WO2007098802A1 - Abgasleitungssystem - Google Patents

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WO2007098802A1
WO2007098802A1 PCT/EP2006/012610 EP2006012610W WO2007098802A1 WO 2007098802 A1 WO2007098802 A1 WO 2007098802A1 EP 2006012610 W EP2006012610 W EP 2006012610W WO 2007098802 A1 WO2007098802 A1 WO 2007098802A1
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WO
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exhaust pipe
layers
pipe system
film
wall
Prior art date
Application number
PCT/EP2006/012610
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English (en)
French (fr)
Inventor
Martin Geisler
Winfried Willeke
Original Assignee
Emcon Technologies Germany (Augsburg) Gmbh
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Filing date
Publication date
Application filed by Emcon Technologies Germany (Augsburg) Gmbh filed Critical Emcon Technologies Germany (Augsburg) Gmbh
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    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N13/00—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
    • F01N13/08—Other arrangements or adaptations of exhaust conduits
    • F01N13/10—Other arrangements or adaptations of exhaust conduits of exhaust manifolds
    • F01N13/102—Other arrangements or adaptations of exhaust conduits of exhaust manifolds having thermal insulation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N13/00—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
    • F01N13/14—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00 having thermal insulation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
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    • F01N2470/00—Structure or shape of gas passages, pipes or tubes
    • F01N2470/24—Concentric tubes or tubes being concentric to housing, e.g. telescopically assembled
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2530/00—Selection of materials for tubes, chambers or housings
    • F01N2530/26—Multi-layered walls

Definitions

  • the invention relates to an exhaust pipe system, in particular of a vehicle, with a wall.
  • Internal combustion engine exhaust manifolds typically include piping and fittings such as exhaust manifolds, catalytic converters, or particulate filters. These pipelines or built-in parts have walls that are sometimes exposed to enormous thermal loads. In the case of large local temperature differences, this leads to extreme stress on the wall material and overall to a difficult fastening situation due to the considerable thermal expansion of the pipes or built-in components. A stress-free or low-voltage attachment of the exhaust pipe system is therefore always associated with great effort.
  • the object of the invention is to achieve a better behavior of the exhaust pipe system under thermal stress and a better sound attenuation.
  • an inventive exhaust pipe system wherein the wall of the exhaust pipe system is a composite component of a plurality of superposed, interconnected, film-like layers. Between these individual layers, an oxidation layer forms, which acts as thermal insulation. Furthermore, improved sound attenuation values were found compared to a single-layered wall.
  • adjacent film-like layers lie flat against one another. With increasing contact surfaces between the individual Layers increases the mechanical stability of the composite component, so that it can be used in particular as a structural component.
  • adjacent film-like layers are spaced apart in sections, that is, they are not adjacent to each other over the entire surface. Between the junctions of adjacent layers even small spacings are sufficient to achieve an improved sound attenuation of the wall according to the principle of absorption sound attenuation.
  • the layer gaps or micro gaps are usually filled with air and thus also improve the thermal insulation properties of the wall.
  • the film-like layers are preferably metal foils. Due to the thermal loads, metals with their generally relatively high melting points are particularly suitable as wall material for exhaust pipe systems. In addition, the composite component wall of metal foils can be used well as a supporting component, since metals largely retain their strength even when heated.
  • the exhaust pipe system comprises an air gap insulated exhaust pipe with an inner tube and an outer tube, wherein between the tubes, an air gap is provided.
  • the exhaust pipe has a double wall.
  • Both the inner tube and the outer tube is to be referred to in the sense of this document as a wall, so that the inner and / or outer tube at least partially consists of the interconnected, foil-like layers.
  • the intermediate plate prevents hot Leckesteströmonne, for example, to bumps of the inner tube.
  • the outer tube thus remains selectively spared from thermal extremes.
  • the intermediate sheet is also to be understood as a wall, more precisely as a non-load-bearing wall of the exhaust-gas power system. Accordingly, the intermediate plate at least consist in sections of the interconnected, film-like layers.
