WO1999036684A1 - Entkopplungselement - Google Patents

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WO1999036684A1
WO1999036684A1 PCT/DE1999/000050 DE9900050W WO9936684A1 WO 1999036684 A1 WO1999036684 A1 WO 1999036684A1 DE 9900050 W DE9900050 W DE 9900050W WO 9936684 A1 WO9936684 A1 WO 9936684A1
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decoupling element
element according
knitted fabric
metal
wire
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PCT/DE1999/000050
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Inventor
Alfred Ernst Buck
Reinhard Neumann
Original Assignee
Alfred Ernst Buck
Reinhard Neumann
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    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N13/00—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
    • F01N13/18—Construction facilitating manufacture, assembly, or disassembly
    • F01N13/1805—Fixing exhaust manifolds, exhaust pipes or pipe sections to each other, to engine or to vehicle body
    • F01N13/1811—Fixing exhaust manifolds, exhaust pipes or pipe sections to each other, to engine or to vehicle body with means permitting relative movement, e.g. compensation of thermal expansion or vibration
    • F01N13/1816—Fixing exhaust manifolds, exhaust pipes or pipe sections to each other, to engine or to vehicle body with means permitting relative movement, e.g. compensation of thermal expansion or vibration the pipe sections being joined together by flexible tubular elements only, e.g. using bellows or strip-wound pipes
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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L27/00—Adjustable joints, Joints allowing movement
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    • F16L27/1004—Adjustable joints, Joints allowing movement comprising a flexible connection only, e.g. for damping vibrations introduced in exhaust pipes for hot gases
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    • F16L27/11—Adjustable joints, Joints allowing movement comprising a flexible connection only, e.g. for damping vibrations the ends of the pipe being interconnected by a flexible sleeve the sleeve having the form of a bellows with multiple corrugations
    • F16L27/111—Adjustable joints, Joints allowing movement comprising a flexible connection only, e.g. for damping vibrations the ends of the pipe being interconnected by a flexible sleeve the sleeve having the form of a bellows with multiple corrugations the bellows being reinforced
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    • F16L51/00—Expansion-compensation arrangements for pipe-lines
    • F16L51/02—Expansion-compensation arrangements for pipe-lines making use of bellows or an expansible folded or corrugated tube
    • F16L51/025—Expansion-compensation arrangements for pipe-lines making use of bellows or an expansible folded or corrugated tube with several corrugations
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    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L51/00—Expansion-compensation arrangements for pipe-lines
    • F16L51/02—Expansion-compensation arrangements for pipe-lines making use of bellows or an expansible folded or corrugated tube
    • F16L51/027—Expansion-compensation arrangements for pipe-lines making use of bellows or an expansible folded or corrugated tube with external reinforcement

Definitions

  • a decoupling element known from EP-A-0 282 689 consists of a bellows-shaped stainless steel tube which merges into cylindrical sections at both ends.
  • the bellows-shaped pipe is comparatively flexible and, due to the folds, sensitive to tension and pressure.
  • the tube contains a wound spiral hose (agraff hose). So that it does not rub or hit the outer tube, a fleece is inserted between the tube and the tube. This significantly stiffens the decoupling element and increases the weight due to its density.
  • a braided metal hose is covered on the outside. Due to its largely closed shape, this increases the weight considerably and also leads to stiffening.
  • the outer tube also prevents foreign objects from entering between the folds of the tube.
  • EP-A-0 681 096 it is additionally known to produce the outer metal hose from a knitted metal or metal knitted fabric.
  • the known decoupling element can be improved in terms of weight and bending rigidity.
  • a knitted fabric or knitted fabric can be stretched in the direction parallel to the wales, a tube made from it can nevertheless produce the desired tensile strength.
  • the elongation in the longitudinal direction is accompanied by a transverse contraction, which is locked when the hose comes into contact with something inside from the outside, so that a stretch limitation in the longitudinal direction can be generated.
  • the new coupling element saves a lot of weight because the outer tube is a warp knit.
  • Warp knitted fabrics have the property of being very tensile in the direction parallel to the wales, while at the same time the knitted fabric is very open. Due to the open design, relatively little material is required per surface element. In contrast, a knitted fabric would be much denser with the same tensile strength, i.e. it contains more material per surface element and is correspondingly heavier.
  • the warp knitted fabric contains strand and wire for the outer tube, the strand and the wire being fed via different perforated needles. This results in strips lying side by side in the longitudinal direction of the hose, which alternately consist either of only stranded wire or only of wire.
  • the strand gives the coupling element an additional bending elasticity, so that hardly any bending forces can be transmitted through the outer tube.
  • the outer hose prevents foreign bodies from entering between the folds of the pipe.
  • a hose In order to prevent the spiral hose from hitting the corrugated tube, a hose is also used, which, however, can consist of knitted or knitted fabric.
  • This knitted fabric shows a lower weight than a fleece with the same material and, as a result, less hampers the bending movement of the corrugated tube than the latter.
  • the hoses are seamless in the U direction, they expediently consist of a circular knitted fabric or a circular knitted fabric.
