DE9307142U1 - Abgasleitung, insbesondere für Kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Abgasleitung, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einer gelenkigen Verbindung von Rohrteilen der Abgasleitung, mit einem Balg und mindestens einem Schwingungs-Dämpfungskissen aus verpreßtem Metalldraht innerhalb eines Gehäuses aus jeweils mit einem rohrförmigen, mit den Rohrteilen verbindbaren Anschlußende verbundenen inneren und äußeren Gehäuseteilen.

Aus der EP-A-208 128 ist eine gelenkige Verbindung von Rohrteilen, insbesondere bei Abgasleitungen von Kraftfahrzeugen bekannt, die einen Balg und in Strömungsrichtung diesem folgend eine Dämpfungsanordnung aus zwei nebeneinander angeordneten Dämpfungskissen aufweist, die innenseitig durch ein ein innenseitiges Gehäuseteil tragendes Stützrohr gehalten sind, welches einstückig mit einem einlaßseitigen Anschlußende ausgebildet ist, während die

Dämpfungskissen außenseitig durch außenliegende Gehäuseteile Übergriffen sind, die an einem auslaßseitigen Anschlußende vorgesehen sind.
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Nachteilig ist hierbei insbesondere, daß das Stützrohr und die innenliegenden Gehäuseteile mit dem einlaßseitigen Anschlußende verbunden sind, welches wiederum mit von dem die Abgase erzeugenden Verbrennungsmotor verbundenen Rohrleitungsteilen verbunden sind, wodurch die hohe Temperatur des Verbrennungsmotors unmittelbar durch die gut wärmeleitenden Rohrteile bis in den Bereich der inneren Gehäuseteile und von dort unmittelbar in die metallischen Dämpfungskissen durch Wärmeleitung geführt werden können.

Aufgrund der hohen Abgastemperaturen von 950 - 1000 ⁰C werden die Betriebseigenschaften der Dämpfungskissen, deren Material bei dieser Temperatur nur noch eine geringe Festigkeit hat, verschlechtert. Dieser Nachteil wird bei einer Ausführungsform dadurch verstärkt, daß das Stützrohr und die innenliegenden Gehäuseteile unmittelbar mit der heißen Gasströmung in Verbindung stehen.

Die Kammern werden vom hochturbulenten Gasstrom kräftig durchwirbelt bei hoher Wärmeabgabe an die angrenzenden Teile Stützrohr und Kissen. Aufgrund der Stauchung der Kissen bei insbesondere Angularbewegungen der Rohrenden bei den normalerweise verwendeten austenitischen Stählen ergeben sich bleibende Verformungen; die Kisseneigenschaften gehen verloren.

Eine Vermeidung dieser Nachteile durch hochwertige Werkstoffe, z.B. Nickelbasislegierungen, und hohe Vorverdichtung, die ein großes Gewicht bedingt, ist teuer; zudem

geht dann wegen der höheren Steifigkeit die schwingungsisolierende Wirkung verloren.

Bei einer anderen Ausführungsform ist innerhalb des Stützrohres und der innenliegenden Gehäuseteile noch ein Schutzrohr angeordnet, welches mit dem stromaufliegenden Anschlußende verbunden ist und damit ebenfalls durch Wärmeleitung erhitzt wird, so daß Vorstehendes zum Teil auch hier gilt. Letztendlich vermag das Schutzrohr bestenfalls, die zusätzliche Erwärmung der innenliegenden Gehäuseteile zu verzögern. Bei hinreichender Betriebsdauer wird sich aber ein stationärer Wärmezustand einstellen, bei dem ein erheblicher Wärmeeintrag in die Dämpfungskissen aufgrund sowohl der durchströmenden heißen Abgase als auch insbesondere der vom Verbrennungsmotor durch Wärmeleitung zugeführten Wärme bedingt ist.

Auch bedingt das Schutzrohr eine zusätzliche Querschnitts-Verengung von beachtlicher Länge, d.h. einen größeren Durchflußwiderstand mit Gegendruck, der die Motorleistung mindert.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung der vorgenannten Nachteile den Wärmeeintrag in die Dämpfungskissen zuverlässig zu reduzieren. Erfindungsgemäß wird dies bei einer Abgasleitung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß das äußere Gehäuseteil mit dem stromauf- und einlaßseitigen Anschlußende verbunden ist.

