DE2628134B2

DE2628134B2 - Holding device for a heat insulator in an exhaust gas reactor of an internal combustion engine

Info

Publication number: DE2628134B2
Application number: DE19762628134
Authority: DE
Inventors: Masami Toyota Konishi; Nobutaka Aichi Morikawa; Takashi Nagoya Noda
Original assignee: Toyota Jidosha Kogyo KK
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1975-12-29
Filing date: 1976-06-23
Publication date: 1979-03-15
Also published as: JPS5534263Y2; DE2628134C3; DE2628134A1; JPS5292111U

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Haltevorrichtung für einen Wärmeisolator in einem Abgasreaktor einer Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.The present invention relates to a holding device for a heat insulator in one Exhaust gas reactor of an internal combustion engine according to the preamble of claim 1.

Eine derartige aus der DE-OS 22 36 154 bekannt gewordene Haltevorrichtung besitzt ein einstückiges Durchführungselement, das über seine Axialschnittbreite etwa treppenförmig profiliert ist, so daß es mit zwei Seitenbereichen parallel zum Gehäuse und zum Mantel angeordnet ist und mit einem breiten Querbereich den Innenrand des Wärmeisolators überdeckt. Dieses Durchführungselement ist entweder mit dem Gehäuse oder mit dem Mantel verschweißt, was bedeutet, daß an einem der beiden axialen Endbereiche ein Spalt zwischen dem Durchfuhrungselement und dem Gehäuse oder dem Mantel verbleibt.Such a holding device known from DE-OS 22 36 154 has a one-piece Feedthrough element, which is profiled approximately step-shaped over its axial section width, so that it is with two Side areas is arranged parallel to the housing and the jacket and with a wide transverse area Covered inner edge of the heat insulator. This bushing element is either with the housing or welded to the jacket, which means that there is a gap at one of the two axial end regions remains between the lead-through element and the housing or the jacket.

Eine andere derartige aus der DE-OS 23 62 015 bekannte Haltevorrichtung besitzt ebenfalls ein einstükkiges Durchführungselement in der Querschnittsform etwa eines L, wobei der kleinere Schenkel parallel zum Abgasführungs-Stutzen und der längere Schenkel parallel zum Mantel verläuft Auch dieses Durchführungselement kann am Gehäuse angeschweißt sein.Another such holding device known from DE-OS 23 62 015 also has a one-piece Feed-through element in the cross-sectional shape of approximately an L, with the smaller leg parallel to the The exhaust gas duct and the longer leg also run parallel to the jacket can be welded to the housing.

Bei beiden genannten bekannten Haltevorrichtungen ist es nachteilig, daß stets Spalte zwischen den den Wärmeisolator umgebenden Teilen bestehen, so daß, da sich, die einzelnen Teile gegeneinander bewegen, die Gefahr besteht, daß der Wärmejsölator durch eindringende Abgase leicht zu Staub wird und ijaß aufIn both of the known holding devices mentioned, it is disadvantageous that there is always a gap between the Heat insulator surrounding parts exist, so that, since the individual parts move against each other, the There is a risk that the heat insulator will penetrate Exhaust gases easily turn into dust and ijass up

demselben Wege sich vom Wärmeisolator !lösende Staubteilchen in unkontrollierter Weise in den Abgasreaktor und die sonstige Abgasanlage des !Motors befördert werden. Dies kann unter anderer?! dazu führen, daß die an sich gegeneinander bewegbardetaching itself from the heat insulator in the same way Dust particles in an uncontrolled manner in the exhaust gas reactor and the rest of the exhaust system of the engine to get promoted. This can be among others ?! to lead that the movable against each other

ίο gehaltenen Teile aufgrund solcher Staubteilchen festklemmen. Selbst wenn, wie oben ausgeführt, das Durchführungselement beispielsweise am Gehäuse angeschweißt wird, wird der betreffende Spalt nur reduziert, da ein vollkommenes Verschweißen eineίο jammed parts due to such dust particles. Even if, as stated above, the lead-through element, for example, on the housing is welded, the gap in question is only reduced, since a perfect welding a

is starre Zuordnung von Gehäuse und Mantel ergeben würde, was nicht zugelassen werden kann. Andererseits ergeben sich jedoch Nachteile hinsichtlich eines erhöhten Aufwandes und damit höherer Kosten bei der Montage der Haltevorrichtung, da das Schweißen Zeit und Geschicklichkeit erfordertthere is a rigid allocation of housing and jacket what cannot be allowed. On the other hand, however, there are disadvantages with regard to one increased effort and thus higher costs in the assembly of the holding device, since the welding time and requires skill

