DE102022003616A1 - Device for transport protection of a decoupling element for an exhaust pipe - Google Patents

Device for transport protection of a decoupling element for an exhaust pipe Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Transportschutz eines Entkopplungselements (3) für einen Abgasleitungsstrang (1) mit einer Schutzschale (5), welche in axialer Richtung, bezogen auf die Mittelachse (MA) des Entkopplungselements (3), starr ausgebildet ist. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzschale (5) bezogen auf die Mittelachse (MA) des Entkopplungselements in radiale Richtung starr ausgebildet ist, wobei sie entlang der Mittelachse (MA) eine S-förmige Gestalt aufweist.Außerdem beschreibt die Erfindung einen Abgasleitungsstrang (1) mit wenigstens einem Entkopplungselement (3) sowie ein Verfahren zur Montage eines Entkopplungselements (3) mit einer derartigen Vorrichtung. Ferner ist ein Fahrzeug mit einer Verbrennungskraftmaschine und einem Abgasleitungsstrang (1) beansprucht.The invention relates to a device for transport protection of a decoupling element (3) for an exhaust pipe (1) with a protective shell (5) which is rigid in the axial direction relative to the central axis (MA) of the decoupling element (3). The device according to the invention is characterized in that the protective shell (5) is rigid in the radial direction relative to the central axis (MA) of the decoupling element, wherein it has an S-shaped configuration along the central axis (MA). The invention also describes an exhaust pipe (1) with at least one decoupling element (3) and a method for assembling a decoupling element (3) with such a device. A vehicle with an internal combustion engine and an exhaust pipe (1) is also claimed.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Transportschutz eines Entkopplungselements in einem Abgasleitungsstrang nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art. Außerdem betrifft die Erfindung einen Abgasleitungsstrang mit wenigstens einem Entkopplungselement sowie Verfahren zur Montage eines Entkopplungselements mit einer solchen Vorrichtung. Ferner betrifft die Erfindung ein Fahrzeug mit einer Verbrennungskraftmaschine und einem solchen Abgasleitungsstrang.The invention relates to a device for transport protection of a decoupling element in an exhaust pipe line according to the type defined in more detail in the preamble of claim 1. The invention also relates to an exhaust pipe line with at least one decoupling element and a method for assembling a decoupling element with such a device. The invention further relates to a vehicle with an internal combustion engine and such an exhaust line.

Bei der Montage von Abgasleitungssträngen einer Verbrennungskraftmaschine ist es aus dem allgemeinen Stand der Technik bekannt, dass in diesen Abgassträngen sogenannte Entkopplungselemente eingesetzt werden. Diese Entkopplungselemente sind typischerweise als metallische Schlauchleitungen unterschiedlicher Bauart realisiert. Sie nehmen Schwingungen, Wärmedehnungen und Bewegungen der Verbrennungskraftmaschine auf und sorgen so für eine optimale Funktion der Abgasanlage. Um diese Entkopplungselemente nun einerseits beim Transport zu schützen und andererseits bei der Montage die optimale Einbauposition der Entkopplungselemente in der Abgasanlage zu gewährleisten, gibt es Vorrichtungen zum Transportschutz derartiger Entkopplungselemente, welche bis nach der Montage an diesen verbleiben.When assembling exhaust pipes of an internal combustion engine, it is generally known from the state of the art that so-called decoupling elements are used in these exhaust pipes. These decoupling elements are typically implemented as metal hose lines of various designs. They absorb vibrations, thermal expansion and movements of the internal combustion engine and thus ensure that the exhaust system functions optimally. In order to protect these decoupling elements during transport on the one hand and to ensure the optimal installation position of the decoupling elements in the exhaust system on the other hand during assembly, there are devices for transport protection of such decoupling elements, which remain on them until after assembly.

Aus der DE 10 2009 032 527 A1 ist eine Schutzschale zur Transportsicherung eines Entkopplungselements in einem Abgasleitungsstrang bekannt. Diese ist so aufgebaut, dass das Entkopplungselement in der Schutzschale an in Axialrichtung an benachbarte Elemente des Abgasleitungsstrangs montiert werden kann, wofür die Vorrichtung zum Transportschutz in Axialrichtung starr ausgebildet ist. Gleichzeitig ist der Aufbau so, dass in Radialrichtung der Vorrichtung zum Transportschutz eine Flexibilität vorliegt, die es ermöglicht, dass die Enden des Entkopplungselements bereits bei der Montage in die erforderlichen Positionen in Radialrichtung, also beispielsweise bei einem waagrechten Einbau in die Höhen- und Seitenrichtung, ausgelenkt werden kann. Der Nachteil dieser Vorrichtung zum Transportschutz liegt nun vor allem in ihrem komplexen Aufbau und darin, dass diese während der Montage durch ihre Flexibilität in radialer Richtung nicht in der Lage ist, noch nicht vollständig montierte Teile des Abgasleitungsstrangs zumindest provisorisch in Position zu halten, was die Montage erschwert.From the EN 10 2009 032 527 A1 a protective shell for securing a decoupling element in an exhaust pipe system during transport is known. This is designed in such a way that the decoupling element in the protective shell can be mounted in the axial direction on adjacent elements of the exhaust pipe system, for which the transport protection device is designed to be rigid in the axial direction. At the same time, the structure is such that the transport protection device is flexible in the radial direction, which allows the ends of the decoupling element to be deflected into the required positions in the radial direction during assembly, for example in the vertical and lateral direction when installed horizontally. The disadvantage of this transport protection device lies primarily in its complex structure and in the fact that during assembly, due to its flexibility in the radial direction, it is not able to hold parts of the exhaust pipe system that are not yet fully assembled in position, at least temporarily, which makes assembly more difficult.

