DE7616060U1

DE7616060U1 - Rohrleitung, insbesondere auspuffleitung eines kraftfahrzeugs

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Publication number: DE7616060U1
Application number: DE7616060U
Authority: DE
Original assignee: Regie Nationale des Usines Renault
Current assignee: Regie Nationale des Usines Renault
Priority date: 1975-06-03
Filing date: 1976-05-19
Publication date: 1976-11-04
Also published as: US4114715A; FR2313621A1; ES448236A1; GB1545903A; DE2622407A1; FR2313621B1

Description

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Patentanwälte Olpl.-Ing. R. B EETZ sen. Dipl.-Ing. K. LAMPRECHT Dr.-Ing. R. B E E T Z Jr.

München 22 ao.-tfcifuiJo IO Tel. (OBb) 33 73 01/33 73 44/as SQ IO

Tnlegr. Allputanl München

578-25.616H

19. 5- 1976

Regie Nationale des U3ine3 RENAULT, Boulogne Billancourt

(Frankreich)

Rohrleitung, insbesondere Auspuffleitung eines Kraftfahrzeugs

Die Erfindung betrifft eine Rohrleitung, deren eines Ende eingespannt ist und Torsionsbeanspruchungen erfährt und deren anderes Ende gelenkig befestigt ist; insbesondere eine Auspuffleitung eines Kraftfahrzeugs.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Rohrleitung derart auszubilden, daß die Gefahren eines Bruches der Rohrleitung, die auf Biegung und Scherung beansprucht wird, vermieden werden.

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Die Auspuffleitungen bei Kraftfahrzeugen sind einem Biegungs-Schermoment unterworfen, das durch das Schwingen des Motors beim Anfahren bedingt ist; dies gilt insbesondere für Fahrzeuge mit quergestelltem Motor. Um derartige Gefahren des Bruches der Rohrleitungen zu vermeiden, sind bekannte Vorrichtungen im Gebrauch, insbesondere biegsame oder nachgiebige Bauelemente, die so eine Möglichkeit einer Drehung innerhalb der Rohrleitung ohne erhöhte Beanspruchung schaffen. Diese nachgiebigen Elemente können entweder Muffen mit gewellter Oberfläche oder Rohrabschnitte sein, die ausgehend von einem dünnen Blech geringer Breite hergestellt sind, das zu einer Schraubenlinie aufgewickelt und gebördelt wurde; diese Konstruktion gibt dem Rohrabschnitt eine gewisse Beweglichkeit.

Diese Vorrichtungen sind im allgemeinen geeignet, und entsprechen dem gestellten Problem, sie sind aber sehr teuer, die letztere Lösung kann überdies Dichtungsfehler aufweisen.

Weitere Lösungen bestehen darin, unmittelbar den Ausschlag des Motors durch Schwingen zu begrenzen. Eine derartige Anordnung ist nicht immer anwendbar und ihre Einstellung ist delikat gegenüber den Vibrationen, die auf das Wagenchassis übertragen werden.

Die vorliegende Erfindung hat den Zweck, die Probleme eines Bruchs der Rohrleitung, die mit einem wechselnden Torsionsmoment an ihrer Einspannstelle beansprucht wird, das eine Biegung dieser Rohre herbeiführt, und deren Ende wegen des Vorhandenseins von Hindernissen, wie in dem Fall der oben erwähnten Auspuffleitungen nicht frei ausschlagen

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kann, durch relativ einfache Mittel zu lösen.

Zweck der Erfindung ist es, das Maß der hohen Beanspruchung nahe der Einspannstelle dadurch zu verringern, daß man die Rohrleitung durch Vergrößerung ihres Trägheitsmoments in diesem Bereich vergrößert, und außerdem - um einen geringen Ausschlag an dem anderen Ende beizubehalten dieses Rohrleitungsträgheitsmoment in dem Maße abnehmen läßt, wie man sich von der Einspannstelle entfernt, indem unter Beibehaltung der gleichen Rohrleitungsdicke Abflachungen oder örtliche Verformungen vorgesehen werden. Mit dem gleichen Ziel kann man die Dicke der Abflachungen in Abhängigkeit von der Entfernung von der Einspannstelle verringern. Ihre Stellung oder Lage, ihre Anzahl sowie ihre Dicke hängen natürlich von dem Wert des maximalen Drehmomentes ab, dem die Rohrleitung unterworfen wird.

Die örtlichen Eindrückungen oder Abflachungen müssen im Fall einer Auspuffrohrleitung in progressiver Weise verbunden sein und dürfen nicht winkelige Teile enthalten, um Störungen in dem Fluß der Auspuffgase zu vermeiden, die eine Quelle von unzulässigem äußeren Geräusch sein können.

