WO2003056151A1 - Flexibles leitungselement - Google Patents

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WO2003056151A1
WO2003056151A1 PCT/EP2002/014630 EP0214630W WO03056151A1 WO 2003056151 A1 WO2003056151 A1 WO 2003056151A1 EP 0214630 W EP0214630 W EP 0214630W WO 03056151 A1 WO03056151 A1 WO 03056151A1
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Abstract

Es wird ein flexibles Leitungselement (1) zum Verbinden von Leitungsabschnitten (2), insbesondere von Abgas-Leitungsabschnitten einer mobilen Verbrennungskraftmasachine (3), vorgeschlagen. Dieses umfasst eine erste Öffnung (4) und eine zweite Öffnung (5) mit jeweils einer ersten Querschnittsfläche (6) und einer zweiten Querschnittsfläche (7), wobei zwischen den Öffnungen (4, 5) Mittel zur Kompensierung einer Relativbewegung der Öffnungen (4, 5) zueinander zumindest in Richtung einer Achse (8) des Leitungselementes (1) vorhanden sind. Erfindungsgemäss sind die erste Querschnittsfläche (5) und die zweite Querschnittsfläche (6) unterschiedlich ausgeführt. Bevorzugt ist dabei eine Ausführungsform, bei der in einem Innenraum (8) ein Katalysator-Trägerkörper (17) angeordnet ist.

Description

Flexibles eitungselement
Die Erfindung betrifft ein flexibles Leitungselement zum Verbinden von Lei- tungsabschnitten, insbesondere von Abgas-Leitungsabschnitten einer mobilen Verbrer ungskraftmaschine. Derartige flexible Leitungselemente umfassen eine erste Öffnung und eine zweite Öffnung mit jeweils einer ersten Querschnittsfläche und einer zweiten Querschnittsfläche, wobei zwischen den Öffnungen Mittel zur Kompensierung von Relativbewegungen der Öffnungen zueinander zumindest in Richtung einer Achse des Leitungselementes vorhanden sind.
Derartige flexible Verbindungsanordnungen für zwei Rohrteile gehen beispielsweise aus der EP 0 615 595 Bl hervor. Diese umfassen einen metallischen Faltenbalg, der axial beidseitig mit Anschlussstücken der Abgasleitung in Form von im wesentlichen zylindrischen Hülsen oder Stützen abgasdicht verbunden ist. Die Anschlussstücke weisen an ihren dem Faltenbalg zugewandten Seiten sich radial erweiternde Endabschnitte mit im wesentlichen zylindrischen Verbindungsbereichen auf. Solche flexiblen Verbindungsanordnungen finden in Abgasleitungen in Form von Zwischenstücken Einsatz und dienen dazu, die an sie angeschlossenen Rohrteile federnd, gelenkig und/oder dämpfend miteinander zu verbinden, so dass diese Anschlussstücke der Abgasleitung schwmgungstechnisch gegenseitig entkoppelt sind, d.h. auftretende Relativbewegungen, Schwingungen und Vibrationen von den benachbarten Bauteilen nicht weitergeleitet werden. Da die Abgasleitungen im übrigen als starre Systeme ausgebildet sind, ist die Frage der elasti- sehen Entkopplung besonders wichtig.
Abgasanlagen mobiler Verbrennungskraftmaschinen wie beispielsweise Diesel- und Ottomotoren, weisen eine Vielzahl unterschiedlicher Komponenten zur Umsetzung beziehungsweise Speicherung von im Abgas enthaltenen Schadstoffen (ungesättigte Kohlenwasserstoffen, Schwefeloxide, Kohlenmonoxid, etc.) auf. Die Dimensionierung derartiger Komponenten wird im wesentlichen durch die Art bzw. die Zusammensetzung des Abgases und/oder der Position dieser Komponenten im Abgassystem bestimmt. In diesem Zusammenhang wird zunehmend dazu übergegangen, die Abgasleitungen mehrteilig auszuführen, wobei die Komponenten in Leitungsabschnitte untergebracht sind, die an die äußere Gestalt der Kom- ponenten angepasst sind. Ein solcher modularer Aufbau des Abgassystems ist gerade in Hinblick auf eine kostengünstige Fertigung vorteilhaft, da für den jeweiligen Kfz-Typ das benötigte Abgassystem wie ein Bausatz zusammenmontiert werden kann.
Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein flexibles Leitungselement anzugeben, welches preiswert herstellbar ist, eine schwingungstechnische Entkopplung benachbarter Leitungsabschnitte ermöglicht und für ein solches modular aufgebautes Abgassystem geeignet ist. Weiterhin soll das flexible Leitungselement so ausgebildet sein, dass eine platzsparende Anordnung von ver- schiedenen Komponenten zur Umsetzung des Abgases ermöglicht wird.
Diese Zielsetzungen werden gelöst durch ein flexibles Leitungselement zum Verbindung von Leitungsabschnitten mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen eines solchen flexiblen Leitungselements sind in den abhängigen Patentansprüchen beschrieben, wobei die dort offenbarten Merkmale in beliebiger, sinnvoller Kombination miteinander zum Einsatz gelangen können.
Demnach dient das flexible Leitungselement zum Verbinden von Leitungsab- schnitten, insbesondere von Abgas-Leitimgsabschnitten einer mobilen Verbrennungskraftmaschine. Es umfasst eine erste Öffnung und eine zweite Öffnung mit jeweils einer ersten Querschnittsfläche und einer zweiten Querschnittsfläche, wobei zwischen den Öffnungen Mittel zur Kompensierung einer Relativbewegung der Öffnungen zueinander zumindest in Richtung einer Achse des Leitungsele- mentes vorhanden sind. Erfindungsgemäß zeichnet sich das flexible Leitungselement dadurch aus, dass die erste Querschnittsfläche und die zweite Querschnittsfläche unterschiedlich ausgeführt sind. Mit den Öffnungen ist in diesem Zusammenhang der Bereich des Leitungselements gemeint, der nahe den Stirnseiten des" Leitungselementes angeordnet ist. Die Öffnungen entsprechen dabei im wesentlichen dem Strömungskanal des Ab- gas-Leitungsabschnittes, mit dem das flexible Leitungselement jeweils verbunden werden soll. Während bislang stets davon ausgegangen wurde, dass ein solches flexibles Leitungselement im wesentlichen zylindrisch ausgeführt ist, weist die Erfindung in die Richtung, neben der schwingungstechnischen Entkopplung zusätzlich eine Kopplung verschieden ausgeführter Abgas-Leitungsabschnitte be- reitzustellen. Dies hat den Vorteil, dass ein solches flexibles Leitungssystem an nahezu jeder beliebigen Position anordenbar ist, unabhängig davon, welchen Verlauf beziehungsweise welche Gestalt die Abgasleitung aufgrund der räumlichen Anordnung benachbarter Bauteile aufweist. Das flexible Leitungselement erlaubt demnach auch die Verbindung zweier Abgas-Leitungsabschnitte, die z.B. versetzt oder in einem Winkel zueinander angeordnet sind beziehungsweise unterschiedliche Querschnitte (Form, Größe, etc.) haben. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn es um die Verbindung von Abgas-Leitungsabschnitten im bzw. nahe dem Motorraum geht. Aufgrund der dort herrschenden, sehr beengten Platzverhältnisse ist in der Regel nicht von einem geradlinigen Verlauf der Abgasleitung auszugehen, vielmehr sind Krümmungen beziehungsweise Querschnittsaufweitungen notwendig. Während bekannte flexible Verbindungsanordnungen für Rohrteile Werfür bislang nicht geeignet waren, erlaubt das vorgeschlagene Leitungselement einen flexiblen Einbau, wobei zusätzlich eine schwingungstechnische Entkopplung gewährleistet ist.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des flexiblen Leitungselementes ist eine der beiden Querschnittsflächen betragsmäßig größer. Das bedeutet, dass der dem Abgas zur Verfügung gestellte Strömungskanal über die axiale Länge des flexiblen Leitungselementes vergrößert wird. Insbesondere ist dabei eine Querschnittsfläche wenigstens 50 %, bevorzugt mindestens 100 % und gegebenenfalls sogar wenigstens 200 % größer. Dies ist beispielsweise dann von Vorteil, wenn stromabwärts des flexiblen Leitungselementes Komponenten zur chemischen Umsetzung von Schadstoffen angeordnet werden sollen. Derartige Komponenten sind beispielsweise als Partikelfalle, Adsorber, katalytische Konverter, wabenfδrmige Heizelemente ausgeführt.
