DE102004060845A1 - Multipart exhaust gas conduit for piston internal combustion engine, has sealing unit comprising circumferential slots, and sealing ring arranged in slots is prestressed in radial direction and is designed to have C-shaped cross section - Google Patents

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Abstract

The conduit has a sealing unit and a sliding unit (1) that comprises a guiding flange. The guiding flange is connected with a part of the conduit. The sealing unit comprises circumferential slots at periphery of the guiding flange or at an inner surface of a bunch. A sealing ring (8) is arranged in the circumferential slots and is prestressed in a radial direction, where the ring is designed to have C-shaped cross section.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine mehrteilige Abgasleitung für eine Hubkolbenbrennkraftmaschine, bei der benachbarte Leitungsstücke mittels eines Schiebeelements in axialer Richtung gleitend gegeneinander geführt und mittels eines Dichtelements gegeneinander abgedichtet sind, wobei das Schiebeelement einen mit einem Leitungsstück verbundenen Führungsflansch und einen den Führungsflansch umgreifenden Bund am anderen Leitungsstück aufweist,The The invention relates to a multi-part exhaust pipe for a reciprocating internal combustion engine, at the adjacent line pieces by means of a sliding element in the axial direction sliding against each other guided and are sealed against each other by means of a sealing element, wherein the sliding element connected to a line piece guide flange and one the guide flange has embracing collar on the other line piece,

Eine derartige Abgasleitung ist aus der DE 196 46 883 A1 bekannt. Bei dieser Ausgestaltung ist das Dichtelement als Wellrohr ausgebildet, das um den Führungsflansch und den Bund herum angeordnet ist und mit den Leitungsstücken einzeln abgedichtet ist. Zu diesem Zweck müssen die benachbarten Enden der Leitungsstücke zusätzlich zu dem Führungsflansch und dem Bund noch weitere ringförmige Elemente aufweisen, mit denen das Wellrohr dichtend in Wirkverbindung steht. Diese Ausgestaltung ist aufwendig in der Bearbeitung, da zusätzlich zu dem Führungsflansch und dem Bund noch weitere Flächen an den Leitungsstücken bearbeitet werden müssen, damit eine hinreichende Dichtheit zwischen diesen und dem Wellrohr gegeben ist. Darüber hinaus ist noch ein kostenaufwendiges Wellrohr erforderlich.Such exhaust pipe is from the DE 196 46 883 A1 known. In this embodiment, the sealing element is formed as a corrugated pipe, which is arranged around the guide flange and the collar around and is individually sealed with the line pieces. For this purpose, the adjacent ends of the pipe sections must have, in addition to the guide flange and the collar, further annular elements, with which the corrugated tube is sealingly in operative connection. This embodiment is complicated in the processing, since in addition to the guide flange and the collar even more surfaces must be processed on the pipe sections, so that a sufficient tightness between them and the corrugated pipe is given. In addition, a costly corrugated pipe is still required.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine gattungsbildende Abgasleitung dahingehend zu verbessern, dass mit einfachen Mitteln eine gute Ab dichtung zwischen den benachbarten Leitungsstücken gewährleistet ist und dass eine hinreichende Verschiebemöglichkeit besteht.task The invention is a generic exhaust pipe to the effect to improve that with simple means a good seal between the adjacent line pieces guaranteed is and that there is sufficient displacement.

Die Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, dass das Dichtelement am Umfang des Führungsflansches oder der Innenfläche des Bundes zumindest eine umlaufende Ausnehmung aufweist, dass in der Ausnehmung ein Dichtring angeordnet ist, der zumindest in einer radialen Richtung vorgespannt ist und dass der Dichtring eine im Querschnitt gesehen C-förmige Ausgestaltung aufweist.The The object of the invention is achieved in that the sealing element on Circumference of the guide flange or the inner surface the federal government has at least one circumferential recess that in the recess is arranged a sealing ring, at least in one Radial direction is biased and that the sealing ring in the Cross-section seen C-shaped Embodiment has.

