DE3714761A1 - Abgasleitung fuer verbrennungsmotoren - Google Patents
Abgasleitung fuer verbrennungsmotorenInfo
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Description
Die Erfindung geht aus von einer mehrwandigen, an
ihren Enden mit Anschlußstücken versehenen Abgas
leitung für Verbrennungsmotoren unter Verwendung
von zwei schraubengangförmig gewellten Blechrohren
mit unterschiedlicher Steigung, die sich an den
einander zugewandten Wellenbergen berühren.
Für die Isolation von Auspuffleitungen von Ver
brennungsmotoren gibt es mehrere Gründe. Man ver
hindert dadurch zum einen eine unnötige Aufwärmung
der Umgebung der Auspuffrohre durch Wärmestrahlung
oder Konvektion. Zum anderen wird ein zu schnelles
Abkühlen der Auspuffgase innerhalb der Abgasleitung
verhindert, wodurch eine möglicherweise vorgesehene
Nachverbrennung der unverbrannten Bestandteile des
Abgases erschwert wird. Denn für die Nachverbrennung
der Abgase sind möglichst hohe Temperaturen notwendig.
Eine Abgasleitung mit den eingangs beschriebenen
Merkmalen ist durch die DE-OS 21 57 348 bekannt.
Dabei erfolgt jedoch die Führung des Abgases durch
ein starres, glattes Innenrohr. Auf dieses Innenrohr
sind die beiden eingangs genannten gewellten Blech
rohre zur Isolierung übergeschoben. Da sie nur durch
ihre Eigenspannung mehr oder weniger stark am Innen
rohr anliegen, werden sie durch zusätzliche Verschluß
klammern am Innenrohr festgespannt.
Diese bekannte Abgasleitung ist dadurch relativ auf
wendig in der Herstellung und weist außerdem ein hohes
Gewicht auf.
Es ist daher bereits durch die DE-OS 22 42 857 be
kanntgeworden, die Abgasleitung nur zweiwandig aus
zubilden. Dabei besteht das innere, gasführende Rohr
aus einem dünnwandigen, gewellten Blech und liegt
längs seiner Wellenberge an einem äußeren, dickwandi
gen, starren Rohr an. Die zwischen dem inneren Wellrohr
und dem äußeren Glattrohr befindliche Gasschicht wird
zur Isolierung herangezogen.
Durch ihren zweiwandigen Aufbau ist diese bekannte Ab
gasleitung kostengünstiger und leichter als die zuvor
beschriebene Bauform.
Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der
vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine
Abgasleitung anzugeben, die sich bei guter Wärme
und Schallisolierung durch noch günstigere Herstel
lungskosten und geringeres Gewicht auszeichnet.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst,
daß das innere Blechrohr als durchgehende, das Ab
gas führende Leitung fungiert, daß das innere Rohr
und/oder das äußere Rohr an beiden Enden mit An
schlußstücken versehen ist und daß die Wellung bei
der Rohre durch Sicken gebildet ist, wobei zweck
mäßigerweise zwischen den Sicken zylindrische Ab
schnitte angeordnet sind.
Somit ist das innere und das äußere Rohr aus dünnem
Blech hergestellt, wodurch sich zunächst eine Ge
wichts- und Kostenersparnis ergibt. Darüber hinaus
führen die axialen Abschnitte zwischen den Sicken,
in denen die Rohrwand zylindrisch bleibt, zu einem
geringeren Umformaufwand. Zugleich ergibt sich eine
verhältnismäßig geringe Zahl von Berührpunkten zwi
schen den nach außen ragenden Sicken des Innenrohres
und den nach innen ragenden Sicken des Außenrohres.
Dies gewährleistet gute Isoliereigenschaften, da wenig
Wärmebrücken pro Längeneinheit entstehen.
Darüber hinaus zeichnet sich die erfindungsgemäße
Abgasleitung durch wesentlich höhere Flexibilität
aus. Sie kann leicht gebogen werden, gleicht Mon
tagetoleranzen aus und vermag Wärmedehnungen und
Relativbewegungen zwischen den angeschlossenen Bau
teilen aufzunehmen.
Dabei können die Sicken über den Umfang des inneren
und/oder äußeren Rohres durchgehend umlaufen oder
sie sind abschnittweise ausgebildet und laufen nur
über einen Teil des Umfanges , wobei sie durch unver
formte Rohrabschnitte getrennt sind. Im zuletzt ge
nannten Fall schließen sich die zylindrischen Rohr
abschnitte in Axial- und/oder Umfangsrichtung an die
Sicken an.