Der wesentliche Erfindungsgedanke liegt darin, daß das Gehäuseteil, das mit dem einlaßseitigen Anschlußende verbunden bzw. mit diesem einstückig ausgebildet ist,

welches wiederum unmittelbar mit dem hohe Temperaturen erzeugenden Verbrennungsmotor in gut wärmeleitender Verbindung stehtj die Dämpfungskissen auf der Außenseite umgreift und damit unmittelbar mit der Umgebungsluft und deren Temperaturen in Verbindung steht, so daß hierdurch auf das äußere Gehäuseteil ein Kühleffekt ausgeübt wird, der eine übermäßige Erwärmung des äußeren Gehäuseteils und damit der von diesem umgriffenen Dämpfungskissen verhindert.

Gemäß einer weiteren äußerst bevorzugten Ausgestaltung kann vorgesehen sein _t daß das Schutzrohr sich axial über die gesamte Länge des Dämpfungskissens bzw. der Dämpfungskissen erstreckt, wobei insbesondere mit dem das äußere Gehäuseteil tragenden Anschlußende ein Schutzrohr verbunden ist, das sich bis radial innerhalb eines mit dem inneren Gehäuseteil versehenen, mit dem anderen Anschlußende verbundenen Stützrohres erstreckt.

Durch das von der Einlaßseite bis radial innerhalb des Stützrohrs führende Schutzrohr wird verhindert, daß in den Spalt zwischen dem freien Ende desselben und dem äußeren Gehäuseteil einerseits heiße Abgase in die Dämpfungskissen strömen können, andererseits in diesem Bereich Wirbel entstehen, die zu Geräuschen führen können.

Es hat sich gezeigt, daß ein kurzes Schutzrohr, wie es hier möglich ist, wenn es höchstens die Länge des Kissens überdeckt, keine meßbare Verschlechterung des Gasstromes bewirkt, sondern sogar eher die Ladungswechsel des Motors günstig beeinflußt, insbesondere bei zweiflutigem Vorrohr.

Die innenliegenden Gehäuseteile für die Dämpfungskissen sind mit dem auslaßseitigen Anschlußende der gelenkigen

-&dgr;-

Verbindung verbünden oder einstückig ausgebildet über ein durch den Balg geführtes Schutzrohr. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung wird vermieden, daß sowohl die nachteiligen Effekte von Wärmeleitung vom Verbrennungsmotor zu den innenliegenden Gehäuseteilen (was erfindungsgemäß vermieden ist) als auch die Erwärmung derselben durch die heißen Abgase kumulieren, wie dies beim erörterten Stand der Technik der Fall ist.

In bevorzugter Ausgestaltung ist vorgesehen, daß das Schutzrohr einstückig am mit dem einlaßseitigen Anschlußende verbundenen Rohrteil der Abgasleitung ausgebildet ist, wenn auch das Schutzrohr separat vom Zuführrohr der Abgasleitung ausgebildet und mit der gelenkigen Verbindung selbst, genauer mit deren einlaßseitigem Anschlußendö, verbunden, d.h< verschweißt sein kann.

Eine äußerst bevorzugte Ausgestaltung sieht vor, daß der Balg in Strömungsrichtung hinter dem bzw. den Dämpfungskissen angeordnet ist* Hierdurch kann das Schutzrohr, unabhängig davon, ob es nur bis in den Bereich des freien Endes des innenliegenden Stützrohres für die Dämpfungskissen oder über die gesamte axiale Länge derselben reicht, relativ kurz ausgebildet sein, da es sich nicht axial über den gesamten Balg erstrecken muß, wie dies beim Stande der Technik der Fall ist. Hierdurch wird sowohl Material als auch bei der fertigen Abgasleitung bzw. der fertigen gelenkigen Verbindung Gewicht eingespart, was ebenfalls bedeutsam ist.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und aus der nachfolgenden Beschreibung,

-&bgr;in der ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung im einzelnen erläutert ist. Dabei zeigt&iacgr;

Figur 1

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Figur 2

Figur 3

eine bevorzugte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Abgasleitung im Längsschnitt entsprechend I-I der Fig. 2, wobei nur der obere Bereich der kreissymmetrischen Leitung dargestellt ist;

einen Schnitt entlang II-II der Fig. l;

eine andere bevorzugte Ausgestaltung ähnlich der der Fig. 1;

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Figur 4

Fig. 5-7

einen Schnitt durch die Ausgestaltung der Fig. 3;

weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung im Längsschnitt.

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Die erfindungsgemäße Abgasleitung weist eine gelenkige Verbindung 1 zwischen einem Einlaßrohr 2 der Abgasleitung und einem Auslaßrohr 3 der Abgasleitung auf. Durch den Pfeil A ist die Strömungsrichtung des in der Abgasleitung strömenden Abgases bezeichnet.

