DE2508984A1

DE2508984A1 - Auspuffleitung fuer verbrennungsmotoren

Info

Publication number: DE2508984A1
Application number: DE19752508984
Authority: DE
Inventors: Wieland Dipl Ing Dr Holzhausen; Edmund Walter
Original assignee: PFORZHEIM METALLSCHLAUCH; Metallschlauch Fabrik Pforzheim Vorm HCH Witzenmann GmbH
Current assignee: PFORZHEIM METALLSCHLAUCH; Metallschlauch Fabrik Pforzheim Vorm HCH Witzenmann GmbH
Priority date: 1975-03-01
Filing date: 1975-03-01
Publication date: 1976-09-16
Also published as: DE2508984B2; DE2508984C3

Description

Auspuffleitung für Verbreneungsmotoren Die Erfindung betrifft eine Auspuffleitung für Verbrennungsmotoren, bestehend aus einem perforierten Innenrohr, einem hierzu koaxial verlaufenden Außenrohr und einer den Zwischenraum zwischen Innen- und Außenrohr ausfüllenden Dammschicht.
Auspuffelemente dieser Art finden sich meist in Form von Auspufftöpfen bei Kraftfahrzeug-Auspuffanlagen.
Um eine ausreichende Schalldämpfung herbeizuführen, müssen im allgemeinen mehrere Auspufftöpfe durch eine starre Rohrleitung hintereinandergeschaltet werden.
Durch die weiche Aufhängung des Motors im Fahrzeug braucht auch die Auspuffanlage Spielraum, um die Relativbewegungen des Motors zumindest teilweise mitmachen zu können. Es ist daher notwendig, die Auspuffanlage über flexible Elemente am Fahrzeug aufzuhängen. Dabei ergibt sich die Problematik, daß durch die erzwungene Kombination von Rohren und Schalldämpfertöpfen eine ungünstige Massenverteilung zustande kommt, deren Schwingungen durch die bekannten flexiblen Elemente nur schwer zu beherrschen sind. Erschwerend tritt hinzu, daß die im Zusammenhang mit der Abgasentgiftung steigenden Abgastemperaturen und die Forderung nach größerer lebensdauer der Auspuffanlagen einen höheren Materialeinsatz und ein entsprechend erhöhtes Gewicht der Anlage nach sich ziehen.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Auspuffleitung zu schaffen, die die bisher übliche ungleichmäßige Massenverteilung weitgehend verhindert, dem Motor die aus seiner weichen Aufhängung resultierenden Relativbewegungen gestattet und trotzdem unmittelbar, d. h. ohne federnde Zwischenglieder an der Karosserie befestigt werden kann. Insbesondere soll sich die erfindungsgemäße Auspuffleitung durch besonders gute Schalldämpfungseigenschaften auszeichnen, so daß auf die Verwendung von Auspufftöpfen verzichtet oder deren Anzahl zumindest eingeschränkt werden kann. Schließlich soll sich die erfindungsgemäße Auspuffleitung durch geringen Platzbedarf, leichte Montage und günstige Herstellungskosten auszeichnen.
Ausgehend von einer Auspuffleitung der eingangs beschriebenen Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Innen- und das Außenrohr als flexible Metallwellrohre ausgebildet sind und daß der Verbund zwischen den beiden Rohren und der Dämmschicht durch die Wellung gegeben ist.
Durch die erfindungsgemäße Ausbildung beider Rohre als Wellrohre erhält man zum einen eine befriedigende Flexibilität der Auspuffleitung, so daß sie die beim Sahrbetrieb auftretenden Wick- und Schüttelbewegungen des Motors ohne Beschädigungen mitmachen bzw. kompensieren kann. Zum anderen bietet das perforierte innere Wellrohr den durchströmenden Abgasen eine gegenüber glatten Rohren beträchtlich erhöhte Schallschluckfläche an. Da diese Fläche meist schräg zur Gas strömung verläuft und dadurch besser von der Gasströmung beaufschlagt wird, kommt es auch zu einer wesentlich höheren Dämpfungsintensität. Hinzu tritt eine starke Verwirbelung der Gasströmung, wodurch auch die Gasteilchen in der Kernströmung immer wieder an die dämpfenden Wandbereiche herangeführt werden. Die erfindungsgemäße Rohrleitung gestattet es somit, die verschiedenartigen Funktionen der bisherigen Auspuffrohre und -töpfe einschließlich ihrer elastischen Aufhängung 1 i Damit die Rohre ihre koaxiale Lage beibehalten, ist es aus icherheitsgrnaen zweckmäßig, daß in der Dämmschicht ein Abstandhalter zwischen beiden Rohren angeordnet ist. Dieser Äbstandhalter kann als schraubengangförmig gewickelter Blechstreifen, Vierkantdraht od. dgl. ausgebildet sein.
Die Rohre können parallel gewellt sein, besonders zweckmäßig ist es aber, das Innen- und das Außenrohr als Wendelwellrohre mit vorzugsweise gleicher Steigung auszubilden. Dabei ergibt sich sowohl ein guter Verbund zwischen den Rohren und der dazwischen befindlichen Dämmschicht als auch ein gegenüber Ringwellrohren niedrigerer Druckverlust beim Durchströmen des Abgases.