  • the wire that is suitable for the material hoses has a wire thickness between 0.1 mm and 0.5 mm. It can be hard or semi-hard.
  • the material thickness of the strand in question is between 0.2 mm and 2 mm.
  • the strand can be made of metal or mineral fibers.
  • 1 shows the decoupling element according to the invention in a longitudinal section
  • 2 shows a highly schematic section of a knitted tube from which the intermediate layer of the decoupling element according to FIG. 1 is made
  • FIG. 3 shows a highly schematic section of a product hose which is circular knitted from a metal thread and a mineral thread
  • Fig. 4 is an enlarged photograph of a portion of a circular knitted fabric made of metal wires and metal braid, in a plan view, and
  • Fig. 5 is an enlarged photograph of a portion of a circular knitted fabric made of metal wires and strand made of glass fibers, in a plan view.
  • Fig. 1 shows a highly schematic section of an exhaust system of an internal combustion engine.
  • a decoupling element 3 is inserted between an exhaust manifold 1 illustrated as broken off and an exhaust pipe 2 leading away.
  • the decoupling element 3 is shown in longitudinal section in FIG. 1 and includes a bellows-shaped or corrugated tube 4 made of heat-resistant or heat-resistant metal, the side wall 5 of which runs in an undulating manner, in such a way that rings and constrictions are formed one behind the other, which are at right angles are aligned with the longitudinal axis of the tube 4.
  • the bellows-shaped tube 4 merges into cylindrically smooth sections 8 and 9.
  • the tube 4 is the actual gas-tight element.
  • the knitted fabric can be, for example, a knitted fabric 12, as shown in FIG. 2, or a circular knitted fabric according to FIG. 4 or 5.
  • the knitted fabric 12 consists of one or more threads 14 which are knitted together to form stitches 13.
  • the sequence of stitches based on the illustration in FIG. 2, forms vertically extending wales, while the stitches 13 lying next to one another are referred to as rows of stitches.
  • the knitting is produced by lengthening the wales by adding further stitches 13.
  • the material or the thread 14 is, for example, a metal wire, which is chosen with regard to its material properties so that it maintains a certain mechanical return force at the exhaust gas temperature that prevails in the interior of the decoupling element 3 during operation.
  • the thread 14 has a diameter between 0.05 mm and 1.0 mm.
  • the knitted fabric 12 is made as a tube, i.e. the rows of stitches form a tightly wound screw, while the wales are aligned in the direction parallel to the longitudinal axis of the tube formed.
  • the mesh structure thus obtained is cut to the appropriate length and extends as a cylindrical structure between sections 8 and 9.
  • the ends of the intermediate layer 11 are each fixed by two tubular support rings 15 and 16 by in this area the intermediate layer 11 is clamped between the relevant support ring 15 or 16 and the cylindrical section 8 or 9.
  • the purpose of the intermediate layer 11 is to prevent the spiral hose 10 and the pipe 4 from coming into direct contact with one another. This would result in noises which are avoided by the intermediate layer.
  • a sheathing 17 which consists of a circular warp knit fabric 18, as shown in FIG. 4.
  • the wales 19 run in the figure in the vertical direction.
  • the warp knit is very open and correspondingly light.
  • Metal wire and Meatlllitze used. When knitting, a metal wire runs through several perforated needles, while a strand is fed to each of the other perforated needles, which results in the sequence as shown in FIG. 4. This creates strips of wire and strips of braid in the longitudinal direction of the wales.
  • the openings in the network-like structure which can be seen in the figure have an edge length of approximately 2 mm.
  • FIG. 5 Another suitable material shape is shown in FIG. 5.
  • the knitted fabric consists of metal wires that are separated from each other by glass fiber yarn. Accordingly, there are strips made exclusively of wire and strips made exclusively of glass fiber.
  • the hose-shaped knitted jacket 17 surrounds the tube 5 on the outside.
  • the axial ends of the casing 17 are clamped with tubular clamping rings 20 and 21 on the cylindrical ends 8 and 9 on the outside thereof.
  • the tubular fabric 12 for the intermediate layer 11 is circular knitted from a suitable material on circular knitting machines, or the tubular fabric 18 for the outer casing 17 is knitted round on a circular knitting machine.
  • the hose obtained in this way is cut to the length of the intermediate layer 11 and pulled over the spiral hose 10.
  • the structure is then drawn into the corrugated tube 4 in the longitudinal direction, ie the longitudinal axis of the knitted tube coincides with the longitudinal axis of the metal tube 4 match.
  • one end for example with the aid of the support ring 16, is clamped in the cylindrical section 8 by widening it.
  • the other end is then also fastened in the cylindrical section 18 by means of the ring 15.
  • the length of the intermediate layer 11 to the relaxed tube 4 is dimensioned such that the intermediate layer 11 is under a slight axial tension.
  • the spiral hose 10 is not compressed.
  • the structure thus obtained is then inserted into a previously cut-to-length tube section for the outer jacket 17, the internal width of which is first reduced, for example in the area of the cylindrical section 9, by pulling until the outer jacket 17 is full on the outside of the cylindrical section 9 lies on. Then the ring 20 is put on and pressed. As a result, the relevant end of the casing 17 is fixed on the cylindrical section 9.