  • these film-like layers to form the composite component has a thickness of 0.05 mm to 0.1 mm, which is preferably constant.
  • this relatively thin layer formation it is also possible to produce non-load-bearing intermediate sheets without too much material consumption from at least two layers.
  • at least one oxide insulating layer is formed, which leads to better thermal insulation and better sound-damping behavior of the wall.
  • the exhaust pipe system may e.g. an exhaust manifold, since the exhaust gas temperatures in the region of the exhaust manifold, i. directly at the cylinder outlets of the engine block, are very high and consequently an improved thermal insulation is particularly advantageous.
  • FIG. 1 is a schematic longitudinal sectional view through an inventive exhaust pipe system
  • FIG. 2 is a sectional view taken along the line H-II in FIG. 1;
  • FIG. 3 is a sectional view taken along the line III-III in Figure 1;
  • FIGS. 4a to 4c each show a schematic cross section through an exhaust pipe system according to the invention with enlarged cutouts
  • FIG. 5 shows the detail V of Figure 1 in an alternative embodiment.
  • FIG. 1 an air gap insulated exhaust manifold is shown, the three cylinder-side inlet pipes 2, 4, 6 connected to each other.
  • the cylinder outlets are symbolized by the circles 8.
  • Each cylinder 8 is assigned its own inlet pipe 2, 4, 6.
  • the inlet pipes 2, 4, 6 have a section 9 coming from the cylinder 8, with which they are welded to the cylinder block flange 11 (FIG. 3), and a cantilevered section with which they continue into a exhaust pipe-side outlet pipe 10 penetrate (Fig. 2 and 3).
  • the exhaust-side outlet pipe 10 is composed of upper and lower shells 12, 14 and has an exhaust-side flange 16 to which an exhaust pipe is attached. On the input side, the outlet pipe 10 is also welded to the cylinder block flange 11.
  • the outlet tube 10 surrounds the inlet tubes 2, 4, 6 in the region in which they flow into one another in terms of flow.
  • the inlet pipes 2, 4, 6 are inserted into one another.
  • the middle inlet tube 4 has for this purpose lateral, enlarged receiving openings facing in opposite directions, while the left and right inlet tube 2, 6 receive slidably.
  • a collector chamber 18 is formed, which has a substantially elongated cylindrical shape and in Figure 1 from lying in the plane of the left portion of the left inlet tube 2 to to the right portion of the right inlet tube 6 extends.
  • the thermal insulation serving air gap 20 is formed.
  • This air gap 20 is in addition to the thermal insulation and a free expansion of the inlet pipes 2, 4, 6 to the outlet pipe 10 offer, as inlet and outlet pipes attached to each other only at one end and thus are arranged movably inside one another outside the end.
  • the air gap surrounds the collector chamber 18 on all sides.
  • Two shell-shaped, deep-drawn intermediate plates with a maximum thickness of 0.3 mm are arranged in the air gap 20 and completely surround the collector chamber 18.
  • An upper intermediate plate 22 is inserted into a lower intermediate plate 24, wherein the intermediate plates 22, 24 in the region of Bermmr selected 26 (Fig. 2) are easily clamped.
  • the intermediate plates 22, 24 already cover the inlet pipes 2 to 6 immediately after they have penetrated into the outlet pipe 10 (FIG. 3) and, as can be seen in FIG. 1, extend to the flange 16.
  • the intermediate plates 22, 24 complement each other to a very flexible, thin hollow body which is clamped between the inlet pipes 2 to 6 and the outlet pipe 10, without being permanently attached to the pipes and without having a supporting function.
  • Spacers in the form of generated during deep drawing of the intermediate plates 22, 24 point projections 28 serve the system and the spacing of the intermediate plates 22, 24 on the inlet tubes 2 to 6 and the outlet tube 10, so that the air gap 20 through the intermediate plates into an inner and a outer section 30, 32 is divided.
  • the intermediate plates 22, 24 at the inlet pipes 2 to 6 or the outlet pipe 10 can be selectively welded.
