DE4107539A1 - Waermegedaemmtes rohr - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Heißgase führendes, wärmege­ dämmtes Rohr, insbesondere Abgasrohr für Brennkraftma­ schinen, gemaß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Insbesondere bei Abgas-Vorrohren für Brennkraftmaschinen in Kraftfahrzeugen werden zunehmend wärmeisolierte Rohre verwendet, die z. B. ein schnelleres Ansprechen eines Abgaskatalysators ermöglichen und/oder weniger zu einer unerwünscht hohen Aufheizung des Motorraumes beitragen.

Vorgeschlagen wurden bereits doppelwandige Rohre, die zwischen sich einen Ringraum bilden, der mit einem wär­ meisolierenden Material ausgefüllt ist. Die Rohre sind im einen Endbereich fest miteinander verbunden, z. B. verschweißt, und weisen im anderen Endbereich eine Schiebeführung auf, die die unterschiedlichen Wärmedeh­ nungen zwischen Innen- und Außenrohr zulassen soll.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein wärmeisoliertes Rohr der gattungsgemäßen Art mit erhöhter Betriebssicherheit und Robustheit bei den auftretenden Temperaturschwankun­ gen vorzuschlagen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den kennzeichnen­ den Merkmalen des Patenanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den weiteren Patent­ ansprüchen entnehmbar.

Erfindungsgemäß sind beide Endbereiche des wärmeisolier­ ten Rohres mit einer Schiebeführung ausgebildet, wodurch insbesondere bei den meist mehrere Biegungen aufweisen­ den Abgasrohren Wärmespannungen wesentlich besser abge­ baut werden. Dadurch wird die Haltbarkeit der Rohre und die Wirksamkeit der dazwischenliegenden Wärmeisolie­ rungsschicht wesentlich verlängert. Während bei nur einenends mit einer Schiebeführung versehenen wärmeiso­ lierten Rohren Risse und Faltungen an den Innenrohren beobachtet werden konnten, die zwangsläufig auch eine Zerstörung der Wärmeisolierungsschicht einleiteten, tra­ ten diese starken Wärmespannungen bei den erfindungsge­ mäßen Rohren nicht auf.

Ggf. extrem lange oder mit vielen Krümmungen versehene wärmeisolierte Rohre könnten auch mehrere, teleskopisch sich überlappende Innenrohre aufweisen, die ebenfalls über Schiebeführungen aneinander anschließen.

Die Schiebeführungen sind bevorzugt entsprechend den Merkmalen der Patentansprüche 2 und 3 ausgeführt. Es hat sich gezeigt, daß dadurch sowohl ein Festkorrodieren als auch ein Verkanten der Schiebeführungen weitgehendst ausgeschlossen werden kann.

Ferner hat es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn die je­ weils in Gasströmungsrichtung stromaufliegende Schiebe­ führung und die unmittelbar daran angrenzende Wärmedämm­ schicht entsprechend den Merkmalen des Patentanspruches 4 vor den aggressiven Heißgasen geschützt werden. Es wird vermieden, daß die Gase unmittelbar die Stirnseite des Innenrohres im Endbereich anblasen und die dazwi­ schenliegende Gleitbuchse zerstören.

Schließt das wärmeisolierte Rohr an einen Anschluß­ flansch an, wie dies beispielsweise bei Abgasvorrohren an Brennkraftmaschinen in Kraftfahrzeugen üblich ist, so kann dieser Anschluß entsprechend den Merkmalen der Pa­ tentansprüche 5 bis 7 ausgebildet sein, wodurch sich eine herstellungstechnisch günstige Konstruktion mit einem sicheren Dehnungsausgleich und einer verwirbe­ lungsfreien Einleitung der Gase ergibt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im folgenden mit weiteren Einzelheiten näher beschrieben. Die schema­ tische Zeichnung zeigt im Schnitt die Endbereiche eines Abgas-Vorrohres für eine Brennkraftmaschine eines Kraft­ fahrzeuges mit beidseitiger Schiebeführung.

Das dargestellte Abgas-Vorrohr 10 für eine Brennkraftma­ schine in einem Kraftfahrzeug setzt sich aus einem tra­ genden Außenrohr 12, einem Innenrohr 14 und einer dazwi­ schenliegenden Wärmedämmschicht 16 zusammen. Das Außen­ rohr 12 ist mit seinem in Gasströmungsrichtung (Pfeil 18) stromaufliegenden Endbereich mit einem Anschluß­ flansch 20 und mit seinem stromab liegenden Endbereich mit einem nur abschnittsweise dargestellten Katalysator 22 fest verbunden bzw. mit ringförmigen Schweißnähten 24, 26 verschweißt.

