DE3327353A1

DE3327353A1 - Isolierte abgasleitung fuer kraftfahrzeuge sowie verfahren und vorrichtung zu deren herstellung

Info

Publication number: DE3327353A1
Application number: DE19833327353
Authority: DE
Inventors: Roland 7530 Pforzheim Schöttle; Wilfried Dr.-Ing. Winzen
Original assignee: Witzenmann GmbH
Current assignee: Witzenmann GmbH
Priority date: 1983-07-29
Filing date: 1983-07-29
Publication date: 1985-02-14
Also published as: DE3327353C2; FR2549894A1

Description

PATENTANWÄLTE

DIPL-IN6. R. LEMCKE DR.-IN6. H. J. BROMMER

AMALIENSTRASSE28 7500 KARLSRUHE 1

TEL.: 0721 /28778-B

26.07.83 (13424/25) L/Bz

Witzenmann GmbH Metallschlauch-Fabrik Pforzheim

östliche Karl-Friedrich-Straße 134

7530 Pforzheim

Isolierte Abgasleitung für Kraftfahrzeuge sowie Verfahren und Vorrichtung zu deren Herstellung

srsasasaacasssssaass:

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum konzentrischen Ineinanderfügen eines starren, ggf. gebogenen Metallrohres und einer flexiblen Leitung aus Metall für eine Abgasleitung von Kraftfahrzeugen, wobei zwischen Rohr und Leitung eine Isolierung aus temperaturbeständigem Material angeordnet ist, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens und schließlich eine Abgasleitung, hergestellt mit der Vorrichtung nach diesem Verfahren.

In neuerer Zeit verlangt die Entwicklung besonders im Bereich der Personenkraftwagen isolierte Abgasleitungen als Abgasrückführrohre, Abgasquerrohre und Auspuffkrümmer etc., also im gesamten Abgasrohrbereich. Durch die Isolierung soll eine Wärmeabstrahlung zum Innenraum des Kraft-

fahrzeuges verhindert werden, es soll das schnelle Anspringen eines in der Abgasleitung eingebauten Katalysators gefördert werden und es soll insgesamt dem Auftreten und den Auswirkungen höherer Abgastemperatüren entgegengewirkt werden.

Die Isolierung einer Abgasleitung geschieht bisher derart, daß eine Isoliermatte um das starre Rohr, das auch einen gekrümmten Verlauf aufweisen kann, gelegt Wird. Diese Isoliermatte wird dann bandagiert und es wird schließlich eine flexible Leitung aus Metall Ubergeschoben, um der Abgasleitung Flexibilität und nach außen ausreichende Widerstandsfähigkeit zu geben. Wegen der gerippten Innenfläche der flexiblen Leitung aus Metall und wegen des axialen Verschiebens über eventuell vorhandene Bögen ist es aber nicht möglich, der Isolierschicht eine genügend dichte Packung zu geben. Dadurch wird das gesamte Isolierpaket nicht dicht genug, wodurch die Isolierwirkung stark beeinträchtigt ist. Ferner ergeben sich bezüglich der Metallummantelung Klappergeräusche und Schwingungen, die zu Materialbrüchen und damit zum vorzeitigen Ausfall der Abgasleitung führen.

In anderer Weise erfolgt die Aufbringung der Isolierung dadurch, daß als äußere Umhüllung nicht mähr eine flexible Leitung aus Metall verwendet wird, sondern hier zwei metallene Halbschalen aufgesetzt und miteinander verbunden werden. Dabei ist es möglich, eine Isolierung zu verdichten, so daß ein stärkerer Verbund erreicht wird. Diese

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äußeren, glattwandigen Metallhalbschalen bedeuten jedoch einen hohen Fertigungsaufwand, besonders auch wegen der hohen Werkzeugkosten für deren Herstellung.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Isolierung der vorstehend diskutierten Art mit hoher innerer Dichte auf einfache und billige Weise mit dem Abgasrohr zu verbinden und dabei gleichzeitig zu erreichen, daß eine Geräuschentwicklung und Schwingungsbildung nicht mehr auftreten kann, somit eine Belästigung durch die Abgasleitung oder ein vorzeitiger Ausfall der Abgasleitung verhindert wird. Dabei soll bezüglich des starren Rohres die Möglichkeit geschaffen werden, die Isolierung sowohl innerhalb als auch außerhalb dieses Rohres anzubringen, je nachdem, welche Anforderungen gerade zu erfüllen sind.