  • the intermediate plates 22, 24 are produced by deep drawing a film which, although a uniform thickness, but has a slightly knobbed surface, so that material can flow during deep drawing.
  • the intermediate sheets are made of temperature resistant material, e.g. AISI 309.
  • the exhaust manifold according to the figures 1 to 3 is described by way of example as a built-in part of an exhaust pipe system.
  • Walls 34 in the sense of this document. Examples of such walls 34 At least one of the walls 34 of the exhaust manifold is formed as a composite component of a plurality of superimposed, interconnected, foil-like layers, as described with reference to the examples according to FIGS. 4a to 4c to c can be executed.
  • Figures 4a to 4c show schematically and by way of example three embodiments of exhaust pipes 36 of an exhaust pipe system with one or more walls 34, wherein at least one wall 34 is a composite component.
  • FIG. 4 a shows an exhaust gas line 36, in which the exhaust gas flows in
  • each layer 38 consists of a metal foil, preferably a steel foil, but other metals such as aluminum are also suitable.
  • Figure 4b shows an exhaust pipe 36 with a double wall, i. an inner tube 40 and an outer tube 42.
  • the wall 34 of the inner and / or outer tube may be constructed as a composite member of film-like layers 38.
  • the tubes are wound from a foil.
  • the double-walled exhaust pipe 36 of Figure 4b additionally comprises a non-supporting intermediate plate 44.
  • This structure of the exhaust pipe 36 is in accordance with the structure of the air gap-insulated exhaust manifold according to Figures 1 to 3 functionally identical.
  • the inlet tubes 2 to 6 correspond to the inner tube 40
  • the outlet tube 10 corresponds to the outer tube 42
  • the upper and lower intermediate plate 22, 24 corresponds to the intermediate plate 44.
  • At least one of the illustrated walls 34 is constructed in this embodiment as a composite component of film-like layers.
  • this wall 34 constructed as a composite component is, in particular, the intermediate plate 44 of the exhaust gas line 36.
  • the thickness of the walls 34 is 0.05 mm to 0.1 mm. If a load-bearing wall is to be produced from the films, the thickness can optionally grow up to 0.5 mm.
  • Intermediate plate 44 constructed as a composite component of a plurality of layers 38 and may rest on the inner and / or outer tube 40, 42 or spaced from the inner and / or outer tube 40, 42.
  • a connecting region 46 between the upper shell 12 and the lower shell 14 of the outer tube 42 is shown in dashed lines in Figure 5.
  • the intermediate plate 44 extends in the connecting region 46 between the upper and lower shell 12, 14 to the outside.
  • the individual layers 34 of the intermediate plate 44, the upper and lower shell 12, 14 of the outer tube 42 and the intermediate plate 44 and the outer tube 42 connected in one step, preferably welded together.
  • the intermediate plate 44 is thereby fixed relative to the outer tube 42 in its position so that it can not rattle in the outer tube 42.
  • the film-like layers are spot-welded near the edge of the produced package or at sufficiently spaced points P, e.g. by laser.
  • the individual walls can also be welded to the projections 28 with each other and simultaneously with the adjacent tube wall.
  • the layers 38 are shown spaced apart for illustrative purposes, although in reality they abut each other in sections and are joined together by conventional joining methods. Soldering or welding, in particular laser welding, are preferably used joining methods. Between adjacent layers 38, in particular during thermal stress during operation of the exhaust pipe system, small intermediate spaces or micro gaps, which are usually filled with air. In order to avoid a full-surface contact of the layers 38 with each other, the films may have a slightly dimpled surface. This surface is formed during rolling, deep drawing or pressing of the film by means of not completely flat rolling or pressing surface.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Abgasleitungssystem, insbesondere einen Abgaskrümmer, mit einer Wandung (34), wobei die Wandung (34) ein Verbundbauteil aus mehreren aufeinanderliegenden, miteinander verbunden, folienartigen Schichten (38) ist.

