DE3521467A1

DE3521467A1 - Rohr zur leitung von heissgasen mit einer waermedaemmenden ummantelung

Info

Publication number: DE3521467A1
Application number: DE19853521467
Authority: DE
Inventors: Peter 6700 Ludwigshafen Bechtel; Jürgen Dipl.-Ing. 7300 Esslingen Feucht; Karl-Heinz 7060 Schorndorf Metzger
Original assignee: Gruenzweig & Hartmann Montage; Daimler Benz AG; G&H Montage GmbH
Current assignee: G&H Montage GmbH
Priority date: 1985-06-14
Filing date: 1985-06-14
Publication date: 1986-12-18
Anticipated expiration: 2005-06-15
Also published as: DE3521467C3; DE3521467C2

Description

Rohr zur Leitung von Heißgasen mit einer
wärmedämmenden Ummantelung Die Erfindung betrifft ein Rohr zur Leitung von Heißgasen, insbesondere zur Abgasrückführung in Diesel-Personenkraftwagen, mit einer wärmedämmenden Ummantelung.
Die Ummantelung besteht im allgemeinen aus Matten aus wärmedämmenden Material, die um das Rohr herum angeordnet werden.
Zur Befestigung der Matten wurden zum Teil wärmebeständige Kleber verwendet, was jedoch einen relativ hohen Montage- und Kostenaufwand mit sich bringt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Rohr mit einer wärmedämmenden Ummantelung der eingangs genannten Art derart zu verbessern, daß mit geringem Kosten- und Herstellungsaufwand äußerst günstige wärmedämmende Eigenschaften erzielt werden.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Ummantelung aus einem am Außenumfang des Rohres umlaufenden Keramikfasermaterial und einer darauf angeordneten, das Keramikfasermaterial zusammenhaltenden Metallfolie besteht.
Es hat sich herausgestellt, daß Keramikfasermaterial ausgezeichnete wärmedämmende Eigenschaften hat, so daß die Ummantelung eines Heißgasleitungsrohres mit solchem Material äußerst wirkungsvoll eine Abkühlung der Heißgase in dem Rohr verhindern kann. Erfindungsgemäß liegt weiterhin über dem Keramikfasermaterial eine Metallfolie, die das Material zusammenhält und gegen das Rohr drückt.
Mit einer solchen Metallfolie ist es in einfacher Weise möglich, das Keramikfasermaterial zusammenzuhalten, so daß insgesamt der Montage- und Herstellungsaufwand des Rohres mit der wärmedämmenden Ummantelung im Vergleich zu bekannten Lösungen gering ist. Eine sehr vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß das keramische Fasermaterial als Dämmkorpus aus Keramikfaservakuum ausgebildet ist. Unter Keramikfaservakuum wird ein Hochtemperaturdämmaterial verstanden, das aus Mischfasern unter Beimischung unterschiedlicher Füller und Binder hergestellt wird. Diese Mischfasern werden mit Wasser aufgeschlämmt.
Es wird dann eine Form entsprechend der Form des Rohres, das mit dem dann erzeugten Dämmkorpus ummantelt werden soll, in diese Masse eingetaucht. Ein Vakuum saugt die Masse dann an die Form an. Nach dem Austrocknen erhält man dann einen starren Dämmkorpus, der auch noch weiter bearbeitet werden kann, beispielsweise mit Bohrungen versehen werden kann. Da ein derartiger Dämmkorpus unter Verwendung einer Form durch Vakuumansaugung hergestellt wird, kann auch ein in optimaler Weise passender Dämmkorpus für gekrümmte Rohre, beispielsweise Abgasrückführungsrohre in Diesel-PKW's, mit denen die Abgase zur nochmaligen Verbrennung in den Brennraum zurückgeführt werden, geschaffen werden. Bei mit Krümmungen versehenen Rohren ist es dabei von Vorteil, wenn der Dämmkorpus aus zwei Halbschalen besteht, weil dann die Anordnung des Dämmkorpus um das Rohr herum in einfacher Weise möglich ist. Bei geradlinig verlaufenden Rohren ist es auch denkbar, einen durchgängig umlaufenden Korpus zu schaffen und diesen dann auf das Rohr aufzuschieben. Die in dieser Weise hergestellten Halbschalen sind Präzisionsformteile.
Als Keramikfasermaterial zur Herstellung des Dämmkorpus wird bevorzugt eine Mischfaser aus Al203 und SiO2 verwendet.
Je nach Anwendung kann der prozentuale Anteil dieser Stoffe varriert werden. So reicht es beispielsweise für Temperaturen, wie sie bei der Abgasrückführung in PKW's auftreten, aus, wenn der Dämmkorpus eine Wärmebeständigkeit bis 8500 C besitzt. Dies wird mit einem Kerat,.ikfasermaterial erreicht, bei dem die Mischung aus 24 % Al203 und 40 % SiO2 besteht.
Den restlichen Anteil bilden Beimischungen von Füllern aus Mineralwollstoffen und Binder. Für höhere Wärmebeständigkeiten können die Anteile von Al203 und SiO2 entsprechend gesteigert werden.
In sehr vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird die Metallfolie mit geeigneten Werkzeugen mit dem Keramikfasermaterial verpreßt. Dadurch wird eine hohe Stabilität erzielt.
Außerdem wird dadurch auch das Keramikfasermaterial gegen das Rohr gedrückt und verhindert so die Bildung von wärmeabführenden Luftkanälen.