  • the corrugated tube 4 is compressed to the desired length by an appropriate tool and the outer jacket 17 is pulled on the other cylindrical section until it is placed under great prestress on the undulating outside of the tube 4, as shown. Then the ring 21 is also pushed on and pressed. The protruding section of the outer casing 17 is cut off and the decoupling element 3 is removed from the pretensioning tool, and after being released from the tool it practically does not change its length because the spring force stored in the corrugated tube 4 from the outer one which is taut around its outside Sheathing 17 is added. Compression forces are absorbed by the spiral hose 10.
  • the outer sheathing 17 consists of a knitted fabric which would otherwise be stretchable in the axial direction, that is to say in the direction parallel to the wales, no stretching can nevertheless occur because the stretching in the longitudinal direction always takes place at the expense of a transverse contraction.
  • the transverse contraction cannot occur because the outer casing 17 is stiffened in the radial direction by the corrugated tube 4.
  • a locking occurs because the pre-stressed corrugated tube 4 wants to stretch the casing 17, but this would have to contract radially so that it could stretch further, which is prevented by the corrugated tube 4 located inside.
  • the outer casing 17 thus runs taut over the radially outward-standing wave crests of the tube wall 5.
  • outer casing 17 With the outer casing 17 it is not important that it has a resilience because it is stiffened from the inside by the tube 4.
  • Mineral material for example ceramic fibers, is therefore also suitable as the material for the outer casing 17, which has a very high temperature resistance and is also very abrasion-resistant. The abrasion movements occurring during operation at the points of intersection of the stitches 13 with the neighboring stitches will not be able to rub through the individual threads as quickly.
  • the coupling element 3 will be able to maintain its pretension over a very long period of time.
  • the outer casing preferably contains 17 mineral fibers.
  • the goods hose for the intermediate layer 11 is also possible to produce the goods hose for the intermediate layer 11 as a plated product, ie the mineral thread 22 is located exclusively on the inside or outside of the hose and does not appear, as shown in FIG. 3, randomly distributed on the inside or on the outside.
  • the inside width of the ring 15 or the ring 16 after the pressing has a diameter which corresponds to the inside width of the spiral hose 10.
  • the rings 15 and 16 project radially inward only in the exemplary embodiment shown in FIG. 1 for the sake of simplicity of illustration and better visibility.
  • a stitch-forming process can also be used for the outer sheathing 17, in which the product produced shows a different extensibility in the longitudinal direction of the product than in the circumferential direction, as is the case, for example, with crocheted products.
  • the outer hose 17 can be omitted.
  • the intermediate layer 11 provides both protection against overstretching and rattling protection, which prevents the Agraff hose 10 from striking the inner valleys of the folds 5 of the tube 4.
  • the hose representing the intermediate layer 11 is stretched accordingly during assembly, so that a certain internal prestress is present in the tube 4 after the rings 20, 21 have been put on. Forces which act on the decoupling element 3 and strive to extend it are absorbed by the tubular intermediate layer 11.
  • a particularly good rattle protection results if the intermediate layer 11 is not made from a knitted fabric, but from a warp knitted fabric. It is then possible, seen in the circumferential direction, to use different materials for producing the hose. E.g. can be processed in the circumferential direction at a large distance relatively thick wires, between which relatively wide strips of thin material, e.g. B. strand included.
  • the outer casing 17 also takes over the expansion protection, however, a somewhat fuller material can be used for the intermediate layer 11.
  • a circular knitted fabric impairs the mobility of the tube 4 less and also increases the overall weight of the entire arrangement less compared to a knitted fabric because of the lower material content per surface element.
  • a decoupling element for exhaust systems from combustion voltage motors consists of a corrugated tube in which an agraff hose is arranged. Between the agraff tube and the corrugated tube there is an intermediate layer which is made from a tubular knitted fabric.
  • the knitted fabric for the intermediate layer can be a knitted or knitted fabric.
  • a circular knitted tube is provided on the outside, strips of metal wire and strips of stranded wire being formed in the knitted fabric.

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Abstract

Ein Entkopplungselement (3) für Abgasanlagen von Verbrennungsmotoren besteht aus einem Wellrohr (4), in dem ein Agraffschlauch (10) angeordnet ist. Zwischen dem Agraffschlauch (10) und dem Wellrohr (4) befindet sich eine Zwischenlage (11), die aus einer schlauchförmigen Maschenware hergestellt ist. Die Maschenware für die Zwischenlage (11) kann ein Gestrick oder Gewirk sein. Bei einer anderen Ausführungsform des Entkopplungselements (3) ist aussen ein rundgewirkter Schlauch (17) vorhanden, wobei in dem Gewirk Streifen aus Metalldraht und Streifen aus Litze ausgeprägt sind. Hierdurch wird die Biegsamkeit des balgenförmigen Rohres (4) minimal behindert.