Bei der Montage wird das Entkopplungselement nun zusammen mit diesem Transportschutz in den Abgasleitungsstrang eingebaut, also zwischen verschiedene Leitungselemente stromaufwärts und stromabwärts des Entkopplungselements befestigt. In der allgemeinen Praxis ist es dann so, dass die Abgasanlage sich nach dem Entfernen des Transportelements, unter Ausnutzung der elastischen Flexibilität des Entkopplungselements, geringfügig bewegt, typischerweise in Richtung der strömenden Abgase stromabwärts des Entkopplungselements gelegenen Bereich leicht absenkt, wodurch das Entkopplungselement bereits in seiner Ruheposition nach der Montage leicht ausgelenkt ist.During assembly, the decoupling element is now installed together with this transport protection in the exhaust pipe line, i.e. fastened between different line elements upstream and downstream of the decoupling element. In general practice, it is then the case that the exhaust system moves slightly after the transport element has been removed, using the elastic flexibility of the decoupling element, typically lowering slightly in the direction of the flowing exhaust gases downstream of the decoupling element, whereby the decoupling element is already in its position Rest position is slightly deflected after assembly.

Dem Erfinder hat sich nun gezeigt, dass es im Bereich dieser Entkopplungselemente immer wieder zu mechanischem Versagen in der Abgasanlage kommt, insbesondere dass die Entkopplungselemente eine unerwünschte plastische Verformung über eine längere Betriebsdauer hinweg erfahren. Dies macht sie anfällig gegen Versagen.The inventor has now discovered that mechanical failure in the exhaust system repeatedly occurs in the area of these decoupling elements, in particular that the decoupling elements experience undesirable plastic deformation over a longer period of operation. This makes them susceptible to failure.

Die Aufgabe der hier vorliegenden Erfindung besteht nun darin dieses Problem der verringerten Dauerfestigkeit verbauter Entkopplungselemente mit einer sehr einfachen und in der Montage sehr effizienten Vorrichtung zum Transportschutz zu lösen.The object of the present invention is to solve this problem of the reduced fatigue strength of installed decoupling elements with a very simple and very efficient device for transport protection.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Vorrichtung zum Transportschutz mit den Merkmalen im Anspruch 1, und hier insbesondere im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1, gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen ergeben sich aus den hiervon abhängigen Unteransprüchen. Außerdem löst ein Abgasleitungsstrang mit wenigstens einem Entkopplungselement und den Merkmalen im Anspruch 6 die Aufgabe. Letztlich löst auch das Verfahren zur Montage eines Entkopplungselements mit einer solchen Vorrichtung und den Merkmalen im Anspruch 8 die Aufgabe. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Abgasleitungsstrangs und des Verfahrens ergeben sich ferner aus den hiervon abhängigen Unteransprüchen. Ergänzend löst auch ein Fahrzeug mit einer Verbrennungskraftmaschine und einem solchen Abgasleitungsstrang die Aufgabe.According to the invention, this object is achieved by a device for transport protection with the features in claim 1, and here in particular in the characterizing part of claim 1. Advantageous refinements and further developments result from the dependent claims. In addition, an exhaust line with at least one decoupling element and the features in claim 6 solves the problem. Ultimately, the method for assembling a decoupling element with such a device and the features in claim 8 also solves the problem. Advantageous configurations of the exhaust pipe line and the method also result from the subclaims dependent thereon. In addition, a vehicle with an internal combustion engine and such an exhaust line also solves the problem.

Die erfindungsgemäße Lösung sieht es vor, dass Vorrichtung eine Schutzschale umfasst, welche nicht nur in axialer Richtung starr ausgebildet ist, wie im genannten Stand der Technik, sondern auch in radialer Richtung. Unter „in radialer Richtung starr“ im Sinne des Hauptanspruchs ist dabei eine Starrheit zumindest in die Höhenrichtung im bestimmungsgemäßen Einbau zu verstehen, vorzugsweise ist die Schutzschale in alle radialen Richtungen starr ausgebildet. Die Schutzschale ist außerdem von S-förmiger Gestalt, wobei sich diese S-förmige Gestalt auf die Mittelachse der Entkopplungseinrichtung und der diese umschließenden Schutzschale bezieht.The solution according to the invention provides that the device comprises a protective shell which is not only rigid in the axial direction, as in the prior art mentioned, but also in the radial direction. In the sense of the main claim, "rigid in the radial direction" is to be understood as rigidity at least in the vertical direction when installed as intended; the protective shell is preferably rigid in all radial directions. The protective shell is also S-shaped, with this S-shaped shape referring to the central axis of the decoupling device and the protective shell enclosing it.

