DE3505699C1 - Exhaust pipe with an inserted corrugated spring tube for motor vehicles - Google Patents

Exhaust pipe with an inserted corrugated spring tube for motor vehicles

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Abstract

An exhaust pipe for motor vehicles has a corrugated spring tube (14) inserted along a predetermined length. The tube corrugations (11) are helically arranged. A heat-resistant helical spring (13) is wound around the corrugated spring tube (14) inside the helical grooves (12). <IMAGE>

Description

Die in die Schraubenrillen eingewickelte Strangfeder bewirkt eine Stabilisierung des mit sehr dünner Wandstärke ausgebildeten Wellfederrohres. Während bei einem Wellfederrohr der vorbekannten Art die Blechstärke mindestens 0,5 mm betragen muß, damit eine ausreichende Rohrstabilität gewährleistet ist, beträgt die Blechstärke bei einem erfindungsgemäßen Wellfederrohr vorzugsweise 0,2 bis 0,5mm. Gleichwohl wird durch den allseitigen, radial nach innen gerichteten Druck der fest und passend in den Schraubenrillen liegenden Strangfeder eine erhebliche Stabilität des an sich sehr weich ausgebildeten Wellfederrohres gewährleistet. Wichtig ist, daß das Wellfederrohr ebenso wie die gewickelte Strangfeder überall einen kreisförmigen Querschnitt senkrecht zur Wellfederrohrachse aufweisen. The strand spring wrapped in the helical grooves causes stabilization of the corrugated spring tube, which has a very thin wall thickness. While in a corrugated spring tube of the known type, the sheet thickness is at least Must be 0.5 mm so that sufficient pipe stability is guaranteed the sheet metal thickness in a corrugated spring tube according to the invention is preferably 0.2 to 0.5 mm. Nonetheless, the pressure on all sides, directed radially inwards, makes it firm and a strand spring that fits in the helical grooves provides considerable stability of the very soft corrugated spring tube guaranteed. Important is, that the corrugated spring tube, like the coiled strand spring, has a circular shape everywhere Have cross-section perpendicular to the corrugated spring tube axis.

Durch die sehr weiche Ausbildung des Wellfederrohres wird auch eine erhebliche Geräuschdämpfung herbeigeführt, wobei wegen der aufgebrachten Strangfeder das Wellfederrohr mechanisch aber nicht so stark geschwächt ist, daß Verformungen und Wechselbeanspruchen während des Betriebs schließlich zum Bruch des relativ dünn ausgebildeten Materials führen könnten. The very soft design of the corrugated spring tube is also a brought about considerable noise attenuation, because of the applied string spring the corrugated spring tube is mechanically but not weakened so much that deformations and alternating stresses during operation eventually lead to breakage of the relatively thin trained material.

Erfindungsgemäß wird durch den relativ hohen Isolationsgrad eine Körperschallübertragung, die vom Motor her kommt, verhindert. Das Wellfederrohr kann aufgrund seiner sehr weichen Ausbildung auch als Wellfederschlauch bezeichnet werden, der allerdings durch die fest darauf aufgewickelte Strangfeder erheblich stabilisiert ist. Das Wellfederrohr soll möglichst im vorderen Bereich der Auspuffleitung nahe dem Motor sitzen. According to the invention is due to the relatively high degree of insulation Structure-borne noise that comes from the engine is prevented. The corrugated spring tube can also be referred to as a corrugated spring hose due to its very soft design which, however, is considerable due to the strand spring that is firmly wound on it is stabilized. If possible, the corrugated spring tube should be in the front area of the exhaust line sit near the engine.

Aufgrund der erfindungsgemäßen Ausbildung werden auch Verspannungen der Auspuffleitung ausgeglichen. Schwingungsamplituden im Resonanzfall werden stark reduziert. Die Federrate der Strangfeder in ihrer Längsrichtung soll vorzugsweise 0,1 bis 1 kp/cm betragen. Due to the training according to the invention, there are also tension the exhaust line balanced. Oscillation amplitudes in the case of resonance become strong reduced. The spring rate of the strand spring in its longitudinal direction should preferably 0.1 to 1 kgf / cm.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Unteransprüche gekennzeichnet. Advantageous further developments of the invention are given by the subclaims marked.

Die Vorspannung der Strangfeder in Längsrichtung gemäß den Ansprüchen 5 und 6 sorgt für eine gute Verteilung der Kräfte. The bias of the strand spring in the longitudinal direction according to the claims 5 and 6 ensure a good distribution of forces.

