DE602004005633T2

DE602004005633T2 - Verbesserung zu einem flexiblen Entkopplungselement für eine Auspuffanlage eines Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE602004005633T2
Application number: DE200460005633
Authority: DE
Inventors: Jean-Michel Simon
Original assignee: Hutchinson SA
Current assignee: Hutchinson SA
Priority date: 2003-07-04
Filing date: 2004-06-29
Publication date: 2007-12-13
Anticipated expiration: 2024-06-30
Also published as: FR2857050A1; DE602004005633D1; FR2857050B1; EP1496213B1; EP1496213A1

Description

Die Erfindung betrifft Weiterentwicklungen, die an einem flexiblen Entkopplungselement vorgenommen wurden, das dazu bestimmt ist, in der Auspuffanlage eines Kraftfahrzeugs montiert zu werden.
Ein flexibles Entkopplungselement, das von den Weiterentwicklungen der Erfindung betroffen ist, ist insbesondere im Dokument FR-0200738 beschrieben. Dieses flexible Entkopplungselement umfasst insbesondere einen inneren mechanischen Teil in Form einer Metallschelle, einen Mittelteil, der eine thermische Isolierung bildet, und einen dichten Teil in Form einer externen mittleren flexiblen Umhüllung und zweier Metallenddeckbleche, die bei den zwei Enden der Metallschelle befestigt sind.
Das flexible Entkopplungselement, das im Dokument EP 0 493 680 A beschrieben ist, umfasst ebenso einen inneren Teil in Form einer Metallschelle, eine thermische Isolierung und eine externe Umhüllung mit zwei Metallenddeckblechen.
Eine Aufgabe der Erfindung ist es, ein solches flexibles Entkopplungselement zu verbessern, insbesondere was die Befestigungsweise der Enddeckbleche des dichten Teils auf der Metallschelle, eine mögliche Beschädigung der thermischen Isolierschicht durch die Metallschelle bei den Verformungen des flexiblen Entkopplungselements während des Betriebs betrifft.
Hierfür schlägt die Erfindung eine Weiterentwicklung eines flexiblen Entkopplungselements zur Montage in der Auspuffanlage eines Kraftfahrzeugs vor, wobei dieses flexible Entkopplungselement einen biegsamen inneren rohrförmigen Teil in Form einer Metallschelle, der in Kontakt mit dem Auspuffgasfluss steht, einen thermisch isolierenden Mittelteil und einen dichten Außenteil, umfasst, wobei dieser dichte Teil einen flexiblen mittleren Teil und zwei Metallenddeckbleche umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Enddeckblech einen mittleren Teil aufweist, der durch elastisches Spannen auf die Schelle befestigt ist.
Im Allgemeinen kann das elastische Spannen des mittleren Teils jedes Deckblechs entweder punktförmig um die Schelle oder kontinuierlich um die Schelle erfolgen.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform erstrecken sich die Metallschelle einerseits und die Endstücke der beiden Deckbleche andererseits über eine gewisse Länge innen bzw. außen an den beiden davor und dahinter liegenden Metallrohrstutzen, zwischen denen das flexible Entkopplungselement montiert ist, und die Endstücke der Deckbleche sind beispielsweise durch Schweißen ebenso mit den davor und dahinter liegenden Metallrohrstutzen verbunden.
Vorteilhafterweise ist ein Strumpf zum mechanischen Schutz zwischen der Schelle und dem thermisch isolierenden Teil montiert, wobei dieser Schutzstrumpf sich etwa über die ganze Länge der Schelle erstrecken kann und das elastische Spannen jedes Deckblechs auf die Schelle durch den Strumpf hindurch ausgeübt wird.
Im Allgemeinen ist der Strumpf flexibel und besteht aus einem flexiblen Keramikfasergewebe und weist einen kleineren Durchmesser als die Schelle auf, um auf diese geklemmt zu werden.
Vorteilhafterweise besteht der Strumpf aus rund gestricktem Gewebe (des Typs „Jersey"), um seine Rückstellelastizität zu optimieren.
Nach einem Vorteil der Erfindung ist das elastische Spannen der Metalldeckbleche der externen Umhüllung des flexiblen Entkopplungselements eine Befestigungstechnik, die einfach durchzuführen ist und die, da sie den thermischen Fluss in den Deckblechen verringert, es ermöglicht, auf die Ausrüstung der externen Umhüllung mit Kühlrippen zu verzichten, um ein besseres thermisches Verhalten des mittleren Teils der externen Umhüllung zu gewährleisten, das beispielsweise durch eine Silikonschicht verwirklicht wird.