Die Schutzschale ist also im Wesentlichen so ausgestaltet, wie das Entkopplungselement sich bei herkömmlichen Aufbauten nach dem Einbau präsentiert, nämlich mit einer S-förmig gebogenen zentralen Mittelachse. Durch die Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Transportschutz mit seiner Schutzschale mit S-förmiger Gestalt kann diese nach der Montage typischerweise auftretende elastische Verformung des Entkopplungselements dementsprechend vorweggenommen werden. Das Entkopplungselement ist in der Schutzschale also elastisch vorverformt eingelegt. Die Montage kann nun in herkömmlicher Art und Weise erfolgen, indem das Entkopplungselement in der Schutzschale angeliefert und montiert wird, wobei die Schutzschale erst nach der endgültigen Montage entfernt wird. Bei geeigneter Einbaurichtung, welche insbesondere durch eine Haltevorrichtung für die Schutzschale während der Montage vorgegeben werden kann, ist es nun möglich, die S-förmige Gestalt der Schutzschale zu nutzen, um das Entkopplungselement so einzubauen, dass dieses mit einer nach dem Einbau erfolgenden Belastung von seiner elastisch verformten S-förmigen Gestalt in eine weitgehend gerade Gestalt wechselt, sodass es in der Grundstellung nach der Montage weitgehend spannungsfrei ist und die Möglichkeit eröffnet, sich in alle vorgesehenen Richtungen über den gesamten hierfür vorgesehenen Weg elastisch verformen zu können.The protective shell is essentially designed in the same way as the decoupling element would appear in conventional structures after installation , namely with an S-shaped central axis. By using the device according to the invention for transport protection with its protective shell with an S-shaped shape, this elastic deformation of the decoupling element that typically occurs after assembly can be anticipated accordingly. The decoupling element is therefore inserted in the protective shell in an elastically pre-deformed manner. Assembly can now be carried out in the conventional manner by delivering and assembling the decoupling element in the protective shell, with the protective shell only being removed after final assembly. With a suitable installation direction, which can be specified in particular by a holding device for the protective shell during assembly, it is now possible to use the S-shaped shape of the protective shell to install the decoupling element in such a way that it changes from its elastically deformed S-shaped shape to a largely straight shape when loaded after installation, so that in the basic position after assembly it is largely stress-free and offers the possibility of being able to deform elastically in all intended directions over the entire path intended for this.

Hierdurch wird eine sehr hohe Lebensdauer des Entkopplungselements in der Abgasanlage erreicht, welche zu einer optimierten Funktionalität des Aufbaus mit geringen Wartungskosten führt. Das Entkopplungselement kann hierdurch auch weniger robust gestaltet werden, was wiederum Gewicht und Kosten einspart. Aufgrund der im Fahrbetrieb abnehmenden Belastung arbeitet das Entkopplungselement außerdem in seinem optimalen Bewegungsraum und ermöglicht somit gegenüber dem Einbau gemäß dem Stand der Technik optimale Entkopplungseigenschaften. Dies wirkt sich sehr positiv auf die NVH-Eigenschaften (Noise Vibration Harshness) der Abgasanlage insgesamt aus.This results in a very long service life for the decoupling element in the exhaust system, which leads to optimized functionality of the structure with low maintenance costs. The decoupling element can also be designed to be less robust, which in turn saves weight and costs. Due to the decreasing load during driving, the decoupling element also works in its optimal range of motion and thus enables optimal decoupling properties compared to installation according to the state of the art. This has a very positive effect on the NVH properties (Noise Vibration Harshness) of the exhaust system as a whole.

Die beispielsweise als Kunststoffspritzgussteil hergestellte Vorrichtung lässt sich dabei einfach und effizient in der gewünschten S-förmigen Form ausbilden, der Montageablauf bleibt bis auf die Aufnahme für die Schutzschalen unverändert, sodass mit minimalem Aufwand ein erheblicher zusätzlicher Vorteil erzielt werden kann.The device, for example produced as a plastic injection molded part, can be easily and efficiently formed in the desired S-shaped shape; the assembly process remains unchanged except for the receptacle for the protective shells, so that a significant additional advantage can be achieved with minimal effort.

Gemäß einer sehr vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung umfasst die Schutzschale dabei zwei Halbschalen, welche an einer ihrer Trennfugen beweglich verbunden sind, und welche an ihrer anderen Trennfuge über eine Verschließeinrichtung trennbar verbindbar sind. Die beiden Halbschalen können also beispielsweise über Scharniere, ein Filmscharnier oder dergleichen miteinander verbunden werden. Sie lassen sich dann um das Entkopplungselement herum über die Verschließeinrichtung entsprechend verschließen und halten das Entkopplungselement gemäß ihrer S-förmigen Ausgestaltung im elastischen Bereich seiner Verformung vorgespannt in den Halbschalen. Nach der Montage kann die Verschließeinrichtung geöffnet und die Vorrichtung zum Transportschutz abgenommen, gesammelt und für nachfolgende Entkopplungselemente wieder verwendet werden.According to a very advantageous development of the device according to the invention, the protective shell comprises two half-shells which are movably connected at one of their joints and which can be separably connected at their other joint via a closing device. The two half-shells can therefore be connected to one another, for example, via hinges, a film hinge or the like. They can then be closed around the decoupling element via the closing device and, according to their S-shaped design, hold the decoupling element pre-tensioned in the elastic range of its deformation in the half-shells. After assembly, the closing device can be opened and the device can be removed for transport protection, collected and reused for subsequent decoupling elements.