Bei den umlaufenden Ausnehmungen kann es sich um Eindrehungen handeln, die an verschiedenen Stellen des Führungsflansches oder des Bundes angebracht sind. Die Ausnehmungen können aber auch beim Gießen eingeformt sein, wenn eine hinreichende Oberflächenqualität darstellbar ist. In die Ausnehmung wird ein Dichtring eingesetzt, der zumindest in einer radialen Richtung, vorzugsweise in beiden radialen Richtungen, eine Vorspannung aufweist. Der Dichtring ist dabei in vorteilhafter Weise im Querschnitt gesehen C-förmig ausgestaltet, so dass er aufgrund seiner Formgestaltung in der Lage ist, in beiden radialen Richtungen eine Vorspannung zu erzeugen und eine hohe Dichtheit zu bewirken. Ist die Ausnehmung auf der Fläche des Führungsflansches bzw. des Bundes angebracht, so ist der C-förmige Dichtring vorzugsweise an einer Stelle des Querschnitts durchtrennt, damit er in die Ausnehmung eingesetzt werden kann. Er kann so genau angepasst sein, dass die Stirnflächen gegeneinander stoßen und abdichten, zumal die C-förmige Ausgestaltung auch eine höhere Elastizität in Umfangsrichtung zulässt. Der Dichtring kann aber auch so ausgebildet sein, dass die Enden ineinander gesteckt werden, wobei ein Ende des C-förmigen Querschnitts kleiner ausgebildet ist.at the circumferential recesses may be indentations, at different points of the guide flange or the federal government are attached. The recesses can also be molded during casting be, if a sufficient surface quality can be displayed. In the recess a sealing ring is used which, at least in a radial direction, preferably in both radial directions, a bias voltage. The sealing ring is seen in an advantageous manner in cross section C-shaped designed so that it is able to shape because of its shape, to generate a bias in both radial directions and a to effect high tightness. Is the recess on the surface of the guide flange or the covenant attached, so is the C-shaped Sealing ring preferably cut at one point of the cross section, so that it can be inserted into the recess. He can be so accurate be adapted to the faces collide against each other and caulk, especially the C-shaped Design also a higher elasticity in the circumferential direction. But the sealing ring can also be designed so that the ends nested, with one end of the C-shaped cross-section smaller is trained.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass der umlaufende Öffnungsspalt des C-förmigen Dichtringes in Richtung des benachbarten Leitungsstückes derart ausgerichtet ist, dass er mit Abgasen aus der Abgasleitung befüllbar ist. Da das Abgas unter einem gewissen Druck steht, insbesondere dann, wenn ein Abgasturbolader zur Anwendung kommt, dann erzeugt der Druck des Abgases im C-förmigen Dichtring in vorteilhafter Weise eine radiale Druckbelastung, die zu erhöhter Dichtheit führt.In Another embodiment of the invention is proposed that the circumferential opening gap of the C-shaped Sealing ring in the direction of the adjacent line piece such is aligned so that it can be filled with exhaust gases from the exhaust pipe. Since the exhaust gas is under a certain pressure, especially then, if an exhaust gas turbocharger is used, then the pressure is generated of the exhaust gas in the C-shaped Sealing ring advantageously a radial pressure load, the too high Tightness leads.

Die zuvor beschriebene Wirkung zur Erhöhung des Anpressdruckes im C-förmigen Dichtring kann zum einen zur Anwendung kommen, wenn die Ausnehmung als Nut ausgebildet ist und der Öffnungsspalt mit dem Spalt zwischen Führungsflansch und Bund in Wirkverbindung steht. Dabei ist dann der Spalt zwischen Führungsflansch und Bund von der Nut bis zum Innenraum der Abgasleitung in vorteilhafter Weise größer ausgebildet als der restliche Spalt zwischen dem Führungsflansch und dem Bund.The previously described effect for increasing the contact pressure in C-shaped Sealing ring can be used on the one hand, if the recess is formed as a groove and the opening gap with the gap between the guide flange and Bund is in operative connection. Here then is the gap between guide flange and collar of the groove to the interior of the exhaust pipe in an advantageous Fashioned larger as the remaining gap between the guide flange and the collar.

Die Ausnehmung kann aber auch als Absatz an dem dem Bund zugewandten Ende des Führungsflansches ausgestaltet sein, wobei dann der Öffnungsspalt mit dem Innenraum des Abgases unmittelbar in Wirkverbindung steht. Im letztgenannten Fall kann dann der C-förmige Dichtring auch als geschlossener Ring ausgebildet sein.The Recess can also be used as a paragraph on the collar facing End of the guide flange be configured, in which case the opening gap with the interior the exhaust gas is directly in operative connection. In the latter Case can then be the C-shaped Seal also be designed as a closed ring.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass parallel zur ersten Ausnehmung, insbesondere dann, wenn die erste Ausnehmung als Nut ausgebildet ist, eine weitere Ausnehmung vorgesehen ist. Diese Ausnehmung, die vorzugsweise auch als Nut ausgebildet ist, kann als Drossel wirken, für den Fall, dass Abgase trotzdem den Dichtring passieren.In Another embodiment of the invention is proposed that parallel to the first recess, in particular when the first recess is formed as a groove, a further recess is provided. This recess, which is preferably also designed as a groove, can act as a throttle, for the case that exhaust still passes the sealing ring.