Besonders bevorzugt sind die Querschnittsflächen des flexiblen Leitungselementes im wesentlichen kreisförmig ausgebildet und weisen jeweils einen ersten mittleren Durchmesser und einen zweiten mittleren Durchmesser auf, wobei einer der beiden Durchmesser betragsmäßig größer ist. Gerade im Hinblick auf die Montage derartiger flexibler Leitungselemente ist es vorteilhaft, wenn eine exakte Posi- tionierung des Leitungselementes gegenüber den Abgas-Leitungsabsclinitten vermieden werden kann. Bei der hier beschriebenen Ausgestaltung sind die Öffnungen beziehungsweise der sie umgebende Einführstutzen rotationssymmetrisch ausgebildet, so dass während der Montage eine beliebige Verdrehung des flexiblen Leitungselementes gegenüber den Abgas-Leitungsabschnitten möglich ist. Somit können einerseits teuere Positionierungshilfen an den Abgas- Leitungsabschnitten beziehungsweise dem flexiblen Leitungselement sowie eine kosten- und zweitintensive Montage vermieden werden.
Weiter wird vorgeschlagen, dass das flexible Leitungselement einen konusförmig ausgebildeten Bereich aufweist, in dem die Mittel zur Kompensierung einer Relativbewegung der Öffnungen zueinander angeordnet sind. Diese Mittel zur Kompensierung sind dabei bevorzugt nicht nur dazu geeignet, die Relativbewegung in Richtung der Achse zu kompensieren, sondern auch einen radialen Versatz der Abgas-Leitungsabschnitte zuzulassen bzw. zu absorbieren, der beispielsweise durch eine translatorische Schwingungsanregung bewirkt wird. Der konusfδrmig ausgebildete Bereich stellt dabei einen gleichmäßigen Übergang von einer kleineren ersten/zweiten Querschnittsfläche zu einer größeren zweiten/ersten Querschnittsfläche dar.
Gemäß noch einer weiteren Ausgestaltung umfassen die Mittel zur Kompensierung einer Relativbewegung mindestens eine Faltung, welche sich zumindest teilweise in Richtung eines Umfangs des Leitungselementes erstreckt. Insbeson- dere sind diese Mittel zur Kompensierung einer Relativbewegung innerhalb eines konusfδrmig ausgebildeten Bereiches angeordnet. Bevorzugt ist auch die Ausführung eines solchen Leitungselementes mit einer Mehrzahl von Faltungen, insbesondere mindestens drei, oder sogar fünf. Die Höhe beziehungsweise die Weite einer solchen Faltung ist im Hinblick auf die auftretenden thermischen und dynamischen Beanspruchungen des flexiblen Leitungselementes vorzunehmen. Der mit den Faltungen versehene, insbesondere konusförmig ausgebildete, Bereich erstreckt sich vorteilhafterweise über ca. 3 bis 10 cm.