Weitere Vorteile, Eigenschaften und Details der Erfindung werden in folgender Beschreibungsweiterführung mit Bezug auf die angehängten Zeichnungen erläutert, die nur beispielhaft zu verstehen sind, und in denen:
1 eine halbe Schnittansicht eines flexiblen Entkopplungselements gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist;
2 eine Teilschnittansicht gemäß der Linie II-II von 1 ist;
3 eine Schnittansicht gemäß der Figur III-III von 2 ist;
4 eine halbe Teilschnittansicht eines flexiblen Entkopplungselements gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist; und
5 eine Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist.
Ein erfindungsgemäßes flexibles Entkopplungselement 1 ist zwischen einem davor liegenden Rohrstutzen 3 des Abgassammelrohrs am Ausgang des Motors des Fahrzeugs und einem dahinter liegenden Rohrstutzen 5, der beispielsweise mit dem Eingang eines Katalysators verbunden ist, montiert.
Nach einer an sich bekannten Weise umfasst das flexible Entkopplungselement 1 im Besonderen einen inneren rohrförmigen Teil A, der aus einem biegsamen Rohr wie zum Beispiel einer Metallschelle 7, vorzugsweise einer sehr losen Doppelschelle, besteht, einen thermisch isolierenden Mittelteil B, der aus einer ringförmigen isolierenden Schicht besteht, und einen dichten Außenteil C, der aus einem flexiblen mittleren Teil 11 und zwei Metallenddeckblechen 13 besteht.
Jedes Enddeckblech 13 kann aus einem Stück sein und sich in drei Teile aufspalten: einen Teil 13a, der auf dem davor 3 oder dahinter 5 liegenden Rohrstutzen befestigt wird, einen mittleren Teil 13b, der auf der Schelle 7 befestigt wird und einen Teil 13c, der auf einem Ende des flexiblen Außenteils 11 des flexiblen Entkopplungselements 1 befestigt wird.
Der Teil 13a der Enddeckbleche 13 ist zylindrisch und weist einen Innendurchmesser auf, der leicht größer als der Außendurchmesser der davor 3 und dahinter 5 liegenden Rohrstutzen ist, so dass er unter einfachen Bedingungen frei auf einer Länge L₀ um diese geschoben werden kann und seine Befestigung beispielsweise durch Schweißen oder durch einen Flansch ermöglicht wird.
Eine erste Weiterentwicklung des flexiblen Entkopplungselements betrifft den mittleren Teil 13b der Deckbleche 13, der vorteilhaft verformt ist, um mechanisch auf der Schelle 7 befestigt werden zu können. Im Allgemeinen, da jedes Deckblech 13 auf einer gewissen Länge den davor 3 und dahinter 5 liegenden Rohrstutzen bedeckt, kann vorteilhafterweise eine Befestigung jedes Deckblechs 13 durch ein elastisches Spannen auf der Schelle 7 gewährleistet werden. Dieses elastische Spannen hat den Vorteil, dass es während des Betriebs nicht nachlässt, sondern ganz im Gegenteil zunimmt, sobald die Metallschelle 7 sich mehr als die Deckbleche 13 ausdehnt, die eine mäßige Temperatur beibehalten. Ein elastisches Spannen kann entweder diskontinuierlich bzw. punktförmig oder kontinuierlich entstehen.
Gemäß einer ersten Ausführungsform, die in 2 gezeigt wird, ist das elastische Spannen des mittleren Teils 13a der Deckbleche 13 auf der Schelle 7 punktförmig. Hierfür wird der mittlere Teil 13b, der einen hohen Schnittwiderstand aufweist, senkrecht nach innen komprimiert, so dass zum Beispiel Wellen 15 erzeugt werden. Die Täler dieser Wellen 15 sind in Kontakt mit der Schelle 7 und weisen eine umlaufende elastische Aussparung in Form von Taschen oder Ausbuchtungen 15a auf, die um die Schelle 7 herum regelmäßig von einander beabstandet sein können. Im Betrieb entflammen die mittleren Teile 13b der Deckbleche 13 und plastifizieren sich, während die Schelle 7 ihre elastische Aussparung nicht verloren hat. Auf einer thermischen Ebene ermöglicht ein diskontinuierliches elastisches Spannen an mehreren Punkten 13c, beispielsweise drei, die Übergangspunkte der thermischen Wärmeleitung zu den Deckblechen 13 zu begrenzen.