Die Sicken können in an sich bekannter Weise mit be
tragsmäßig gleichem Steigungswinkel, aber entgegen
gesetztem Richtungssinn umlaufen. Es ist jedoch statt
dessen auch möglich, mit gleichem Richtungssinn und
unterschiedlichem Steigungswinkel zu arbeiten. Ins
besondere ist es empfehlenswert, die Steigung der
Sicken am Innenrohr kleiner als am Außenrohr zu wäh
len. Dadurch wird die Biegbarkeit der Abgasleitung
verbessert, weil dadurch die mit dem kleineren Krüm
mungsradius behaftete Innenleitung flexibler wird.
Ebenso liegt es im Rahmen der Erfindung, die Tiefe
der Sicken unterschiedlich zu wählen. Im Sinne einer
leichten Verbiegbarkeit empfiehlt es sich dabei,
die Sicken am Innenrohr tiefer als am Außenrohr zu
wählen.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung besteht
darin, daß das Innenrohr unter radialer Spannung am
Außenrohr eingepaßt wird. Dadurch kommt es an den
Kreuzungsstellen der Sicken zu einem straffen Sitz,
der Klappergeräusche verhindert. Zu diesem Zweck kön
nen die Sicken an ihren Kreuzungsstellen auch teil
weise verschweißt werden, insbesondere, wenn man eine
größere Stabilität des Doppelrohres erreichen will.
Außerdem kann durch diese lokale Verschweißung even
tuelles Klappern der Abgasleitung nach thermischer
Wechsellast zuverlässig ausgeschaltet werden.
Des weiteren besteht die Möglichkeit, die Wärme
und Schallisolierung zusätzlich zu erhöhen, indem
man eine Zwischenlage aus Isolierstoff zwischen dem
inneren und dem äußeren gewellten Blechrohr anwendet.
Dadurch entstehen zwei getrennte Kammern mit jeweils
isolierenden Luftpolstern, wobei die Konvektion zwi
schen diesen Luftpolstern unterbunden ist. Darüber
hinaus vermindert die isolierende Zwischenlage auch
die Wärmeleitung an den Berührstellen zwischen den
Sicken des inneren Rohres und den Sicken des äußeren
Rohres.
Diese Zwischenlage besteht zweckmäßig aus gewirktem,
gewebtem oder verdichtetem Isoliermaterial. Sie kann
in Schlauch-, Strumpf-, Band- oder Plattenform vor
liegen, um die Montage der Abgasleitung zu erleichtern.
In Weiterbildung der Erfindung bietet sich die Mög
lichkeit, daß der zwischen dem inneren und dem äu
ßeren Blechrohr gebildete Strömungskanal lokal nach
außen hin Öffnungen aufweist und an einem Teil die
ser Öffnungen mit thermisch gesteuerten Verschluß
elementen versehen ist. Dadurch bietet sich die Mög
lichkeit, durch Verschluß dieser Öffnungen die Auf
wärmephase der Abgasleitung zu verkürzen und somit
die Ansprechzeit eines eventuell verwendeten Kata
lysators so niedrig wie möglich zu halten. Anderer
seits kann nach dem Erreichen der Betriebstemperatur
der Strömungskanal zur Kühlung der Abgasleitung ver
wendet werden, um eine unnötige Aufheizung der Um
gebung der Abgasleitung zu verhindern.
Zweckmäßig sind diese Öffnungen am Anfang und am Ende
der Abgasleitung angeordnet, so daß die gesamte Länge
des Strömungskanals als Wärmetauscherfläche zur Ver
fügung steht.
Um die Störanfälligkeit komplizierter mechanischer
Verschlußelemente zu vermeiden, empfiehlt es sich,
Bimetall- oder Memory-Elemente zu verwenden, die durch
sich radial aufweitende Manschetten gebildet sind.
Diese ringförmigen Manschetten werden so längsgeschlitzt
ausgeführt, daß ein Ring mit axial angeordneten Zungen
entsteht. Diese Zungen, die sich über den Öffnungen
im äußeren Blechrohr befinden, verschließen bei nor
maler Umgebungstemperatur die Eintrittsöffnung während
sie mit zunehmender Erwärmung der Abgasleitung aufge
hen. Sind die Zungen aus Bimetall hergestellt so
öffnet sich die Manschette allmählich trichterartig.
Wird hingegen Memory-Metall verwendet, so gibt das
Verschlußelement die Öffnungen kurzfristig nach dem
Erreichen einer bestimmten, werkstofftechnisch fest
gelegten Umwandlungstemperatur frei.