Besonders bevorzugt ist, dass sich die mindestens eine Faltung im wesentlichen senkrecht zur Achse des Leitungselementes erstreckt. Hierdurch wird bewirkt, dass im wesentlichen eine Kompensierung einer Relativbewegung in Richtung der Achse vorgenommen wird, welche ihren Ursprung beispielsweise in den Druckstößen des Abgases, wie sie sich beispielsweise infolge der Verbrennungsvorgän- ge in der Verbrennungslαaftmaschme im Abgassystem fortpflanzen, oder aufgrund von Fahrzeugerschütterungen ergeben. Eine solche senkrechte Anordnung bezüglich der Achse des Leitungselementes ist relativ einfach und kostengünstig herstellbar, so dass gerade bei geringeren Anforderungen hinsichtlich der Entkopplung eine solche Variante bevorzugt ist.
In Kombination dazu beziehungsweise als Alternative wird auch vorgeschlagen, dass sich die mindestens eine Faltung im wesentlichen senkrecht zu einer Außenfläche des Leitungselementes erstreckt, insbesondere im wesentlichen senkrecht zur Außenfläche innerhalb eines konusförmig ausgebildeten Bereichs. Eine solche Ausgestaltung der Faltungen hat eine sehr gleichmäßige Belastung zur Folge, da somit die Faltung im wesentlichen symmetrisch zur Außenfläche ausgebildet werden kann. Dies ist insbesondere bei einer hohen dynamischen Beanspruchung vorteilhaft, da derart einer vorzeitigen Ermüdung des Materials entgegengewirkt wird.
Gemäß noch einer weiteren Ausgestaltung hat das flexible Leitungselement eine zumindest teilweise innenliegende Aufnahme, welche mit einem Verbindungsbe- reich des Leitungselementes verbunden ist. Diese Verbindung ist hier bevorzugt gasdicht auszuführen. In diesem Zusammenhang sei darauf hingewiesen, dass eine Verbindung der Aufnahme lediglich mit einem Verbindungsbereich des Leitungselementes vorzunehmen ist, um die Mittel zur Kompensierung einer Relativ- , bewegung der Öffnungen zueinander nicht zu überbrücken. Die Aufnahme ragt dabei ausgehend von dem Verbindungsbereich zumindest teilweise in das Innere des flexiblen Leitungselementes, insbesondere in einen konisch ausgeführten Bereich. Die Aufnahme kann einerseits selbst als ein Mittel zur Beeinflussung der Strömungscharakteristik des Abgases wirken, indem sie beispielsweise mit Flü- gern, Gittern oder dergleichen versehen ist, oder selbst in Folge ihrer Ausgestaltung beispielsweise als Düse wirkt. Weiter besteht die Möglichkeit, eine solche Aufnahme dazu zu nutzen, mindestens eine der oben genannten Komponenten zur chemischen Umwandlung beziehungsweise Speicherung von im Abgas enthaltenen Schadstoffen zu verwenden, oder sie selbst mit einer entsprechenden Be- Schichtung zu versehen.
In diesem Zusammenhang ist es besonders vorteilhaft, dass die Aufnahme einen Katalysator-Trägerkörper fixiert, der zumindest teilweise in einen Innenraum des Leitungselementes hineinragt, wobei bevorzugt die Aufnahme und der Katalysa- tor-Trägerkörper vollständig im Innenraum angeordnet sind. Eine solche Ausgestaltung des flexiblen Leitungselementes erlaubt eine besonders platzsparende Anordnung von Katalysator-Trägerkörpern im Abgassystem eine Automobils, wobei zusätzlich die Funktion der schwingungstechnischen Entkopplung verwirklicht ist. Unter einer Anordnung der Aufnahme beziehungsweise des Katalysator- Trägerkörpers vollständig im Innenraum ist gemeint, dass weder die Aufnahme noch der Katalysator-Trägerkörper durch die Öffnungen an den Stirnseiten des flexiblen Leitungselementes hindurchtreten. Somit ist gewährleistet, dass diese Bauteile nicht mit angrenzenden Komponenten beziehungsweise Bauteilen der Abgasanlage direkt in Kontakt treten.
