Materiale.tärke im Bereich der Scheitel seiner Welle, veranschaulicht durch den Durchmesser D, in Richtung auf die Grundbereiche der Wellen,veranschaulicht durch den Durchmesser d, um etwa 20 ffi zunimmt, Wellen mit einer Wellenlänge 1 und einer Wellenhöhe h auf, die im Verhältnis 2:1 stehen. Dabei ist die Wellenhöhe h, wie Figur 3 unmittelbar zeigt, gegeben durch die halbe Differenz zwischen Außen- und Innendurchmesser D und d.
Weiterhin beträgt in diesem Ausfühi-iingsbeispiel das Verhältnis zwischen Innendurchmesser d und Wellenhöhe h zumindest ungefähr 4:1. Das verwendete Material besitzt 2 eine Festigkeit zwischen 30 und 40 kg/mm².
Wie sich gezeigt hat, kann das Wellrohr im Längsschnitt eine Kegelform besitzen, also der Außendurchmesser, ausgehend von einem der Enden des Wellrohrs,,einsinnig abnehmen.

Claims

ANSPRÜCHE

1. Auspuffleitung für eine ein Fahrzeug antreibende J Brennkraftmaschine mit in Achsrichtung der Leitung elastischen Halterungen für diese und einem Wellrohr, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandstärke des Wellrohres (7) von seinen Außendurchmessern (D) in Richtung auf seine Innendurchmesser (d) zunimmt.

2. Auspuffleitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandstärke um etwa 20 * ßnnimst.

3. Auspuffleitung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Wellrohr (7) einen mittleren Bereich (8) konstanten Außendurchmessers, der größer als die Durchmesser der benachbarten Bereiche der Auspuffleitung ist,und Endbereiche (9, 10) aufweist, deren Durchmesser von dem Wert des konstanten Durchmessers auf den Durchmesser des jeweils benachbarten Bereichs abnehmen.

4. Auspuffleitung nach einem der Anspruche 1 bis 3,.dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis Wellenlänge (1) zu Wellenhöhe (h) der Wellen des Wellrohres zumindest ungefähr 2:1 beträgt.

5. Auspuffleitung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis Innendur¢hmesser des Wellrohres zur Wellenhöhe (h) zumindest ungefähr 4:1 beträgt.

6. Auspuffleitung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Material des Vellrohres (7) eine Zugfestigkeit von etwa 30 bis 40 kg/mm² besitzt0

7. Auspuffleitun nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Außendurchmesser, ausgehend von einem der Enden des Wellrohrs, einsinnig abnimmt.