DE3521467C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Rohr zur Leitung von Heißgasen, insbesondere zur Abgasführung bei Brennkraftmaschinen, mit einem Innenrohr, einer wärmedämmenden Ummantelung aus Mineralfasern und einer metallischen Umhüllung.

Aus der DE-OS 21 37 699 sind auch bereits Rohre für die Durchleitung heißer Medien bekannt, bei dem ein Innenrohr aus mehreren gegeneinander gleitenden Rohrabschnitten besteht und ein metallischer Außenmantel vorgesehen ist, der die Innenrohre übergreift und zwischen den Außenmantel und dem Innenrohr ein thermisch isolierendes Material, auf zum Beispiel einer Aluminium- oder Siliziumbasis, eingefüllt wird.

Aus der DE-OS 29 23 686 ist bereits ein Verfahren zur Herstellung wärmeisolierender, insbesondere keramischer, Formteile bekannt, bei dem auch mit Hilfe von Vakuum aus einer keramische Silikatfasern enthaltenden Suspension in einem Saugkasten die Form einer Matte hergestellt wird.

Der vorliegenden Erfindung liegt nunmehr die Aufgabe zugrunde, ein Rohr der eingangs erwähnten Art anzugeben, für das bei beliebiger Form des Innenrohres eine wärmedämmende Ummantelung auf einfache Art ausgebildet und auf dem Innenrohr befestigt und umhüllt werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die wärmedämmende Ummantelung aus zwei entsprechend dem Lauf des Innenrohres aus Keramikfasermaterial mit Hilfe von Vakuum geformten Formteilhälften besteht und daß die metallische Umhüllung aus einer mit den Formteilhälften verpreßten und diese dadurch zusammenhaltenden Metallfolie besteht.

Insbesondere für Rohre mit beliebiger Form kann mit Hilfe des Vakuumformverfahrens ein Keramikfaserdämmkorpus hergestellt werden, der aus zwei Formteilhälften besteht, die leicht auf dem Innenrohr anzubringen sind, so daß sie sich vollständig um dieses herum anlegen. Bei der Herstellung von Keramikfaserformteilen durch Anwendung von Vakuum wird eine Suspension aus Mischfasern unter Beimischung unterschiedlicher Füller und Binder in Wasser hergestellt. Sodann werden Formen als Abbild des Innenrohres, das mit dem dann erzeugten Dämmkorpus ummantelt werden soll, in diese Suspension eingetaucht. Ein Vakuum saugt sodann die in der Suspension enthaltene Masse an die Form an. Nach dem Austrocknen erhält man dann einen starren Dämmkorpus, der auch noch weiterbearbeitet werden kann, beispielsweise mit Bohrungen versehen werden kann. Die nach diesem Vakuumverfahren hergestellten Formteile können Präzisionsformteile sein. Die Formteile können leicht um das Innenrohr herum angelegt werden, und sie werden in einfacher Weise dadurch zusammengehalten, daß lediglich eine Metallfolie um diese Formteile herum verpreßt wird. Damit braucht für die Herstellung der metallischen Umhüllung kein eigener Arbeitsvorgang zur Erstellung von Formteilen vorgesehen zu werden und es bedarf auch keiner besonderen Befestigungsmittel, wie etwa Klebern, um den Dämmkorpus und/oder die metallische Umhüllung auf dem Innenrohr zu halten.

Als Keramikfasermaterial zur Herstellung des Dämmkorpus wird bevorzugt eine Mischfaser aus Al₂O₃ und SiO₂ verwendet. Je nach Anwendung kann der prozentuale Anteil dieser Stoffe variiert werden. So reicht es beispielsweise für Temperaturen, wie sie bei der Abgasführung in Brennkraftmaschinen auftreten, aus, wenn der Dämmkorpus eine Wärmebeständigkeit bis 850°C hat. Dies wird mit einem Keramikfasermaterial erreicht, bei dem die Mischung aus 24% Al₂O₃ und 40% SiO₂ besteht. Den restlichen Anteil bilden Beimischungen von Füllern aus Mineralwollstoffen und Binder. Für höhere Anforderungen an die Wärmebeständigkeit können die Anteile von Al₂O₃ und SiO₂ entsprechend gesteigert werden.