Description

Abαasleitunqssvstem
Die Erfindung betrifft ein Abgasleitungssystem, insbesondere eines Fahrzeugs, mit einer Wandung.
Abgasleitungssysteme von Verbrennungsmotoren umfassen in der Regel Rohrleitungen und Einbauteile wie Abgaskrümmer, Katalysatoren oder Partikelfilter. Diese Rohrleitungen oder Einbauteile weisen Wandungen auf, die zum Teil enormen thermischen Belastungen ausgesetzt sind. Dies führt bei großen lokalen Temperaturunterschieden zu extremer Beanspruchung des Wandungsmaterials und insgesamt zu einer schwierigen Befestigungssituation durch die beachtliche Wärmeausdehnung der Rohrleitungen bzw. Einbauteile. Eine spannungsfreie oder spannungsarme Befestigung des Abgasleitungssystems ist daher stets mit hohem Aufwand verbunden.
Ferner stellt der beim Betreiben des Verbrennungsmotors entstehende Lärm im Abgasleitungssystem immer noch ein Problem dar, obwohl es im Stand der Technik bereits zahlreiche Vorschläge zur Lärmreduktion in Abgasleitungssystemen gibt.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein besseres Verhalten des Abgasleitungssystems bei thermischer Belastung sowie eine bessere Schalldämpfung zu erreichen.
Diese Aufgabe wird durch ein erfindungsgemäßes Abgasleitungssystem gelöst, wobei die Wandung des Abgasleitungssystems ein Verbundbauteil aus mehreren aufeinanderliegenden, miteinander verbundenen, folienartigen Schichten ist. Zwischen diesen einzelnen Schichten bildet sich eine Oxidationsschicht, die als thermische Isolierung wirkt. Des weiteren wurden gegenüber einer einschichtig aufgebauten Wandung verbesserte Schalldämpfungswerte festgestellt.
In einer Ausführungsform liegen benachbarte, folienartige Schichten flächig aneinander an. Mit größer werdenden Anlageflächen zwischen den einzelnen Schichten erhöht sich die mechanische Stabilität des Verbundbauteils, so daß es insbesondere auch als tragendes Bauteil eingesetzt werden kann.
Vorzugsweise sind benachbarte, folienartige Schichten abschnittsweise beabstandet, liegen also nicht vollflächig aneinander an. Zwischen den Verbindungsstellen benachbarter Schichten reichen bereits kleine Schichtabstände aus, um nach dem Prinzip der Absorptionsschalldämpfung eine verbesserte Schalldämpfung der Wandung zu erzielen. Die Schichtzwischenräume oder Mikrospalte sind in der Regel mit Luft ausgefüllt und verbessern somit auch die Wärmedämmeigenschaften der Wandung.
Die folienartigen Schichten sind bevorzugt Metallfolien. Aufgrund der thermischen Belastungen sind Metalle mit ihren in der Regel relativ hohen Schmelzpunkten als Wandungsmaterial für Abgasleitungssysteme besonders geeignet. Außerdem kann die Verbundbauteil-Wandung aus Metallfolien gut als tragendes Bauteil eingesetzt werden, da Metalle auch bei Erwärmung ihre Festigkeit weitgehend beibehalten.
Zur besseren thermischen Isolierung ist es möglich, daß das Abgasleitungssystem eine luftspaltisolierte Abgasleitung mit einem inneren Rohr und einem äußeren Rohr aufweist, wobei zwischen den Rohren ein Luftspalt vorgesehen ist.
In dieser Ausführungsform hat die Abgasleitung eine Doppelwandung.
Sowohl das innere Rohr als auch das äußere Rohr ist im Sinne dieser Schrift als Wandung zu bezeichnen, so daß das innere und/oder äußere Rohr wenigstens abschnittsweise aus den miteinander verbundenen, folienartigen Schichten besteht.