Gemäß noch einer weiteren Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass der Katalysator-Trägerkörper konisch ausgeführt ist. Dies gilt insbesondere bei einer Ausges- taltung des flexiblen Leitungselementes mit einem konisch ausgeführten Bereich. Insofern ist der durch das flexible Leitungselement bereitgestellte Innenraum nahezu vollständig ausnutzbar. Dies hat zur Folge, dass eine besonders große Oberfläche zur Verfügung gestellt wird, die mit dem Abgas in Kontakt tritt. Üblicher- weise werden derartige Katalysator-Trägerkörper mit einem katalytisch aktiven Material (z.B. Washcode mit imprägnierten Katalysatoren wie beispielsweise Platin) beschichtet.
Besonders vorteilhaft ist es dabei, dass der Katalysator-Trägerkörper mit zumin- dest teilweise strukturierten Blechfolien ausgeführt ist, so dass eine Wabenstruktur mit für ein Fluid durchströmbaren Kanälen gebildet ist, wobei diese Wabenstruktur bevorzugt direkt mit der Aufiiahme fügetechnisch verbunden ist. Zwar sind prinzipiell auch keramische und/oder extrudierte Katalysator-Trägerkörper einsetzbar, allerdings haben sich Blechfolien aufgrund ihrer mechanischen Stabili- tat, ihrer geringen oberflächenspezifϊschen Wärmekapazität sowie der einfachen Herstellung als besonders vorteilhaft erwiesen. Die zumindest teilweise strukturierten Blechfolien werden in der Regel gestapelt und/oder gewunden, so dass eine solche Wabenstruktur entsteht. Üblicherweise werden derartige Blechfolien mit einer Dicke kleiner 80 μm, insbesondere kleiner 50 μm und bevorzugt kleiner 20 μm in einem separaten Mantelrohr angeordnet. Vorliegend bildet die Aufnahme dieses Mantelrohr, so dass die Blechfolien direkt mit der Aufnahme fügetechnisch verbunden sind, insbesondere verlötet. Im Hinblick auf die Herstellung eines solchen flexiblen Leitungselementes mit Aufiiahme und Katalysator- Trägerkörper wird bevorzugt zunächst die Wabenstruktur ausgebildet und in die Aufiiahme integriert beziehungsweise mit dieser verbunden. Anschließend wird die Aufiiahme in das flexible Leitungselement eingesetzt und mit diesem gasdicht verbunden.
In diesem Zusammenhang sei noch darauf hingewiesen, dass die Aufnahme gera- de bei hohen dynamischen Belastungen der Abgasleitungen bevorzugt mit der
Stirnseite des Leitungselementes verbunden wird, welche mit dem schwingungs- technisch entkoppelten, also weniger schwingungsangeregten Leitungsabschnittes in Verbindung steht.
Gemäß noch einer weiteren Ausgestaltung ist das flexible Leitungselement mit mindestens einem Schlitz am Umfang versehen. Die Schlitze können in Umfangs- richtung, in axialer Richtung oder quer dazu angeordnet sein. Die Schlitze bewirken, dass das Material des Leitungselementes, welches zwischen den Schlitzen angeordnet ist, als eine Art Federelement wirkt. Dies hat insbesondere seinen Ursprung darin, dass die Federelemente auf gegenüberliegenden Seiten der Schlitze den auftretenden Kräften infolge der Schwingungen unterschiedlich ausweichen können. Auch auf diese Weise ist eine Kombination von Relativbewegungen der beiden Öffnungen des flexiblen Leitungselementes gewährleistet. Die Anzahl der Schlitze ist wiederum mit den thermischen und dynamischen Belastungen eines solchen flexiblen Leitungselementes im Einsatz abzustimmen. Dabei ist es unter Umständen auch möglich, einen einzigen Schlitz vorzusehen, der beispielsweise spiralig ausgebildet ist. Bevorzugt wird jedoch die Ausgestaltung mit mehreren Schlitzen, da sich dieser gerade unter fertigungstechnischen Gesichtspunkten einfacher und kostengünstiger herstellen lassen.