Die gelenkige Verbindung 1 weist ein stromauf oder einlaßseitig angeordnetes rohrförmiges Anschlußende 4 auf, mit dem ein äußeres Gehäuseteil 6 eines Gehäuses 7 für ein Schwingungs-Dämpfungskissen 8 versehen ist, wobei die

Teile 6, 7 in geeigneter Weise miteinander verbunden oder aber einstückig ausgebildet sein können. Mit dem stromabseitigen oder aUslaßseitigen rohrförmigen Anschlußende 9 der gelenkigen Verbindung 1 ist ein bis radial innerhalb des Dämpfungskissens 8 ragendes Stützrohr 11 versehen, das mit dem Anschlußende 9 wiederum einstückig ausgebildet sein kann. Das Stützrohr 11 weist im Bereich des Dämpfungskissens 8 ein radial innerhalb desselben liegendes Gehäuseteil 12 des Gehäuses 7 auf. Es liegt mit seinen Fußteilen 12a nicht vollflächig am Stützrohr 11 an, sondern unter Bildung von Luftspalten 12b. Hierdurch wird zusätzlich der Wärmeübergang vom Inneren des Rohres 11 zu den Dämpfungskissen 8 reduziert.

Im dargestellen Ausführungsbeispiel wird das Dämpfungskissen 8 bzw. werden die Dämpfungskissen 8 durch radial gerichtete Stirnseiten 13, 14 des Gehäuseteils 6 und eine Radialwelle 16 des Gehäuseteils 12 in axialer Richtung gehalten. Das Stirnteil 14 ist bei 10 am äußeren Gehäuseteil festgeschweißt. Die Anordnung kann auch umgekehrt sein, daß die Welle am äußeren Gehäuseteil 6 und stirnseitige Abschlüsse am inneren Gehäuseteil 12 bzw. dem Schutzrohr 11 ausgebildet sind.

Das Gehäuseteil 12 ist mit dem Stützrohr 11 durch Schweißungen verbunden.

Mit dem äußeren Gehäuseteil 6 ist ein Balg 17 mit einem ersten Ende verbunden, dessen anderes Ende mit dem Anschlußteil 9 verbunden ist, beispielsweise mittels eines aufliegenden Hilfsrings 18. Mit dem stromauf- oder einlaßseitigen Anschlußende 4 ist ein Schutzrohr 19 verbunden, das von dort bis radial innerhalb des Stützrohres 11 ragt. Das Schutzrohr 19 ist vorteilhafterweise, wie in der

Zeichnung dargestellt, einstückig am Einläßröhrteil 2 ausgeformt, kann aber auch separat von diesem ausgebildet Und von vorheherein an der gelenkigen Verbindung 1 vorgesehen sein, indem es innerhalb des einlaßseitigen Anschlußendes 4 angeordnet Und mit diesem fest verbunden, insbesondere verschweißt ist. In diesem Falle würde das Einlaßrohrteil 2 ein Stück in den äußeren Bereich des Schutzrohres 19 ragen und dort mit diesem verbunden werden.

Das Schutzrohr 19 braucht sich kaum axial mit dem Stützrohr 11 zu überdecken. Wesentlich ist vor allem, daß der Zwischenraum oder Spalt 21 zwischen dem übergang von Anschlußende 4 und Stirnwand 13 einerseits und dem freien Ende des Stützrohres 11 bzw. des innenseitigen Gehäuseteils 16 abgedeckt wird, so daß einströmendes, heißes Abgas nicht in das Dämpfungskissen 8 eindringt und insbesondere auch nicht zu Wirbeln führt, wodurch Geräusche erzeugt werden können.

Dadurch und durch den Umstand, daß das Gehäuseteil 6, das mit dem einlaßseitigen Anschlußende 4 verbunden ist, welches wiederum mit dem Einlaßrohr 2 und über dieses eben mit dem das Abgas erzeugenden Verbrennungsmotor in Verbindung steht und damit auch in thermischer Verbindung steht und daher sehr heiß wird, das äußere Gehäuseteil ist und der Spalt 21 durch das Schutzrohr 19 abgedeckt ist, werden die erheblichen thermischen Probleme, die bei einer Verbindung des innenseitigen Gehäuseteiles mit dem Einlaßrohr 2 auftreten, indem hier hohe Temperaturen unmittelbar in das Dämpfungskissen eingeleitet werden und damit zur Verschlechterung seiner Dämpfungseigenschaften führen, vermieden, da die äußeren Gehäuseteile 6 selbst nicht mehr

mit der Abgasströmung in Verbindung stehen, sondern vielmehr von Umgebungsluft umgeben sind, die zu einer schnellen Abkühlung führen.
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In bevorzugter Ausgestaltung kann vorgesehen sein, daß das Schutzrohr 19 sich über die gesamte axiale Länge des bzw. der Dämpfungskissen 8 innerhalb des Stützrohres 11 erstreckt, wie dies bei den Ausgestaltungen der Figuren 3, 5-7 der Fall ist.