Der S-förmige Verlauf der Mittelachse der Schutzschale ist dabei gemäß einer sehr vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung so ausgestaltet, dass er das Entkopplungselement in Strömungsrichtung der Abgase eingangsseitig in die eine Richtung auslenkt und in Strömungsrichtung der Abgase ausgangsseitig in die andere gegenüberliegende Richtung auslenkt. Damit ist ein geeigneter Aufbau gewährleistet, um in diesem vorausgelenkten Zustand die Montage einfach und effizient zu ermöglichen, sodass die Abgasanlage nach dem Entfernen der Schutzschale mit dem Entkopplungselement mit seiner Mittelachse in einem mittleren weitgehend geraden Zustand vorliegt.According to a very advantageous development of the device according to the invention, the S-shaped course of the central axis of the protective shell is designed in such a way that it deflects the decoupling element in one direction on the inlet side in the direction of flow of the exhaust gases and in the other opposite direction on the outlet side in the direction of flow of the exhaust gases. This ensures a suitable structure to enable simple and efficient assembly in this pre-deflected state, so that the exhaust system with the decoupling element with its central axis is in a largely straight state after the protective shell has been removed.

Aus diesem Grund wird bei der Ausgestaltung der Vorrichtung gemäß einer sehr vorteilhaften Weiterbildung der Betrag der Auslenkung so gewählt, dass das Entkopplungselement bzw. seine Mittelachse nach erfolgter Montage weitgehend gerade verläuft.For this reason, in the design of the device according to a very advantageous further development, the amount of deflection is selected such that the decoupling element or its central axis runs largely straight after assembly.

Gemäß einer weiteren außerordentlich günstigen Ausgestaltung der Vorrichtung gemäß der Erfindung ist es dabei vorgesehen, dass die Schutzschale das Entkopplungselement in der Art aufnimmt, dass es in axialer Richtung gegenüber seiner Grundstellung gestaucht in der Schutzschale angeordnet ist. In dieser besonders günstigen Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist das Entkopplungselement also nicht nur S-förmig vorgeformt, sondern zusätzlich in seiner axialen Länge im Rahmen seiner prinzipbedingten elastischen Verformbarkeit gestaucht in der Schutzschale angeordnet. Hierdurch wird nicht nur ein Versatz für die S-förmige Verformung des Entkopplungselements vorgehalten, sondern zusätzlich ein Längenversatz mit eingeplant, sodass ein sich Längen des Entkopplungselements nach der Montage und dem Entfernen der Schutzschale zu einer Rückkehr des Entkopplungselements in seine bei der Herstellung vorliegende Grundstellung erfolgt, dieses also idealerweise völlig unausgelenkt in der Grundstellung des fertig montierten Abgasleitungsstrangs vorliegt.According to a further extremely advantageous embodiment of the device according to the invention, it is provided that the protective shell receives the decoupling element in such a way that it is arranged in the protective shell compressed in the axial direction compared to its basic position. In this particularly advantageous embodiment of the device according to the invention, the decoupling element is not only pre-formed in an S-shape, but is also arranged in the protective shell compressed in its axial length within the scope of its inherent elastic deformability. This not only provides an offset for the S-shaped deformation of the decoupling element, but also includes a length offset so that an increase in the length of the decoupling element after assembly and removal of the protective shell results in the decoupling element returning to the basic position it was in during manufacture, i.e. ideally it is completely undeflected in the basic position of the fully assembled exhaust pipe string.

Ein Abgasleitungsstrang gemäß der Erfindung umfasst nun wenigstens ein solches Entkopplungselement, wobei ein stromabwärts dieses wenigstens einen Entkopplungselements angeordneter Teil des Abgasleitungsstrangs über eine Kombination aus Schrauben und Langlöchern befestigt ist, wobei die Langlöcher im bestimmungsgemäßen Einsatz in einer Höhenrichtung verlaufen. Die Langlöcher verlaufen also senkrecht zur Horizontalen und parallel zur sogenannten Hochachse bei der Verwendung in einem Fahrzeug, welche auch mit z bezeichnet wird. Damit wird eine Auslenkung des stromabwärts des wenigstens einen Entkopplungselements angeordneten Teil des Abgasleitungsstrangs in eben diese Höhenrichtung grundsätzlich ermöglichen, wobei die auftretende Bewegung über das Entkopplungselement gegenüber dem in Strömungsrichtung der Abgase vor dem Entkopplungselement angeordneten Teilen der Abgasanlage entsprechend ausgeglichen wird. Wird bei der Montage die S-förmige Schutzschale der erfindungsgemäße Vorrichtung nun so positioniert, das die Auslenkung in eben dieser Höhenrichtung verläuft, kann der oben beschriebene Effekt ideal erzielt werden, wodurch die maximale Lebensdauer des Entkopplungselements gewährleistet wird.An exhaust pipe line according to the invention now comprises at least one such decoupling element, wherein a downstream of this at least one decoupling element is fastened via a combination of screws and elongated holes, wherein the elongated holes run in a vertical direction when used as intended. The elongated holes therefore run perpendicular to the horizontal and parallel to the so-called vertical axis when used in a vehicle, which is also designated z. This basically enables the part of the exhaust pipe arranged downstream of the at least one decoupling element to deflect in precisely this vertical direction, wherein the movement which occurs via the decoupling element is compensated accordingly compared to the parts of the exhaust system arranged upstream of the decoupling element in the flow direction of the exhaust gases. If the S-shaped protective shell of the device according to the invention is now positioned during assembly so that the deflection runs in precisely this vertical direction, the effect described above can be ideally achieved, thereby ensuring the maximum service life of the decoupling element.