Außerdem, wie in 3 gezeigt, ist es vorteilhaft, wenn die punktförmigen Spannungszonen 13c sich in Längsrichtung über eine Länge d erstrecken, die größer ist als die eines Schrittes der Spiralwicklung, die durch die Schelle 7 gebildet ist, so dass mehrere Wicklungen komprimiert werden, um die Gefahren eines eventuellen Abtrennens der Schelle durch den Effekt des Durchdrückens zu verringern.
Eine Ausführungsform ist in 4 gezeigt, bei der jedes Deckblech 13 durch ein Klippsystem 20 auf der Schelle 7 befestigt ist. Jeder Klipp 20 weist die Form eines Metallrings 22, beispielsweise aus Edelstahl, auf. Der Ring 22 ist entweder ein auf der Schelle 7 gefalzter Ring oder er ist mit einem Schlitz versehen, so dass er auf gezwängt werden kann, um auf die Schelle 7 aufgesetzt zu werden, und er ist mit externen radialen Vorsprüngen 22a versehen, die zum Befestigen jedes Deckblechs 13 dienen, indem sie sich in die Täler der Wellen 15 einsetzen, die im mittleren Teil 13b der Deckbleche 13 gebildet sind.
Gemäß einer zweiten Ausführungsform, die in 5 gezeigt ist, ist das elastische Spannen des mittleren Teils 13b der Deckbleche 13 auf der Schelle 7 kontinuierlich.
Hierfür wird der mittlere Teil 13b jedes Deckblechs 13 dem Außendurchmesser der Schelle 7 angepasst, damit sie mit einander in Kontakt stehen und elastische Aussparungen 25 werden am Außenrand des mittleren Teils 13b erzeugt, die bei der Produktion der Deckbleche geklemmt oder umgeklappt werden können. In dem in 5 gezeigten Beispiel sind zwei elastische Aussparungen 25 umgeklappt und sind deutlich diametral entgegengesetzt.
Der Teil 13c der Deckbleche 13 gewährleistet eine Funktion der Wärmeableitung und kann vorzugsweise eine gewellte Form aufweisen, um diese Ableitung zu steigern. Das frei stehende Ende der Deckbleche 13 ist durch einen Klemmring 30 beispielsweise an einem Ende des externen Teils 11 befestigt. Dieser externe Teil 11 kann beispielsweise in Form eines Faltenbalgs aus verstärktem Silikon verwirklicht werden.
Eine weitere Weiterentwicklung des flexiblen Entkopplungselements betrifft auch ein Mittel zum mechanischen Schutz wie beispielsweise einen Strumpf 10, der zwischen der Schelle 7 und der isolierenden Schicht 9 montiert ist. Dieser Strumpf 10, der beispielsweise aus einem Keramikfasergewebe besteht, ermöglicht es, die isolierende Schicht 9 vor den Reibungsphänomenen zu schützen, die aus den Bewegungen der Metallschelle 7 entstehen. Vorteilhafterweise ist der Strumpf 10 in Form eines feinen elastischen Gewebes gestrickt und er weist einen kleineren Durchmesser als der Durchmesser der Schelle 7 auf, so dass er eine Rückstellelastizität aufweist, die ihn auf der Schelle 7 auf natürliche Weise gedrückt oder geklemmt halten wird und verhindert, dass er während der Nutzung auf sie rutscht. Vorteilhafterweise ist der Strumpf 10 aus rund gestricktem Gewebe (des Typs „Jersey") hergestellt.
Alternativ kann das Mittel zum mechanischen Schutz wie beispielsweise ein Strumpf 10 durch eine Wicklung mit mehr als einer Umdrehung eines Keramikgewebes um die Schelle 7 ersetzt werden. Die Umdrehungszahl der Wicklung kann zwischen eins und zwei betragen.
Außerdem können die Schelle 7 und das Mittel zum mechanischen Schutz wie zum Beispiel der Strumpf 10 oder eine Wicklung eines Keramikgewebes in die davor 3 und dahinter 5 liegenden Rohrstutzen über eine Länge L₀ von mehreren Zentimetern (1) hinein laufen, wobei diese Länge es im Besonderen ermöglicht, die beiden Deckbleche 13 des isolierenden Teils c des flexiblen Entkopplungselements in besseren Bedingungen auf den Rohrstutzen 3 und 5 zu befestigen.