Zu diesem Zweck ordnet man die erste örtliche Abflachung so weit wie möglich von der Einspannstelle an. Man wird zweckmäßigerweise den Schalldämpfer zwischen dieser ersten Abflachung und dem am Motor eingespannten Rohrleitungsanschluß anordnen.

Diese erfindungsgemäße Anordnung gestattet es, mit einer normalen Rohrleitung konstanter Wandstärke, die nicht profiliert ist, die Verwendung der oben erwäinten kostspieligen

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-ölvorrichtungen zu vermeiden.

Messungen der Beanspruchungen an derartigen bekannten Vorrichtungen haben gezeigt, daß nur der vordere Teil der Rohrleitung, der an den Motor angeschlossen ist, mit einer sehr hohen wechselnden Torsion beansprucht ist, was sehr schnell Brüche im Bereich der Einspannstelle hervorrief, während der rückwärtige Teil eine Deformation erfährt, die praktisch Null ist.

Mit einer gemäß der Erfindung ausgebildeten Rohrleitung, die beispielsweise drei Eiudrückungen oder Abflachungen aufwies, wurde eine Beanspruchung gefunden, die im Bereich der Einspannstelle um 60^ verringert war, und einen konstanten geringen Wert über praktisch der gesamten Länge der Rohrleitung hatte.

Ganz allgemein gesagt, ist der Gegenstand der Erfindung eine Rohrleitung mit einem eingespannten Ende, das die Torsionsverformungen erfährt, während das andere Ende gelenkig befestigt ist; diese Rohrleitung ist erfindungsgemäß gekennzeichnet durch eine Vergrößerung ihres Trägheitsmoments und ihrer Steifigkeit im Bereich ihres eingespannten Endes und durch eine Reihe von örtlich begrenzten Verringerungen ihres Trägheitsmoments in ihrem mittleren Teil. In diesem mittleren Teil werden in begrenzter Weise die Torsionsbeanspruchungen absorbiert und verteilt, die von der Rohrleitung im Bereich ihrer Einspannstelle aufgenommen werden.

Die örtlichen begrenzten Verringerungen ihres Trägheitsmoments werden vorteilhafterweise durch Abflachungen

des Kreisquerschnitts der Rohrleitung in einen elliptlßohen Querschnitt erzeugt, die siah stetig an den KrelsquersohnlUt anschließen. Diese Anordnung ist besonders bei jeder Auspuffleitung eines Kraftfahrzeugs mit vornliegendem Motor zweckmäßig, die an 'den Auspuffkrümmer des betreffenden Motors angeschlossen ist und einen nachgiebigen Befestigungspunkt hat, der an dem Chassis am rückwärtigen Ende des Fahrzeugs gelenkig festgelegt ist.

Die Versteifung des Trägheitsmomentes im Einspannbereich an dem Auspuffkrümmer wird vorteilhafterweise durch eine Zwischeneinspannmuffe erzeugt, die starr mit dem Motor über Bogenabstützungen oder -befestigungen verbunden ist.

Bei dieser Lösung gemäß der Erfindung kann man den Schalldämpfer oder ein Reaktionsgefäß zur Beseitigung der Verschmutzung der Auspuffgase als ein versteifendes Element in die Rohrleitung unmittelbar hinter der verstärkten Einspannzone einbauen.

Man löst auf diese Weise mit einer wenig kostspieligen Vorrichtung die Probleme eines Bruches von Rohrleitungen bei derartigen Auspuffleitungen.

Ein Ausführungsbeispiel einer Rohrleitung gemäß der Erfindung soll nunmehr unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben werden, in der darstellen:

Fig. 1 eine Auspuffleitung, wie sie bei einem Fahrzeug mit vorderem, quer angeordneten Motor eingebaut wirdj

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Fig. 2 eine vergrößerte Einzelheit der Rohrleitung auf der Höhe einer örtlichen Abflachung, die das Trägheitsmoment der Rohrleitung verringert;

Fig. 2 den Querschnitt 'einer derartigen Abflachung.

In der Flg. 1 1st zum Teil der Umriß eines Motors 1 dargestellt, der am vorderen Ende eines Kraftfahrzeugs, das selbst nicht dargestellt ist, quer eingebaut ist. Ein Einspannstück 2 1st starr an den Auspuffkrümmer j5 angeschlossen, ggf. verstärkt durch Stützbogen 4, um mit dem Motor 1 einen starren Block zu bilden.