Dabei ist es gemäß einer sehr vorteilhaften Weiterbildung des Abgasleitungsstrangs vorgesehen, dass die Befestigung über die Langlöcher ein Festlager ausbildet.According to a very advantageous further development of the exhaust pipe line, it is provided that the fastening via the elongated holes forms a fixed bearing.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Montage eines Entkopplungselements mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung sieht es nun, wie es oben bereits angedeutet, vor, dass ein Abgasleitungsstrang mit dem in der Schutzschale der Vorrichtung befestigten und vorgeformten Entkopplungselement verbunden und an einem Festlager spannungsfrei verschraubt wird, wonach die Schutzschale des Entkopplungselements geöffnet und entfernt wird.The method according to the invention for assembling a decoupling element with a device according to the invention now provides, as already indicated above, that an exhaust pipe line is connected to the decoupling element fastened and preformed in the protective shell of the device and screwed to a fixed bearing in a stress-free manner, after which the protective shell of the decoupling element is opened and removed.

Gemäß einer sehr vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann es ferner vorgesehen sein, dass die Vorrichtung zum Transportschutz mit ihrer Schutzschale während der Montage in einer Haltevorrichtung positioniert ist, sodass diese entsprechend einfach mit den weiteren Elementen der Abgasanlage und hier insbesondere mit dem Abgasleitungsstrang in Strömungsrichtung der Abgase stromabwärts des Entkopplungselements verbunden und anschließend spannungsfrei verschraubt werden kann. Die Schutzschale kann insbesondere Teilbereiche aufweisen, die zur formschlüssigen Aufnahme in der Haltevorrichtung geeignet sein, z.B. umlaufende die Schutzschale mechanisch stabilisierende Wulste die in korrespondierenden Ausnehmungen der Haltevorrichtung zu liegen kommen.According to a very advantageous development of the method according to the invention, it can further be provided that the device for transport protection with its protective shell is positioned in a holding device during assembly, so that it can be easily connected to the other elements of the exhaust system and here in particular to the exhaust pipe line in the direction of flow Exhaust gases are connected downstream of the decoupling element and can then be screwed together without tension. The protective shell can in particular have partial areas that are suitable for positive reception in the holding device, e.g. circumferential beads that mechanically stabilize the protective shell and come to rest in corresponding recesses in the holding device.

Wie oben bereits angedeutet kann die Abgasanlage vorzugsweise in einem Fahrzeug eingesetzt werden. Es kann sich dabei um ein Fahrzeug mit einem Verbrennungsmotor handeln, welcher das Fahrzeug alleine oder als Teil eines hybridisierten Antriebssystems direkt oder mittelbar antreibt. Diese Verbrennungskraftmaschine erzeugt Abgase, welche über den erfindungsgemäßen Abgasleitungsstrang mit dem Entkopplungselement abgeführt werden können.As already indicated above, the exhaust system can preferably be used in a vehicle. This can be a vehicle with an internal combustion engine that drives the vehicle directly or indirectly on its own or as part of a hybridized drive system. This internal combustion engine generates exhaust gases that can be discharged via the exhaust line according to the invention with the decoupling element.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung, eines Abgasleitungsstrangs gemäß der Erfindung und des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Montage eines Entkopplungselements in einem Abgasleitungsstrang werden außerdem anhand des Ausführungsbeispiels deutlich, welcher nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren näher beschrieben ist.Further advantageous embodiments of the device according to the invention, of an exhaust pipe line according to the invention and of the method according to the invention for mounting a decoupling element in an exhaust pipe line will also become clear from the exemplary embodiment, which is described in more detail below with reference to the figures.

Dabei zeigen:

  • 1 einen Ausschnitt aus einem Abgasleitungsstrang mit einem Entkopplungselement, welches mittels einer Vorrichtung zum Transportschutz gemäß dem Stand der Technik montiert wird; und
  • 2 ein Ausschnitt aus einem Abgasleitungsstrang mit einem Entkopplungselement, welches mittels einer Vorrichtung zum Transportschutz gemäß der Erfindung montiert wird.
Show:
  • 1 a section of an exhaust line with a decoupling element, which is mounted using a transport protection device according to the prior art; and
  • 2 a section of an exhaust line with a decoupling element, which is mounted using a device for transport protection according to the invention.

In der Anlage der 1 ist ein Teil eines Abgasleitungsstrangs 1 erkennbar, welcher aus einer Abgaszuleitung 2 zu einem Entkopplungselement 3 und einer Abgasableitung 4 in Strömungsrichtung der Abgase A nach dem Entkopplungselement 3 zeigt. Mit gestrichelter Linie ist dabei der Einbauzustand dargestellt, wie er während der Montage auftritt, wobei hier das Entkopplungselement 3 in einer strichpunktiert angedeuteten Schutzschale 5 einer Vorrichtung zum Transportschutz gehalten ist, welche in axialer Richtung ihrer Mittelachse MA starr und im Wesentlichen zylindrisch ausgebildet ist.In the complex of 1 a part of an exhaust line 1 can be seen, which consists of an exhaust gas supply line 2 to a decoupling element 3 and an exhaust gas discharge line 4 in the flow direction of the exhaust gases A after the decoupling element 3. The dashed line shows the installation state as it occurs during assembly, with the decoupling element 3 being held in a protective shell 5 of a device for transport protection, indicated by a dash-dot line, which is rigid and essentially cylindrical in the axial direction of its central axis MA.