Ausgehend von dem eingangs genannten Verfahren ist diese Aufgabe dadurch gelöst, daß um bzw. in die wenigstens abschnittsweise mit einer Profilierung versehene flexible Leitung ein Hohlzylinder des Isoliermaterials auf- bzw. eingebracht wird und daß die dadurch mit einem gegenüber dem Innen- bzw. Außendurchmesser des starren Rohres größeren bzw. geringeren Außen- bzw. Innendurchmesser gebildete Einheit unter radialer Verdichtung des Isoliermaterials in bzw. auf das starre Rohr ein- bzw. aufgeschoben wird. Dabei ist es zweckmäßig, daß zum Auf- bzw. Einbringen des Hohlzylinders aus Isoliermaterial bezüglich der flexiblen Leitung aus Metall der Innen- bzw. Außendurchmesser des

Hohlzylinders größer bzw. geringer als der Außen- bzw. Innendurchmesser der flexiblen Leitung aus Metall ist.

Durch diese erfindungsgemäßen Maßnahmen ist erreicht, daß die isolierende Einheit, bestehend aus dem Isoliermaterial und der flexiblen Leitung aus Metall, ohne Schwierigkeiten vorgefertigt werden kann. Diese Isoliereinheit wird dann unter Verdichtung des Isoliermaterials in bzw. auf das starre Rohr geschoben, so daß ein fester gegenseitiger Sitz der drei Komponenten Rohr, Isoliermaterial und flexible Leitung gegeben ist. Da die Leitung flexibel ist, läßt sich die Isolierung auch mit bereits präzise vorgebogenen, starren Rohren verbinden bzw. auf diese schieben oder in diese einschieben. Dabei hilft bezüglich der axialen Zugfestigkeit bzw. Druckfestigkeit dee Isoliermaterials insbesondere auch die Tatsache, daß bei dem Verdichtungsprozeß des Isoliermaterials diesfes in die .Profilierung der flexiblen Leitung aus Metall gedrückt und dadurch in Axialrichtung gestützt mitgenommen wird. Die Profilierung der flexiblen Leitung wird also gleichzeitig zur Erhöhung der Zug- bzw. Druckfestigkeit des Isoliermaterials mitherangezogen.

Ferner ist es auf die erfindungsgemäße Weise möglich, die Isolierung wesentlich dichter zu packen und gleichmäßig über den Umfang zu verteilen und somit ihre wärmedämmende Hauptfunktion besser zu erfüllen. Die Montage gestaltet

sich auf äußerst rationelle Weise und es sind ohne Änderungen eines Zuschnittes für das Isoliermaterial - je nach Verlauf des starren Rohres - beliebig gebogene starre Rohre außen oder innen isolierbar.

Als Vorrichtung zur Durchführung des vorbeschriebenen Verfahrens hat es sich als zweckmäßig erwiesen, daß auf ein Ende des starren Rohres ein in Achsrichtung sich von dem Ende des Rohres fort auf ein Maß oberhalb des Außenbzw, unterhalb des Innendurchmessers der Einheit vergrößernder Ring bzw. verjüngender Dorn aufgesetzt wird und daß der dem Rohr zugewandte Querschnitt des Ringes bzw. Domes mindestens gleich dem ggf. kleiner bzw. größer als der Innen- bzw. Außenquerschnitt des starren Rohres ist. Auf diese Weise wird das Isoliermaterial beim Einschieben in das starre Rohr bzw. beim Aufschieben auf dieses starre Rohr in Radialrichtung nach innen bzw. außen zusammengedrückt und dabei auch in die Profilierung der flexiblen Leitung aus Metall hineingedrückt. Da diese radial gerichtete Verengung bzw. Erweiterung des Isoliermaterials über den Innen- bzw. Außendurchmesser des starren Rohres hinausgehen kann, ergibt sich im nachhinein trotz Rückfederns des Isoliermaterials eine Erleichterung bei dem Übereinanderschieben gegenüber dem starren Rohr.

Schließlich ergibt sich in der vorbeschriebenen Weise eine Abgasleitung in Form eines starren Rohres mit einer in dieses eingebrachten bzw. dieses umgebenden Isolierung, die ihrerseits auf der rohrabgewandten Seite von einer

flexiblen Leitung aus Metall gehalten ist, wobei diese Leitung wenigstens abschnittsweise eine Profilierung aufweist und das Isoliermaterial verdichtet ist. Dabei kann die flexible Leitung aus Metall im wesentlichen in Umfangsrichtung profiliert sein, so daß sie Sich durch schraubengangförmiges Wickeln eines vorprofilierten Metallbandes herstellen läßt. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, daß die flexible Leitung aus Metall ein schraubengangförmig oder ringförmig gewelltes Rohr aus Aluminium, Stahl oder aluminiumplattiertem'Stahl ist.