In einer weiteren Ausgestaltung kann aber auch ein weiterer C-förmiger Dichtring nach einem der vorhergehenden Patentansprüche eingebaut sein, so dass eine Doppeldichtung vorliegt.In a further embodiment, but also a further C-shaped sealing ring after a be incorporated in the preceding claims, so that there is a double seal.

Es hat sich herausgestellt, dass eine gute Abdichtung dann gegeben ist, wenn der Umfang des Führungsflansches und die Innenfläche des Bundes in Verbindung mit der Tiefe der Ausnehmung zumindest im Bereich des Dichtringes in ihren Abmessungen so aufeinander abgestimmt sind, dass der C-förmige Dichtring etwa 0,2 – 0,3 mm in seinem Querschnitt verformt wird.It it has turned out that a good seal is then given is when the scope of the guide flange and the inner surface the federal in connection with the depth of the recess at least In the area of the sealing ring in their dimensions so matched are that the C-shaped Sealing ring about 0.2 - 0.3 mm is deformed in its cross section.

Der C-förmige Dichtring kann in seiner Querschnittsform sowohl eine Kreis- als auch eine Ellipsenkontur aufweisen. Vorteilhaft ist auch eine Wandstärke von ca. 0,3 mm, wobei ein warmfestes Material zur Anwendung kommt, so dass die Federspannung auch bei den an der Abgasleitung auftretenden Temperaturen gewährleistet ist.Of the C-shaped Sealing ring can in its cross-sectional shape both a circular as also have an elliptical contour. Also advantageous is a wall thickness of about 0.3 mm, with a heat-resistant material is used, so that the spring tension even at the temperatures occurring at the exhaust pipe guaranteed is.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnungen verwiesen, in denen Ausführungsbeispiele der Erfindung vereinfacht dargestellt sind. Es zeigen:to further explanation The invention is directed to the drawings, in which embodiments the invention are shown simplified. Show it:

1 einen Längsschnitt durch eine mehrteilige Abgasleitung, bei der Endstücke benachbarter Leitungsstücke dargestellt sind und 1 a longitudinal section through a multi-part exhaust pipe, are shown in the end pieces of adjacent pipe sections and

2 einen Längsschnitt durch eine mehrteilige Abgasleitung ähnlich 1 mit einer Modifikation im Bereich des Dichtringes. 2 a longitudinal section through a multi-part exhaust pipe similar 1 with a modification in the area of the sealing ring.

In den 1 und 2 ist, soweit im Einzelnen dargestellt, mit 1 allgemein ein Schiebeelement bezeichnet, durch das Leitungsstücke 2 und 3 gleitend gegeneinander geführt sind. Das Leitungsstück 2 weist an seinem Ende einen Führungsflansch 4 auf, wogegen das Leitungsstück 3 an seinem Ende als Bund 5 ausgebildet ist, der den Führungsflansch 4 umgreift. In dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 sind im Führungsflansch zwei Nuten 6 und 7 eingearbeitet, die einen axialen Abstand zueinander aufweisen. In der am Ende des Führungsflansches angeordneten Nut 7 ist ein C-förmiger Dichtring eingesetzt, der mit seinem umlaufenden Öffnungsspalt 9 in Richtung des weiteren Leitungsstück 3 zeigt.In the 1 and 2 is, as far as shown in detail, with 1 generally referred to a sliding element, through the line pieces 2 and 3 are sliding against each other. The pipe section 2 has at its end a guide flange 4 on, whereas the line piece 3 at its end as a covenant 5 is formed, which is the guide flange 4 embraces. In the embodiment according to 1 are in the guide flange two grooves 6 and 7 incorporated, which have an axial distance from each other. In the groove located at the end of the guide flange 7 is a C-shaped sealing ring used, with its circumferential opening gap 9 in the direction of the further line piece 3 shows.