Bei der Montage des Abgasleitungsstrangs 1 wird nun die Abgaszuleitung 2 sowie die Abgasableitung 4 entsprechend positioniert. Zwischen der Abgaszuleitung 2 und der Abgasableitung 4 wird dann das Entkopplungselement 3 in seiner Schutzschale 5 positioniert, und mit der Abgaszuleitung 2 und der Abgasableitung 4 verbunden. Die Abgasableitung 4 wird im Anschluss im Bereich eines Festlagers 6 spannungsfrei fixiert, wofür eine Kombination aus in einer Höhenrichtung z verlaufenden Langlöchern 7 und angedeuteten Schrauben 8 vorgesehen ist. Nach der erfolgten spannungsfreien Befestigung des in Richtung der abströmenden Abgase A stromabwärts des Entkopplungselements 3 angeordneten Teils des Abgasleitungsstrangs 1, hier also dem als Abgasableitung 4 bezeichneten Teil des Abgasleitungsstrangs 1, wird die Schutzschale 5 gelöst und von dem Entkopplungselement 3 entfernt. Nun kommt es typischerweise zu einem leichten Absinken der Abgasableitung 4 um den eingezeichneten Betrag e, sodass diese von der in 1 gestrichelt dargestellten Position während der Montage nach dem Entfernen der Schutzschale 5 in die mit durchgezogener Linie dargestellte Position wechselt. Das elastische Entkopplungselement 3 wird dabei um den Betrag a in einer Radialrichtung ausgelenkt und um den Betrag b in seiner Axialrichtung in die Länge gezogen.When assembling the exhaust line 1, the exhaust gas supply line 2 and the exhaust gas discharge line 4 are positioned accordingly. The decoupling element 3 is then positioned in its protective shell 5 between the exhaust gas supply line 2 and the exhaust gas discharge line 4 and connected to the exhaust gas supply line 2 and the exhaust gas discharge line 4. The exhaust gas discharge line 4 is then fixed in a stress-free manner in the area of a fixed bearing 6, for which a combination of elongated holes 7 running in a vertical direction z and indicated screws 8 is provided. After the stress-free fastening of the part of the exhaust line 1 arranged downstream of the decoupling element 3 in the direction of the outflowing exhaust gases A, i.e. here the part of the exhaust line 1 referred to as the exhaust gas discharge line 4, the protective shell 5 is loosened and from the decoupling element 3. Now, typically, the exhaust gas discharge line 4 sinks slightly by the amount e shown, so that it is separated from the 1 during assembly after the protective shell 5 has been removed, the position shown in dashed lines changes to the position shown in solid lines. The elastic decoupling element 3 is thereby deflected by the amount a in a radial direction and stretched by the amount b in its axial direction.

Die in der Darstellung der 1 mit durchgezogener Linie dargestellte Position stellt dann die während des Betriebs auftretende Grundposition dar, von welcher aus das Entkopplungselement 3 Schwingungen, Wärmeausdehnungen und dergleichen im Rahmen seiner elastischen Verformungsmöglichkeiten ausgleicht. Dadurch, dass das Entkopplungselement 3 bereits in dieser Grundstellung vorgespannt ist, entsteht eine Beeinträchtigung im Betrieb, da nicht mehr in alle Richtungen die vollständige konstruktiv vorgesehene Wegstrecke für die Auslenkung des Entkopplungselements 3 möglich ist, was beim Dauerbetrieb in der Praxis zu dem Auftreten von plastischen Verformungen und einem entsprechend frühen Versagen des Entkopplungselements 3 führen kann.The figures presented in the 1 The position shown with a solid line then represents the basic position occurring during operation, from which the decoupling element 3 compensates for vibrations, thermal expansion and the like within the scope of its elastic deformation possibilities. The fact that the decoupling element 3 is already pre-tensioned in this basic position causes an impairment during operation, since the full structurally intended path for the deflection of the decoupling element 3 is no longer possible in all directions, which in practice can lead to the occurrence of plastic deformations and a correspondingly early failure of the decoupling element 3 during continuous operation.

In der Darstellung der 2 ist nun eine alternative Vorrichtung zum Transportschutz des Entkopplungselements 3 in einem grundlegend dem der 1 vergleichbaren Aufbau dargestellt. Anders als in der 1 ist hier der Zustand während der Montage mit durchgezogenen Linien dargestellt, die Grundstellung nach der Montage ist gestrichelt in der 2 angedeutet. Der wesentliche Unterschied besteht nun in der Vorrichtung zum Transortschutz bzw. ihrer hier wiederum strichpunktiert angedeuteten Schutzschale 5. Die Schutzschale 5 ist S-förmig vorgeformt, sodass auch ihre Mittelachse MA bzw. die Mittelachse des in die Schutzschale 5 eingelegten und in ihr fixierten Entkopplungselements 3 S-förmig verläuft. Die Form ist dabei so gewählt, dass im Verbindungsbereich mit der Abgaszuleitung 2 eine Auslenkung gegenüber einer geraden Mittalachse nach seitlich unten und am gegenüberliegenden Ende, welches mit der Abgasableitung 4 verbunden ist, in der Gegenrichtung ausgebildet ist. Insgesamt ist die Auslenkung so ausgestaltet, dass sich zwischen der Position an dem ersten eingangsseitigen Ende 9 und der Position an dem zweiten ausgangsseitigen Ende 10 ein Betrag von c für den Versatz ergibt. Zusätzlich ist das Entkopplungselement 3 in der Schutzschale 5 in seiner axialen Richtung entlang der Mittelachse MA um den Betrag d gestaucht, also im Rahmen seiner vorgegebenen elastischen Verformbarkeit zusammengedrückt.In the presentation of the 2 is now an alternative device for transport protection of the decoupling element 3 in a fundamentally similar 1 shown in a comparable structure. Unlike in the 1 The state during assembly is shown here with solid lines, the basic position after assembly is shown in dashed lines in the 2 indicated. The main difference now lies in the device for transport protection or its protective shell 5, which is again indicated here in dash-dotted lines. The protective shell 5 is pre-formed in an S-shape, so that its central axis MA or the central axis of the decoupling element 3 inserted into the protective shell 5 and fixed in it also runs in an S-shape. The shape is selected so that in the connection area with the exhaust gas feed line 2 a deflection is formed laterally downwards compared to a straight central axis and at the opposite end, which is connected to the exhaust gas discharge line 4, in the opposite direction. Overall, the deflection is designed so that an amount of c for the offset results between the position at the first inlet-side end 9 and the position at the second outlet-side end 10. In addition, the decoupling element 3 in the protective shell 5 is compressed in its axial direction along the central axis MA by the amount d, i.e. compressed within the scope of its predetermined elastic deformability.