Der Hohlzylinder aus Isoliermaterial kann axial zugfest ausgebildet sein, wozu er beispielsweise ein gestrickter, geflochtener, gewirkter od. dgl. Hohlzylinder aus Mineralfasern, Tonerdesilikatfasern od. dgl. sein kann. Hierdurch wird die Herstellung des Verbundes aus starrem Rohr, flexibler metallischer Leitung und Isoliermaterial unterstützt über das durch die Profilierung der flexiblen hinausgehende Maß.

Weitere erfindungswesentliche Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung anhand der Zeichnung, die das erfindungsgemäße Verfahren sowie die damit entstehende Abgasleitung darstellt. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine Abgasleitung mit einer auf ein starres Rohr außen aufgebrachter Isolierung und

Fig. 2 eine Abgasleitung mit in ein starres Rohr eingebrachter Isolierung.

Gemäß Fig. 1 hat ein starres Rohr 1 einen gekrümmten Verlauf. Auf das Ende des Rohres 1 ist ein in Achsrichtung sich verjüngender Dorn 2 aufgesetzt, der auf der dem Rohr zugewandten Seite einen gegenüber dem Außendurchmesser des Rohres vergrößerten Durchmesser 3 aufweist.

Über den Dorn 2 wird ein Isoliermantel geschoben, der aus einer profilierten, metallenen Leitung 4 besteht, in die ein Hohlzylinder 5 aus Isoliermaterial eingesetzt ist. Wie bei 6 ersichtlich, kann dieser Hohlzylinder aus Isoliermaterial beispielsweise ein axial zugfestes Geflecht aus Mineralfasern, Tonerdesilikatfasern od. dgl. sein. Selbstverständlich besteht auch die Möglichkeit, den Hohlzylinder aus Isoliermaterial als Gestricke, Gewebe od. dgl. auszubilden.

Der Mantel 5 aus Isoliermaterial hat ursprünglich bezüglich seines Außendurchmessers einen geringeren Durchmesser als der Innendurchmesser der flexiblen Leitung 4, damit sich diese beiden Teile leicht zusammenfügen lassen. Beim Aufschieben dieser Einheit auf das starre Rohr 1 über den Dorn 2 wird der Isoliermantel 5 radial nach außen verdichtet, wobei er in die Profilierung der flexiblen Leitung 4 aus Metall teilweise eindringt und zum anderen in feste Anlage auf dem Rohr 1 gelangt.

Die flexible Leitung 4 aus Metall kann ein Wellschlauch sein, der schraubengangförmig oder ringgewellt ist, er kann jedoch auch ein durch schraubengangfÖrmiges Wickeln beispielsweise eines profilierten Aluminiumbandes hergestelltes Teil sein. Wesentlich ist, daß der Außenmantel 4 flexibel ist, um nicht nur über geradlinige Rohre, sondern auch über gebogene Rohrleitungen für eine Abgasleitung in Anpassung an deren Kontur geschoben werden zu können.

Nachdem die Einheit aus flexibler Leitung 4 und Isolierung 5 auf das Rohr 1 aufgeschoben ist, wird der Dorn 2 fortgenommen, so daß die so gebildete Abgasleitung an ihren beiden Enden ggf. mit den erforderlichen Anschlußstutzen versehen werden kann.

Fig. 2 zeigt im Gegensatz zu Fig. 1, wie (Sin starres Rohr 10 einer Abgasleitung innen mit einer Isolierung versehen werden kann. Dazu wird auf das Rohr 10 ein Reduzierring 11 aufgesetzt, in den eine Einheit aus einer flexiblen Leitung 12 und einem diese umgebenden Isoliermantel 13 unter Reduzierung des Außenumfaliiges des Isoliermanttls 13 eingeschoben wird, wozu det Reduzierring vom Rohr 10 fort einen größeren Durchmesser aufweist als den Innendurchmesser des Rohres 10. Hier liegt also im Ergebnis die flexible Leitung im Inneren der insgesamt gebildeten Abgasleitung und das Rohr 10 gibt der Abgasleitung in ihrer Gesamtheit die Form und stützt diese Form.

Wesentlich ist aber auch hier wieder, daß die Isolierummantelung 13 verdichtet wird, wobei die Profilierung der flexiblen Leitung 12 bei dem Ineinanderschieben der Teile Stützfunktion ausübt. Im Ergebnis ist durch die Verdichtung der Isolierummantelung 13 Spielfreiheit zwischen dem Rohr 10 und der flexiblen Leitung 12 in einfacher Weise erreicht.