Eine andere Haltevorrichtung, die mit der der eingangs genannten Art vergleichbar ist ist aus der DE-OS 22 38 255 bekannt geworden. Bei dieser bekannten Haltevorrichtung ist kein den Wärmeisolator abdeckendes Durchführungselement vorgesehen, sondern das Durchführungselement liegt innen randseitig unmittelbar dem Abgasführungs-Stutzen gegenüber. Dieser Stutzen, der mit seinem einen Ende gleitend innerhalb des Gehäuses angeordnet ist besitzt iiinderenends einen Flansch und einen Falz, zwischen denen unter Zwischenfügen zweier Ringscheiben der Mantel eingesetzt und gehalten ist. Somit ergeben sich die oben im Zusammenhang mit vorhandenen Spalten beschriebenen Nachteile, denn bei dieser bekannten Haltevorrichtung ist nicht nur am Ort der Gleitführung des Stutzens innerhalb des Gehäuses ein Spalt vorhanden, sondern auch an der labyrinthartigen Verbindung zwischen Stutzen und Mantel, die, um möglichst kleine Spalte zu erhalten, nicht durch Pressen, sondern lediglich durch Zwischenfügen von Ringscheiben hergestellt ist.Another holding device, which is comparable to that of the type mentioned at the outset, is shown in FIG DE-OS 22 38 255 became known. In this known holding device there is no heat insulator covering bushing element provided, but the bushing element is on the inside edge side directly opposite the exhaust gas duct. This neck, which is sliding with its one end is arranged inside the housing has iiinderenends a flange and a fold between which with the interposition of two ring disks, the jacket is inserted and held. Thus the above result in connection with existing columns described disadvantages, because in this known holding device Is there a gap not only at the location of the sliding guide of the connecting piece within the housing, but also on the labyrinth-like connection between the nozzle and the jacket, which, in order to be as small as possible To obtain gaps, not by pressing, but only by inserting annular discs is made.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, eine Haltevorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die den Wärmeisolator im Bereich des Abgasführungs-Stutzens allseitig schützt und die in einfacher und billiger Weise herstellbar und montierbar ist.The object of the present invention is therefore to provide a holding device of the type mentioned at the beginning create, which protects the heat insulator in the area of the exhaust gas duct on all sides and which in is easier and cheaper to manufacture and assemble.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst.This object is achieved according to the invention by the features specified in the characterizing part of claim 1 solved.

Bei der erfirtdungsgemäßen Haltevorrichtung wird also der Wärmeisolator nach Art einer Sandwich-Bauweise zwischen den beiden pressgeformten Durchführungselementteilen eingebettet. Durch das Verstemmen der Innenumfangsbereiche der beiden Teile miteinander erreicht man einerseits eine absolute Versiegelung des mit dem Wärmeisolator ausgefüllten Raumes gegenüber dem Stutzen und andererseits, daß dieser dichte Abschluß in einfacher und kostengünstiger WeiseIn the case of the holding device according to the invention, the heat insulator is thus in the manner of a sandwich construction embedded between the two compression molded leadthrough element parts. By caulking the inner circumferential areas of the two parts with each other one achieves on the one hand an absolute sealing of the with the heat insulator filled space opposite the nozzle and on the other hand that this tight Completion in a simple and inexpensive way

^b0 hergestellt werden kann. Der dichte Abschluß des Wärmeisolators gegenüber dem zum Stutzen führenden Bereich wird außerdem noch dadurch erreicht, daß der radiale Außenbereich zumindest einer der beiden Teile beim Zusammenbau verformt wird, was bedeutet, daß das Durchführungselement zwischen das Gehäuse und den Mantel gepreßt wird und sich so unter Vorspannung an diese beiden Wanteile anlegt. Damit kann in den den Wärmeisolator aufnehmenden Raum weder Leckgas ^b0 can be produced. The tight seal of the heat insulator against the area leading to the socket is also achieved in that the radial outer area of at least one of the two parts is deformed during assembly, which means that the lead-through element is pressed between the housing and the jacket and is thus under tension applies to these two wall parts. This means that neither gas leakage can enter the space accommodating the heat insulator

eindringen noch können evil, Staubteilchen vom Warmeisolaior in den Abgasreaktor oder weiter gelangen,Evil, dust particles from the can still penetrate Warm insolaior in the exhaust gas reactor or further reach,

Jn den Unteransprüchen sind vorteilhafte Weiterbildungen der Form der Teile des Durehführungselemente;» beschrieben.The subclaims contain advantageous developments the shape of the parts of the guide elements; » described.