Dieses Einspannstück nimmt die Auspuffleitung 5 auf, die einen Schalldämpfer 6 in der Nähe des Motors enthält und einen Befestigungspunkt 7 an dem nicht dargestellten Wagenchassis am rückwärtigen, entgegengesetzten Ende aufweist. Diese Rohrleitung hat in ihrem zentralen oder mittleren Teil eine Reihe von örtlichen Abflachungen 8, die das Trägheitsmoment der Rohrleitung 5 in der Ebene dieser Abflachungen verringern und so in dem beschriebenen Beispiel die Bildung eines Schwingungsbauches im Bereich der Abflachungen 8 begünstigen. Diese Abflachungen sprechen auf die Torsionsvibrationen der gesamten steiferen Abschnitte 1,2,3» ^! und 6, insbesondere beim Anfahren des Motors 1 an, ohne im wesentlichen den Befestigungspunkt 7 zu beeinflussen, dem eine Schwingmetallhalterung 9 eine gewisse Nachgiebigkeit gibt, und ohne. Konzentrationen von störenden Beanspruchungen im Bereich der Anschlußstelle bzw. des AnschlußstUckes 2 hervorzurufen.

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Gegenüber den bekannten Lösungen, die bestrebt sind, durch teure Mittel die Nachgiebigkeit in dom Bereich nahe

der Einspannstellc bei der Befest l.Runß an dem Motor zu ver- ;

größern, wo die Bruchgofahr auftritt, erhöht die vorliegen- I

. de Lösung die Steifigkeit In dieser Zone bis zum Unter- ;

drücken der wechselnden Torsionsbeanspruchungen In dem ;

gesamten versteiften Bereich, der den Bewegungen des Motors j

folgt und die Torsionsverformungen werden auf die örtlichen j

Abflachungszonen 8 übertragen und längs verteilt, wo sie |

nicht mehr die Gefahr eines Bruches ergeben. !

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In dem Beispiel der Fig. 1 1st die gewünschte Verstei- \ fung auch dadurch erreicht, daß man hier den Schalldämpfer f 6 anordnet. Diese Lösung ist auch interessant, weil man hier ! die Reaktoren gegen die Verschmutzung der Auspuffgase am Ausgang des Auspuffkrümmers anordnen kann, um.dort die Gase mit der höchsten möglichen Temperatur aufzunehmen.

Die Fig. 2 und 3 zeigen in vergrößertem Maßstab ein Beispiel für die Bearbeitung der Rohrleitung 5> um die örtlichen Abflachungen zu erhalten, die die Rohrleitung "weicher" machen. Indem man das Rohr zwischen geeigneten Formgebungeselementen drückt, bewirkt man ein Eindrücken, das progressiv von dem kreisrunden Querschnitt ausgeht, um den ellipsoidalen Querschnitt 10 der Fig. 3 zu erhalten. Diese Form eines progressiven Anschlusses vermindert den Druckverlust und die Gefahren einer Erzeugung von Lärm beim Strömen der Auspuffgase in der Rohrleitung in höchstem Maße; gleichzeitig wird eine gute Verteilung der Biegungsbeanspruchungen in dem Material erzielt.

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Claims

ill IUI Schutzansprüche

1. Rohrleitung, deren eines Ende eingespannt ist und Torsionsbeanspruchungen erfährt und deren anderes Ende gelenkig befestigt ist, gekennzeichnet durch eine Vergrößerung ihres Trägheitsmoments und ihrer Steifigkeit im Bereich ihres eingespannten Endes und durch eine Reihe von ortlich begrenzten Verringerungen ihres Trägheitsmomentes in ihrem mittleren Teil.

2. Rohrleitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die örtlich begrenzten Verringerungen ihres Trägheitsmoments durch Abflachungen (8) des kreisförmigen Querschnitts der Rohrleitung (5) in einen ellipsoidalen Querschnitt erzeugt sind, wobei sich dieser Querschnitt stetig an den Kreisquerschnitt anpaßt bzw. in ihn übergeht.

3. Auspuffleitung eines Kraftfahrzeugs mit vorne angeordnetem Motor, die sich an den Auspuffkrümmer dieses Motors anschließt und einen nachgiebigen Befestigungspunkt hat,

der am rückwärtigen Fwnde des Fahrzeuges gelenkig ausgeführt 1st, nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß d.ie Verstärkung des Trägheitsmomenten In der Einspannzone am Auspuffkrümmer (2) durch eine Zwlschen-Einspannmuff'e (2) erzielt 1st, die an dem Motor durch Befestifjuni£s-BogenslUt7.en (^;t) starr festgelegt ist.

i\. Auspuffleitung nach Anspruch '}, dadurch gekennzelchnut, daß der Schalldämpfer (6) ein versteifendes Element bildet, und in die Rohrleitung (5) unmittelbar hinter der verstärkten Einspannzone (2) eingebaut ist.

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