Da von der Abgasleitung über den Spalt zwischen dem Führungsflansch 4 und dem Bund 5 Abgase zur Nut 7 gelangen können, baut sich im C-förmigen Dichtring 8 ein entsprechender Abgasdruck auf, der den Dichtring sowohl nach innen in den Nutengrund als auch nach außen gegen den Bund drückt, wodurch eine zusätzliche Dichtwirkung erzielt wird.Because of the exhaust pipe over the gap between the guide flange 4 and the federal government 5 Exhaust gases to the groove 7 can build, builds in the C-shaped sealing ring 8th a corresponding exhaust pressure, which presses the sealing ring both inwards into the groove bottom and outwards against the collar, whereby an additional sealing effect is achieved.

Wie insbesondere der 2 zu entnehmen ist, weist der Führungsflansch 4 ebenfalls eine Nut 6 auf, wogegen anstelle der Nut 7 am Ende des Führungsflansches 4 ein Absatz 10 vorgesehen ist, in den der C-förmige Dichtring 8 eingesetzt ist. Der Öffnungsspalt 9 ist nunmehr unmittelbar dem Abgasdruck ausgesetzt, der sich schnell aufbaut und den maximalen Innendruck im C-förmigen Dichtring erzeugt. Der Dichtring 8 gemäß 2 braucht, da der Grund des Absatzes 10 bis zum vorderen Ende des Führungsflansches 4 reicht, nicht aufgetrennt und damit aufweitbar ausgebildet zu sein, da er einfach auf den Absatz 10 aufgeschoben werden kann, wobei einzelne Erhebungen oder ein leichter Wulst auf dem Grund des Absatzes ein Herabfallen des Dichtringes verhindern.How the particular 2 can be seen, the guide flange 4 also a groove 6 on, whereas instead of the groove 7 at the end of the guide flange 4 a paragraph 10 is provided, in which the C-shaped sealing ring 8th is used. The opening gap 9 is now directly exposed to the exhaust gas pressure, which builds up quickly and generates the maximum internal pressure in the C-shaped sealing ring. The sealing ring 8th according to 2 needs, because the reason of the paragraph 10 to the front end of the guide flange 4 is enough, not separated and thus formed aufweitbar, as he simply on the paragraph 10 can be postponed, with individual surveys or a slight bead on the bottom of the paragraph prevent falling of the sealing ring.

11
Schiebeelementsliding element
2 und 32 and 3
Leitungsstückeline sections
44
Führungsflanschguide flange
55
BundFederation
6 und 76 and 7
Nutengroove
88th
C-förmiger DichtringC-shaped sealing ring
99
Öffnungsspaltopening gap
1010
Absatzparagraph

Claims (9)