Weitere Einzelheiten sind der folgenden Beschreibung zu entnehmen, in der die Erfindung anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschrieben und erläutert wird. Es zeigtFurther details can be found in the following description in which the invention is based on the in Embodiments shown in the drawing are described and explained in more detail. It shows

1 shows a section through an exhaust gas reactor,

F i g. 2 in vergrößerter Darstellung einen Teilschnitt aus Fig. 1 des Bereiches, in welchem ein einen Abgasfffnrungs-Stutzen Umgebendes Durchführungselement gemäß einem Ausführungsbeispiel vorliegender Erfindung angeordnet ist,F i g. 2 in an enlarged illustration a partial section from FIG. 1 of the area in which a Exhaust gas opening nozzle Surrounding bushing element according to an exemplary embodiment of the present invention Invention is arranged,

Fig.3 einen Schnitt durch die Einzelteile eines Durchführungselementes gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel vorliegender Erfindung,3 shows a section through the individual parts of a Implementation element according to another embodiment of the present invention,

Fig.4 einen Schnitt durch die Einzelteile eines Durchführungselementes gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel vorliegender Erfindung,4 shows a section through the individual parts of a Implementation element according to a third embodiment of the present invention,

F i g. 5 eine perspektivische Ansicht eines Einzelteilen eines Durchführungselementes gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel vorliegender Erfindung, undF i g. 5 is a perspective view of an individual part a bushing element according to a fourth embodiment of the present invention, and

Fig.6 einen Teilschnitt, ähnlich Fig.2, jedoch mit Durchführungselement nach F i g. 5 in Einbaulage.6 shows a partial section, similar to FIG. 2, but with Implementation element according to FIG. 5 in the installation position.

In Fig. 1 ist eine Brennkraftmaschine mit einer Vielzahl von Abgasführungs-Stutzen 2 dargestellt, von denen jeder sich in einer der Abgasöffnungen 3 befindet Ein Gehäuse 4 eines Abgassammelleitung-Reaktors, auch Manifold-Reaktor genannt, für den Motor ist aus zwei miteinander verbundenen Blöcken 5 und 6 zusammengesetzt, wobei in einem von ihnen, nämlich im Block S, eine Vielzahl von Bohrungen 5a zum Einführen bzw. zur Aufnahme der Stutzen 2 vorgesehen istIn Fig. 1, an internal combustion engine is shown with a plurality of exhaust gas duct 2 from each of which is located in one of the exhaust gas openings 3 A housing 4 of an exhaust manifold reactor, Also called a manifold reactor, the motor consists of two interconnected blocks 5 and 6 assembled, wherein in one of them, namely in the block S, a plurality of holes 5a for insertion or for receiving the nozzle 2 is provided

Innerhalb des Abgasreaktorsgehäuses 4 ist ein äußerer Mantel 7 angeordnet, und der Raum zwischen diesem Mantel 7 und dem Gehäuse 4 ist mit einem Wärmeisolator 8 ausgefüllt Der Teil des Mantels 7, in den die Stutzen 2 eingeführt werden, ist mit Führungs-Bundringen 9 versehen. In einem hinreichenden Abstand innerhalb des äußeren Mantels 7 ist ein innerer Mantel 10 angeordnet, dessen eine Seite zur Mündung der Stutzen 2 hin offen ist von denen einige Ränder 2a besitzen, die vorstehen und sich in den inneren Mantel 10 öffnen.Inside the exhaust gas reactor housing 4, an outer jacket 7 is arranged, and the space between this jacket 7 and the housing 4 is filled with a heat insulator 8. The part of the jacket 7, in that the nozzle 2 are introduced is with guide collars 9 provided. At a sufficient distance within the outer jacket 7 is an inner one Sheath 10 arranged, one side of which is open to the mouth of the nozzle 2, some of which edges 2a that protrude and open into the inner jacket 10.