Die Montage erfolgt nun wieder analog zu der oben beschriebenen Montage gemäß dem Stand der Technik. Lediglich eine typischerweise eingesetzte Haltevorrichtung, in welcher die Schutzschale 5 aufgenommen ist, kann hier aufgrund der veränderten Formgebung der Schutzschale 5 angepasst werden, wobei es auch grundsätzlich denkbar ist, ausschließlich die innere Form der Schutzschale 5 S-förmig und mit verkürzter axialer Länge auszubilden, sodass die äußere Form unverändert bleiben kann und eine Veränderung der Haltevorrichtungen damit nicht notwendig wird.The assembly is now carried out analogously to the assembly described above according to the state of the art. Only a typically used holding device in which the protective shell 5 is accommodated can be adapted here due to the changed shape of the protective shell 5, whereby it is also fundamentally conceivable to design only the inner shape of the protective shell 5 in an S-shape and with a shortened axial length, so that the outer shape can remain unchanged and a change to the holding devices is therefore not necessary.

Bei der Montage wird nun wieder die Abgasableitung 4 am Festlager 6 mit den Langlöchern 7 spannungsfrei fixiert. Analog zur Darstellung des Betrags e, um welchen sich die Abgasanlage 1 bzw. die Abgasleitung 4 entsprechend absenkt, ist in der Darstellung der 2 ein Betrag f eingezeichnet, um welchen der Aufbau bei der Montage mit der bzw. durch die veränderte Schutzschale 5 entsprechend vorgespannt ist. Anstelle eines Absinkens, wie es durch die Pfeilrichtungen der Beträge a, b und e in der Darstellung der 1 dargestellt ist, wird nun also während der Montage des Abgasleitungsstrangs 1 dieser um die Beträge c, d und f entsprechend vorgespannt.During assembly, the exhaust gas discharge line 4 is again fixed to the fixed bearing 6 with the elongated holes 7 without tension. Analogous to the representation of the amount e, by which the exhaust system 1 or the exhaust pipe 4 lowers accordingly, is shown in the representation 2 an amount f is shown, by which the structure is correspondingly prestressed during assembly with or through the modified protective shell 5. Instead of a decrease, as shown by the arrow directions of the amounts a, b and e in the representation of the 1 is shown, this is now prestressed accordingly by the amounts c, d and f during assembly of the exhaust pipe line 1.

Nach der spannungsfreien Fixierung der Abgasableitung 4 am Festlager 6 wird auch hier die Schutzschale 5 entfernt und der Abgasleitungsstrang 1 bewegt sich in seine in 2 gestrichelt dargestellte Grundposition. Er senkt sich also im Bereich des Festlagers 6 in den Langlöchern 7 um den Betrag f, um welchen er zuvor vorgespannt montiert worden war, ab. Das Entkopplungselement 3 bewegt sich dadurch von seiner S-förmigen vorgeformten Position in eine gerade Position und vergrößert seine axiale Länge von der zuvor in der Schutzschale 5 gestauchten Position um den Betrag d auf seine Grundstellung. Der mit gestrichelter Linie eingezeichnete nach der Montage vorliegende Abgasleitungsstrang 1 der 2 ist damit in seiner Grundstellung ideal auf eine plastische Verformung des Entkopplungselements 3 in jede denkbare Wegerichtung aufgrund von Vibrationen, Schwingungen und/oder Wärmeausdehnungen vorbereitet, wodurch das Entkopplungselement 3 auch bei entsprechend einfacheren konstruktivem Aufbau eine sehr viel bessere Funktionalität und längere Lebensdauer erreichen kann.After the stress-free fixing of the exhaust pipe 4 to the fixed bearing 6, the protective shell 5 is also removed and the exhaust pipe line 1 moves into its 2 basic position shown in dashed lines. It is therefore lowered in the area of the fixed bearing 6 in the slots 7 by the amount f by which it was previously pre-tensioned when mounted. The decoupling element 3 thus moves from its S-shaped pre-formed position to a straight position and increases its axial length from the position previously compressed in the protective shell 5 by the amount d to its basic position. The exhaust pipe line 1 of the 2 is thus ideally prepared in its basic position for plastic deformation of the decoupling element 3 in any conceivable direction due to vibrations, oscillations and/or thermal expansion, whereby the decoupling element 3 can achieve much better functionality and a longer service life even with a correspondingly simpler structural design.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102009032527 A1 [0003]DE 102009032527 A1 [0003]