Durch die Maßnahmen des Anspruches 9 liegt die Strangfeder passend in den Schraubenrillen und stabilisiert das Wellfederrohr damit in besonders günstiger Weise. Due to the measures of claim 9, the strand spring is suitable in the screw grooves and stabilizes the corrugated spring tube in a particularly favorable way Way.

Die Merkmale des Anspruchs 10 bewirken, daß die Strangfeder deutlich versenkt innerhalb der Rohrwellen untergebracht ist, was auch der Gefahr von Beschädigungen der Strangfeder z. B. durch Steinschlag oder dergleichen entgegenwirkt. The features of claim 10 cause the strand spring to be clear sunk inside the tubular shafts, which also increases the risk of damage the strand spring z. B. counteracts by falling rocks or the like.

Eine gemäß den Ansprüchen 11 und 12 als Schraubenfeder ausgebildete Strangfeder weist von Haus aus einen optimalen Querschnitt für die Zwecke der Erfindung auf und ist auch bei Erhitzung noch ausreichend elastisch. One designed according to claims 11 and 12 as a helical spring The strand spring inherently has an optimal cross-section for the purposes of the invention and is still sufficiently elastic even when heated.

Um die Bruchgefahr insbesondere im Bereich des Überganges von den glatten Rohrteilen zum Wellfederrohr herabzusetzen, sind die Maßnahmen nach Anspruch 13 vorteilhaft. To reduce the risk of breakage, especially in the area of the transition from the To reduce smooth tube parts to corrugated spring tube, the measures according to claim 13 advantageous.

Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise anhand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigt F i g. 1 eine teilweise geschnittene schematische Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Auspuffleitung und F i g. 2 eine vergrößerte, teilweise aufgebrochene Seitenansicht der Auspuffleitung nach Fig. 1 im Bereich des Wellfederrohres. The invention is illustrated below, for example, with reference to the drawing described; in this FIG. 1 is a partially sectioned schematic side view an exhaust pipe according to the invention and FIG. 2 is an enlarged, partially Broken side view of the exhaust line according to FIG. 1 in the area of the corrugated spring tube.

Nach der Zeichnung schließt sich an den Auspuff-Motorflansch 19 zunächst ein zweifach gekrümmter glatter zylindrischer Rohrteil 16 einer Kraftfahrzeug-Auspuffleitung an, der in einem möglichst geringen Abstand zum Motorflansch 19 mit dem vorderen Anschlußstutzen 24 eines Wellfederrohrs 14 geringerer Wandstärke verbunden ist. Die Länge des Wellfederrohres beträgt ca. 20 cm. Am hinteren Ende ist das Wellfederrohr 14 über einen hinteren Anschlußstutzen 25 mit einem glatten Rohrteil 26 der Auspuffleitung verbunden, das über den Auspuff-Schalldämpfertopf 20 schließlich zur Auspuffmündung 21 am Ende des Fahrzeuges führt. According to the drawing, the exhaust engine flange 19 is initially connected a doubly curved smooth one cylindrical pipe part 16 of a motor vehicle exhaust pipe on, which is as close as possible to the motor flange 19 with the front Connection piece 24 of a corrugated spring tube 14 of smaller wall thickness is connected. The length of the corrugated spring tube is approx. 20 cm. At the rear end is the corrugated spring tube 14 via a rear connection piece 25 with a smooth pipe part 26 of the exhaust line connected, which via the exhaust silencer pot 20 finally to the exhaust port 21 leads at the end of the vehicle.

Während sich zwischen dem Motorflansch 19 und dem Wellfederrohr 14 keine Verbindungselemente zwischen dem glatten Rohrteil 16 und der Fahrzeugkarosserie bzw. dem Fahrzeugrahmen befinden, ist das sich an das Wellfederrohr 14 anschließende glatte Rohrteil 26 mittels über die Länge verteilter Gummibefestigungselemente 22 am Fahrzeugrahmen von unten aufgehängt. While between the motor flange 19 and the corrugated spring tube 14 no connecting elements between the smooth tubular part 16 and the vehicle body or the vehicle frame are located, is the one adjoining the corrugated spring tube 14 smooth pipe part 26 by means of rubber fastening elements 22 distributed over the length suspended from below on the vehicle frame.