Das Gehäuseteil 12 kann auch einstückig am Stützrohr 11 durch noppenartige Auswulstung 20 desselben ausgebildet sein, wie dies bei den Ausgestaltungen der Figuren 3-7 der Fall ist.

Die Ausgestaltung der Figur 3 entspricht bis auf die vorgenannten Abweichungen der der Figur 1, insbesondere ist die Stirnseite 14 bei 10 am äußeren Gehäuseteil 6 angeschweißt. Soweit keine vollständig ringförmigen Kissen vorgesehen werden, die beidseits des Wulstes 20 angeordnet sind, kann, wie dies für die Ausgestaltung der Figuren 3, 5-7 aus der Figur 4 ersichtlich ist, ein an sich ringförmiges Kissen 8 entlang einem Durchmesser umgefaltet bzw. -geknickt sein, so daß es in Projektion nur noch ein Halbringteil bildet, das dann beidseits des Wulstes 20 auf das Rohr 11 aufgesattelt ist, wie dies insbesondere der Figur 4 entnehmbar ist.

Bei den Ausgestaltungen der Figuren 5-7 ist das Anschlußende lediglich radial zur Stirnwand 13 nach oben gebogen, während das Gehäuseteil 6 einstückig mit der Stirnwand 14 ausgebildet und bei 15 mit der Stirnwand 13 durch Schweißen verbunden ist.

Bei der Ausgestaltung der Figur 5 ist das Schutzrohr 19 wieder, wie bei der Ausgestaltung der Figur 1, einstückig mit dem Einlaßrohr 2 der Abgasleitung ausgebildet, während bei der Figur 6 das Schutzrohr 19 separat von dem Einlaßrohr 2 der Abgasleitung ausgebildet und mit dem Anschlußende 4 bei 22 verschweißt ist. Das Einlaßrohr 2 ist in das erweiterte Ende des Schutzrohres 19 eingesetzt.

Die Ausgestaltung der gelenkigen Verbindung selbst nach der Figur 7 entspricht der der Figur 6, wobei hier die Befestigung mit der Abgasleitung bzw. dem Motorauslaß nicht über ein Einlaßrohr 2, sondern über ein separates Radialflanschteil 23 erfolgt, wobei die Kissen 8 durch die Auswulstungen 20 Über ihre Stegbereiche 8a angular festgelegt sind und gehalten werden.

Claims (1)

1. 2.

   Abgasleitung, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einer gelenkigen Verbindung von Rohrteilen der Abgasleitung, mit einem Balg und mindestens einem Schwingungs-Dämpfungskissen aus verpreßtem Metalldraht innerhalb eines Gehäuses aus jeweils mit einem rohrförmigen, mit den Rohrteilen verbindbaren Anschlußende verbundenen inneren Und äußeren Gehäuseteilen, dadurch gekennzeichnet, daß das äußere Gehäuseteil (6) mit dem stromauf- und einlaßseitigen Anschlußende (4) verbunden ist.

   Abgasleitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Balg (17) in Strömungsrichtung hinter dem bzw. den Dämpfungskissen (8) angeordnet ist.

   3. Abgasleitung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem das äußere Gehäuseteil (6) tragenden Anschlußende (4) ein Schutzrohr (19) verbunden ist, das sich bis radial innerhalb eines mit dem inneren Gehäuseteil (16) versehenen, mit dem anderen Anschlußende (9) verbundenen Stützrohres (11) erstreckt.

   4. Abgasleitung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Schutzrohr einstückig am mit dem einlaßseitigen Anschlußende (4) verbundenen Rohrteil (2) der Abgasleitung ausgebildet ist.

   5. Abgasleitung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Schutzrohr sich axial über die gesamte Länge des Dämpfungskissens bzw. der Dämpfungskissen erstreckt.

   6. Abgasleitung insbesondere nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen einem ein Gehäuseteil (12, 12a) für Dämpfungskissen (8) tragenden Stützrohr (11) und dem auf diesem aufsitzenden Gehäuseteil (12, 12a) Luftzwischenräume (12b) ausgebildet sind.