Als Metallfolie kann ansich jede Metallfolie wie Alu-Folie, Stahl- oder Edelstahlfolie verwandt werden. Besonders geeignet sind Edelstahlfolien, wie beispielsweise eine Chromnickelstahlfolie. Derartige Folien sind ausreichend stabil und reißen nicht ein, d.h., können nicht leicht beschädigt werden. Nach dem Verpressen einer solchen Folie ergibt sich insgesamt ein starres Gebilde, welches sehr zuverlässig das Keramikfasermaterial umschließt. Die Foliendicke kann dabei ca. 100/um betragen. Bevorzugt ist das Breitenmaß der Folie größer als das Umfangsmaß des Keramikfasermaterials und es werden die Innenseite der in Längsrichtung der Folie verlaufenden Randbereiche aneinanderliegend in Umfangsrichtung des Keramikfasermaterials ,umgebogen, so daß sie eine in Längsrichtung des Rohres verlaufende Naht bilden. Diese Ausgestaltung verhindert insbesondere dann, wenn die Folie entlang der Naht verschweißt ist, daß sich die Folie aufbiegt.
Wenn das Rohr an beiden Enden mit Anschweißenden bzw. einem Balg versehen ist, ist es weiterhin von Vorteil, daß die die Länge der Folie bestimmenden Enden mit den Anschweißenden verschweißt sind. Damit schließt die Folie auch die in Längsrichtung des Rohres weisenden Enden des ummantelten Rohrteils zuverlässig ab.
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels weiter erläutert und beschrieben.
Figur 1 zeigt eine Ansicht auf ein erfindungsgemäßes Rohr, Figur 2 zeigt einen perspektivischen Schnitt durch das in Figur 1 dargestellte Rohr in einer Explosionsdarstellung und Figur 3 zeigt einen Schnitt entlang der Linie III-III in Figur 1 in einer perspektivischen Ansicht.
Das in Figur 1 dargestellte erfindungsgemäße Rohr ist mit samt seiner wärmedämmenden Ummantelung 2 insgesamt mit 1 bezeichnet und dient zur Abgasrückführung in einem Diesel-Kraftfahrzeug.
Die Rohrenden werden an einer Seite von einem Balg 3 und an der anderen Seite von einem Anschweißende 4 gebildet. Das dazwischenliegende Stück ist mit der wärmedämmenden Ummantelung 2 umkleidet. Die Lasche 5 dient zur Befestigung des Rohres im Motorraum eines Fahrzeugs.
Von der Ummantelung 2 ist die außenliegende Schicht 6 zu erkennen, die von einer Chromnickelstahlfolie gebildet wird. Diese Folie 6 bildet eine Naht 7.
Entlang der Naht 7 ist die Folie mit Schweißpunkten 8 zusammengehalten. An dem Anschweißende 4 bzw. dem Balg 3 ist die Folie 6 ebenfalls mit solchen Schweißpunkten 8 befestigt.
Wie die Explosionsdarstellung in Figur 2 zeigt, besteht der Kern des Abgasrückführungsrohres aus einem Rohr 9, das den Rückführkanal bildet. Um dieses Rohr 9 herum sind zwei Formteilhälften lOa und 10b aus Keramikfaser-Vakuum angeordnet. Durch dieses spezielle Herstellungsverfahren, welches eingangs erläutert wurde, entspricht die Form der Formteilhälften 10a und 10b exakt der Form des Rohres 9 über den gesamten zu ummantelnden Verlauf des Rohres. Die Formteilhälften 10a und 10b werden in Pfeilrichtung P1 bzw. P2 auf den Außenmantel des Rohres 9 aufgesetzt.
über die Formteilhälften lOa und 10b wird dann die Folie 6 entlang der Pfeile P3 und P4 geschlagen.
Die Chromnickelstahlfolie 6 hat eine Dicke d von ca.
100/um und ist daher entsprechend steif und stabil.
Die Breite B der Chromnickelstahlfolie 6 ist etwas größer als der Außenumfang der zusammengesetzten Formteilhälften 10a und 10b. Dadurch bildet die Folie 6 überstehende Randbereiche 11 und 12.
Wie insbesondere Figur 3 erkennen läßt, wird die Folie 6 beim Umspannen der Formteilhälften lOa und 10b im Bereich der Naht 7 so angeordnet, daß die Innenflächen der Randbereiche 11 und 12 zunächst aneinanderliegen.
Die so aneinander gelegten Innenflächen werden dann zu einer Seite hin in Umfangsrichtung umgebogen, wie das die Figur 3 erkennen läßt. Die derart angeordnete Folie 6 hält die Formteilhälften 10a und 10b zusammen.
Mit einem geeigneten,dasso vorgefertige Rohr 1 umschließenden Werkzeug wird die Folie dann fest gegen die Formteilhälften lOa und 10b gepreßt. Dadurch entstehen eine Vielzahl von unregelmäßigen Einbuchtungen bzw. Falten 13, die die Folie weiter aussteifen und somit für einen nicht nachlassenden und ausreichenden Anpreßdruck für die Formteilhälften lOa und 10b an dem Rohr 9 sorgen.
Ein derartiges erfindungsgemäßes Rohr besitzt ausge- zeichnete Wärmedämmeigenschaften. So läßt sich mit nur 0,5 cm dicken Formteilhälften 10a und 10b und der darüberliegenden 100/um dicken Folie 6 bei einer Rohrinnentemperatur von ca. 4000C, wie sie bei Abgasrückführungen in PKW's auftritt, die Außentemperatur auf ca. 135 0C halten.
Darüber hinaus ist die Herstellung des Rohres mit relativ geringen Kosten durchführbar.