Weitere Merkmale und Einzelheiten der Erfindung er
geben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von
Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung; dabei
zeigt:
Fig. 1 einen halben Längsschnitt der Abgas
leitung;
Fig. 2 einen Längsschnitt eines Wandbereiches
der Abgasleitung gemäß Fig. 1, jedoch
mit einer Zwischenlage aus Isolierstoff;
Fig. 3 einen halben Längsschnitt durch ein Ende
der Abgasleitung mit Verschlußelement in
der Geschlossenstellung;
Fig. 4 eine Seiten- und Draufsicht auf das Ver
schlußelement gemäß Fig. 3 und
Fig. 5 einen Längsschnitt entsprechend Fig. 3,
jedoch mit offenem Verschlußelement.
Die Abgasleitung gemäß den Fig. 1 und 2 besteht aus
einem inneren Blechrohr 1, das die Abgase führt, ei
nem äußeren Blechrohr 2, das den Außenmantel bildet
und aus zwei an den Enden angeordneten Anschlußstücken
3 und 4. In beide Blechrohre sind schraubengangförmig
umlaufende Sicken eingedrückt, derart, daß die Sicken
1 a des Innenrohres nach außen, die Sicken 2 a des Außen
rohres nach innen ragen. Die Sicken 1 a und 2 a verlau
fen mit unterschiedlicher Steigung, so daß sie sich
kreuzen und sich das Innen- und Außenrohr nur an den
Kreuzungspunkten berühren können. Außerdem sind die
Steigungen der Sicken so groß gewählt, daß der axiale
Abstand von Sicke zu Sicke größer ist als die Sicken
breite. Dadurch verbleiben jeweils größere, unver
formte zylindrische Abschnitte zwischen den Sicken.
Die Anschlußstücke 3 und 4 können beliebige Form
aufweisen. Sie sind im Ausführungsbeispiel am einen
Ende als Anschlußflansch 3, am anderen Ende als zy
lindrischer Anschlußstutzen 4 dargestellt.
Zur Herstellung der beschriebenen Auspuffleitung wird
das Innen- und das Außenrohr separat gefertigt. Sodann
werden die Rohre ineinandergeschoben und zumindest
das Innenrohr mit den Anschlußstücken verschweißt.
Durch den mit Luft gefüllten Zwischenraum zwischen
Innen- und Außenrohr und die vergleichsweise gerin
gen Berührstellen ist eine hohe Isolierwirkung ge
währleistet. Zugleich erhält man eine gute Dehnungs
und Bewegungsaufnahme und Verbiegbarkeit, wodurch die
Montage vereinfacht wird.
Gemäß Fig. 2 kann zur Erhöhung der Isolierwirkung
eine Zwischenlage 5 aus Isolierstoff zwischen dem
inneren und dem äußeren Blechrohr angeordnet sein.
Hierdurch wird nicht nur der Wärmeübergang durch
Wärmeleitung an den Kreuzungspunkten der Sicken er
schwert, sondern darüber hinaus die direkte Konvek
tion zwischen Innen- und Außenleitung verhindert.
Die Zwischenlage 5 schafft also zwei getrennte Iso
lierräume.
Es liegt im Rahmen der Erfindung, die Sickenhöhe innen
und außen zu variieren, sei es zur Beeinflussung des
isolierenden Zwischenraumes, sei es zur Anpassung an
den erforderlichen Biegeradius.
Fig. 3 zeigt eine Weiterbildung der Erfindung an ei
nem Endstück der Abgasleitung. Dabei ist das äußere
Blechrohr mit mehreren über den Umfang verteilten Öff
nungen 6 versehen, die durch eine ringförmige Manschet
te 7 verschließbar sind. Diese Manschette ist in Fig. 4
in der Seitenansicht und in der Draufsicht dargestellt.
Sie weist zahlreiche achsparallele Schlitze auf, die
gleichmäßig über den Umfang verteilt sind, Als Mate
rial für die Manschette sind Bimetall- oder Memory-
Metallwerkstücke vorgesehen.
Wie Fig. 3 zeigt, ist die Manschette 6 an ihrem ring
förmigen Ende mit dem äußeren Blechrohr 2 verbunden
und weist in kaltem Zustand die dargestellte zylind
rische Form auf.
In Fig. 5 ist die Manschette 7 in erwärmtem Zustand
dargestellt. Wie man sieht, hat sich ihr geschlitzter
Bereich radial aufgeweitet, so daß Kühlluft in den Zwi
schenraum zwischen dem inneren und dem äußeren Blech
rohr einströmen kann. Diese Kühlluft strömt am anderen
Ende der Abgasleitung aus, so daß dem Zwischenraum
zwischen Innen- und Außenrohr die Funktion eines
Strömungskanales zukommt. Damit ist eine tempera
turabhängige Kühlung der Abgasleitung möglich, die
erst dann einsetzt, wenn das Abgas die zur Nachver
brennung im Katalysator erforderliche Mindesttempe
ratur erreicht hat.