In einer besonderen Ausführungsform ist in dem Luftspalt zwischen innerem
Rohr und äußerem Rohr ein nichttragendes Zwischenblech angeordnet. Dieses Zwischenblech verhindert heiße Leckageströmungen, z.B. an Stößen des inneren Rohres. Das äußere Rohr bleibt dadurch auch punktuell von thermischen Extrembelastungen verschont. Das Zwischenblech ist im Sinne dieser Schrift ebenfalls als Wandung, genauer als nichttragende Wandung des Abgasleistungssystems zu verstehen. Entsprechend kann auch das Zwischenblech wenigstens abschnittsweise aus den miteinander verbundenen, folienartigen Schichten bestehen.
Bevorzugt weisen diese folienartigen Schichten zur Bildung des Verbundbauteils eine Dicke von 0,05 mm bis 0,1 mm auf, die vorzugsweise gleichbleibend ist. Durch diese relativ dünne Schichtausbildung können auch nichttragende Zwischenbleche ohne allzu großen Materialverbrauch aus wenigstens zwei Schichten hergestellt werden. Somit bildet sich auch bei den nichttragenden Wandungen wenigstens eine Oxid-Isolierschicht aus, die zu einer besseren Wärmedämmung und zu einem besseren Schalldämpfungsverhalten der Wandung führt.
Das Abgasleitungssystem kann z.B. ein Abgaskrümmer sein, da die Abgastemperaturen im Bereich des Abgaskrümmers, d.h. unmittelbar an den Zylinderauslässen des Motorblocks, sehr hoch sind und folglich eine verbesserte Wärmedämmung besonders vorteilhaft ist.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen. In diesen zeigen:
- Figur 1 eine schematische Längsschnittansicht durch ein erfindungsgemäßes Abgasleitungssystem;
- Figur 2 eine Schnittansicht längs der Linie H-Il in Figur 1 ;
- Figur 3 eine Schnittansicht längs der Linie Ill-Ill in Figur 1;
- Figuren 4a bis 4c jeweils einen schematischen Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes Abgasleitungssystem mit vergrößerten Ausschnitten; und
- Figur 5 den Ausschnitt V aus Figur 1 in einer alternativen Ausführungsform.
In Figur 1 ist ein luftspaltisolierter Abgaskrümmer gezeigt, der drei zylinder- seitige Einlaßrohre 2, 4, 6 miteinander verbindet. Die Zylinderauslässe sind durch die Kreise 8 symbolisiert. Jedem Zylinder 8 ist ein eigenes Einlaßrohr 2, 4, 6 zugeordnet. Die Einlaßrohre 2, 4, 6 haben einen vom Zylinder 8 kommenden Abschnitt 9, mit dem sie am Zylinderblockflansch 11 angeschweißt sind (Fig. 3), und einen frei auskragenden Abschnitt, mit dem sie weiter in ein abgasrohrseitiges Auslaßrohr 10 eindringen (Fig. 2 und 3). Das abgasseitige Auslaßrohr 10 besteht aus einer oberen und einer unteren Schale 12, 14 und weist einen auslaßseitigen Flansch 16 auf, an dem ein Abgasrohr befestigt wird. Eingangsseitig ist das Auslaßrohr 10 ebenfalls am Zylinderblockflansch 11 angeschweißt. Das Auslaßrohr 10 umgibt die Einlaßrohre 2, 4, 6 in dem Bereich, in dem diese strömungsmäßig ineinander übergehen. Dabei sind die Einlaßrohre 2, 4, 6 ineinandergesteckt. Das mittlere Einlaßrohr 4 hat hierzu seitliche, vergrößerte Aufnahmeöffnungen, die in entgegengesetzte Richtungen weisen und dabei das linke und das rechte Einlaßrohr 2, 6 verschieblich aufnehmen. Im Inneren der ineinandergeschobenen Einlaßrohre 2, 4, 6, und zwar im Bereich des Auslaßrohres 10, wird eine Sammlerkammer 18 gebildet, die eine im wesentlichen langgestreckte zylindrische Form hat und in Figur 1 von dem in der Zeichenebene liegenden linken Abschnitt des linken Einlaßrohres 2 bis zum rechten Abschnitt des rechten Einlaßrohres 6 reicht.