Die Wandstärke, die Wellenform und die Steigung der Wendel von Außen- und Innenrohr sind vorteilhafterweise so bemessen, daß die Eigenschwingungen beider Rohre unterschiedlich sind. Die Neigung zu Vibrationen wird dadurch wesentlich herabgesetzt, insbesondere ist keine Resonanz möglich. Hinsichtlich der Wellenform kann vor allem die Steigung und die Krümmung der Flanken variiert werden.
Zur Ereugung einer guten Dämpfungswirkung ist das Innenwellrohr bevorzugt im Bereich der Wellenflanlcen perforiert, da diese der Gasströmung stärker ausgesetzt sind als die achsparallel verlaufenden Wandpartien.
Die Wellung beider Rohre ist etwa in der Weise ausgeführt, daß die Wellenflanken des Innen- und des Außenrohres gegenüber der Radialrichtung im Sinne einer geringeren Wellenzahl pro Längeneinheit schräggestellt sind. Hierdurch entsteht eine relativ flache Wellung, die für ausreichende Flexibilität des Rohres einerseits und für sichere ragfähigkeit andererseits sorgt.
Vorteilhafterweise wird die Dimensionierung und Werkstoffauswahl beider Rohre so getroffen, daß das perforierte Innenrohr im wesentlichen leitende, das Außenrohr hingegen tragende Funktionen übernimmt.
Das Innenrohr kann aus wendelförmig profiliertem Lochband gefertigt werden, dessen kanten durch Falzen spiralig verbunden oder in gleicher Form durch Schweißen verbunden sind. Für das Außenrohr kommt als Ausgangsmaterial entweder nahtloses Rohr oder ein längsnahtstumpf- bzw. ein rollennahtgeschweißtes Rohr in Frage.
Die Herstellung der erfindungsgemäßen Auspuffleitung erfolgt am günstigsten derart, daß ein zunächst glattes Außenrohr nach Einbringen des Innenrohres und der Dämmschicht gewellt wird. Dadurch wird die Dämmschicht-Packung gestaucht und der Verbund fester.
Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles anhand einer Zeichnung; darin zeigt: Pig. 1 eine Auspuffleitung in der Draufsicht und Fig. 2 einen Querschnitt längs der Linie II-II in Fig. 1.
Die erfindungsgemäße Auspuffleitung besteht aus einem inneren Wellrohr 1, einem hierzu koaxial verlaufenden äußeren Wellrohr 2 und einer den Zwischenraum zwischen Innen- und Außenrohr ausfüllenden Dämmschicht 3 aus Metallgestricke oder in Form einer Steinwollepackung.
Zur deutlicheren Darstellung des Innenrohres ist ein Stück vom Außenrohr und von der Dämmschicht abgeschnitten.
Das Innenrohr ist durch zahlreiche Querbohrungen 4 perforiert, damit die Gasströmung mit der Dämmschicht 3 in Kontakt kommt. Es besteht aus hitze- und korrosionsbeständigem Stahl.
Das Außenrohr, dessen Wendelwellung in derselben Richtung wie die des Innenrohres verläuft, ist aus einem dünnwandigen, längsnahtstumpf- bzw. rollennahtgeschweißtem Rohr hergestellt. Beim rollennahtgeschweißten Außenrohr sind die verschweißten Bandkanten 5 am zylindrischen Rohrende radial hochgestellt, während sie in dem gewellten Bereich des Rohres umgelegt werden. Stattdessen können sich auch die Bandkanten überlappen und sodann verschweißt werden. Der Überlappungsbereich kann dabei gegenüber der Umgebung radial nach innen hineingedrückt werden.
Die Wellung des Außenrohres ist relativ flach, damit die Durchmesserreduktion während des Wellvorganges nicht zu einer unzulässig starken Verdichtung der Dämmschicht oder einer Verformung des Innenrohres führt.
Außerdem behält das Rohr dadurch noch eine ausreichende Steifigkeit, um als tragendes Element für die Abgasleitung zu fungieren. Da die Temperaturbelastung des Außenrohres geringer ist, kommt auch ein Werkstoff minderer Güte und mit üblichem Oberflächenschutz zur Anwendung.
Der in der Zeichnung nicht dargestellte Abstandhalter verläuft schraubengangförmig zwischen Innen- und Außenrohr. Sofern er die ellen des Innen- oder Außenrohres kreuzen soll, ist er an denjenigen Stellen, wo ellen der Rohre überquert werden, entsprechend ausgestanzt.
Die Fertigung der erfindungsgemäßen Auspuffleitung kann aufgrund der abgebogenen Bandkanten kontinuierlich erfolgen, da kein Innenwerkzeug zun Schweißen benötigt wird und die Dämmschicht sowie gegebenenfalls mit ihr der schraubengangförmig gewickelte Abstandhalter ebenfalls kontinuierlich eingebracht werden kann.
Zusammenfassend bietet die erfindungsgemäße Abgasleitung den Vorteil; die Funktionen der Flexibilität einerseits und der Schalldämpfung andererseits in einem Bauteil mit homogener Massenverteilung vereinigt zu haben.