Claims

Rohr zur Leitung von Heißgasen mit einer wärmedämmenden Ummantelung Patentansprüche 1. Rohr zur Leitung von Heißgasen, insbesondere zur Abgasrückführung in Diesel-Personenkraftwagen, mit einer'wärmedämmenden Ummantelung, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t, daß die Ummantelung (2) aus einem denAußenumfang des Rohres umgebenden Keramikfasermaterial (1Oa, 1Ob) und einer darauf angeordneten, das Keramikfasermaterial (10a, 10b) zusammenhaltenden Metallfolie (6) besteht.
2. Rohr nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t, daß das Keramikfasermaterial als Dämmkorpus (10a, 10b) aus Keramikfaser-Vakuum ausgebildet ist.
3. Rohr nach Anspruch 2, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t, daß der Dämmkorpus aus zwei Formteilhälften (1Oa, 1Ob) besteht.
4. Rohr nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß das Keramikfasermaterial (10a, 10b) Mischfasern aus Al 203 und SiO2 umfaßt.
5. Rohr nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Metallfolie mit dem Keramikfasermaterial (10a, 10b) verpreßt ist.
6. Rohr nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß als Metallfolie eine Edelstahlfolie (6) vorgesehen ist.
7. Rohr nach Anspruch 6, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t, daß die Edelstahlfolie eine Chromnickelstahlfolie ist.
8. Rohr nach Anspruch 7, dadurch g e k e n n z e i c hn e t, daß die Foliendicke ca 100 um beträgt.
9. Rohr nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß das Breitenmaß (B) der Folie (6) größer als das Umfangsmaß des Keramikfasermaterials (1Oa, 1Ob) ist und daß die Innenseiten der in Längsrichtung der Folie verlaufenden Randbereiche (11, 12) aneinanderliegend in Umfangsrichtung des Keramikfasermaterials (10a, 1Ob) umgebogen sind und eine in Längsrichtung des Rohres verlaufende Naht (7) bilden.
10. Rohr nach Anspruch 9, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t, daß die Folie (6) an der Naht verschweißt ist.
11. Rohr nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß das Rohr (9) an den beiden Enden mit einem Anschweißende (4) und einem Balg (3) versehen ist und daß die die Länge der Folie bestimmenden Enden mit den Anschwedßenden Schweißpunkte (8) bilden.