An einem mittigen Bereich einer Seite des Reaktorgehäuses 4 ist eine Reaktor-Abgasöffnung U vorgesehen, die mit einem nicht dargestellten Auspuffrohr verbunden ist. Bei dieser Anordnung gelangen also die aus einem nicht dargestellten Zylinder des Motors 1 kommenden Abgase in den inneren Mantel 10 und strömen durch die öffnung an beiden Enden und durch einen Kanal 12, der zwischen dem inneren Mantel 10 und dem äußeren Mnntei 7 gebildet ist, zur Abgnsöffriung U, wie dies durch die Pfeile in Fig. I dargestellt istA reactor exhaust gas opening U is provided in a central area of one side of the reactor housing 4, which is connected to an exhaust pipe, not shown. With this arrangement, the get off an unillustrated cylinder of the engine 1 coming exhaust gases into the inner shell 10 and flow through the opening at both ends and through a channel 12 which runs between the inner jacket 10 and the outer shell 7 is formed for exhaustion U, as shown by the arrows in FIG

Bei einem Abgassammelleitung-Reaktor dieser Art, bei dem eine gewisse Beweglichkeit zwischen den Situtzen 2, auf die die Motorvibration unmittelbar übertragen wird, und dem äußeren Mantel 7, der über den Wärmeisolator 8 am Gehäuse 4 befestigt ist, vorhanden sein muß, bestehen zwischen dem Stutzen 2 und den Bundringen 9 und zwischen dem äußeren Mantel 7 und den Bundringen 9 Spalte, so daß die Bundringe 9 sowohl in Längs- als auch in diametraler Richtung der Stutzen 2 verschoben werden können.In an exhaust manifold reactor of this type, in which a certain mobility between the Situtzen 2, to which the engine vibration is transmitted directly, and the outer jacket 7, which is about the heat insulator 8 is attached to the housing 4, must be present, exist between the connecting piece 2 and the collars 9 and between the outer jacket 7 and the collars 9 gap, so that the Collars 9 can be moved both in the longitudinal as well as in the diametrical direction of the nozzle 2.

Bei einem solchen Abgasreaktor wird der aus einer faserigen Substanz, beispielsweise einem Keramikfaserstoff, bestehende Wärmeisolator 8, der den Raum zwischen dem Reaktorgehäuse 4 und dem äußeren Mantel 7 ausfüllt, an seiner Kante zu Staub, weil er der Motorvibration und Leckgasen ausgesetzt ist DadurchIn such a waste gas reactor is made of a fibrous substance, for example a ceramic fiber material, existing heat insulator 8, the space between the reactor housing 4 and the outer Cover 7 fills, at its edge to dust, because it is exposed to the engine vibration and gas leakage

ίο dringt der Staub in die Spalte zwischen den Stutzen 2 und den Bundringen 9 und zwischen dem äußeren Mantel 7 und den Bundringen 9 ein und behindert damit die Gleitbewegung der Bundringe 9; oder der Staub dringt tiefer durch den Spalt zwischen dem inneren Mantel 10 und den Stutzen 2 ein und erreicht schließlich den inneren Mantel 10, der die Verbrennungskammer bzw. den Verbrennungsraum bildet so daß er durch den Kanal 12 und aus der Abgasöffnung 11 in die freie Atmosphäre ausgeblasen wird.ίο the dust penetrates into the gap between the nozzles 2 and the collars 9 and between the outer jacket 7 and the collars 9 and interferes with it the sliding movement of the collars 9; or the dust penetrates deeper through the gap between the inner one Jacket 10 and the nozzle 2 and finally reaches the inner jacket 10, which is the combustion chamber or the combustion chamber forms so that it passes through the channel 12 and out of the exhaust gas opening 11 into the open Atmosphere is blown out.

Um dies zu verhindern, ist bei einem ersten, in F i g. 2 dargestellter» Ausführungsbeispiel zwischen dem Gehäuse 4 und dem äußeren Mantel 7 »,. Durchführungselement 13 in Form einer Hülse bzw. :ines Ringes vorgesehen. Der außen um den Durchführungsring 13 gebildete Raum ist mit dem Wärmeisolator 14 ausgefülltIn order to prevent this, in a first, in FIG. 2 illustrated »embodiment between the housing 4 and the outer jacket 7 »,. Feed-through element 13 in the form of a sleeve or: ines ring intended. The space formed on the outside around the feed-through ring 13 is with the heat insulator 14 filled out

F i g. 3 zeigt ein anderes erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel eines Durchführungsringes 13, der eine preßgeformte Scheibe 15 besitzt, deren eines EndeF i g. 3 shows another embodiment of the invention of a grommet 13, the one has compression molded disc 15, one end of which

