DE8334872U1 - Wellrohr - Google Patents

Description

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Gustav Wahler GmbH u» Co 7300 Esslingsn

29. November 1983 Anwaltsakte 3699

Wellrohr

Die Erfindung bezieht sich auf ein Wellrohr, insbesondere für Auspuffleitungen von Kraftfahrzeugen, dessen Grundkörper an beiden Enden vorzugsweise ungewellte Rohrstutzen und zwischen diesen den gewellten Abschnitt aufweist, auf dem ein sich zumindest über einen Teil seiner Länge erstreckender metallischer Mantel aufgeformt ist.

Wellrohre dieser Art sind bekannt (DE-GM 81 37 649, DE-OS 32 19 360)· Der Mantel besteht beim erstgenannten Beispiel aus einem undurchbrochenen Rohrstück, welches z.B. an Jeder Endseite des gewellten Abschnittes, etwa bis an den ungewellten Rohrstutzen reichend, vorgesehen ist. Auch wenn ein solches undurchbrochenes Rohrstück, zusammen mit der Formgebung aufgeformt, eine im Vergleich zum Wellrohrgrundkörper deutlich kleinere Wandstärke haben kann, ist doch der Kostenaufwand nicht unerheblich. Vor allem können sich zwischen jedem aufgeformten Rohrstück und dem davon außen überdeckten gewellten Abschnitt Zwischenräume bilden, in denen sich Feuchtigkeit sammelt oder die einen Wärmestau begründen. Auch ist nicht auszuschließen, daß Axial- und Angularbewegungen des Wellrohres möglicherweise durch die beidseitig aufgeformten Rohrstücke als den Ge-samtquerschnitt vergrößernde

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Hüllelemente etwas gestört werden. Beim anderen beschriebenen Wellrohr bekannter Art besteht der aufgeformte Mantel aus einem metallenen Geflecht, Gewebe, Gestricke oder aus einem mit Durchbrechungen ausgestatteten Blech, welches der Kontur der Wellen des Wellrohres wenigstens entlang der betroffenen Wellenflanken folgend aufgeformt oder bei der Bildung des Wellrohres mitgeformt ist. Ein derartiges metallenes Geflecht, Gewebe oder Gestricke oder Blech, mit Durchbrechungen ausgestattet, ist aufwendig und teuer. Ein Geflecht, Gewebe ader Gestricke, auch in Metall, hat für sich keine ausreichende Eigensteifigkeit und eigene Festigkeit, um dauerhaft sicherstellen zu können, daß bei der Aufformung auf den gewellten Abschnitt dieser Mantel auf Dauer seine geprägte Wellenform behält. Außerdem ist aus gleichen Gründen nicht sichergestellt, daß ein derartiger, aufgeformter Mantel sich nicht doch _Zu stark lockert und dann klappert und somit eigene störende Geräusche erzeugt. Er müßte aus Sicherheitsgründen daher mit dem Wellrohr mechanisch fest verbunden werden, zumindest punktuell. Abgesehen davon, daß ein solches Geflecht, Gewebe oder Gestricke oder auch ein mit Durchbrechungen ausgestattetes Blech relativ teuer und auch schwer ist, ist die Durchlässigkeit eines Geflechts, Gewebes oder Gestricke zumindest nur in sehr kleinem Maße gegeben, so daß die Gefahr besteht, daß sich zwischen diesem Mantel und dem damit überzogenen gewellten Abschnitt nicht nach außen belüftete Zwischenräume bilden, in denen sich Feuchtigkeit stauen kann und die insbesondere auch einen Wärmestau

°" hervorrufen können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Wellrohr der eingangs genannten Art so auszubilden, daß mit einfachen und kostengünstigen Mitteln die Eigenschaft als ^ glockenähnlich klingender Klangkörper mit relativ langem Nachhalleffekt und als bei Schwingungsanregung störender

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Schallerreger beseitigt ist, dabei der aufg8formte Mantel kostengünstig, leicht und in hohem MaBe nach außen durchlässig ist, und daß die gleichzeitige Mitaufformung des Mantels praktisch keine größeren Umformungskräfte bedingt, der Mantel der Beweglichkeit des Wellrohres keine nennenswerten zusätzlichen Kräfte entgegenstellt und auch dauerhaft seine beim Aufformen erzeugte Wellenform behält.

