JP2010505070A - 排気ガスラインのための封止システム - Google Patents
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Abstract
とくに、内燃機関における多部分構成とした排気ガスラインをシールする封止システムであって、熱流(5)を案内する少なくとも第1フランジ部(9)および第2フランジ部(11)を有し、これら第1および第2のフランジ部(9,11)間に、少なくとも1個の封止素子(29,31)の収容空間(33)を画定する、該封止システムにおいて、フランジ部(9,11)は、それぞれ半径方向外方に突出する環状フランジ(13)を形成し、この環状フランジ(13)は、熱流(5)に背反して、熱流(5)に対して交差する方向に突出し、またフランジ部(9,11)の互いに隣接端面(15,17)が、収容空間(33)の少なくとも一部である封止素子(29,31)のチャンバであって、熱流(5)に対してフランジ部(9,11)の半径方向外方の端部領域にある該チャンバを形成し、半径方向外方が開放する収容空間(33)は、軸線方向をフランジ部(9,11)の隣接端縁(15,17)によって区切り、半径方向内側をフランジ部(9,11)間に配置したインサート素子(35,39)により区切ったことを特徴とする。
Description
本発明は、とくに、内燃機関における多部分構成とした排気ガスラインをシールする封止システムであって、熱流を案内する少なくとも第1フランジ部および第2フランジ部を有し、これら第1および第2のフランジ部間に、少なくとも1個の封止素子の収容空間を画定する、該封止システムに関する。
このタイプの封止システムは知られている。たとえば、特許文献1(独国特許出願公開第102004060845号)には、往復ピストンエンジンの排気ガスラインのための封止システムを記載しており、この封止素子は、C字状の輪郭をした断面形状の金属製ガスケットの形式とした封止素子である。排気ガスラインにおける封止素子は、600°Cを超える極めて高い温度にさらされる。たとえ、材料が耐熱性に関して適切である特性のものが使われていても、主に高い動作温度における封止素子は、封止のために必要なそれらの機能的特性を失う、とくに、あまりに高い熱負荷の結果、クリープ作用によって封止素子の弾力は減少してしまう。
したがって、本発明の目的は、熱いガス領域で使われたときに、封止されている排気ガスラインが高温になったとしても、信頼性高く封止することを確実にする封止システムを提供することである。
本発明によれば、この目的は、請求項1の特徴を持った封止システムによって完全に達成される。
本発明の特徴は、熱流から背反する方向に外側に向かって突出する環状フランジ内に封止素子のためのチャンバを画定し、フランジ部分自体が熱流に対して熱遮蔽体を形成するという点であり、本発明によれば、収容空間がフランジ部の半径方向最外側における端部領域に位置するからである。さらに、フランジ部間に挿入するインサート素子により、収容空間の半径方向内側を区切る点で、封止素子はとくに効果的に熱流から遮蔽される。その結果、本発明による封止システムは熱的に高い負荷のかかる排気ガスラインで確実に使うことができる。
たとえば、金属製の耐火リングを、内側の熱流と封止素子の収容空間との間における熱バリヤの作用をするインサート素子として使うことができる。
あるいは、とくに有利な実施形態として、低熱伝導率の材料、とくに効果的に熱バリヤを形成できる非金属材料で形成したインサート素子を設けることができる。
あるいは、とくに有利な実施形態として、低熱伝導率の材料、とくに効果的に熱バリヤを形成できる非金属材料で形成したインサート素子を設けることができる。
とくに有利な実施形態では、この目的のために、セラミックファイバ材料、例えば非晶質のケイ酸アルミニウム、または結晶質の酸化アルミニウムファイバ材料で形成した環状体を設けることができる。また、最新の複合材料とすることもできる。
収容空間に閉塞する封止素子は、好適には金属製の成形リングシール、または金属ビードシールとする。
フランジ部を互いに締め付け合うクランプ手段はクランプリングとすることができ、クランプリングが収容空間の半径方向外側の開放した側面にオーバーラップし、したがって、封止素子の隔室を完成する構成にすると有利である。
封止素子が成形リングシールであるとき、好適には、C字状またはV字状の輪郭をした断面を有するものとし、成形リングシールを収容空間に設置する際には、C字状輪郭は半径方向内側が開放するようにする。さらにまた、V字状またはC字状の輪郭をした断面の代わりに、蛇行(ミアンダ)輪郭断面を有する封止素子を設けることもでき、順次の頂点が整列するいくつかの折り目が断面を作るベローズ状にする。
いずれにせよ、各封止素子のために、本発明は熱的保護を行う。その結果、高温用途の市販材料である金属製封止素子で、熱いガス領域での確実な封止を保証する。封止素子のための環状形状は、円形または疑似円形とすることができる。さらにまた、リング形状は卵形、またはコーナー領域に丸みを付けた長方形の形状が考えられる。