Description

Entkopplunσselement
Bei Abgasanlagen für Verbrennungsmotoren, besonders Kolbenmaschinen, besteht die Notwendigkeit, in der Rohrleitung ein Entkopplungselement vorzusehen, um die Bewegungen, die der Verbrennungsmotor vollführt, nicht auf den Rest der Abgasanlage zu übertragen. Insbesondere bei quer eingebauten Motoren bei Fahrzeugen ist diese Entkopplung wichtig. Der Motor vollführt in der Motoraufhängung bezüglich der Karosserie Kippbewegungen, abhängig vom aufgenommenen oder abgegebenen Drehmoment. Diese Kippbewegungen würden ohne Entkopplungselement das Auspuffrohr sehr stark auf Biegung belasten, denn der überwiegende Teil des Auspuffrohrs verläuft unter dem Karosserieboden parallel zur Längserstreckung des Fahrzeugs. Diese Biegungen würden alsbald das Rohr brechen lassen.
Beim längs eingebauten Motor sind die Verhältnisse nicht ganz so kritisch, weil die Drehachse, um die der Motor die Pendelbewegung ausführt, parallel zur Haupterstrec- kung des Auspuffrohrs liegt. Gleichwohl sind auch hier Entkopplungselemente von Vorteil, denn sie verhindern auch eine Schallausbreitung im Infraschallbereich.
Ein aus der EP-A-0 282 689 bekanntes Entkopplungselemente bestehen aus einem balgenförmigen Edelstahlrohr, das an seinen beiden Enden in zylindrische Abschnitte übergeht. Das balgenför ige Rohr ist verhältnismäßig biegeelastisch und wegen der Falten zug- und druckempfindlich. Zur Erhöhung der Druckfestigkeit enthält das Rohr einen gewickelten Spiralschlauch (Agraffschlauch) . Damit dieser nicht an dem äußeren Rohr reibt bzw. anschlägt, ist zwischen dem Schlauch und dem Rohr ein Vlies eingefügt. Dieses versteift erheblich das Entkopplungselement und erhöht wegen seiner Dichte das Gewicht.
Um die Anordnung gegen Dehnung unempfindlich zu machen, ist außen ein geflochtener Metallschlauch übergezogen. Dieser erhöht wegen seiner weitgehend geschlossenen Form das Gewicht beträchtlich und führt ebenfalls zu einer Versteifung. Der äußere Schlauch verhindert außerdem ein Eindringen von Fremdkörpern zwischen die Falten des Rohrs.
Aus der EP-A-0 681 096 ist es zusätzlich bekannt den äußeren Metallschlauch aus einem Metallgewirk oder Metallgestrick herzustellen.
Die bekannte Entkopplungselement sind hinsichtlich des Gewichts und der Biegesteifigkeit verbesserungsfähig.
Ausgehend hiervon ist es Aufgabe der Erfindung, ein Entkopplungselemente zu schaffen, das leichter und biegeelastischer ist. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Enckopp- lungselement mit den Merkmalen des Anspruches 1, 2 oder 3 gelöst .
Obwohl ein Gewirk oder Gestrick in Richtung parallel zu den Maschenstäbchen dehnbar ist, kann dennoch ein hieraus hergestellter Schlauch die gewünschte Dehnfestigkeit erzeugt werden. Die Dehnung in Längsrichtung ist von einer Querkontraktion begleitet, die, wenn sich der Schlauch an etwas in seinem Inneren von außen anlegt, verriegelt ist, so dass eine Streckungsbegrenzung in Längsrichtung erzeugt werden kann.
Bei dem neuen Kopplungselement ergibt sich eine wesentliche Gewichtseinsparung, weil der äußere Schlauch ein Kettengewirk ist. Kettengewirke haben die Eigenschaft, in Richtung parallel zu den Maschenstäbchen sehr zugfest zu sein, während gleichzeitig die Maschenware sehr offen ist. Aufgrund der offenen Gestalt wird pro Flächenelement verhältnismäßig wenig Material benötigt. Ein Gestrick wäre dagegen bei gleicher Zugfestigkeit sehr viel dichter, d.h. es enthält pro Flächenelement mehr Material, und ist entsprechend schwerer.
Dabei wird eine besonders biegeweiche Ausführung erreicht, wenn die Kettenwirkware für den äußeren Schlauch Litze und Draht enthält, wobei die Litze und der Draht über unterschiedliche Lochnadeln zugeführt sind. Dadurch entstehen in Längsrichtung des Schlauches gesehen nebeneinanderliegende Streifen, die abwechselnd entweder nur aus Litze oder nur aus Draht bestehen. Die Litze gibt dem Kopplungselement eine zusätzliche Biegeelastizität, so dass kaum noch Biegekräfte über den äußeren Schlauch übertragen werden können. Gleichzeitig verhindert der äußere Schlauch ein Eindringen von Fremdkörpern zwischen die Falten des Rohrs.
Um zu verhindern, dass der Spiralschlauch an dem Wellrohr anstößt, wird ebenfalls ein Schlauch verwendet, der jedoch aus Gewirk oder Gestrick Maschenware bestehen kann. Diese Maschenware wiederum zeigt bei gleichem Material ein geringeres Gewicht als eine Vlies und behindert über dies die Biegebewegung des Wellrohres weniger als letzteres.