Gerade bei der Ausgestaltung eines solchen flexiblen Leitungssystems mit Schlitzen ist eine zusätzliche Isolation des Abgas-Strömungskanals vorzunehmen. Die Isolation ist bevorzugt gasdicht und/oder thermisch isolierend. Die thermische Isolierung ist deshalb vorteilhaft, da das Anspringverhalten des im flexiblen Leitungselementes angeordneten Katalysator-Trägerkörper positiv beeinflusst wird. Dieser wird nämlich im wesentlichen durch das ihn durchströmende Abgas erwärmt, wobei eine Wärmeabfuhr durch die Schlitze ein zeitlich späteres Erreichen seiner Anspringtemperatur (ca. 250 bis 350°C) zur Folge hätte.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand zweier Figuren näher erläutert, wobei die dargestellten flexiblen Leitungselemente lediglich vorteilhafte und besonders bevorzugte Ausführungsformen darstellen, die Erfindung jedoch nicht auf diese begrenzt ist. Es zeigen:
Fig. 1 Eine geteilte Schnittansicht durch zwei Ausführungsformen des flexiblen Leitungselementes; und
Fig. 2 schematisch den Aufbau einer Abgasanlage mit flexiblen Leitungselementen.
Figur 1 zeigt ein flexibles Leitungselement 1 zum Verbindung von Leitungsabschnitten 2 (gestrichelt dargestellt), insbesondere von Abgas-Leitungsabschnitten einer mobilen Verbrennungskraftmaschine 3 (nicht dargestellt). Das flexible Leitungselement 1 umfasst eine erste Öffnung 4 und eine zweite Öffnung 5 mit jeweils einer ersten Querschnittsfläche 6 und einer zweiten Querschnittsfläche 7. In der dargestellten Ausführungsform sind sowohl die erste Querschnittsfläche 6 als auch die zweite Querschnittsfiäche 7 im wesentlichen kreisförmig ausgeführt und weisen jeweils einen ersten mittleren Durchmesser 9 und einen zweiten mittleren Durchmesser 10 auf. Dabei ist die erste Querschnittsfiäche 6 beziehungsweise der erste mittlere Durchmesser 9 kleiner als die zweite Querschnittsfiäche 7 bezie- hungsweise der zweite mittlere Durchmesser 10 ausgeführt. Zwischen der ersten Öffnung 4 und der zweiten Öffnung 5 ist ein konusförmig ausgebildeter Bereich 11 ausgeführt, in dem Mittel zur Kompensierung einer Relativbewegung der Öffnungen 4, 5 zueinander zumindest in Richtung einer Achse 8 des Leitungselementes 1 vorhanden sind.
Die Mittel zur Kompensierung einer Relativbewegung umfassen hierbei eine Mehrzahl von Faltungen 12, welches sich zumindest teilweise in Richtung eines Umfangs 13 des Leitungselementes 1 erstrecken. Dabei erstrecken sich die Faltungen 12 im oberen Teil der Figur 1 im wesentlichen senkrecht zu der Achse 8 des Leitungselementes 1. Im Gegensatz dazu sind die Faltungen 12 im unteren Teil der Figur 1 im wesentlichen senkrecht zu einer Außenfläche 14 des Leitungselementes 1 ausgebildet. Weiterhin weist das flexible Leitungselement 1 eine Aufnahme 15 auf, welche mit einem Verbindungsbereich 16 an das Leitungselement verbunden ist. In der dargestellten Ausführungsform ist die Aufiiahme 15 mit einem Verbindungsbereich 16 gasdicht verbunden, welcher nahe der ersten Öffnung 4 angeordnet ist. Eine solche Anordnung ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn die Schwingungseinleitung in das flexible Leitungselement 1 vorwiegend durch den Leitungsabschnitt 2 nahe der zweiten Öffnung 5 eingeleitet wird.
