DE3521467C3 - Rohr zur Leitung von Heißgasen - Google Patents
Rohr zur Leitung von HeißgasenInfo
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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 23 586 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 wie im Anspruch 1 angegeben
gelöst.
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 10a und 10b
angeordnet. Durch dieses spezielle
Herstellungsverfahren, welches eingangs erläutert wurde,
entspricht die Form der Formteilhälften 10a und 10b exakt
der Form des Rohres 9 über seinem gesamten zu ummantelnden
Verlauf. Die Formteilhälften 10a und 10b wer
den in Pfeilrichtung P1 bzw. P2 auf den Außenmantel des
Rohres 9 aufgesetzt.
Über die Formteilhälften 10a und 10b wird dann die Folie
6 entlang der Pfeile P3 und P4 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 10a und 10b. Dadurch bildet die Folie 6
überstehende Randbereiche 11 und 12.
Wie insbesondere Fig. 3 erkennen läßt, wird die Folie
6 beim Umspannen der Formteilhälften 10a, 10b 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 10a und 10b zusammen.
Mit einem geeigneten, das so vorgefertigte Rohr 1 um
schließenden Werkzeug wird die Folie dann fest gegen
die Formteilhälften 10a und 10b 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 10a und 10b an
dem Rohr 9 sorgen.
Ein derartiges Rohr hat ausge
zeichnete Wärmedämmeigenschaften. So läßt sich mit
nur 0,5 cm dicken Formteilhälften 10a und 10b und
der darüberliegenden 100 µm dicken Folie 6 bei
einer Rohrinnentemperatur von ca. 400°C, wie sie
bei Abgasrückführungen in PKW's auftritt, die Außen
temperatur auf ca. 135°C halten.
Darüber hinaus ist die Herstellung des Rohres mit
relativ geringen Kosten durchführbar.
Claims (6)
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 (10a, 10b)
besteht und daß die metallische Umhüllung aus einer
mit den Formteilhälften (10a, 10b) durch ein das vorgefertigte
Rohr umschließendes Werkzeug unter Bildung einer Vielzahl von
unregelmäßigen Einbuchtungen
bzw. Falten verpreßten und diese
dadurch zusammenhaltenden Metallfolie (6) besteht,
daß das Breitenmaß (B) der Folie
(6) größer als das Umfangsmaß des Keramikfasermaterials
(10a, 10b) ist und daß die Innenseiten der
in Längsrichtung der Folie verlaufenden Randbereiche
(11, 12) aneinanderliegend in Umfangsrichtung
des Keramikfasermaterials (10a, 10b) umgebogen
sind und eine in Längsrichtung des Rohres
verlaufende Naht (7) bilden und
daß die Folie (6) an der Naht verschweißt ist.
2. Rohr nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Keramikfasermaterial (10a, 10b) 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 die Metallfolie (6) an ihren radialen Enden mit dem
Innenrohr (9) verschweißt ist.
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