Die anhand der Fig. 1 und 2 geschilderte Art der Aufbringung bzw. Einbringung einer Isolierung erfordert keine besonderen Werkzeuge außer eines Dornes 2 bzw. eines Reduzierringes 11. Außerdem besteht keine Abhängigkeit bezüglich der Form bzw. Biegung der insgesamt entstehenden Abgasleitung im Hinblick darauf, daß die flexible Leitung 4 bzw. 12 aus Metall biegbar ist. Durch die geschilderte Auf- bzw. Einbringung des Isoliermantels ergibt sich eine Verdichtung dieses Isoliermantels 5 bzw. 13, die für einen spielfreien Formschluß zwischen Rohr 1 bzw. 10 und flexibler Leitung 4 bzw. 12 auch über lange Betriebszeiten sorgt, so daß Klappergeräusche und gegenseitige Schwingungsbewegungen nicht auftreten können.

Für die geschilderte Montage ist vorteilhaft, daß das Isoliermaterial 5 bzw. 13 de nach Verarbeitungsweise eine ausreichende Schub- bzw. Zugfestigkeit aufweist. Wie geschildert, führt jedoch die Verdichtung des Isoliermaterials am Dorn 2 bzw. am Reduzierring 11 und das damit einhergehende Eindringen in die Profilierung der flexiblen Leitung 4 bzw. 12 zu einer Unterstützung dieser Axialfe-

stigkeit durch die Profilierung der flexiblen Leitung.

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- Leerseite

Claims

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AMALlENSTRASSE 28 7S00 KARLSRUHE 1

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26.07.83 (13424/25) L/Bz

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östliche Karl-Friedrich-Straße 134

7530 Pforzheim ,-;,

Patentansprüche

1J Verfahren zum konzentrischen Ineinanderfügen eines nSstarren, ggf. gebogenen Metallrohres und einer flexiblen Leitung aus Metall für eine Abgasleitung Von Kraftfahrzeugen, wobei zwischen Rohr und Leitung eine Isolierung aus temperaturbeständigem Material angeordnet wird, dadurch gekennzeichnet,

daß um bzw. in die wenigstens abschnittsweise mit einer Profilierung versehene, flexible Leitung (4, 12) ein Hohlzylinder des Isoliermaterials (5, 13) auf- bzw. eingebracht wird und daß die dadurch mit einem gegenüber dem Innen- bzw. Außendurchmesser des starren Rohres (1, 10) größeren bzw. geringeren Außen- bzw. Innendurchmesser gebildete Einheit unter radialer Verdichtung des Isoliermaterials in bzw. auf das starre Rohr ein- bzw. aufgeschoben wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Auf- bzw. Einbringen des Hohlzylinders (5, 13) aus Isoliermaterial bezüglich der flexiblen Leitung aus Metall (4, 12) der Innen- bzw. Außendurchmesser des Hohlzylinders größer bzw. geringer als der Außen- bzw. Innendurchmesser der flexiblen Leitung aus Metall ist.
3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf ein Ende des starren Rohres (1, 10) ein in Achsrichtung sich von dem Ende des Rohres fort auf ein Maß oberhalb des Außen- bzw. unterhalb des Innendurchmessers der Einheit (4, 5; 12, 13) vergrößernder Ring (11) bzw. verjüngender Dorn (2) aufgesetzt wird und daß der dem Rohr zugewandte Querschnitt des Ringes bzw. Dornes mindestens gleich dem ggf. kleiner bzw. größer als der Innen- bzw. Außenquerschnitt des starren Rohres ist.
4. Abgasleitung in Form eines starren Rohres mit einer in dieses eingebrachten bzw. dieses umgebenden Isolierung, die ihrerseits auf der rohrabgewandten Seite von einer flexiblen Leitung aus Metall gehalten ist, hergestellt gemäß dem Verfahren nach den Ansprüchen 1 oder 2 mit der Vorrichtung gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung (4, 12) wenigstens abschnittsweise eine Profilierung aufweist und daß das Isoliermaterial (5, 13) radial verdichtet ist.
5. Abgasleitung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die flexible Leitung (4, 12) im wesentlichen in Umfangsrichtung profiliert ist.
6. Abgasleitung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die flexible Leitung (4, 12) ein schraubengangförmig oder ringgewelltes Rohr aus Aluminium, Stahl oder aluminiumplattiertem Stahl ist.
7. Abgasleitung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die flexible Leitung (4, 12) durch schraubengang-

förmiges Wickeln eines profilierten Bandes hergestellt ist,
8. Abgasleitung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlzylinder aus Isoliermaterial (5, 13) axial zugfest ausgebildet ist.
9. Abgasleitung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Isoliermaterial (5, 13) ein gestrickter, geflochtener, gewirkter bd. dgl. Hohlzylinder aus Mineralfasern, Tonerdesilikatfasern od. dgl. ist.