Dadurch, daß die Metallfolie mit geeigneten Werkzeugen mit dem Keramikfasermaterial verpreßt wird, wird die Folie in sich versteift und es wird eine besonders hohe Stabilität der Metallfolie erzielt.

Als Metallfolie kann an sich jede Metallfolie, wie Aluminium-Folie, Stahl- oder Edelstahlfolie, verwendet werden. Besonders geeignet sind Edelstahlfolien, wie beispielsweise eine Chromnickelstahlfolie. Derartige Folien sind ausreichend stabil und können nicht leicht beschädigt werden. Nach dem Verpressen einer solchen Folie ergibt sich insgesamt ein starres Gebilde, welches sehr zuverlässig das Keramikfasermaterial umschließt. Die Foliendicke kann dabei ca. 100 µm betragen. Bevorzugt ist das Breitenmaß der Folie größer als das Umfangsmaß des Keramikfasermaterials, und es werden die Innenseite der in Längsrichtung der Folie verlaufenden Randbereiche aneinanderliegend in Umfangsrichtung des Keramikfasermaterials umgebogen, so daß sie eine in Längsrichtung des Rohres verlaufende Naht bilden. Diese Ausgestaltung verhindert insbesondere dann, wenn die Folie entlang der Naht verschweißt ist, daß sich die Folie aufbiegt, oder daß etwa Öl- oder Kraftstoffverunreinigungen in den Dämmkorpus eindringen.

Vorzugsweise wird die Metallfolie auch an ihren radialen Enden mit dem Innenrohr verschweißt. Damit schließt die Folie auch die in Längsrichtung des Rohres weisenden Enden des ummantelten Rohrteils zuverlässig ab.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines bevor­ zugten Ausführungsbeispiels weiter erläutert und be­ schrieben.

Fig. 1 zeigt eine Ansicht auf ein erfindungsgemäßes Rohr.

Fig. 2 zeigt einen perspektivischen Schnitt durch das in Fig. 1 dargestellte Rohr in einer Explosionsdarstellung und

Fig. 3 zeigt einen Schnitt entlang der Linie III-III in Fig. 1 in einer perspektivischen Ansicht.

Das in Fig. 1 dargestellte erfindungsgemäße Rohr ist mit samt seiner wärmedämmenden Ummantelung 2 insgesamt mit 1 bezeichnet und dient zur Abgasrück­ führung in einem Diesel-Kraftfahrzeug.

Die Rohrenden werden an einer Seite von einem Balg 3 und an der anderen Seite von einem Anschweißende 4 gebildet. Das dazwischenliegende Stück ist mit der wärmedämmenden Ummantelung 2 umkleidet. Die Lasche 5 dient zur Befestigung des Rohres im Motorraum eines Fahrzeugs.

Von der Ummantelung 2 ist die außenliegende Schicht 6 zu erkennen, die von einer Chromnickelstahlfolie gebildet wird. Diese Folie 6 bildet eine Naht 7. Entlang der Naht 7 ist die Folie mit Schweißpunkten 8 zusammengehalten. An dem Anschweißende 4 bzw. dem Balg 3 ist die Folie 6 ebenfalls mit solchen Schweiß­ punkten 8 befestigt.

Wie die Explosionsdarstellung in Fig. 2 zeigt, be­ steht der Kern des Abgasrückführungsrohres aus einem Rohr 9, das den Rückführkanal bildet. Um dieses Rohr 9 herum sind zwei im Vakuum-Verfahren hergestellte Formteilhälften 10 a und 10 b angeordnet. Durch dieses spezielle Herstellungsverfahren, welches eingangs erläutert wurde, entspricht die Form der Formteilhälften 10 a und 10 b exakt der Form des Rohres 9 über seinem gesamten zu ummantelnden Verlauf. Die Formteilhälften 10 a und 10 b wer­ den in Pfeilrichtung P ₁ bzw. P ₂ auf den Außenmantel des Rohres 9 aufgesetzt.

