DE3327353C2

DE3327353C2 - Isolierte Abgasleitung für Kraftfahrzeuge sowie Verfahren und Vorrichtung zu deren Herstellung

Info

Publication number: DE3327353C2
Application number: DE19833327353
Authority: DE
Inventors: Roland 7530 Pforzheim Schöttle; Wilfried Dr.-Ing. Winzen
Original assignee: Witzenmann GmbH
Current assignee: Witzenmann GmbH
Priority date: 1983-07-29
Filing date: 1983-07-29
Publication date: 1986-07-24
Also published as: DE3327353A1; FR2549894A1

Abstract

Es wird ein Verfahren zum Ein- bzw. Aufbringen einer von einer flexiblen Leitung aus Metall gefaßten Isolierung aus temperaturbeständigem Material bei temperaturbelasteten Abgasleitungen von Kraftfahrzeugen gegenüber einem starren Rohr angegeben, mit dem ein auf bzw. in die flexible Leitung aus Metall gebrachter Hohlzylinder des Isoliermaterials mit Hilfe einer Reduzierhülse bzw. eines konischen Dornes unter Verdichtung des Isoliermaterials in bzw. auf das starre Rohr geschoben wird, so daß sich ein formschlüssiger, fester Verbund zwischen Rohr, Isoliermaterial und flexibler, metallischer Leitung ergibt.

Description

Montagehilfe dienende Rohr wird dann abgezogen, so daß die Mineralfaserschale zurückfedern und sich von innen an die Umhüllung anlegen kann. Dieser Gegenstand betrifft jedoch weder von der Verfahrensweise noch vom Gegenstand her die Gattung der Erfindung und ist auch selbst zur teilweisen Lösung der der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe nicht geeignet

Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen ist ggf. unter Einbeziehung der Merkmale des Anspruches 2 erreicht, daß die isolierende Einheit, bestehend aus dem Isoliermantel und der flexiblen Leitung aus Metall, ohne Schwierigkeiten vorgefertigt werden kann. Diese Isoliereinheit wird dann unter Verdichtung des Isoliermaterials in bzw. auf das starre Rohr geschoben, so daß ein fester gegenseitiger Sitz der drei Komponenten Rohr, Isoliermaterial und flexible Leitung gegeben ist Da die Leitung flexibel ist, läßt sich die Isolierung auch mit bereits präzise vorgebogenen, starren Rohren verbinden bzw. auf diese schieben oder in diese einschieben. Dabei hilft bezüglich der axialen Zugfestigkeit bzw. Druckfestigkeit des Isoliermaterials insbesondere auch die Tatsache, daß bei dem Verdichtungsprozeß des Isoliermaterials dieses in die Profiiierung der flexiblen Leitung aus Metall gedrückt und dadurch in Axialrichtung gestützt von der flexiblen Leitung mitgenommen wird. Die Profiiierung der flexiblen Leitung wird also gleichzeitig zur Erhöhung der Zug- bzw. Druckfestigkeit des Isoliermaterials mitherangezogen.

Ferner ist es auf die erfindungsgemäße Weise möglich, die Isolierung wesentlich dichter zu packen und gleichmäßig über den Umfang zu verteilen und somit ihre wärmedämmende Hauptfunktion besser zu erfüllen. Die Montage gestaltet sich auf äußerst' rationelle Weise und es sind ohne Änderungen eines Zuschnittes für das Isoliermaterial — je nach Verlauf des starren Rohres — beliebig gebogene starre Rohre außen oder innen isolierbar.

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens hat sich eine Vorrichtung mit dem Merkmal des Anspruchs 3 als zweckmäßig erwiesen. Ein Dorn der dabei verwendeten Art ist an sich Gegenstand der älteren Anmeldung gemäß der DE-OS 33 05 541, bei der es im übrigen aber lediglich darum geht, einen Kunststoffschlauch auf ein Metallrohr zu schieben,wobei der Innendurchmesser des Schlauches vor dem Aufschieben etwas kleiner als der Außendurchmesser des Rohres sein kann.

Bei der erfindungsgemäßen Anwendung der Vorrichtung wird das Isoliermaterial beim Einschieben in das starre Rohr bzw. beim Aufschieben auf dieses starre Rohr in Radialrichtung nach innen bzw. außen zusammengedrückt und dabei auch in die Profilierung der flexiblen Leitung aus Metall hineingedrückt. Da diese radial gerichtete Verengung bzw. Erweiterung des Isoliermaterials über den Innen- bzw. Außendurchmesser des starren Rohres hinausgehen kann, ergibt sich im nachhinein trotz Rückfederns des Isoliermaterials eine Erleichterung bei dem Übereinanderschieben gegenüber dem starren Rohr.