Die Aufnahme 15 fixiert einen Katalysator-Trägerkörper 17, der vollständig in einem Innenraum 18 des Leitungselementes 1 angeordnet ist. Zur Bereitstellung einer möglichst großen Oberfläche und zur Ausnutzung eines möglichst großen Anteils des Innenraums 18 ist der Katalysator-Trägerkörper 17 konisch ausgeführt. Der Katalysator-Trägerkörper 17 hat zumindest teilweise strukturierte Blechfolien 19, welche eine Wabenstruktur 20 mit für ein Fluid durchströmbaren Kanälen 21 bilden. In der dargestellten Ausführungsform ist die Wabenstruktur 20 direkt, also ohne ein zusätzliches, separates Mantelrohr, mit der Aufiiahme 15 fügetechnisch verbunden.
Figur 2 zeigt schematisch den Aufbau einer Abgasanlage. Ausgehend von einer Verbrennungskraftmaschine 3 wird das Abgas mit einer bevorzugten Strömungsrichtung 25 durch die Abgas-Leitungsabschnitte 2 geleitet, gereinigt und letztendlich an die Umgebung abgegeben. In den Leitungsabschnitten 2 sind hierzu in der Regel mehrere Einrichtungen 26 angeordnet, welche zur chemischen Umsetzung beziehungsweise Speicherung von im Abgas enthaltenen Schadstoffen dienen. Zur Integration derartiger Einrichtungen 26 in ein Abgassystem eines Automobils weisen die Leitungsabschnitte 2 in der Regel unterschiedliche Querschnitte auf. Zur Kopplung solcher Leitungsabschnitte 2 dient das hier vorgeschlagene flexible Leitungselement 1.
In der dargestellten Ausführungsform wird der zentral angeordnete, große Leitungsabschnitt mit zwei kleineren Leitungsabschnitten über jeweils ein flexibles Leitungselement 1 verbunden. Das stromaufwärts angeordnete Leitungselement weist in dem konisch ausgeführten Bereich 11 (nicht gekennzeichnet) ein spiralig angeordnetes Federelement, insbesondere eine Spiralfeder, auf. Dieses Federelement 23 überbrückt einen Schlitz 22 (nicht gekennzeichnet), der sich vollständig um den Umfang des Leitungselementes 1 erstreckt. Das spiralig ausgebildete Federelement 23 kompensiert so eine Relativbewegung der Öffhungen des Leitungselementes 1 zueinander zumindest in Richtung einer Achse 8.
Bei dem stromabwärts angeordneten flexiblen Leitungselement werden eine Viel- zahl von Federelementen 23 dadurch generiert, dass das Leitungselement mit sich in axialer Richtung erstreckenden Schlitzen 22 ausgeführt ist. Sowohl bei dem stromaufwärts angeordneten sowie auch bei dem stromabwärts angeordneten Leitungselement 1 sind die Schlitze 22 mittels einer Dichtung 24 gasdicht verschlossen, so dass keine Abgas vom Inneren durch die Schlitze 22 hindurchtreten kann. Die Dichtung 24 weist zudem eine mermisch isolierende Eigenschaft auf.
Das vorgeschlagene flexible Leitungselement erlaubt insbesondere die platzsparende Anordnung von Katalysator-Trägerkörpern im Abgassystem eines Automobils. Weiterhin wird ein kostengünstig herstellbares und variabel einsetzbares Lei- tungselement vorgeschlagen, welches sich in einer Vielzahl bereits existierender Abgasanlagen auch nachrüsten lässt.