Die Aufgabe ist bei einem Wellrohr der eingangs genannten Art gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der aufgeformte Mantel aus einem ein Gitter, insbesondere ein rechteckiges oder rhombisches Gitter, aufweisenden Metallgittermaterial gebildet ist. Vorzugsweise ist der Mantel aus Streckmetall, bekannt auch unter der Bezeichnung Rippenstreckmetall, gebildet. Dabei kann es vorteilhaft sein, wenn der Mantel aus Metallgittermaterial, insbesondere Streckmetall, sich zumindest über einen mittleren Längenabschnitt des gewellten Abschnittes erstreckt. Vorteilhaft kann es fernar sein, wenn das Metallgittermaterial, insbesondere Streckmetall, der Wellenform folgend auf dem gewellten Abschnitt eng, aber demgegenüber relativ drehbeweglich, aufgeformt ist. Vorteilhaft kann es außerdem sein, wenn das Metallgittermaterial, insbesondere Streckmetall, längs einer Wellrohrmantellinie übereinanderliegende Längsränder aufweist und als röhrenförmiges, auf den Grundkörper aufgeschobenes Teil zusammen mit diesem gewellt ist.

Ein erfindungsgemäß gestaltetes Wellrohr hat zunächst die Wirkung, daß auf einfache und kostengünstige Weise das lästige Klingen des Wellrohres durch den Mantel verhindert ist. Insoweit werden die gleichen Vorteile erreicht, wie bekannt (DE-GM 81 37 649). Besonders vorteilhaft ist demgegenüber, daß der Mantel aus Metallgittermaterial kostsngünstig zur Verfügung steht, da derartiges Material in Matten gehandelt und demgemäß schnell und einfach auf

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die benötigten Stücke zugeschnitten werden kann. Ein weiterer wesentlicher Vorteil liegt darin, daß der Mantel aus Metallgittermaterial sehr dünnwandig, hochgradig flexibel und außerordentlich leicht ist. Dadurch wird das Gewicht des Wellrohres durch einen solchen Mantel praktisch nicht, oder nur vernachläsaigbar, vergrößert. Forner wird die axiale und angulare Beweglichkeit des Wellrohres selbst durch den in sich beweglichen Mantel aus Metallgittermaterial nicht gestört. Oa ein Mantel aus ainem solchen Material, insbesondere Streckmetall, keine großen Umformungskräfte erfordert, sind die zum gemeinsamen Umformen nötigen Umformkrä-fte praktisch nicht höher. Vorteilhaft ist ferner, daß ein Mantel aus einem solchen Metallgittermaterial Schwingungen selbst durch Reibung der Einzelelemente aneinander vernichten kann. Ein weiterer wesentlicher Vorteil liegt darin, daß das Metallgittermaterial eine große Gitterflächs mit Durchbrüchen nach außen hat, so daß also der damit umhüllte Teil des Wellrohres nach außen voll belüftet ist. Dadurch ist ein Feuchtigkeitsstau oder Temperaturstau in diesem Bereich verhindert. Es kann auf dem mit dem Mantel überdecktsn gewellten Bereich praktisch die gleiche Temperaturabgabe wie auf den restlichen, nicht bedeckten Bereichen geschehen. Da ein Mantel aus Metallgittermaterial eine gtsnügend große Eigensteifigkeit im umgeformten Zustand hat, ist sichergestellt, daß der zusammen mit dem Grundkörper gewellte Mantel aus Metallgittermaterial diese Wellenform auch auf Dauer beibehält und sich nicht etwa über Gebühr lockert und dann etwa klappert. Dabei ist eine geringe

Relativbeweglichkeit, insbesondere Drehbarkeit, zwischen dem Mantel aus Metallgittermaterial und dem Wellrohr zugelassen.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung.

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Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in der Zeich- I: nung gezeigten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Γ|

Es zeigen: w

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht eines

Wellrohres für z.B. Auspuffleitungen von Kraftfahrzeugen,

Fig. 2 . ■

und 3 jeweils einen vergrößerten Schnitt

entlang der Linie II - II bzw. III - III in Fig. 1,

Fig. 4 .einen schematischen Längsschnitt eines ^5 Teiles des Wellrohres in Fig. 1,

Fig. 5 eine schematische, vergrößerte Ansicht eines Teiles des aufgeformten Mantels.

Das in Fig. 1 gezeigte Wellrohr 10 steht in dieser Form einbaufertig zur Verfügung und wird als Zulieferteil oder Ersatzteil so geliefert. Es ist für den Einbau z.B. in Auspuffleitungen von Brennkraftmaschinen von Fahrzeugen, insbesondere Kraftfahrzeugen, wie überhaupt als ein strömendes Medium führendes Rohr bestimmt. Ein derartiges Wellrohr 10 gewährleistet eine Nachgiebigkeit in axialer Richtung und auch quer dazu. Gerade deswegen ist das Wellrohr 10 für Auspuffleitungen oder auch z.B. für Lenkspindeln von Kraftfahrzeugen prädestiniert, die im Falle eines Aufpralls des Fahrzeugs auf ein Hindernis infolge der auftretenden üruckbelastungen in axialer Richtung nachgiebig sind und damit gegen Verletzungen schützen. Beim Einbau in Auspuffleitungen werden Bewegungen ausgeglichen, die zwischen der Brennkraftmaschine und der Auspuffleitung vorkommen und sonst nur durch komplizierte Gelenke zu beherrschen sind.