Eine besonders günstige Konstruktion wird erreicht, wenn beide Ausführungsformen miteinander kombiniert werden.
Damit die Schläuche in U fangsrichtung nahtlos sind, bestehen sie zweckmäßigerweise aus einem Rundgestrick bzw. einem Kettenrundgewirk.
Der Draht, der für die Materialschläuche geeignet ist, weist eine Drahtstärke zwischen 0,1 mm bis 0,5 mm auf. Er kann hart oder halbhart sein.
Die Materialstärke der in Frage kommenden Litze liegt zwischen 0,2 mm bis 2 mm. Die Litze kann aus Metall oder aus Mineralfasern bestehen.
Im Übrigen sind Weiterbildungen der Erfindung Gegenstand von Unteransprüchen.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 das erfindungsgemäße Entkopplungselement in einem Längsschnitt, Fig. 2 stark schematisiert einen Ausschnitt aus einem Schlauchgestrick, aus dem die Zwischenlage des Entkopplungselementes nach Fig. 1 hergestellt ist,
Fig. 3 stark schematisiert einen Ausschnitt aus einem Warenschlauch, der aus einem Metallfaden und einem Mineralfaden rundgestrickt ist,
Fig. 4 eine vergrößerte Fotografie eines Abschnitts eines Kettenrundgewirks aus Metalldrähten und Metalllitze, in einer Draufsicht, und
Fig. 5 eine vergrößerte Fotografie eines Abschnitts eines Kettenrundgewirks aus Metalldrähten und Litze aus Glasfasern, in einer Draufsicht.
Fig. 1 zeigt stark schematisiert einen Ausschnitt aus einer Abgasabanlage eines Verbrennungsmotors. Zwischen einem abgebrochen veranschaulichten Auspuffkrümmer 1 und einem wegführenden Auspuffrohr 2 ist ein Entkopplungselement 3 eingefügt.
Das Entkopplungselement 3 ist in Fig. 1 im Längsschnitt gezeigt und zu ihm gehören ein balgförmiges oder Wellrohr 4 aus warm- bzw. hitzefestem Metall, dessen Seitenwand 5 wellenförmig verläuft, und zwar in der Weise, dass hierdurch hintereinanderliegende Ringe und Einschnürungen entstehen, die rechtwinklig zu der Längsachse des Rohres 4 ausgerichtet sind. An seinen beiden Enden 6 und 7 geht das balgförmige Rohr 4 in zylindrisch glatte Abschnitte 8 und 9 über. Das Rohr 4 ist das eigentliche gasdichte Element.
Im Inneren des Rohres 4 befindet sich ein Spiral- schlauch (Agraffschlauch) 10 sowie eine schlauchförmige Zwischenlage 11, die aus einer textilen Maschenware besteht und sich zwischen dem Rohr 4 und dem Spiralschlauch 10 befindet. Die Maschenware kann beispielsweise ein Gestrick 12 sein, wie es in Fig. 2 gezeigt ist, oder ein Kettenrundge- wirk nach Fig. 4 oder 5.
Das Gestrick 12 besteht aus einem oder mehreren Fäden 14, die unter Bildung von Maschen 13 miteinander verstrickt sind. Dabei bildet die Folge von Maschen, bezogen auf die Darstellung in Fig. 2, vertikal verlaufende Maschenstäbchen, während die nebeneinanderliegenden Maschen 13 als Maschenreihen bezeichnet werden. Die Produktion beim Stricken geschieht durch Verlängerung der Maschenstäbchen durch Anfügen weiterer Maschen 13. Das Material bzw. der Faden 14 ist beispielsweise ein Metalldraht, der hinsichtlich seiner Materialeigenschaften so gewählt ist, dass er bei der Abgastemperatur, die im Betrieb im Inneren des Entkopplungselementes 3 herrscht, eine gewisse mechanische Rücksprungkraft beibehält. Der Faden 14 hat einen Durchmesser zwischen 0,05 mm und 1,0 mm.
Das Gestrick 12 ist als Schlauch hergestellt, d.h. die Maschenreihen bilden eine eng gewundene Schraube, während die Maschenstäbchen in Richtung parallel zur Längsachse des entstandenen Schlauches ausgerichtet sind.
Das so erhaltene Maschengebilde wird auf die entsprechende Länge abgelängt und erstreckt sich als zylindrisches Gebilde zwischen den Abschnitten 8 und 9. An diesen zylindrischen Abschnitten 8 und 9 sind die Enden der Zwischenlage 11 durch jeweils zwei rohrförmige Stützringe 15 und 16 festgelegt, indem in diesem Bereich die Zwischenlage 11 zwischen dem betreffenden Stützring 15 oder 16 und dem zylindrischen Abschnitt 8 oder 9 festgeklemmt ist.
Der Zweck der Zwischenlage 11 besteht darin zu verhindern, dass der Spiralschlauch 10 und das Rohr 4 unmittelbar miteinander in Berührung kommen. Hierdurch würden Geräusche entstehen, die durch die Zwischenlage vermieden werden.