JO trichterförmig ist, beispielsweise das linke Ende nach F i g. 3, und deren anderes Ende, also hier das rechte Ende, als Rohr 15a ausgebildet ist das in einen gebohrten Teil 16a einer ähnlich geformten, also preßgeformten, Platte bzw. Blech 16 eingesetzt und dicht verstemmt wird. Gleichzeitig mit dem Dichtstemmen wird der Wärmeisolato^r 14 zwischen die beiden Platten 15 und 16 gesetzt, wodurch der Durchführungsring 13 und der Wärmeisolator 14 zu einem integralen Bestandteil werden. Das auf diese Weise gewonnene Durchführungselement 13 wird zwischen dem Geiduse 4 und dem äußeren Mantel 7 befestigt und dadurch sicher zwischen diesen beiden gehalten. Der Durchführungsring 13 ist etwas weiter a is der Spalt zwischen dem Gehäuse 4 und dem äußeren Mantel 7, so daß er beimJO is funnel-shaped, for example the left end of FIG. 3, and the other end thereof, that is to say the right end here, is designed as a tube 15a which is inserted into a drilled part 16a of a similarly shaped, ie compression-molded, plate or sheet metal 16 and caulked tightly. Simultaneously with the caulking of the Wärmeisolato ^r 14 is placed between the two plates 15 and 16, whereby the bushing ring 13 and the heat insulator 14 are an integral part. The lead-through element 13 obtained in this way is fastened between the Geiduse 4 and the outer jacket 7 and is thus held securely between these two. The grommet 13 is a little further a is the gap between the housing 4 and the outer shell 7, so that when

Assembly is compressed.

Fig.4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Durchführungsringes 13, bei welchem das eine Teil 17 nahezu dieselbe Form aufweist wie das Teil 15 des in Fig.3 dargestellten Ausführungsbeispieles, während das andere Teil 18 als flacher, ebener Ring ausgebildet ist. Das rohrförmige Teil 17a des Teils 17 gelangt in die zentrische öffnung IPa des Teils 18 und wird dann nicht verstemmt. Bei diesem Durchführungsring ist der Querschnitt unsymmetrisch.4 shows another embodiment of a Feed-through ring 13, in which one part 17 has almost the same shape as part 15 of the in Fig. 3 illustrated embodiment, while the other part 18 is designed as a flat, planar ring is. The tubular part 17a of the part 17 reaches the central opening IPa of the part 18 and is then not caulked. The cross-section of this bushing ring is asymmetrical.

B?i e.msm weiteren Ausführungsbeispiel eines Durchführungsringes, das in den F i g. 5 und 6 dargestellt ist. ist eine Vielzahl von Zahnen 19a am Umfang des einen Seitenteils 19 vorgesehen, das andererseits im wesentlichen dasselbe Durchführungsteil, wie das in Fig.3 dargestellte Teil bildet. Die Zähne können, wie deutlich ersichtlich, am Wärmeisolator 14 eine sichere Klemmung erreichen, wenn dieser, wie in F i g. 6 dargestellt, zwischen dem Teil 19 und einem weiteren Seitenteil angeordnet ist.B? I e.msm another exemplary embodiment of a grommet, which is shown in FIGS. 5 and 6 is shown. a plurality of teeth 19a is provided on the circumference of one side part 19 which, on the other hand, essentially forms the same passage part as the part shown in FIG. As can be clearly seen, the teeth can achieve a secure clamping on the heat insulator 14 if the latter, as in FIG. 6 shown, is arranged between the part 19 and a further side part.

For this purpose 3 sheets of drawings

Claims

I. ■. Claims;

1. Holding device for a heat insulator ψ eijjem exhaust gas reactor of an internal combustion engine, with a profiled, ring-shaped DuTchführungetyment which is arranged between the exhaust gas reactor housing and a jacket provided within this and which is arranged in the space between the housing and the jacket on the edge and opposite a heat insulator covers inner exhaust gas ducts arranged in a housing opening, characterized in that the lead-through element (13) consists of two compression-molded parts (15, 16; 17, 18; 19) which at their inner circumferential area (15a; 17a,) by deformation at least one of the two parts are tightly caulked together, and that the two parts (15, 16; 17, 18; 19) at their radial outer areas, of which at least one when assembling the reactor parts by pressing the housing (4) on the one hand and the jacket ;; (7) on the other hand is deformable, enclose the thermal insulation (14) between them. '

2. Holding device according to claim 1, characterized in that at least one of the two compression-molded parts (15, 16; 17, 18) has an approximately funnel-shaped outer region, and that for the tight caulking of both parts on one part (15; 17) into one central bore (16a; 18a) of the other part (16; 18) insertable cylindrical extension (15a; 17a) is formed

3. Holding device according to claim 1 or 2, characterized in that the other part is a flat plate (18)

4. Holding device according to one of claims 1 to 3, characterized in that; that the radial Outer area of one of the two parts (19) bent towards the heat insulator and with a Variety of teeth (Wa ^ is provided.