-ει Das Wellrohr 10 besteht aus Metall, hierbei vorzugsweise aus einem hochwertigen, Chrom-Nickel-legierten Stahl, z.B, der Güte 43.01 CV2A). Es weist an beiden Enden jeweils einen ungewellten Rohrstutzen 11 und 12 und zwischen beiden einen gewellten Abschnitt 13 auf, der hier z.B. insgesamt 16 Wellen besitzt, die alle gleich gestaltet und zumindest im wesentlichen rechtwinklig zur Langsmittelachse 14 ausgerichtet sind. Die beiden Rohrstutzen 11, 12 sind mit beispielsweise zwei diametral gegenüberliegenden Längsschlitzen 15 bzw. 16 versehen, die zum Ende hin offen sind.

Erfahrungen haben gezeigt, daB ein einwandiges Wellrohr dieser Art ein Schallerreger ist und, z.B. eingebaut in Auspuffleitungen,dadurch aufklingen kann, daß es entweder durch Körperschall direkt oder durch Schwingungen des hindurchgehenden Mediums, die sich auf das Wellrohr übertragen, indirekt zu Schwingungen angeregt wird. Die Problematik ist bekannt (DE-GM 81 37 649). Das sich einsteller.de Klingen des Wellrohres wird als störendes ' Geräusch empfunden.

Das dargestellte Wellrohr 10 schafft hier Abhilfe in besonders einfacher und kostengünstiger Weise. Dies geschieht durch ein metallisches Überzugselement in Gestalt eines sich über zumindest einen Teil der Länge des Ab- ^⁰ schnittes 13 erstreckenden metallischen Mantels 20, der aus einem ein Gitter 22 aufweisenden Metallgittermaterial gebildet ist. Beim gezeigten Ausführungsbeispiel handelt es sieh um herkömmliches Streckmetall, auch Rippenstreckmetall genannt, das ein rhombisches Gitter 22 aufweist. Ein derartiges Metallgittermatsrial 21 liegt mattenförniig vor, wird auf bestimmte Länge

und Breite zugeschnitten, zu einem röhrenförmigen Teil mit sich überlappenden Längsrändern gebogen und sodann auf den Grundkörper aufgeschoben und zusammen mit diesem unter Bildung des Wellrohres 10 geformt.

Der metallische Mantel 20 aus Metallgittermaterial 21 erstreckt sich zumindest über einen mittleren Längenabschnitt des gewellten Abschnittes 13, der im Längsrnittenbereich zwischen den beiden ungewellten Rohrstutzen 11, 12 liegt. Beim gezeigten Ausführungsbeispiel hat der aufgeformte Mantel 20 aus Metallgittermaterial 21 die Axiallänge 1.'Er erstreckt sich hier über insgesamt 8 Wellen, wobei beidseitig zwischen dem Mantel 20 und dem endseitigen Rohrstutzen 11 bzw. 12 jeweils vie<r Wellen des gewellten Abschnittes 13 frei bleiben, die nicht vom Mantel 20 umkleidet sind.

Der Mantel 20 aus Metallgittermaterial 21 ist, der Wellenform folgend, auf den gewellten Abschnitt 13 eng aufgeformt, jedoch so, daß eine zumindest geringe relative Drehbeweglichkeit zwischen dem gewellten Abschnitt 13 und dem Mantel 20 verbleibt. Es ist nicht nötig, den Mantel 20 in Drehrichtung fest mit dem gewellten Abschnitt 13 zu verbinden. Vorteilhaft ist außerdem, wenn die axialen Enden des Mantels 20 im Bereich der Wellentäler enden, wie Fig. 1 zeigt, statt etwa im Bereich der Wellenberge. Bedingt durch die Umformung beim Wellen wird in den Bereichen der Wellentäler das Metallgittermaterial 21 hinsichtlich der Gitter 22 so zusammengeschoben, daß sich in den Wellentälern diese Gitter nicht mehr mit starken, deutlichen Gitterzwischenräumen darstellen. Insoweit zeigt Fig. 1 nur eine schematische Verdeutlichung des metallischen Mantels 20 aus Metallgittermaterial 21. Der Mantel 20 kann, ebenso wie dar übrige Teil des Wellrohres,

³^ aus einem Chrom-Nickel-legierten Stahl, z.B. der Güte 43.01 (V2A) bestehen. Beim Aufformen zusammen mit der