Damit das Entkopplungselement 3 in axialer Richtung nicht überdehnt werden kann, ist eine Ummantelung 17 vorgesehen, die aus einem Kettenrundgewirk 18 besteht, wie es in Fig. 4 gezeigt ist.
Die Maschenstäbchen 19 verlaufen in der Figur in senkrechter Richtung. Das Kettenrundgewirk ist sehr offen und entsprechend leicht. Zur Herstellung werden Metalldraht und Meatlllitze verwendet. Beim Wirken laufen durch mehrere Lochnadeln je ein Metalldraht während mit den übrigen Lochnadeln jeweils eine Litze zugeführt wird, womit sich die Reihenfolge ergibt wie sie in der Fig. 4 gezeigt ist. Hierdurch entstehen in Längsrichtung der Maschenstäbchen Streifen aus Draht und Streifen aus Litze. Die in der Figur erkennbaren Öffnungen in dem Netzartigen Gebilde weisen eine Kantenlänge von ca. 2 mm auf.
Eine andere geeignete Materialform ist in Fig. 5 gezeigt. Hier besteht das Gewirk aus Metalldrähten, die voneinander durch Glasfasergarn getrennt sind. Entsprechend gibt es Streifen ausschließlich aus Draht und Streifen ausschließlich aus Glasfaser.
Die schlauchför ige gewirkte Ummantelung 17 umgibt das Rohr 5 auf der Außenseite. Die axialen Enden der Ummantelung 17 sind mit rohrförmigen Klemmringen 20 und 21 auf den zylindrischen Enden 8 und 9 auf deren Außenseite festgeklemmt .
Eine Möglichkeit der Herstellung des gezeigten Entkopplungselementes ist wie folgt:
Auf Rundstrickmaschinen wird die Schlauchware 12 für die Zwischenlage 11 aus einem geeigneten Material rundgestrickt, bzw. auf einer Rundwirkmaschine die Schlauchware 18 für die äußere Ummantelung 17 rundgewirkt.
Der auf diese Weise erhaltene Schlauch wird auf die Länge der Zwischenlage 11 abgelängt und über den Spiral- schlauch 10 gezogen. Sodann wird das Gebilde in das Wellrohr 4 in Längsrichtung eingezogen, d.h. die Längsachse des Getrickschlauchs stimmt mit der Längsachse der Metallrohrs 4 überein. Sodann wird ein Ende, beispielsweise mit Hilfe des Stützrings 16, durch Weiten desselben in dem zylindrischen Abschnitt 8 festgeklemmt. Darauf wird auch das andere Ende mit Hilfe des Rings 15 in dem zylindrischen Abschnitt 18 befestigt. Dabei ist die Länge der Zwischenlage 11 zu dem entspannten Rohr 4 so bemessen, dass die Zwischenlage 11 unter einer geringen axialen Spannung steht. Der Spiralschlauch 10 ist nicht komprimiert.
Anschließend wird das so erhaltene Gebilde in einen vorher entsprechend abgelängten Schlauchabschnitt für die äußere Ummantelung 17 gesteckt, deren lichte Weite zunächst beispielsweise im Bereich des zylindrischen Abschnitts 9 durch Ziehen so weit verringert wird, bis die äußere Ummantelung 17 satt auf der Außenseite des zylindrischen Abschnittes 9 aufliegt. Sodann wird der Ring 20 aufgesetzt und verpresst. Dadurch ist das betreffende Ende der Ummantelung 17 auf dem zylindrischen Abschnitt 9 festgelegt.
Nunmehr wird das Wellrohr 4 durch ein entsprechendes Werkzeug bis auf die gewünschte Länge gestaucht und die äußere Ummantelung 17 am anderen zylindrischen Abschnitt so weit gezogen, bis sie sich unter großer Vorspannung an die wellenförmige Außenseite des Rohres 4, wie gezeigt, anlegt. Sodann wird der Ring 21 ebenfalls aufgeschoben und verpresst. Der überstehende Abschnitt der äußeren Ummantelung 17 wird abgeschnitten und es wird das Entkopplungselement 3 aus dem Vorspannwerkzeug entnommen, wobei es nach dem Lösen aus dem Werkzeug praktisch keine Längenänderung mehr vollführt, weil die in dem Wellrohr 4 gespeicherte Federkraft von dem straff um sein Äußeres herumliegenden äußeren Ummantelung 17 aufgenommen wird. Druckkräfte werden durch den Spiralschlauch 10 aufgenommen. Obwohl die äußere Ummantelung 17 aus einem Gewirk besteht, das ansich in axialer Richtung, also in Richtung parallel zu den Maschenstäbchen dehnbar wäre, kann dennoch keine Streckung Zustandekommen, weil die Dehnung in Längsrichtung immer auf Kosten einer Querkontraktion erfolgt. Die Querkontraktion kann nicht geschehen, weil die äußere Ummantelung 17 in radialer Richtung durch das Wellrohr 4 ausgesteift ist. Somit kommt eine Verriegelung zustande, weil das unter Vorspannung stehende Wellrohr 4 an sich die Ummantelung 17 strecken will, diese aber, damit sie sich weiter strecken könnte, radial zusammenziehen müsste, was durch das im Inneren befindliche Wellrohr 4 verhindert wird. Die äußere Ummantelung 17 läuft somit straff gespannt über die radial nach außen stehenden Wellenkämme der Rohrwand 5.