Über die Formteilhälften 10 a und 10 b wird dann die Folie 6 entlang der Pfeile P ₃ und P ₄ geschlagen.

Die Chromnickelstahlfolie 6 hat eine Dicke d von ca. 100 µm und ist daher entsprechend steif und stabil.

Die Breite B der Chromnickelstahlfolie 6 ist etwas größer als der Außenumfang der zusammengesetzten Form­ teilhälften 10 a und 10 b. Dadurch bildet die Folie 6 überstehende Randbereiche 11 und 12.

Wie insbesondere Fig. 3 erkennen läßt, wird die Folie 6 beim Umspannen der Formteilhälften 10 a, 10 b im Bereich der Naht 7 so angeordnet, daß die Innenflächen der Randbereiche 11 und 12 zunächst aneinanderliegen. Die so aneinander gelegten Innenflächen werden dann zu einer Seite hin in Umfangsrichtung umgebogen, wie das Fig. 3 erkennen läßt. Die derart angeordnete Folie 6 hält die Formteilhälften 10 a und 10 b zusammen. Mit einem geeigneten, das so vorgefertigte Rohr 1 um­ schließenden Werkzeug wird die Folie dann fest gegen die Formteilhälften 10 a und 10 b gepreßt. Dadurch ent­ stehen eine Vielzahl von unregelmäßigen Einbuchtungen bzw. Falten 13, die die Folie weiter aussteifen und somit für einen nicht nachlassenden und ausreichenden Anpreßdruck für die Formteilhälften 10 a und 10 b an dem Rohr 9 sorgen.

Ein derartiges Rohr hat ausge­ zeichnete Wärmedämmeigenschaften. So läßt sich mit nur 0,5 cm dicken Formteilhälften 10 a und 10 b und der darüberliegenden 100 µm dicken Folie 6 bei einer Rohrinnentemperatur von ca. 400°C, wie sie bei Abgasrückführungen in PKW's autritt, die Außen­ temperatur auf ca. 135°C halten.

Darüber hinaus ist die Herstellung des Rohres mit relativ geringen Kosten durchführbar.

Claims (8)

1. Rohr zur Leitung von Heißgasen, insbesondere zur Abgasführung bei Brennkraftmaschinen, mit einem Innenrohr, einer wärmedämmenden Ummantelung aus Mineralfasern und einer metallischen Umhüllung, dadurch gekennzeichnet, daß die wärmedämmende Ummantelung aus zwei entsprechend dem Lauf des Innenrohres aus Keramikfasermaterial mit Hilfe von Vakuum geformten Formteilhälften (10 a, 10 b) besteht und daß die metallische Umhüllung aus einer mit den Formteilhälften (10 a, 10 b) verpreßten und diese dadurch zusammenhaltenden Metallfolie (6) besteht.

2. Rohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Keramikfasermaterial (10 a, 10 b) Mischfasern aus Al₂O₃ und SiO₂ umfaßt.

3. Rohr nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Metallfolie eine Edelstahlfolie (6) vorgesehen ist.

4. Rohr nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Edelstahlfolie eine Chromnickelstahlfolie ist.

5. Rohr nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Foliendicke ca. 100 µm beträgt.

6. Rohr nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Breitenmaß (B) der Folie (6) größer als das Umfangsmaß des Keramikfasermaterials (10 a, 10 b) ist und daß die Innenseiten der in Längsrichtung der Folie verlaufenden Randbereiche (11, 12) aneinanderliegend in Umfangsrichtung des Keramikfasermaterials (10 a, 10 b) umgebogen sind und eine in Längsrichtung des Rohres verlaufende Naht (7) bilden.

7. Rohr nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie (6) an der Naht verschweißt ist.

8. Rohr nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallfolie (6) an ihren radialen Enden mit dem Innenrohr (9) verschweißt ist.