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Formgebung des Wellrohres ergibt sich, daß der Mantel 2t) satt und paßgenau, dabei formschlüssig, auf der Außenfläche des damit überzogenen Bereichs des gewellten Abschnittes 13 aufsitzt. Die Wandstärke s_ des metallischen Mantels 20 kann kleiner sein als diejenige s. des Wellrohrgrundkörpers [Fig. 2). Dadurch und ohnehin bedingt durch das Metallgittermaterial 21 werden die mechanischen Gütewerte und Verformungseigenschaften des Wellrohrgrundkörpers nicht beeinträchtigt und nicht verändert. Ein so gleich beim Umformen mit aufgebrachter Mantel 2U führt dazu, daß das Wellrohr 10 das eingangs erläuterte Klingverhalten verliert. Schlägt man gegen das so gestaltete Wellrohr 10 von außen oder innen mit irgendwelchen Gegenständen, oder wird es durch strömendes, pulsierendes Medium zum Schwingen angeregt, so ist praktisch keinerlei Schallerregung zu verzeichnen, vor allem kein bisher als störend empfundener, relativ heller Klington, der glockenähnlich über lange Zeit nachhallt. Das beschriebene Wellrohr 10 ist also im wesentlichen klangfrei mit allen daraus resultierenden Vorteilen. Es ist ferner besonders einfach und kostengünstig sowie leicht; denn der Mantel 20 aus Metallgittermaterial 21, insbesondere aus Streckmetall, hat ein sehr geringes Gewicht, das im Verhältnis zum sonstigen Gewicht des Wellrohres 10 praktisch nicht zu Buche schlägt. Außerdem ist ein derartiges Metallgittermaterial 21 kostengünstig. Auch seine Umformung zusammen mit der Formgebung des Wellrohres 10 erfordert keine größeren Umformkräfte und ist problemlos gleich mit zu bewerkstelligen. Ein weiterer Vorteil liegt darin, daß durch die Gitter 22 eine Verbindung zur Umgebung besteht. Es bilden sich daher keine Hohlräume zwischen dem Mantel 20 einerseits und dem davon umgebenen gewellten Abschnitt 13 andererseits aus, in denen sich Feuchtigkeit ansammeln könnte oder in denen ein Temperaturstau mit

"° Temperaturspitzen vorkommen könnte· über die regelmäßigen, in hoher Anzahl dank des Metallgittermaterials 21

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vorgesehenen Gitter 22 erfolgt ein gleichmäßigsr Austausch · zur Umgebung. Die Wärmeabfuhr vom Wellrohr ist daher durch den Mantel 20 nicht im geringsten beeinträchtigt. Vorteilhaft ist außerdem, daß durch Verformung des Materials '_:[ g zwischen den Gittern 22 des Metallgittermaterials 21, ψ d.h. durch gegenseitige Reibung, eine Vernichtung von Schwingungsenergie möglich ist. Ein weiterer Vorzug liegt darin, daß der Mantel 20 aus Metallgittermaterial 21 die ύ Bewegung des gewellten Abschnittes 13 in Achsrichtung I oder quer dazu nicht als starrer Stützmantel etwa behin- I dert, sondern der gewellte Abschnitt 13 nach wie vor frei beweglich ist. ;

Claims (5)

1. Ansprüche

   Wellrohr, insbesondere für Auspuffleitungen von Kraftfahrzeugen, dessen Grundkörper an beiden Enden vorzugsweise ungewellfr.e Rohrstutzen (11» 12) und zwischen diesen den gewellten Abschnitt (13) aufweist, auf dem ein sich zumindest über einen Teil seiner Länge erstreckender metallischer Mantel (20) aufgeformt ist, dadurch gekennzeichnet , daß der aufgeformtti Mantel (20) aus einem ein Gitter (22), insbesondere ein rechteckiges oder rhombisches Gitter, aufweisenden Metallgittermaterial (21) gebildet ist.
2. 2. Wellrohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der aufgeformte Mantel (20) aus Streckmetall gebildet ist.
3. 3. Wellrohr nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß der aufgeformte Mantel (20) aus Metallgittermaterial (21), insbesondere Streckmetall, sich zumindest über einen mittleren Längenabschnitt (1) des gewellten Abschnittes (13) erstreckt.

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4. 4. Wellrohr nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallgittermaterial C21], insbesondere Streckmetall, der Wellenform folgend auf dem gewellten Abschnitt (133 eng aber demgegenüber relativ drehbeweglich aufgeformt ist.
5. 5. Wellrohr nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallgittermaterial C21), insbesondere Streckmetall, längs einer Wellrohrmantellinie übereinandcrliegende Längsränder aufweist und als röhrenförmiges, auf den Grundkörper aufgeschobenes Teil zusammen mit diesem gewellt ist.