Bei der äußeren Ummantelung 17 kommt es nicht darauf an, dass diese eine Rücksprungkraft hat, weil sie von innen her durch das Rohr 4 ausgesteift wird. Als Material für die äußere Ummantelung 17 eignet sich deswegen auch mineralisches Material, beispielsweise Keramikfasern, die eine sehr hohe Temperaturfestigkeit zeigen und außerdem sehr scheuertest sind. Die beim Betrieb auftretenden Scheuerbewegungen an den Kreuzungspunkten der Maschen 13 mit den Nachbarmaschen werden nicht so schnell die einzelnen Fäden durchscheuern können. Das Kopplungselemente 3 wird über einen sehr langen Zeitraum seine Vorspannung beibehalten können.
Bevorzugt enthält demzufolge die äußere Ummantelung 17 Mineralfasern.
Es ist ferner möglich, den Warenschlauch für die Zwischenlage 11 als platierte Ware herzustellen, d.h. der Mineralfaden 22 befindet sich ausschließlich an der Innen- oder Außenseite des Schlauches und erscheint nicht, wie Fig. 3 zeigt, zufällig verteilt an der Innen- oder an der Außenseite.
Um einen möglichst günstigen Strömungswiderstand zu bekommen, ist es zweckmäßig, wenn die lichte Weite des Rings 15 bzw. des Rings 16 nach dem Verpressen einen Durchmesser hat, der der lichten Weite des Spiralschlauchs 10 entspricht. Lediglich aus Gründen der einfacheren Darstellung und besseren Erkennbarkeit springen bei dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel die Ringe 15 und 16 radial nach innen vor.
Für die äußere Ummantelung 17 kann auch ein Maschen bildender Prozess verwendet werden, bei dem die erzeugte Ware in Längsrichtung der Ware eine andere Dehnbarkeit zeigt als in Umfangsrichtung, wie dies beispielsweise bei Häkelware der Fall ist.
Abweichend von dem erläuterten Ausführungsbeispiel sind auch andere Kombinationen denkbar und technisch zweckmäßig.
Wenn das Entkopplungselement 3 an Stellen untergebracht wird, an denen nicht mit Fremdkörpern zu rechnen ist, die in die Falten 5 des Rohres 4 gelangen können, kann der äußere Schlauch 17 weggelassen werden. Die Zwischenlage 11 erbringt in diesem Falle sowohl den Schutz gegen Überdehnen, als auch den Klapperschutz, der ein 7Anschlagen des AgraffSchlauches 10 an den innenliegenden Täler der Falten 5 des Rohres 4 verhindert. Hierzu wird bei der Montage der die Zwischenlage 11 darstellende Schlauch entsprechend gestreckt, so dass nach dem Aufsetzen der Ringe 20, 21 eine gewisse innere Vorspannung in dem Rohr 4 vorhanden ist. Kräfte die an dem Entkopplungselement 3 angreifen und bestrebt sind, es in die Länge zu ziehen, werden von der schlauchformigen Zwischenlage 11 aufgenommen.
Ein besonders guter Klapperschutz ergibt sich, wenn die Zwischenlage 11 nicht aus einem Gestrick, sondern aus einem Kettenrundgewirk hergestellt ist. Es ist dann möglich, in Umfangsrichtung her gesehen, unterschiedliche Materialien zur Herstellung des Schlauches zu verwenden. Bspw. können in Umfangsrichtung gesehen im großen Abstand verhältnismäßig dicke Drähte verarbeitet werden, zwischen denen relativ breite Streifen aus dünnem Material, z. B. Litze, enthalten sind.
Bei einer Ausführungsform, bei der die äußere Ummantelung 17 auch den Dehnschutz übernimmt, kann hingegen für die Zwischenlage 11 ein etwas volleres Material Anwendung finden.
Grundsätzlich gilt jedoch, dass ein Rundgewirk wegen des geringeren Materialanteils pro Flächenelement verglichen mit einem Gestrick die Beweglichkeit des Rohres 4 weniger behindert und auch das Gesamtgewicht der gesamten Anordnung weniger erhöht.
Schließlich ist es denkbar, die Zwischenlage 11, die vorerwähnt, als Dehnschutz zu verwenden, während die äußere Ummantelung 17 hier locker um das Rohr 4 herumliegt und lediglich das Eindringen von Fremdkörpern in die Falten 5 verhindert. In diesem Fall eignet sich für die äußere Ummantelung als Material Mineralfaser, die sehr widerstandsfähig ist und sich nicht zerreibt.