Claims (15)
1. Mehrwandige, an ihren Enden mit Anschlußstücken
versehene Abgasleitungen für Verbrennungsmotoren
unter Verwendung von zwei schraubengangförmig ge
wellten Blechrohren mit unterschiedlicher Steigung
die sich an den einander zugewandten Wellenbergen
berühren,
dadurch gekennzeichnet,
daß das innere Blechrohr (1) als durchgehende, das
Abgas führende Leitung fungiert und daß zumindest das
innere Rohr (1) und/oder das äußere Rohr (2) an den
beiden Enden mit Abschlußstücken (3, 4) versehen ist
und daß die Wellung beider Rohre (1, 2) durch Sicken
(1 a, 2 a) gebildet ist.
2. Abgasleitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß zwischen den Sicken (1 a, 2 a) zylindrische Ab
schnitte angeordnet sind.
3. Abgasleitung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Sicken (1 a, 2 a) über den Umfang
des inneren und/oder äußeren Rohres (1, 2) durchge
hend umlaufen.
4. Abgasleitung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Sicken (1 a, 2 a) des inneren und/
oder äußeren Rohres (1, 2) abschnittweise ausgebil
det sind und nur über einen Teil des Umfanges laufen.
5. Abgasleitung nach einem der vorhergehenden Ansprü
che, dadurch gekennzeichnet, daß der Steigungswinkel
der Sicken (1 a, 2 a) unterschiedlich, insbesondere die
Steigung der Sicken am Innenrohr (1) kleiner als am
Außenrohr (2) ist.
6. Abgasleitung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Tiefe der Sicken (1 a,
2 a) unterschiedlich ist, insbesondere die Sicken (1 a)
am Innenrohr (1) tiefer als am Außenrohr (2) sind.
7. Abgasleitung nach einem der vorhergehenden Ansprü
che, dadurch gekennzeichnet, daß das Innenrohr (1)
unter radialer Spannung im Außenrohr (2) eingepaßt
ist.
8. Abgasleitung nach einem der vorhergehenden Ansprü
che, dadurch gekennzeichnet, daß das äußere mit dem
inneren Rohr an den Kreuzungsstellen der Sicken ver
schweißt ist.
9. Abgasleitung nach einem der vorhergehenden Ansprü
che, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem inneren
und dem äußeren Blechrohr (1, 2) eine Zwischenlage
(5) aus Isolierstoff, insbesondere aus Glasfasern
oder Oxidkeramik angeordnet ist.
10. Abgasleitung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeich
net, daß die Zwischenlage (5) aus gewirktem, gewebtem
oder verdichtetem Isoliermaterial besteht.
11. Abgasleitung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Zwischenlage (5) in Schlauch-,
Strumpf-, Band- oder Plattenform vorliegt.
12. Abgasleitung nach einem der vorhergehenden Ansprü
che, dadurch gekennzeichnet, daß der zwischen innerem
und äußerem Blechrohr (1, 2) gebildete Strömungskanal
lokal nach außen hin Öffnungen (6) aufweist und an ei
nem Teil dieser Öffnungen mit thermisch gesteuerten
Verschlußelementen (7) versehen ist.
13. Abgasleitung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeich
net, daß die Öffnungen (6) zumindest an den Enden des
Strömungskanals angeordnet sind.
14. Abgasleitungen nach Anspruch 12 oder 13, dadurch
gekennzeichnet, daß die Verschlußelemente (7) durch
sich radial aufweitende Manschetten gebildet sind.
15. Abgasleitung nach Anspruch 12, 13 oder 14, dadurch
gekennzeichnet, daß die Verschlußelemente (7) durch Bi
metall- oder Memory-Elemente gebildet sind.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19873714761 DE3714761A1 (de) | 1987-05-02 | 1987-05-02 | Abgasleitung fuer verbrennungsmotoren |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19873714761 DE3714761A1 (de) | 1987-05-02 | 1987-05-02 | Abgasleitung fuer verbrennungsmotoren |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3714761A1 true DE3714761A1 (de) | 1988-11-17 |
Family
ID=6326776
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19873714761 Ceased DE3714761A1 (de) | 1987-05-02 | 1987-05-02 | Abgasleitung fuer verbrennungsmotoren |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3714761A1 (de) |
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- 1987-05-02 DE DE19873714761 patent/DE3714761A1/de not_active Ceased
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Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
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