Zwischen den Einlaßrohren 2, 4, 6 und der Innenseite des Auslaßrohres 10 ist ein in etwa gleichmäßig dicker, der thermischen Isolierung dienender Luftspalt 20 gebildet.
Dieser Luftspalt 20 soll neben der thermischen Isolierung auch eine freie Ausdehnung der Einlaßrohre 2, 4, 6 zum Auslaßrohr 10 bieten, da Ein- und Auslaßrohre nur an einem Ende miteinander befestigt und somit außerhalb des Endes beweglich ineinander angeordnet sind.
Der Luftspalt umgibt die Sammlerkammer 18 allseitig.
Zwei schalenförmige, tiefgezogene Zwischenbleche mit einer maximalen Dicke von 0,3 mm (in der gezeigten Ausführungsform gerade 0,1 mm) sind im Luftspalt 20 angeordnet und umgeben die Sammlerkammer 18 vollständig. Ein oberes Zwischenblech 22 ist dabei in ein unteres Zwischenblech 24 gesteckt, wobei die Zwischenbleche 22, 24 im Bereich ihrer Berührränder 26 (Fig. 2) leicht geklemmt sind.
Die Zwischenbleche 22, 24 bedecken die Einlaßrohre 2 bis 6 bereits un- mittelbar nachdem sie in das Auslaßrohr 10 eindringen (Fig. 3) und reichen, wie in Figur 1 zu sehen ist, bis zum Flansch 16. Die Zwischenbleche 22, 24 ergänzen sich zu einem sehr flexiblen, dünnen Hohlkörper, der zwischen den Einlaßrohren 2 bis 6 und dem Auslaßrohr 10 geklemmt ist, ohne bleibend an den Rohren befestigt zu sein und ohne eine tragende Funktion zu haben.
Abstandshalter in Form von beim Tiefziehen der Zwischenbleche 22, 24 erzeugten punktuellen Vorsprüngen 28 dienen der Anlage und der Beabstandung der Zwischenbleche 22, 24 an den Einlaßrohren 2 bis 6 und dem Auslaßrohr 10, so daß der Luftspalt 20 durch die Zwischenbleche in einen inneren und einen äußeren Abschnitt 30, 32 unterteilt wird. An diesen Vorsprüngen 28 lassen sich die Zwischenbleche 22, 24 an die Einlaßrohre 2 bis 6 oder das Auslaßrohr 10 punktuell anschweißen.
Die Zwischenbleche 22, 24 werden durch Tiefziehen einer Folie erzeugt, die zwar eine gleichmäßige Dicke hat, aber eine leicht genoppte Oberfläche besitzt, so daß Material beim Tiefziehen fließen kann.
Im Fahrbetrieb strömt heißes Abgas aus den Zylindern über die Einlaßrohre 2 bis 6 in den Teil des Abgaskrümmers, in dem er zweischalig ausgeführt ist, und gelangt in die Sammlerkammer 18. Durch die verschiebliche Lagerung der Einlaßrohre 2 bis 6 zueinander kommt es zu Leckageströmen, so daß Abgas eigentlich gegen die Innenseite des Auslaßrohres 10 mit hoher Geschwindigkeit auftreffen und dort zu Hot-Spots führen würde. Da die Zwischenbleche 22, 24 aber nahezu die gesamte Innenseite der den Luftspalt 20 nach außen begrenzenden Wand (Auslaßrohr 10) abdecken, treffen die Leckageströme auf die Zwischenbleche 22, 24. Es kann zwar im Bereich der Berührränder 26 ebenfalls noch zu Leckageströmen kommen, diese sind jedoch im Hinblick auf die thermische Beanspruchung des Auslaßrohres 10 vernachlässigbar.
Die Zwischenbleche sind aus temperaturbeständigem Material, z.B. AISI 309.