Claims

Flexibles Entkopplungselement zur Montage in der Auspuffanlage eines Kraftfahrzeugs, wobei dieses flexible Entkopplungselement einen biegsamen inneren rohrförmigen Teil (A) in Form einer Metallschelle (7) umfasst, der in Kontakt mit dem Auspuffgasfluss steht, einen thermisch isolierenden Mittelteil (B) und einen dichten Außenteil (c), wobei dieser dichte Teil einen flexiblen mittleren Teil (11) und zwei Metalldeckbleche an den Enden umfasst, die mit den davor (3) und dahinter liegenden (5) Rohrstutzen durch Schweißen oder durch "einen Flansch verbunden werden sollen, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Deckblech einen mittleren Teil (13b) aufweist, der punktförmig durch elastisches Spannen um die Schelle (7) befestigt ist.
Flexibles Entkopplungselement nach Anspruch 1, bei dem der mittlere Teil (13b) jedes Deckblechs (13) elastisch um die Schelle (7) über eine Länge, die die der Schelle (7) überschreitet, gespannt ist.
Flexibles Entkopplungselement nach einem der Ansprüche 1 oder 2, bei dem der mittlere Teil (13b) jedes Deckblechs (13) Wellen (15) aufweist, deren Täler mit der Schelle (7) in Kontakt sind und die Ausbuchtungen (15a) um die Schelle (7) begrenzen, wodurch eine umlaufende elastische Aussparung gebildet wird.
Flexibles Entkopplungselement nach einem der Ansprüche 1 oder 2, bei dem die elastische Spannung des mittleren Teils (13b) jedes Deckblechs (13) durch ein Klippsystem 20 sicher gestellt wird.
Flexibles Entkopplungselement nach Anspruch 4, bei dem das Klippsystem 20 mindestens einen Ring (22) aufweist, der auf der Schelle (7) angezogen ist und externe radiale Vorsprünge (22a) aufweist, die punktuell mit dem mittleren Teil (13b) jedes Deckblechs (13) in Kontakt kommen.
Flexibles Entkopplungselement nach Anspruch 4, bei dem das Klippsystem 20 mindestens einen Ring (22) aufweist, der auf der Schelle (7) eingefasst ist und externe radiale Vorsprünge (22a) aufweist, die punktuell mit dem mittleren Teil (13b) jedes Deckblechs (13) in Kontakt kommen.
Flexibles Entkopplungselement nach Anspruch 5 oder 6, dessen mittlerer Teil (13b) gewellt ist und bei dem die externen radialen Vorsprünge (22a) des Rings (22) mit einem Wellental im mittleren Teil (13b) jedes Deckblechs in Kontakt kommen.
Flexibles Entkopplungselement nach einem der vorstehenden Ansprüche, dessen Metallschelle (7) einerseits und die Endstücke der beiden Deckbleche (13) andererseits sich über eine gewisse Länge innerhalb und außerhalb der beiden davor und dahinter liegenden Metallrohrstutzen (3, 5) erstrecken, zwischen denen das flexible Entkopplungselement montiert ist und bei dem die Endstücke der Deckbleche (13) ebenfalls beispielsweise über Schweißen mit den davor und dahinter liegenden Metallrohrstutzen (3, 5) befestigt sind.
Flexibles Entkopplungselement nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem ein mechanischer Schutz zwischen der Schelle (7) und dem thermisch isolierenden Teil (B) angebracht ist.
Flexibles Entkopplungselement nach Anspruch 9, bei dem der mechanische Schutz ein Strumpf (10) ist, der sich etwa über die ganze Länge der Schelle (7) erstreckt.
Flexibles Entkopplungselement nach Anspruch 10, bei dem die elastische Spannung jedes Deckblechs (13) auf die Schelle (7) durch den Strumpf (10) ausgeübt wird.
Flexibles Entkopplungselement nach Anspruch 10 oder 11, bei dem der Strumpf (10) aus einem Keramikfasergewebe besteht.
Flexibles Entkopplungselement nach einem der Ansprüche 10 bis 12, bei dem der Strumpf (10) aus rund gestricktem Gewebe besteht.
Flexibles Entkopplungselement nach einem der Ansprüche 10 bis 13, bei dem der Strumpf (10) einen kleineren Durchmesser aufweist, als die Schelle (7), um auf diese geklemmt zu werden.
Flexibles Entkopplungselement nach Anspruch 14, bei dem der mechanische Schutz aus einer Wicklung Keramikgewebe um die Schelle (7) besteht.
Flexibles Entkopplungselement nach Anspruch 15, bei dem die Anzahl Wicklungen des Keramikgewebes zwischen 1 und 2 liegt.