Claims (10)

Vorrichtung zum Transportschutz eines Entkopplungselements (3) für einen Abgasleitungsstrang (1) mit einer Schutzschale (5), welche in axialer Richtung, bezogen auf die Mittelachse (MA) des Entkopplungselements (3), starr ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzschale (5) bezogen auf die Mittelachse (MA) des Entkopplungselements in radiale Richtung starr ausgebildet ist, wobei sie entlang der Mittelachse (MA) eine S-förmige Gestalt aufweist.Device for transport protection of a decoupling element (3) for an exhaust pipe string (1) with a protective shell (5) which is rigid in the axial direction, relative to the central axis (MA) of the decoupling element (3), characterized in that the protective shell (5) is rigid in the radial direction relative to the central axis (MA) of the decoupling element, wherein it has an S-shaped configuration along the central axis (MA). Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzschale (5) zwei Halbschalen aufweist, welche an ihrer einen Trennfuge beweglich verbunden sind, und welche an ihrer anderen Trennfuge über eine Verschließeinrichtung trennbar verbindbar sind.Device according to Claim 1 , characterized in that the protective shell (5) has two half-shells which are movably connected at one of their separating joints and which can be separably connected at their other separating joint via a closing device. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der S-förmige Verlauf der Mittelachse (MA) der Schutzschale (5) so ausgestaltet ist, dass das Entkopplungselement (3) in Strömungsrichtung der Abgase (A) eingangsseitig in die eine Richtung auslenkt und in Strömungsrichtung der Abgase (A) ausgangsseitig in die andere gegenüberliegende Richtung auslenkt ist.Device according to Claim 1 or 2 , characterized in that the S-shaped course of the central axis (MA) of the protective shell (5) is designed such that the decoupling element (3) deflects in one direction in the flow direction of the exhaust gases (A) and in the flow direction of the exhaust gases (A ) is deflected on the output side in the other opposite direction. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Betrag der Auslenkung (c) so gewählt ist, dass das die Mittelachse (MA) des Entkopplungselements (3) nach erfolgter Montage weitgehend gerade verläuft.Device according to Claim 1 , 2 or 3 , characterized in that the amount of deflection (c) is selected such that the central axis (MA) of the decoupling element (3) runs largely straight after assembly. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzschale (5) das Entkopplungselement (3) in der Art aufnimmt, dass es in axialer Richtung gegenüber seiner Grundstellung gestaucht in der Schutzschale angeordnet ist.Device according to one of the Claims 1 until 4 , characterized in that the protective shell (5) accommodates the decoupling element (3) in such a way that it is arranged compressed in the protective shell in the axial direction compared to its basic position. Abgasleitungsstrang (1) mit wenigstens einem Entkopplungselement (3), wobei ein bezogen auf die Abgase (A) stromabwärts dieses wenigstens einen Entkopplungselements (3) angeordneter Teil (4) des Abgasleitungsstrangs (1) über eine Kombination aus Schrauben (8) und Langlöchern (7) befestigt ist, und wobei die Langlöcher (7) im bestimmungsgemäßen Einsatz in einer Höhenrichtung (z) verlaufen.Exhaust line section (1) with at least one decoupling element (3), a part (4) of the exhaust line section (1) arranged downstream of this at least one decoupling element (3) relative to the exhaust gases (A) via a combination of screws (8) and elongated holes ( 7) is attached, and the elongated holes (7) run in a height direction (z) when used as intended. Abgasleitungsstrang (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigung über die Langlöcher (7) ein Festlager (6) ausbildet.Exhaust pipe harness (1). Claim 6 , characterized in that the fastening via the elongated holes (7) forms a fixed bearing (6). Verfahren zur Montage eines Entkopplungselements (3) mit einer Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei ein Abgasleitungsstrang (1) mit dem in der Schutzschale (5) der Vorrichtung befestigten und vorgeformten Entkopplungselement (3) verbunden und an einem Festlager (6) spannungsfrei verschraubt wird, wonach die Schutzschale (5) um das Entkopplungselement (3) entfernt wird.Method for assembling a decoupling element (3) with a device according to one of the Claims 1 until 5 , wherein an exhaust pipe string (1) is connected to the preformed decoupling element (3) fastened in the protective shell (5) of the device and screwed to a fixed bearing (6) without stress, after which the protective shell (5) around the decoupling element (3) is removed. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zum Transportschutz mit ihrer Schutzschale (5) während der Montage in einer Haltevorrichtung positioniert ist.Procedure according to Claim 8 , characterized in that the transport protection device with its protective shell (5) is positioned in a holding device during assembly. Fahrzeug mit einer Verbrennungskraftmaschine und einem Abgasleitungsstrang (1) nach Anspruch 6 oder 7.Vehicle with an internal combustion engine and an exhaust pipe (1) according to Claim 6 or 7 .
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE102009032527A1 (en) 2009-07-10 2011-04-28 Audi Ag Protective shell for device for transport safety of decoupling element in cable harness, particularly in exhaust gas pipeline of internal combustion engine, is formed by flexible wrapping tape in partial areas in axial direction

Patent Citations (1)

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DE102009032527A1 (en) 2009-07-10 2011-04-28 Audi Ag Protective shell for device for transport safety of decoupling element in cable harness, particularly in exhaust gas pipeline of internal combustion engine, is formed by flexible wrapping tape in partial areas in axial direction

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