Nach den Fig. 1 und 2 sind die Rohrwellen 11 des Wellfederrohres 14 schraubenförmig um die Achse 23 der Auspuffleitung herumgewickelt, wobei die hierbei entstehenden Schraubenrippen 18 radial nach außen über die durch die glatten zylindrischen Anschlußstutzen 24, 25 bestimmte Umfangsfläche vorstehen, während die Rohrrillen 12, also die Minima der Rohrwellen 11 in Richtung der Achse 23 etwa mit den glatten Anschlußstutzen 24,25 ausgerichtet sind. According to FIGS. 1 and 2, the tubular shafts 11 of the corrugated spring tube 14 helically wound around the axis 23 of the exhaust pipe, the the resulting screw ribs 18 radially outward over the smooth cylindrical connecting pieces 24, 25 protrude certain circumferential surface while the pipe grooves 12, that is to say the minima of the pipe shafts 11 in the direction of the axis 23, for example are aligned with the smooth connecting pieces 24,25.

Der Verlauf der durch die Rohrrippen 18 und die Rohrrillen 12 gebildeten Rohrwellen 11 ist annähernd sinusförmig. The course of the pipe ribs 18 and the pipe grooves 12 formed Tubular waves 11 is approximately sinusoidal.

In die Schraubenrillen 12 ist eine als Schraubenfeder ausgebildete Strangfeder 13 hineingewickelt, deren Enden 15 mit Laschen 17 fest verbunden sind, die im unmittelbaren Anschluß an die letzte Schraubenrippe 18 mit den glatten Anschlußstutzen 24, 25 in geeigneter Weise verbunden sind. In the helical grooves 12 is designed as a helical spring Strand spring 13 is wound in, the ends 15 of which are firmly connected to tabs 17, in the immediate connection to the last screw rib 18 with the smooth connecting pieces 24, 25 are connected in a suitable manner.

Die Strangfeder 13 steht entlang ihrer Längsrichtung unter einer Zugvorspannung, so daß die einzelnen Windungen der Schraubenfeder 13 in Richtung der Pfeile f in F i g. 2 radial nach innen gerichtete Stabilisierungskräfte auf die Schraubenrillen 12 der Rohrwellen 11 ausüben. Hierdurch wird ein erheblicher mechanischer Stabilisierungseffekt erzielt, ohne daß die federnden Eigenschaften des relativ dünn ausgebildeten Materials des Wellfederrohrs 14 beeinträchtigt werden. The strand spring 13 is along its longitudinal direction under a Tensile bias, so that the individual turns of the coil spring 13 in the direction the arrows f in FIG. 2 stabilizing forces directed radially inwards the screw grooves 12 of the tubular shafts 11 exercise. This becomes a significant one mechanical stabilization effect achieved without affecting the resilient properties the relatively thin material of the corrugated spring tube 14 are impaired.

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Claims (13)