Schließlich ergibt sich in der vorbeschriebenen Weise eine Abgasleitung mit den Merkmalen des Anspruches 4, wobei die flexible Leitung entsprechend Anspruch 5 ausgebildet und somit nach dem Anspruch 7 hergestellt sein kann. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, die flexible Leitung gemäß dem Anspruch 6 auszubilden.

Was den Hohlzylinder aus Isoliermaterial betrifft, so ist dessen Gestaltung nach den Ansprüchen 8 und 9 zweckmäßig, wodurch die Herstellung des Verbundes aus starrem Rohr, flexibler metallischer Leitung und Isoliermaterial über das durch die Profilierung der flexiblen Leitung hinausgehende Maß unterstützt wird.
Die Erfindung ist nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 eine Abgasleitung mit einer auf ein starres Rohr außen aufgebrachten Isolierung und
F i g. 2 eine Abgasleitung mit in ein starres Rohr eingebrachter Isolierung.

Gemäß F i g. 1 hat ein starres Rohr 1 einen gekrümmten Verlauf. Auf das Ende des Rohres 1 ist ein in Achsrichtung sich verjüngender Dorn 2 aufgesetzt, der auf der dem Rohr 1 zugewandten Seite einen genüber dem Außendurchmesser des Rohres vergrößerten Durchmesser 3 aufweist.

Über den Dorn 2 wird ein Isoliermantel geschoben, der aus einer profilierten, metallenen Leitung 4 besteht, in die ein Kohlzylinder 5 aus Isoliermaterial eingesetzt ist Wie bei 6 ersichtlich, kann diesel- Hohlzylinder aus Isoliermaterial beispielsweise ein axial jsugfestes Geflecht aus Mineralfasern, Tonerdesilikatfasern od. dgL sein. Selbstverständlich besteht auch die Möglichkeit, den Hohlzylinder aus Isoliermaterial als Gestricke, Gewebe od. dgl. auszubilden.

Der Mantel 5 aus Isoliermaterial hat ursprünglich bezüglich seines Außendurchmessers einen geringeren Durchmesser als der Innendurchmesser der flexiblen Leitung 4, damit sich diese beiden Teile leicht zusammenfügen lassen. Beim Aufschieben dieser Einheit auf das starre Rohr 1 über den Dorn 2 wird der Isoliermantel 5 radial nach außen verdichtet, wobei er in die Profilierung der flexiblen Leitung 4 aus Metall teilweise eindringt und zum anderen in feste Anlage auf dem Rohr 1 gelangt.

Die flexible Leitung 4 aus Metall kann ein Wellschlauch sein, der schraubengangförmig oder ringgewellt ist, er kann jedoch auch ein durch schraubengangförmiges Wickeln beispielsweise eines profilierten AIuminiumbandes hergestelltes Teil sein. Wesentlich ist, daß der Außenmantel 4 flexibel ist, um nicht nur über geradlinige Rohre, sondern auch über gebogene Rohrleitungen für eine Abgasleitung in Anpassung an deren Kontur geschoben werden zu können.

Nachdem die Einheit aus flexibler Leitung 4 und Isolierung 5 auf das Rohr 1 aufgeschoben ist, wird der Dorn 2 fortgenommen, so daß die so gebildete Abgasleitung an ihren beiden Enden ggf. mit den erforderlichen Anschlußstutzen versehen werden kann.

F i g. 2 zeigt im Gegensatz zu F i g. 1, wie ein starres Rohr 10 einer Abgasleitung innen mit einer Isolierung versehen werden kann. Dazu wird auf das Rohr 10 ein Reduzierring 11 aufgesetzt, in den eine Einheit aus einer flexbilen Leitung 12 und einem diese umgebenden isoliermantel 13 unter Reduzierung des Außenumfanges des Isoliermantels 13 eingeschoben wird, wozu der Reduzierring vom Rohr 10 fort einen größeren Durchmesser aufweist als dr.i Innendurchmesser des Rohres 10. Hier liegt also im Ergebnis die flexible Leitung im Inneren der insgesamt gebildeten Abgasleitung und das Rohr 10 gibt der Abgasleitung in ihrer Gesamtheit die Form und stützt diese Form.