Durch den Einsatz der Zwischenbleche 22, 24 ist es auch denkbar, thermisch weniger hochfeste Materialien für das Auslaßrohr 10 zu verwenden.
Der Abgaskrümmer gemäß den Figuren 1 bis 3 ist beispielhaft als Einbauteil eines Abgasleitungssystems beschrieben. Dabei weisen die Eingangsrohre 2 bis
6 sowie das Ausgangsrohr 10 und der dünne Hohlkörper im Luftspalt 20
Wandungen 34 im Sinne dieser Schrift auf. Beispiele für solche Wandungen 34 sind die obere und untere Schale 12, 14 sowie das obere und untere Zwischenblech 22, 24. Wenigstens eine der Wandungen 34 des Abgaskrümmers ist dabei als Verbundbauteil aus mehreren aufeinanderliegenden, miteinander verbundenen, folienartigen Schichten ausgebildet, wie sie anhand der Beispiele nach den Figuren 4a bis c ausgeführt sein kann.
Die Figuren 4a bis 4c zeigen schematisch und beispielhaft drei Ausführungsformen von Abgasleitungen 36 eines Abgasleitungssystems mit einer oder mehreren Wandungen 34, wobei wenigstens eine Wandung 34 ein Verbundbauteil ist.
In der Figur 4a ist eine Abgasleitung 36 zu sehen, bei der das Abgas im
Inneren der Abgasleitung 36 lediglich durch eine einzige Wandung 34 von der Umgebung getrennt ist. Entsprechend ist diese Wandung 34 als Verbundbauteil ausgebildet und aus mehreren Schichten 38 aufgebaut. Die einzelnen Schichten 38 sind in dem gestrichelt eingekreisten, vergrößerten Bereich der Wandung 34 schematisch dargestellt. Im vorliegenden Fall besteht jede Schicht 38 aus einer Metallfolie, vorzugsweise einer Stahlfolie, wobei aber auch andere Metalle wie Aluminium geeignet sind.
Die Figur 4b zeigt eine Abgasleitung 36 mit einer Doppelwandung, d.h. einem inneren Rohr 40 und einem äußeren Rohr 42. Entsprechend kann die Wandung 34 des inneren und/oder äußeren Rohrs als Verbundbauteil aus folienartigen Schichten 38 aufgebaut sein. Alternativ sind die Rohre aus einer Folie gewickelt.
In der Figur 4c umfaßt die doppelwandige Abgasleitung 36 nach Figur 4b zusätzlich ein nichttragendes Zwischenblech 44. Dieser Aufbau der Abgasleitung 36 stimmt mit dem Aufbau des luftspaltisolierten Abgaskrümmers gemäß den Figuren 1 bis 3 funktionsmäßig überein. Die Einlaßrohre 2 bis 6 entsprechen dabei dem inneren Rohr 40, das Auslaßrohr 10 entspricht dem äußeren Rohr 42 und das obere bzw. untere Zwischenblech 22, 24 entspricht dem Zwischenblech 44. Wenigstens eine der dargestellten Wandungen 34 (Innenrohr 40, Zwischenblech 44 oder Außenrohr 42) ist in dieser Ausführungsform als Verbundbauteil aus folienartigen Schichten aufgebaut. Wie in Figur 4c zu sehen, ist diese als Verbundbauteil aufgebaute Wandung 34 insbesondere das Zwischenblech 44 der Abgasleitung 36. Die Dicke der Wandungen 34 beträgt 0,05 mm bis 0,1 mm. Wenn eine tragende Wand aus den Folien erzeugt werden soll, kann die Dicke optional bis zu 0,5 mm anwachsen.
Der in Figur 1 strichpunktiert eingekreiste Ausschnitt V ist in einer alternativen Ausführungsform in der Figur 5 dargestellt. Dabei ist die Wandung 34 des
Zwischenblechs 44 als Verbundbauteil aus mehreren Schichten 38 aufgebaut und kann am inneren und/oder äußeren Rohr 40, 42 anliegen oder vom inneren und/oder äußeren Rohr 40, 42 beabstandet sein.