Patentansprüche: 1. Auspuffleitung mit einem entlang einer vorbestimmten Länge eingesetzten Wellfederrohr für Kraftfahrzeuge und beidseitig anschließenden glatten Rohrteilen, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrwellen (11) des aus sehr dünn ausgebildetem Blechmaterial bestehenden Wellfederrohres (14) schraubenförmig angeordnet sind und daß eine warmfeste Strangfeder (13) innerhalb der Schraubenrillen (12) angeordnet und um das Wellfederrohr (14) herumgewickelt ist. Claims: 1. Exhaust pipe with a along a predetermined Length of corrugated spring tube used for motor vehicles and connecting on both sides smooth pipe parts, characterized in that the pipe shafts (11) of the very thin sheet metal material existing corrugated spring tube (14) helically are arranged and that a heat-resistant strand spring (13) within the helical grooves (12) is arranged and wound around the corrugated spring tube (14). 2. Auspuffleitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden der Strangfeder (13) an den beidseitig an das Wellfederrohr (14) anschließenden glatten Anschlußstutzen (24, 25) befestigt sind. 2. Exhaust line according to claim 1, characterized in that the Ends of the strand spring (13) adjoining the corrugated spring tube (14) on both sides smooth connecting pieces (24, 25) are attached. 3. Auspuffleitung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Strangfeder (13) aus einem schweißbaren Material besteht. 3. Exhaust line according to claim 1 or 2, characterized in that that the strand spring (13) consists of a weldable material. 4. Auspuffleitung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an den Enden der Strangfeder (13) jeweils eine flache Lasche (17) befestigt ist, die flach mit dem zugeordneten glatten Anschlußstutzen (24, 25) verbunden ist. 4. Exhaust line according to one of the preceding claims, characterized characterized in that at the ends of the strand spring (13) each have a flat tab (17) is attached, which is flat with the associated smooth connecting piece (24, 25) is connected. 5. Auspuffleitung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Strangfeder (13) in ihrer Längsrichtung unter einer Zugvorspannung steht. 5. Exhaust line according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the strand spring (13) is under tensile prestress in its longitudinal direction stands. 6. Auspuffleitung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugvorspannung einen Wert hat, der einer Längszugkraft zwischen 2 kp und 5 kp entspricht. 6. Exhaust line according to claim 5, characterized in that the Tensile prestress has a value that corresponds to a longitudinal tensile force between 2 kp and 5 kp. 7. Auspuffleitung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt der Strangfeder (13) kreisförmig und der Querschnitt der Schraubenrillen (12) im wesentlichen halbkreisförmig ist. 7. Exhaust line according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the cross section of the strand spring (13) is circular and the cross section the screw grooves (12) is substantially semicircular. 8. Auspuffleitung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Krümmungsradius der Schraubenrillen (12) 3 mm bis 10 mm und vorzugsweise etwa 5 mm beträgt. 8. Exhaust pipe according to claim 7, characterized in that the Radius of curvature of the screw grooves (12) 3 mm to 10 mm and preferably about 5 mm. 9. Auspuffleitung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Radius der Querschnittsfläche der Strangfeder (13) gleich dem Krümmungsradius der Schraubenrillen (12) der Rohrwellen (11) ist. 9. Exhaust line according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the radius of the cross-sectional area of the strand spring (13) is equal is the radius of curvature of the screw grooves (12) of the tubular shafts (11). 10. Auspuffleitung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der radiale Abstand der Scheitel der Schraubenrillen (12) und der dazwischen liegenden Schraubenrippen (18) das 1,5- bis 2,5- und insbesondere etwa das 2fache des Durchmessers der Strangfeder (13) beträgt. 10. Exhaust line according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the radial distance between the crests of the screw grooves (12) and of the intervening screw ribs (18) the 1.5 to 2.5 and in particular is about twice the diameter of the strand spring (13). 11. Auspuffleitung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Strangfeder (13) eine Schraubenfeder ist. 11. Exhaust line according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the strand spring (13) is a helical spring. 12. Auspuffleitung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraubenfeder aus Federstahldraht besteht. 12. Exhaust line according to claim 11, characterized in that the coil spring is made of spring steel wire. 13. Auspuffleitung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrwellen (11) von beiden Enden des Wellfederrohres (14) in ihrer Längsrichtung stetig aus der den glatten Anschlußstutzen (24, 25) entsprechendem Umfangsflächen radial nach außen bzw. innen hervortreten, und innerhalb des ersten Schraubenganges die volle Wellenhöhe erreichen. 