Wesentlich ist aber auch hier wieder, daß die Isolierummantelung 13 verdichtet -vird, wobei die Profiiierung

es der flexiblen Leitung 12 bei dem Ineinanderschieben der Teile Stützfunktion ausübt. Im Ergebnis ist durch die Verdichtung der Isoüerummantelung 13 Spielfreiheit zwischen dem Rohr 10 und der flexiblen Leitung 12 in

einfacher Weise erreicht.

Die anhand der F i g. 1 und 2 geschilderte Art der Aufbringung bzw. Einbringung einer Isolierung erfordert keine besonderen Werkzeuge außer eines Dornes 2 bzw. eines Reduzierringes 11. Außerdem besteht keine Abhängigkeit bezüglich der Form bzw. Biegung der insgesamt entstehenden Abgasleitung im Hinblick darauf, daß die flexible Leitung 4 bzw. 12 aus Metall biegbar ist. Durch die geschilderte Auf- bzw. Einbringung des Isoliarma.ntels ergibt sich eine Verdichtung dieses Isolier- mantels 5 bzw. 13, die für einen spielfreien Formschluß zwischen Rohr I bzw. 10 und flexibler Leitung 4 bzw. 12 auch über lange Betriebszeiten sorgt, so daß Klappergeräusche und gegenseitige Schwingungsbewegungen nicht auftreten können.

Für die geschilderte Montage ist vorteilhaft, daß das Isoliermaterial S bzw. 13 je nach Verarbeitungsweise eine ausreichende Schub- bzw. Zugfestigkeit aufweist. Wie geschildert,, führt jedoch die Verdichtung des Isoliermaierials am Dorn 2 bzw. am Reduzierring 11 und das damit einhergehende Eindringen in die Profilierung der flexiblen Leitung 4 bzw. 12 zu einer Unterstützung dieser Axialfestigkeit durch die Profilierung der flexiblen Leitung.

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Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum konzentrischen Ineinanderfügen eines starren, ggf. gebogenen Metallrohres und einer flexiblen Leitung aus Metall für eine Abgasleitung von Kraftfahrzeugen, wobei zwischen Rohr und Leitung eine Isolierung aus temperaturbeständigem Material angeordnet wird, dadurch gekennzeichnet, daß um bzw. in die wenigstens abschnittsweise mit einer Profilierung versehene, flexible Leitung (4, 12) ein Hohlzylinder des Isoliermaterials (5,13) auf- bzw. eingebracht wird und daß die dadurch mit einem gegenüber dem Innen- bzw. Außendurchmesser des starren Rohres (1,10) größeren bzw. geringeren Außen- bzw. Innendurchmesser ge- is bildete Einheit in bzw. auf das starre Rohr derart ein- bzw. aufgeschoben wird, daß eine radiale Verdichtung des Isoliermaterials stattfindet

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, φ»β zum Auf- bzw. Einbringen des Hohlzylinders (5,13) aus Isoliermateriai bezüglich der flexiblen Leitung aus Metall (4,12) der Innen- bzw. Außendurchmesser des Hohlzylinders größer bzw. geringer als der "Außen- bzw. Innendurchmesser der flexiblen Leitung aus Metall ist

3. Vorrichtung zur Durchfüiirung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf ein Ende des starren Rohres (1,10) ein in Achsrichtung sich von dem Ende des Rohres fort auf ein Maß oberhalb des Außen- bzw. unterhalb des Innendurchmessers der Einheit (4,5; 12,13) vergrößernder Ring (11) bzw. verjünj-jnder Dorn (2) aufgesetzt wird und daß der df.m Rohr zugewandte Querschnitt des Ringes bzw. Dor nes rr ^:adestens gleich dem ggf. kleiner bzw. größer als der Innen- bzw. Außenquerschniitdessiarren Rohres isL

4. Abgasleitung in Form eines starren Rohres mit einer in dieses eingebrachten bzw. dieses umgebenden Isolierung, die ihrerseits auf der rohrabgewandten Seite von einer flexiblen Leitung aus Metall gehalten ist, hergstellt gemäß dem Verfahren nach den Ansprüchen 1 oder 2 mit der Vorrichtung gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung (4,12) wenigstens abschnittsweise eine Profilierung aufweist und daß das Isoliermaterial (5,13) radial verdichtet ist

5. Abgasleitung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die flexible Leitung (4,12) im wesentlichen in Umfangsrichtung profiliert ist.