Claims

Patentansprüche

( jAuspuffleitung für Verbrennungsmotoren, bestehend aus einem perforierten Innenrohr, einem hierzu koaxial verlaufenden Außenrohr und einer den Zwischenraum zwischen Innen- und Außenrohr ausfüllenden Dämmschicht, dadurch gekennzeichnet, daß das Innen- und das Außenrohr als flexible Met als wellrohre (1, 2) ausgebildet sind und daß der Verbund zwischen den beiden Rohren und der Dämmschicht (3) durch die Wellung gegeben ist.
2. Auspuffleitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Dämmschicht (3) ein Abstandhalter zwischen beiden Rohren angeordnet ist.
3. Auspuffleitung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstandhalter ein schraubengangförmig gewickelter Blechstreifen ist.
4. Auspuffleitung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Innen- und das Außenrohr als parallel gewellte Rohre ausgebildet sind.
5. Auspuffleitung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Innen- und das Außenrohr als \endelwellrohre mit vorzugsweise gleicher Steigung ausgebildet sind.
6. Auspuffleitung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandstärke, die Wellenform und/oder die Steigung der wendel von Außen- und Innenrohr so bemessen sind, daß die Eigenschwingungen beider Rohre unterschiedlich sind.
7. Auspuffleitung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Innenwellrohr bevorzugt im Bereich der Wellenflanken perforiert ist.
8. Auspuffleitung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellenflanken des Innen- und des Außenrohres gegenüber der Radial richtung im Sinne einer geringeren Wellenzahl pro Längeneinheit schräggestellt sind.
9. huspltffleitung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Innenrohr aus profiliertem Lochband wendelförmig gewickelt ist.
10. Atispffleitung nach einem der vorhergehenden Anspruche, dadurch ge'renlzeichnet, daß das Außenrohr aus nahtlosem oder stumDfgeschweißtem Rohr gefertigt ist.
11. Auspuffleitung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Außenrohr längsnahtrollennaht geschweißt ist.
12. Verfahren zur Herstellung einer Auspuffleitung gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein zunächst glattes Außenrohr nach Einbringen des Innenrohres, der Dämmschicht und gegebenenfalls des Abstandhalters gewellt wird.

L e e r s e i t e