13. Exhaust line according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the tubular shafts (11) from both ends of the corrugated spring tube (14) in its longitudinal direction steadily from the smooth connection piece (24, 25) corresponding Circumferential surfaces protrude radially outwards and inwards, respectively, and inside the first Reach the full wave height. Die Erfindung betrifft eine Auspuffleitung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. The invention relates to an exhaust pipe according to the preamble of Claim 1. Derartige Auspuffleitungen (DE-OS 22 56 718, DE-PS 26 55 091) dienen in erster Linie dazu, Relativbewegungen zwischen dem glatten Rohrteil, welches an den Motor angeflanscht ist, und dem zum Heck des Fahrzeuges führenden glatten Rohrteil elastisch und dämpfend aufzunehmen. Der hinter dem Wellfederrohr angeordnete Teil der Auspuffleitung ist im allgemeinen mittels Gummielementen unterhalb des Fahrzeuges aufgehängt. Durch das zwischengeschaltete Wellfederrohr wird die Übertragung von Motorschwingungen auf den hinteren Teil der Auspuffleitung und auf die Karosserie des Fahrzeuges erheblich herabgesetzt. Such exhaust lines (DE-OS 22 56 718, DE-PS 26 55 091) are used primarily to ensure relative movements between the smooth pipe part which is attached to the engine is flanged, and the smooth pipe part leading to the rear of the vehicle to be taken up in an elastic and cushioning manner. The part arranged behind the corrugated spring tube the exhaust pipe is generally by means of rubber elements underneath the vehicle hung up. Through the interposed corrugated spring tube, the transmission of Engine vibrations on the rear of the exhaust pipe and on the body of the vehicle is considerably reduced. Um jedoch den Erschütterungen im rauhen Fahrbetrieb standzuhalten und eine ausreichende Stabilität der gesamten Auspuffleitung zu gewährleisten, müssen die Wellfederrohre bei den bekannten Auspuffleitungen relativ steif ausgebildet werden, was den durch das Welle~ derrohr bezweckten geräuschdämmenden Effekt nur in begrenztem Maße zur Auswirkung kommen läßt. However, in order to withstand the vibrations in rough driving conditions and to ensure sufficient stability of the entire exhaust line the corrugated spring tubes in the known exhaust lines are relatively stiff what the purpose of the corrugated tube is the sound-absorbing effect can have a limited effect. Man hat zwar schon versucht, die Festigkeit bzw. Attempts have already been made to improve the strength or Steifigkeit der Wellfederrohre der bekannten Auspuffleitungen entweder dadurch zu erhöhen, daß die Wandstärke des Wellfederrohres von seinen Außendurchmessern in Richtung auf seine Innendurchmesser zunimmt (DE-OS 22 56 718) oder daß wenigstens auf der Abgaszutrittsseite des Leitungselementes der axiale Wellenabstand vergrößert und/oder die Wellenhöhe verringert ist (DE-OS 2655091). Abgesehen davon, daß diese Maßnahmen dennoch eine gewisse Mindeststeifigkeit des Wellfederrohres erfordern, ist der für ihre Verwirklichung erforderliche Aufwand sehr hoch, denn sowohl das Vorsehen unterschiedlicher Wellenabstände und/ oder Wellenhöhen als auch die Änderung der Wandstärke innerhalb der Wellungen erschweren die Herstellung der bekannten Wellfederrohre erheblich.Rigidity of the corrugated spring tubes of the known exhaust pipes either by increasing the wall thickness of the corrugated spring tube from its outer diameter in the direction of its inner diameter increases (DE-OS 22 56 718) or that at least on the exhaust gas inlet side of the line element, the axial shaft spacing is increased and / or the wave height is reduced (DE-OS 2655091). Besides that this Measures nevertheless require a certain minimum rigidity of the corrugated spring tube, the effort required for their realization is very high, because both Providing different wave distances and / or wave heights as well as the change the wall thickness within the corrugations complicate the production of the known Corrugated spring tubes considerably. Weiter ist bereits eine Auspuffleitung für Verbrennungsmotoren mit einem perforierten Innenrohr, einem hierzu koaxial verlaufenden Außenrohr und einer den Zwischenraum zwischen Innen- und Außenrohr ausfüllenden Dämmschicht bekannt (DE-OS 25 08 984), bei der das Innen- und das Außenrohr als flexible Metallwellrohre ausgebildet sind und der Verbund zwischen den beiden Rohren und der Dämmschicht durch die Wellung gegeben ist. Gegebenenfalls kann in der Dämmschicht noch ein Abstandshalter zwischen den beiden Rohren angeordnet sein. Ein weiteres bekanntes doppelwandiges Auspuffrohr (DE-OS 23 27 926) besteht aus einem verhältnismäßig dickwandigen Innenrohr und einem äußeren flexiblen Harmonika-Metallschlauch, der durch ein wendeförmiges Distanzstück von dem Innenrohr auf Abstand gehalten ist. Der Herstellungsaufwand für doppelwandige Rohre ist jedoch sehr erheblich; sie sind außerdem relativ schwer und wesentlich weniger elastisch als einwandige Wellfederrohre der eingangs genannten Gattung, von denen die Erfindung ausgeht. Next is an exhaust line for internal combustion engines a perforated inner tube, an outer tube running coaxially with this and a the space between the inner and outer pipes is known (DE-OS 25 08 984), in which the inner and outer tubes as flexible metal corrugated pipes are formed and the bond between the two pipes and the insulation layer is given by the corrugation. If necessary, a spacer can also be used in the insulation layer be arranged between the two tubes. Another well-known double-walled one Exhaust pipe (DE-OS 23 27 926) consists of a relatively thick-walled inner pipe and an outer flexible metal harmonica tube, which is threaded through a helical Spacer is kept at a distance from the inner tube. The manufacturing effort for double-walled pipes, however, is very significant; they are also relatively heavy and much less elastic than single-walled corrugated spring tubes of the type mentioned at the beginning Genus from which the invention is based. Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Auspuffleitung der eingangs genannten Gattung zu schaffen, bei der die Körperschallübertragung vom Motor auf die Karosserie erheblich herabgesetzt ist, ohne daß die Festigkeit des eingesetzten Wellfederrohres auf einen zu geringen Wert reduziert werden muß. The object of the invention is to provide an exhaust line of the to create initially mentioned type, in which the structure-borne sound transmission from Engine is significantly reduced to the body without affecting the strength of the used corrugated spring tube must be reduced to a value that is too low. Zur Lösung dieser Aufgabe sind die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 1 vorgesehen. To solve this problem are the features of the characterizing part of claim 1 provided.
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