Ein Verbindungsbereich 46 zwischen der oberen Schale 12 und der unteren Schale 14 des äußeren Rohrs 42 ist in Figur 5 gestrichelt eingezeichnet. Im Unterschied zur Ausführungsform nach Figur 1 erstreckt sich das Zwischenblech 44 im Verbindungsbereich 46 zwischen der oberen und unteren Schale 12, 14 nach außen. Somit können in dem Verbindungsbereich 46 die einzelnen Schichten 34 des Zwischenblechs 44, die obere und untere Schale 12, 14 des äußeren Rohrs 42 sowie das Zwischenblech 44 und das äußere Rohr 42 in einem Arbeitsschritt miteinander verbunden, vorzugsweise miteinander verschweißt werden. Das Zwischenblech 44 ist dadurch relativ zum äußeren Rohr 42 in seiner Position fixiert, so daß es im äußeren Rohr 42 nicht klappern kann. Alternativ werden die folienartigen Schichten nahe des Randes des erzeugten Paketes oder an ausreichend beabstandeten Punkten P punktverschweißt, z.B. per Laser.
Bei der Ausführungsform mit dem Zwischenblech 44, das aus folienartigen Schichten besteht, können die einzelnen Wandungen auch an den Vorsprüngen 28 miteinander und gleichzeitig mit der angrenzenden Rohrwand verschweißt werden.
Für alle Ausführungsformen gilt insbesondere:
Die Schichten 38 sind aus darstellungstechnischen Gründen beabstandet gezeichnet, obwohl sie in der Realität abschnittsweise aneinander anliegen und durch herkömmliche Fügeverfahren miteinander verbunden sind. Löten oder Schweißen, insbesondere Laserschweißen, sind dabei bevorzugt angewandte Fügeverfahren. Zwischen benachbarten Schichten 38 sind insbesondere bei thermischer Belastung im Betrieb des Abgasleitungssystems kleine Zwischen- räume oder Mikrospalte vorhanden, die in der Regel mit Luft ausgefüllt sind. Um eine vollflächige Anlage der Schichten 38 untereinander zu vermeiden, können die Folien eine leicht genoppte Oberfläche haben. Diese Oberfläche entsteht beim Walzen, Tiefziehen oder Pressen der Folie mittels nicht vollständig ebener Walz- oder Preßoberfläche.

Claims

Patentansprüche
1. Abgasleitungssystem, insbesondere eines Fahrzeugs, mit einer Wandung (34), dadurch gekennzeichnet, daß die Wandung (34) ein Verbundbauteil aus mehreren aufeinanderliegenden, miteinander verbundenen, folienartigen Schichten (38) ist.
2. Abgasleitungssystem nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß benachbarte, folienartige Schichten (38) flächig aneinander anliegen.
3. Abgasleitungssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß benachbarte, foiienartige Schichten (38) abschnittsweise beabstandet sind.
4. Abgasleitungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die folienartigen Schichten (38) Metallfolien sind.
5. Abgasleitungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine luftspaltisolierte Abgasleitung (36) mit einem inneren Rohr (40) und einem äußeren Rohr (42), wobei zwischen den Rohren (40, 42) ein Luftspalt (20) vorgesehen ist.
6. Abgasleitungssystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das innere und/oder äußere Rohr (40, 42) wenigstens abschnittsweise aus den miteinander verbundenen, folienartigen Schichten (38) besteht.
7. Abgasleitungssystem nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Luftspalt (20) ein nichttragendes Zwischenblech (44) angeordnet ist.
8. Abgasleitungssystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischenblech (44) wenigstens abschnittsweise aus den miteinander verbundenen, folienartigen Schichten (38) besteht.
9. Abgasleitungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die folienartigen Schichten (38) zur Bildung des
Verbundbauteils eine Dicke von 0,05 mm bis 0,1 mm aufweisen.
10. Abgasleitungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Abgasleitungssystem ein Abgaskrümmer ist.
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