6. Abgasleitung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die flexible Leitung (4, 12) ein schraubengangförmig oder ringgewelltes Rohr aus Aluminium, Stahl oder aluminiumplattiertem Stahl ist.

7. Abgasleitung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die flexible Leitung (4, 12) durch schraubengangförmiges Wickeln eines profilierten Bandes hergestellt ist.

8. Abgasleitung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlzylinder aus Isoliermaterial (5,13) axial zugfest ausgebildet ist.

9. Abgasleitung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß das Isoliermaterial (5,13) ein gestrickter, geflochtener, gewirkter od. dgl. Hohlzylinder aus Mineralfasern, Tonerdesilikatfasern od. dgl. ist.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruches 1, eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens sowie eine Abgasleitung von Kraftfahrzeugen, hergestellt mit der Vorrichtung nach diesem Verfahren.

In neuerer Zeit verlangt die Entwicklung besonders im Bereich der Personenkraftwagen isolierte Abgasleitungen als Abgasrückführrohre, Abgasquerrc hre und Auspuffkrümmer eta, also im gesamten Abgasrohrbereich. Durch die Isolierung soll eine Wärmeabstrahlung zum Innenraum des Kraftfahrzeuges verhindert werden, es soll das schnelle Anspringen eines in der Abgasleitung eingebauten Katalysators gefördert werden und es soil insgesamt dem Auftreten und den Auswirkungen höherer Abgastemperaturen entgegengewirkt werden.

Die Isolierung einer Abgasleitung geschieht bisher derart, daß eine Isoliermatte um das starre Rohr, das auch einen gekrümmten Verlauf aufweisen kann, gelegt wird. Diese Isoliermatte wird dann bandagiert und es wird schließlich eine flexible Leitung aus Metall übergeschoben, um der Abgasleitung Flexibilität und nach außen ausreichende Widerstandsfähigkeit zu geben. Wegen der gerippten Innenfläche der flexiblen Leitung aus Metall und wegen des axialen Verschiebens über eventuell vorhandene Bögen ist es aber nicht möglich, der Isolierschicht eine genügend dichte Packung zu geben. Dadurch wird das gesamte Isolierpaket nicht dicht genug, wodurch die Isolierwirkung stark beeinträchtigt ist Ferner ergeben sich bezüglich der Metallummantelung Klappergeräusche and Schwingungen, die zu Materialbrüchen und damit zum vorzeitigen Ausfall der Abgasleitung führen.

In der durch die DE-OS 25 52 647 bekannten Weise erfolgt die Aufbringung der Isolierung dadurch, daß als äußere Umhüllung nicht mehr eine flexible Leitung aus Metall verwendet wird, sondern hier zwei metallene Halbschalen aufgesetzt und miteinander verbunden werden. Dabei ist es möglich, eine Isolierung zu verdichten, so daß ein stärkerer Veround erreicht wird. Diese äußeren, glattwandigen Metallhalbschalen bedeuten jedoch einen hohen Fertigungsaufwand, besonders auch wegen der hohen Werkzeugkosten für deren Herstellung.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Isolierung der vorstehend diskutierten Art mit hoher innerer Dichte auf einfache und billige Weise mit dem Abgasrohr zu verbinden und dabei gleichzeitig zu erreichen, daß eine Geräuschentwickluiig und Schwingungsbildung nicht mehr auftreten kann, somit eine Belästigung durch die Abgasleitung oder ein vorzeitiger Ausfall der Abgasleitung verhindert wird. Dabei soll bezüglich des starren Rohres die Möglichkeit geschaffen werden, die Isolierung sowohl innerhalb als auch außerhalb dieses Rohres anzubringen, je nachdem, welche Anforderungen gerade zu erfüllen sind.

Ausgehend von einem Verfahren der eingangs genannten Art, ist diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst.

Durch die DE-OS 31 44 193 ist es zur Herstellung eines Schalldämpfers an sich bekannt, eine rohrförmige Mineralfaserschale mit einer Umhüllung in Form eines textlien Flächengebildes zu versehen, indem die Mineralfaserschale zunächst radial komprimiert, beispielsweise durch eine konisch verengte Öffnung geschoben und anschließend durch Einschub in ein entsprechend bemessenes dünnes Rohr auf diesem unter Maß gehalten wird, um so zusammen mit dem Rohr in den Innenraum der Umhüllung eingeführt zu werden. Das als