Ein Entkopplungselement für Abgasanlagen von Verbren- nungsmotoren besteht aus einem Wellrohr, in dem ein Agraffschlauch angeordnet ist. Zwischen dem Agraffschlauch und dem Wellrohr befindet sich eine Zwischenlage, die aus einer schlauchformigen Maschenware hergestellt ist. Die Maschenware für die Zwischenlage kann ein Gestrick oder Gewirk sein. Bei einer anderen Ausführungsform des Entkopplungselementes ist außen ein rundgewirkter Schlauch vorhanden, wobei in dem Gewirk Streifen aus Metalldraht und Streifen aus Litze ausgeprägt sind. Hierdurch wird die Biegsamkeit des balgenför igen Rohres minimal behindert.

Claims

Ansprüche :
1. Rohrförmiges Entkopplungselement (3) für Abgasanlagen von Verbrennugsmotoren, das zwischen Auspuffkrümmer (1) und Auspuffrohr (2) anzuordnen ist,
mit einem gasdichten Metallrohr (4), das zwei Enden (6,7) und eine balgenförmige Rohrwand (4) aufweist,
mit einem Spiralschlauch (10) (gewickelter Agraffschlauch) , der in dem Metallrohr (4) angeordnet ist und von dem einen Ende bis zu dem anderen Ende des Metallrohrs (4) reicht, um in axialer Richtung eine Begrenzung beim Stauchen des Metallrohrs (4) zu schaffen, und
mit einer Zwischenlage (12,18), die zwischen dem Metallrohr (4) und dem Spiralschlauch (10) angeordnet ist, die aus einer Maschenware (12,18) besteht und deren Enden an den Enden des Metallrohrs (6,7) befestigt ist.
2. Rohrförmiges Entkopplungselement (2) für Abgasanlagen von Verbrennugsmotoren, das zwischen Auspuffkrümmer (1) und Auspuffrohr (2) anzuordnen ist,
mit einem gasdichten Metallrohr (4), das zwei Enden (6,7) und eine balgförmige Rohrwand (4) aufweist,
mit einer Ummantelung (17), die aus einer schlauchformigen Kettenwirkware (18) besteht, das Metallrohr (4) außen umgibt und deren Enden an den Enden (6,7) des Metallrohrs (4) befestigt ist, um in axialer Richtung eine Be- grenzung beim Dehnen des Metallrohrs (4) zu schaffen, wobei die Kettenwirkware (18) aus Metalldraht und aus Litze besteht und der Metalldraht über andere Lochnadeln zugeführt wird als die Metalllitze, derart, dass sich längs dem Umfang der Ummantelung Streifen aus Draht und Streifen aus Litze ergeben.
3. Rohrförmiges Entkopplungselement (2) für Abgasanlagen von Verbrennugsmotoren, das zwischen Auspuffkrümmer (1) und Auspuffrohr (2) anzuordnen ist und das die Merkmale der Ansprüche 1 und 2 aufweist.
4. Entkopplungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Maschenware (12) ein Rundgestrick ist.
5. Entkopplungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Maschenware (18) ein Kettenrundgewirk ist.
6. Entkopplungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kettenrundgewirk (18) Draht und Litze enthält, wobei der Draht und die Litze über unterschiedliche Lochnadeln zugeführt sind.
7. Entkopplungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Maschenware (12,18) Metalldraht enthält.
8. Entkopplungseleme t nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Metalldraht eine Stärke von 0,1 mm bis 0,5 mm aufweist.
9. Entkopplungselement nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Draht hart oder halbhart ist.
10. Entkopplungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Maschenware (12,18) Metalllitze enthält.
11. Entkopplungselement nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Metalllitze eine Stärke von 0,2 bis 2 mm aufweist .
12. Entkopplungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Maschenware (12,18) Mineralfasergarn enthält .
13. Entkopplungselement nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Mineralfasergarn aus Filament- oder Stapelfasern besteht.
14. Entkopplungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Maschenware (12,18) aus Metalldraht und/oder Metalllitze und/oder Mineralfasergarn besteht.
15. Entkopplungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Ummantelung (17) aufweist, die an den Enden (6,7) des Metallrohrs (4) befestigt ist und sich außerhalb des Metallrohrs (4) erstreckt, um vorzugsweise in axialer Richtung eine Begrenzung beim Dehnen des Metallrohrs (4) zu schaffen.
16. Entkopplungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Material der Maschenware (12,18) bis ca. 1200° C tempearaturfest ist.
17. Entkopplungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Maschenschenkel eine Länge zwischen 2 mm und 8 mm aufweisen.
18. Entkopplungselement nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kettenwirkware (18) ein Kettenrundgewirk ist.
19. Entkopplungselement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Litze Metalllitze ist.
20. Entkopplungselement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Metalldraht eine Stärke von 0,1 mm bis 0, 5 mm aufweist.
21. Entkopplungselement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Draht hart oder halbhart ist.
22. Entkopplungselement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Litze eine Stärke von 0,2 bis 2 mm aufweist .
23. Entkopplungselement nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Litze aus Mineralfasern besteht.
24. Entkopplungselement nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Mineralfasern aus Filament- oder Stapelfasern bestehen.
25. Entkopplungselement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kettenwirkware (18) aus Metalldraht und/oder Metalllitze und/oder Mineralfasergarn besteht.
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