Bezugszeichenliste
Leitungselement
Leitungsabschnitt
Verbrer ungskraftmaschine
Erste Öffnung
Zweite Öffnung
Erste Querschnittsfiäche
Zweite Querschnittsfiäche
Achse
Erster Durchmesser
Zweiter Durchmesser
Bereich
Faltung
Umfang
Außenfläche
Aufnahme
Verbindungsbereich
Katalysator-Trägerkörper
Innenraum
Blechfolie
Wabenstruktur
Kanal
Schlitz
Federelement
Dichtung
Strömungsrichtung
Einrichtung

Claims

Patentansprüche
1. Flexibles Leitungselement (1) zum Verbinden von Leitungsabschnitten (2), insbesondere von Abgas-Leitungsabschnitten einer mobilen Verbrennungskraftmaschine (3), umfassend eine erste Öffnung (4) und eine zweite Öffnung (5) mit jeweils einer ersten Querschnittsfiäche (6) und einer zweiten Querschnittsfiäche (7), wobei zwischen den Öffnungen (4, 5) Mittel zur Kompensierung einer Relativbewegung der Öffnungen (4, 5) zueinander zumindest in Richtung einer Achse (8) des Leitungselementes (1) vorhanden sind, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Querschnittsfiäche (5) und die zweite Querschnittsfiäche (6) unterschiedlich ausgeführt sind.
2. Flexibles Leitungselement (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine der beiden Querschnittsflächen (5; 6) betragsmäßig größer als die andere ist.
3. Flexibles Leitungselement (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Quer- schnittsflächen (5, 6) im wesentlichen kreisförmig mit jeweils einem ersten mittleren Durchmesser (9) und zweiten mittleren Durchmesser (10) ausgeführt sind, dadurch gekennzeichnet, dass einer der beiden Durchmesser (9; 10) betragsmäßig größer als der andere ist.
4. Flexibles Leitungselement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dieses einen konusfδrmig ausgebildeten Bereich (11) aufweist, in dem die Mittel zur Kompensierung einer Relativbewegung der Öffnungen (4, 5) zueinander angeordnet sind.
5. Flexibles Leitungselement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Kompensierung einer Relativbewegung mindestens eine Faltung (12) umfassen, welche sich zumindest teilweise in Richtung eines Umfangs (13) des Leitungselementes (1), insbesondere innerhalb eines konusfδrmig ausgebildeten Bereichs (11), erstreckt.
6. Flexibles Leitungselement (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass sich die mindestens eine Faltung (12) im wesentlichen senkrecht zur
Achse (8) des Leitungselements (1) erstreckt.
7. Flexibles Leitungselement (1) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass sich die mindestens eine Faltung (12) im wesentlichen senk- recht zu einer Außenfläche (14) des Leitungselements (1) erstreckt, insbesondere im wesentlichen senkrecht zur Außenfläche (14) innerhalb eines konusfδrmig ausgebildeten Bereichs (11).
8. Flexibles Leitungselement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dieses eine zumindest teilweise innenliegende
Aufiiahme (15) hat, welche mit einem Verbindungsbereich (16) des Leitungselementes (1) verbunden ist.
9. Flexibles Leitungselement (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme (15) einen Katalysator-Trägerkörper (17) fixiert, der zumindest teilweise in einen innenraum (18) des Leitungselements (1) hineinragt, wobei bevorzugt die Aufnahme (15) und der Katalysator- Trägerkörper (17) vollständig im Innenraum (18) angeordnet sind.
10. Flexibles Leitungselement (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Katalysator-Trägerkörper (17) konisch ausgeführt ist.
11. Flexibles Leitungselement (1) nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Katalysator-Trägerkörper (17) mit zumindest teilweise strukturierten Blechfolien (19) ausgeführt ist, so dass eine Wabenstruktur
(20) mit für ein Fluid durchströmbaren Kanälen (21) gebildet ist, wobei die- se Wabenstπiktur (20) bevorzugt direkt mit der Aufnahme (15) fügetechnisch verbunden ist.
12. Flexibles Leitungselement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dieses mit mindestens einem Schlitz (22) am
Umfang (13) versehen ist.
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