Mehrteilige Abgasleitung für eine Hubkolbenbrennkraftmaschine, bei der benachbarte Leitungsstücke (2 und 3) mittels eines Schiebeelements (1) in axialer Richtung gleitend gegeneinander geführt und mittels eines Dichtelements gegeneinander abgedichtet sind, wobei das Schiebeelement (1) einen mit einem Leitungsstück (2 oder 3) verbundenen Führungsflansch (4) und einen den Führungsflansch (4) umgreifenden Bund (5) am anderen Leitungsstück (3 oder 2) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement am Umfang des Führungsflansches (4) oder der Innenfläche des Bundes (5) zumindest eine umlaufende Ausnehmung (Nuten 6, 7, Absatz 10) aufweist, dass in der Ausnehmung (Nuten 6, 7, Absatz 10) ein Dichtring (8) angeordnet ist, der zumindest in einer radialen Richtung vorgespannt ist und dass der Dichtring (8) eine im Querschnitt gesehen C-förmige Ausgestaltung aufweist.Multi-part exhaust pipe for a reciprocating internal combustion engine, in which adjacent line pieces ( 2 and 3 ) by means of a sliding element ( 1 ) are slidably guided in the axial direction against each other and sealed by a sealing element against each other, wherein the sliding element ( 1 ) one with a line piece ( 2 or 3 ) associated guide flange ( 4 ) and a guide flange ( 4 ) embracing federation ( 5 ) on the other line piece ( 3 or 2 ), characterized in that the sealing element on the circumference of the guide flange ( 4 ) or the inner surface of the Federal ( 5 ) at least one circumferential recess (grooves 6 . 7 , Paragraph 10 ), that in the recess (grooves 6 . 7 , Paragraph 10 ) a sealing ring ( 8th ) is arranged, which is biased at least in a radial direction and that the sealing ring ( 8th ) has a cross-sectionally C-shaped configuration. Mehrteilige Abgasleitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der umlaufende Öffnungsspalt (9) des C-förmigen Dichtringes (8) in Richtung des benachbarten Leitungsstückes (2 oder 3) derart ausgerichtet ist, dass er mit Abgasen aus der Abgasleitung beaufschlagbar ist.Multi-part exhaust pipe according to claim 1, characterized in that the circumferential opening gap ( 9 ) of the C-shaped sealing ring ( 8th ) in the direction of the adjacent line piece ( 2 or 3 ) is oriented so that it can be acted upon with exhaust gases from the exhaust pipe. Mehrteilige Abgasleitung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung als Nut (6, 7) ausgebildet ist und dass der Öffnungsspalt (9) mit dem Spalt zwischen dem Führungsflansch (4) und dem Bund (5) in Wirkverbindung steht.Multi-part exhaust pipe according to one of claims 1 or 2, characterized in that the recess as a groove ( 6 . 7 ) is formed and that the opening gap ( 9 ) with the gap between the guide flange ( 4 ) and the federal government ( 5 ) in Wirkverbin tion stands. Mehrteilige Abgasleitung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Spalt zwischen Führungsflansch (4) und Bund (5) von der Nut (7) bis zum Innenraum der Abgasleitung größer ist als der restliche Spalt zwischen Führungsflansch (4) und Bund (5).Multi-part exhaust pipe according to claim 3, characterized in that the gap between the guide flange ( 4 ) and Bund ( 5 ) from the groove ( 7 ) to the interior of the exhaust pipe is greater than the remaining gap between the guide flange ( 4 ) and Bund ( 5 ). Mehrteilige Abgasleitung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung als Absatz (10) an dem dem Bund (5) zugewandten Ende des Führungsflansches (4) ausgeführt ist und dass der Öffnungsspalt (9) mit dem Innenraum der Abgasleitung unmittelbar in Wirkverbindung steht.Multi-part exhaust pipe according to one of the preceding claims, characterized in that the recess as paragraph ( 10 ) at the Federal ( 5 ) facing the end of the guide flange ( 4 ) is executed and that the opening gap ( 9 ) is directly in operative connection with the interior of the exhaust pipe. Mehrteilige Abgasleitung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass parallel zur ersten Ausnehmung (Nut 7) eine weitere Ausnehmung (Nut 6) vorgesehen ist.Multi-part exhaust pipe according to one of the preceding claims, characterized in that parallel to the first recess (groove 7 ) a further recess (groove 6 ) is provided. Mehrteilige Abgasleitung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass in der weiteren Ausnehmung ein weiterer C-förmig ausgebildeter Dichtring nach einem der vorhergehenden Patentansprüche eingebaut ist.Multi-part exhaust pipe according to claim 6, characterized characterized in that in the further recess another C-shaped design Built-in sealing ring according to one of the preceding claims is. Mehrteilige Abgasleitung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Umfang des Führungsflansches (4) und die Innenfläche des Bundes (5) in Verbindung mit der Tiefe der Ausnehmung (Nuten 6, 7, Absatz 10) zumindest im Bereich des Dichtringes (8) in ihren Abmessungen so aufeinander abgestimmt sind, dass der C-förmige Dichtring (8) etwa 0,2 bis 0,3 mm in seinem Querschnitt verformt wird.Multi-part exhaust pipe according to one of the preceding claims, characterized in that the circumference of the guide flange ( 4 ) and the inner surface of the Federal ( 5 ) in conjunction with the depth of the recess (grooves 6 . 7 , Paragraph 10 ) at least in the region of the sealing ring ( 8th ) are matched in their dimensions to one another that the C-shaped sealing ring ( 8th ) is deformed about 0.2 to 0.3 mm in its cross section. Mehrteilige Abgasleitung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt des C-förmigen Dichtringes (8) eine Kreis- oder Ellipsenkontur aufweist und eine Wandstärke von ca. 0,3 mm hat.Multi-part exhaust pipe according to one of the preceding claims, characterized in that the cross section of the C-shaped sealing ring ( 8th ) has a circular or elliptical contour and has a wall thickness of about 0.3 mm.
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