本発明を、以下に図面につき実施形態を詳細に説明する。
本発明を、以下に図面につき実施形態を詳細に説明する。
図面において、排気ガスラインの第1ライン部分と第2ライン部分を、参照符号1,3で示す。関連する内燃機関の作動において、排気ガスラインは、相当の高い排気ガス温度を有する、排気ガスの熱流5を導く。ライン部分1と3は、本発明封止システムによって、互いにシールし合って互いに連結すべきであり、それぞれ、ラインの軸線7に対して半径方向外方に突出するフランジ部9,11を有する。フランジ部9,11は一緒に環状フランジ13を形成し、またフランジ部9,11は互いに対向する端面15,17を有する。ライン部分1を他方のラインに接続するため、環状フランジ13のフランジ部9,11を、適当なクランプ手段で互いに締め付ける。これらクランプ手段は図示の実施形態では従来タイプのクランプとし、図1の実施例ではネジ取付金具21付きのクランプリング19として、また、図2の実施例ではフランジ9,11の面取り傾斜部25に圧着したクランプリング27として、示す。
図1は、フランジ部9,11間のシールとして、2層金属ビードシール29を示す。また、図2の実施例では、C字状輪郭の断面を有する金属成形リングシール31を示す。いずれにせよ、適切な封止素子を、フランジ部9,11間に生ずる収容空間33における、少なくとも部分的なチャンバ内に閉塞する。図1の実施例では、環状フランジ13の半径方向外周側が開放している収容空間は、軸線方向を、フランジ部9,11の端面15,17によって区切り、さらに、半径方向内側を、フランジ部9,11間に挿入した、図1の実施例では金属製耐火リング35としたインサート素子によって区切り、このインサート素子は、半径方向外側に位置する環状端縁37で収容空間33を区切る。
図2の実施例は、クランプ手段が異なるタイプ(クランプリング27)であることの他に、主にビードシール29の代わりに、成形リングシール31を収容空間33内に設置し、フランジ部9,11間に、耐火リング35の代わりに非金属製のインサート素子、とくに、低熱伝導率の環状体39を挿入した点で異なる。このための材料としては、たとえば、とくに、セラミックファイバ材料、例えば非晶質ケイ酸アルミニウムファイバ、もしくは、結晶質の酸化アルミニウムファイバ、または、熱流5と収容空間33との間で効果的に熱遮蔽を行う任意の材料とすることができる。インサート素子は、最新の複合材料、例えば適切な連結状態で良好な熱遮蔽を確実に行う、金属材料および非金属材料から形成した複合材料により構成することもできる。
Claims (7)
- とくに、内燃機関における多部分構成とした排気ガスラインをシールする封止システムであって、熱流(5)を案内する少なくとも第1フランジ部(9)および第2フランジ部(11)を有し、これら第1および第2のフランジ部(9,11)間に、少なくとも1個の封止素子(29,31)の収容空間(33)を画定する、該封止システムにおいて、フランジ部(9,11)は、それぞれ半径方向外方に突出する環状フランジ(13)を形成し、この環状フランジ(13)は、熱流(5)に背反して、熱流(5)に対して交差する方向に突出し、またフランジ部(9,11)の互いに隣接端面(15,17)が、収容空間(33)の少なくとも一部である封止素子(29,31)のチャンバであって、熱流(5)に対してフランジ部(9,11)の半径方向外方の端部領域にある該チャンバを形成し、半径方向外方が開放する収容空間(33)は、軸線方向をフランジ部(9,11)の隣接端縁(15,17)によって区切り、半径方向内側をフランジ部(9,11)間に配置したインサート素子(35,39)により区切ったことを特徴とする封止システム。
- 請求項1に記載の封止システムにおいて、インサート素子を金属製の耐火リング(35)としたことを特徴とする封止システム。
- 請求項1に記載の封止システムにおいて、低熱伝導率の材料で形成したインサート素子を設けたことを特徴とする封止システム。
- 請求項3に記載の封止システムにおいて、インサート素子を、非晶質ケイ酸アルミニウムファイバ、もしくは結晶質の酸化アルミニウムファイバのセラミックファイバ材料、または複合材料の環状体(39)としたこと特徴とする封止システム。
- 請求項1〜4のいずれか一項に記載の封止システムにおいて、インサート素子を、少なくとも1個の成形リングシール(31)としたことを特徴とする封止システム。
- 請求項1〜4のいずれか一項に記載の封止システムにおいて、インサート素子を、少なくとも1個の金属ビードシール(29)としたことを特徴とする封止システム。
- 請求項1〜6のいずれか一項に記載の封止システムにおいて、フランジ部(9,11)を締め付けるクランプ手段をクランプリング(19,27)とし、このクランプリング(19,27)は、収容空間(33)の半径方向外側の開放した側面にオーバーラップさせたことを特徴とする封止システム。
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