Das Innenrohr 14, das von geringerer Wandstärke aber höherer Warmfestigkeit ist, ist an seinen Endbereichen in einer Länge l von < 20% dessen Außendurchmessers aufgeweitet und bildet mit dem tragenden Außenrohr 12 Schiebeführungen 28, 30. Dabei ist an den Schiebeführun­ gen 28, 30 jeweils zwischen Innenrohr 14 und Außenrohr 12 unter Vorspannung eine Gleitbüchse 32, 34 eingesetzt.

Die Gleitbüchse kann beispielsweise eine Stärke von 0,5 mm aufweisen und ist bevorzugt aus einer PE- oder Gra­ phitfolie einem Keramikfasergewebe hergestellt.

Während der stromab liegende Endbereich (Schiebeführung 30) des Innenrohres 14 sich ungehindert in das Katalysa­ torgehäuse 22 ausdehnen kann, ist an der stromauflie­ genden Schiebeführung 28 zwischen dem Anschlußflansch 20 und der Stirnseite 36 des Innenrohres 14 ein freier Dehnungsspalt s vorgesehen, der Wärmeausdehnungen des Innenrohres 14 relativ zum Außenrohr 12 zuläßt. An den Anschlußflansch 20 ist im Durchströmungsbereich ein ringförmiger Kragen 38 angeformt, der den Dehnungsspalt s und die Stirnseite des Innenrohres 14 bzw. teilweise die Schiebeführung 32 überdeckt. Der Innendurchmesser des Flansches 20 ist etwa gleich dem Innendurchmesser des Innenrohres 14 im nichterweiterten Rohrverlauf.

Die Wärmedämmschicht 16 ist durch ein mikrodisperses Siliziumdioxyd gebildet, welches in den dargestellten Ringraum zwischen Innenrohr 14 und Außenrohr 12 einge­ füllt und beispielsweise durch Erweitern des Innenrohres 14 verdichtet ist. Anschließend werden die Erweiterungen im Bereich der Schiebeführungen hergestellt und das Ab­ gas-Vorrohr 10 entsprechend seinem vorgegebenen Rohrver­ lauf im Kraftfahrzeug mit Biegungen versehen. Schließ­ lich werden nach Einbau der Gleitbuchsen 32, 34 der An­ schlußflansch 20 und das Katalysatorgehäuse 22 mit dem tragenden Außenrohr 12 verschweißt.

Claims (8)

1. Heißgase führendes, wärmeisoliertes Rohr, insbesonde­ re Abgasrohr für Brennkraftmaschinen, mit einem In­ nenrohr, einem tragenden Außenrohr und einer dazwi­ schenliegenden Dämmschicht, wobei Innen- und Außen­ rohr zumindest an ihren Endbereichen aneinander ge­ halten sind, dadurch gekennzeichnet, daß beide Endbe­ reiche über eine Schiebeführung (28, 30) miteinander verbunden sind.

2. Rohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Außenrohr (12) und dem Innenrohr (14) im Führungsbereich jeweils eine Gleitbuchse (32, 34) aus wärmebeständigem Material vorgesehen ist.

3. Rohr nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungsbereich einer jeden Schiebeführung (28, 30) eine Länge von 20% des Durchmessers des jeweiligen Innenrohres (im Führungsbereich) beträgt.

4. Rohr nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnseite (36) des Innenrohres (14) von einem angrenzenden Bauteil (Kra­ gen 38) abgedeckt oder überdeckt ist.

5. Rohr nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der abgedeckten Stirnseite (38) des Innen­ rohres (14) und dem angrenzenden Bauteil (38) ein in Axialrichtung freier Dehnungsspalt s vorgesehen ist.

6. Rohr nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Außenrohr (12) mit einem Anschlußflansch (20) verschweißt ist, daß zwi­ schen Flansch (20) und Innenrohr (14) der Dehnungs­ spalte s vorgesehen ist und daß der Innendurchmesser des Flansches (20) etwa gleich dem Innendurchmesser des Innenrohres (14) ist.

7. Rohr nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Flansch (20) einen ringförmigen Kragen (38) trägt, der das Innenrohr (14) im Endbereich überdeckt.

8. Rohr nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Innenrohr (14) in den Endbereichen zur Führung im Außenrohr (12) aufgewei­ tet ist.