排気ガスラインのための封止システム
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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】独国特許出願公開第１０２００４０６０８４５号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
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。
【発明の効果】
【０００６】
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。
【０００７】
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。
【０００８】
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。
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】極めて簡略化した線図的な片側断面を描いた、排気ガスラインの隣接ライン部分を、本発明の一実施形態による封止システムによってシールした状態の縦断面を示す。
【図２】図１に類似する封止システムの第２実施形態の縦断面を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】独国特許出願公開第１０２００４０６０８４５号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
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。
【発明の効果】
【０００６】
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。
【０００７】
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。
【０００８】
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。
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】極めて簡略化した線図的な片側断面を描いた、排気ガスラインの隣接ライン部分を、本発明の一実施形態による封止システムによってシールした状態の縦断面を示す。
【図２】図１に類似する封止システムの第２実施形態の縦断面を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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２】
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３】
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４】
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５】
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６】
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７】
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。
【請求項１】
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２】
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３】
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４】
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５】
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６】
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７】
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。
【図１】
【図２】
【図２】
【公表番号】特表２０１０−５０５０７０（Ｐ２０１０−５０５０７０Ａ）
【公表日】平成２２年２月１８日（２０１０．２．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−５２９５５５（Ｐ２００９−５２９５５５）
【出願日】平成１９年９月１日（２００７．９．１）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２００７／００７６４５
【国際公開番号】ＷＯ２００８／０３７３３１
【国際公開日】平成２０年４月３日（２００８．４．３）
【出願人】（５０９０１６８３０）エルリングクリンガー アーゲー (6)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２２年２月１８日（２０１０．２．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年９月１日（２００７．９．１）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２００７／００７６４５
【国際公開番号】ＷＯ２００８／０３７３３１
【国際公開日】平成２０年４月３日（２００８．４．３）
【出願人】（５０９０１６８３０）エルリングクリンガー アーゲー (6)
【Ｆターム（参考）】
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