DE102013103808B4

DE102013103808B4 - Montagestutzen für Abgasrohr

Info

Publication number: DE102013103808B4
Application number: DE102013103808.5A
Authority: DE
Inventors: Kraus Georg; Martin WEISENBURGER; Pascal Galivel
Original assignee: Tenneco GmbH
Current assignee: Tenneco GmbH
Priority date: 2013-04-16
Filing date: 2013-04-16
Publication date: 2021-09-02
Anticipated expiration: 2033-04-17
Also published as: US20140306446A1; DE102013103808A1; US9989184B2

Abstract

Montagestutzen (1) für die Montage und zum Befestigen einer Abgassonde (2) an einem Abgasrohr (3) mit einem eine Mittelachse (1.1) aufweisenden, am Abgasrohr (3) festsetzbaren Grundkörper (1.2) mit einem eine Längsachse (4.2) aufweisenden Lagerteil (4) zur Aufnahme der Abgassonde (2), wobei das Lagerteil (4) und der Grundkörper (1.2) zumindest zweiteilig ausgebildet sind und das Lagerteil (4) im Grundkörper (1.2) in verschiedenen Positionen P1, P2 festsetzbar ist, wobei durch Ausrichten das Lagerteil in die Positionen P1, P2 bringbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (1.2) und das Lagerteil (4) relativ zueinander in Umfangsrichtung zur Mittelachse (1.1) ausrichtbar sind.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Montagestutzen für die Montage und zum Befestigen einer Abgassonde an einem Abgasrohr mit einem eine Mittelachse aufweisenden, am Abgasrohr festsetzbaren Grundkörper mit einem eine Längsachse aufweisenden Lagerteil zur Aufnahme der Abgassonde.
Es ist bereits ein an einer Abgasleitung befestigter Stutzen zur Aufnahme einer Abgassonde aus der DE 10 2005 018 881 A1 bekannt. Ein Endabschnitt des Stutzens, der durch einen Wandungsdurchbruch in die Abgasleitung ragt, ist konvex gekrümmt. Der Stutzen weist ein Innengewinde für die Abgassonde auf, so dass die Abgassonde koaxial zu einer Mittelachse des Stutzens eingeschraubt ist. Aufgrund des teilkugelförmigen Endabschnitts kann der Stutzen in verschiedenen Winkellagen an der Abgasleitung angeschweißt werden.
Aus der EP 1 793 100 B1 ist ebenfalls ein an einer Abgasleitung befestigter Stutzen zur Aufnahme einer Abgassonde bekannt. Der Stutzen ist keilförmig, so dass die Abgassonde in einer bestimmten Winkellage zur Abgasleitung angeordnet ist.
Nach DE 10 2005 001 453 A1 ist eine Haltevorrichtung für ein rohrförmiges Werkstück bekannt, welche zumindest einen Grundkörper aufweist. Zumindest ein erster Teil des Grundkörpers ist in einer Ebene bewegbar.
Die FR 2 867 252 A1 zeigt eine Haltevorrichtung, die an einen Turbolader anschließt. Über die Haltevorrichtung ist das Zugangsrohr zu einem Katalysator befestigt.
Aus der DE 10 2006 044 736 A1 ist eine Haltevorrichtung für einen Abgassensor beschrieben. Dabei wird der Sensor mit einer Trägerbuchse verschraubt.
Die DE 10 2008 047 555 A1 zeigt einen Montagestutzen. Dieser umfasst einen Grundkörper, in dem eine Rohrleitung aufgenommen ist. Über die Rohrleitung ist ein Abgassensor mit dem Inneren eines Abgasgehäuses gekoppelt. Der Grundkörper ist teilkugelförmig und wird fest mit dem Abgasgehäuse verschweißt.
Die DE 28 23 052 A1 zeigt einen Montagestutzen für eine Abgassonde, die von außen in ein Abgasrohr geführt ist. Der Montagestutzen umfasst ein Lagerteil und einen Grundkörper, welche über eine Stiftverbindung gegeneinander um eine Achse verschwenkbar und in verschiedenen Winkelpositionen festsetzbar sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Montagestutzen für Abgassonden für eine Abgasanlage derart auszubilden und anzuordnen, dass eine verbesserte Handhabung gewährleistet wird.
Gelöst wird die Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, dass das Lagerteil und der Grundkörper mindestens zweiteilig ausgebildet sind und das Lagerteil im Grundkörper in verschiedenen Positionen, wie beispielsweise in Positionen P1, P2 festsetzbar ist. Durch die zweiteilige Ausbildung von Grundkörper und Lagerteil ist eine von der Ausrichtung des Grundkörpers unabhängige, vorzugsweise stufenlose Ausrichtung des Lagerteils, mithin der darin angeordneten Sonde möglich. Diese unabhängige relative Ausrichtung zwischen Lagerteil und Grundkörper ist damit sowohl in Umgangsrichtung zur Mittelachse als auch bzw. alternativ durch eine Anstellung der Längsachse relativ zur Mittelachse gewährleistet. Auf diese Weise kann die im Lagerteil angeordnete Sonde aufgrund der Anstellung des Lagerteils selbst bzw. dessen Längsachse durch eine Verdreh- bzw. Verschwenkbewegung um die Mittelachse der gegebenen Neigung bzw. Anstellung nach in viele verschiedene Positionen P1, P2 gebracht werden. Alternativ oder ergänzend hierzu ist durch vorzugsweise stufenlose Verschwenkung des Lagerteils innerhalb des Grundkörpers die Gewährleistung der zahlreichen verschiedenen Positionen P1, P2 des Lagerteils, mithin der Sonde unabhängig von der Position des Grundkörpers am Abgasrohr möglich. Das Lagerteil ist über eine Dichtung in axialer Richtung gegen den Grundkörper dichtend angelegt. Die Abgassonde ist gegenüber dem Lagerteil in herkömmlicher Art und Weise abgedichtet.
Der vorstehend aufgeführte Begriff „zweiteilig“ umfasst alle die Varianten, die eine Relativbewegung zwischen dem Lagerteil und dem Grundkörper gewährleisten. Als Grenzfall wäre hier eine insoweit einteilige Ausprägung vorgesehen, die aufgrund gegebener Elastizitäten, wie Biegelager besagte Relativbewegung zwischen Lagerteil und Grundkörper gewährleistet. So beispielsweise durch Anwendung einteiliger Feder- und/oder Stegelemente zwischen Lagerteil und Grundkörper, die besagte Relativbewegung zwischen Lagerteil und Grundkörper zulassen.
Vorteilhaft kann es hierzu auch sein, wenn die Längsachse relativ zur Mittelachse um einen Winkel α angestellt ist, und das Lagerteil in gelöstem Zustand relativ zum Grundkörper in eine Umfangsrichtung U zur Mittelachse verdrehbar ist (in die Positionen P1, P2 bringbar ist). Durch Anwendung eines Halteteils ist das Festsetzen des Lagerteils innerhalb des Grundkörpers auf einfache Weise möglich.
Ferner kann es vorteilhaft sein, wenn das Lagerteil in gelöstem Zustand mit Bezug auf die Längsachse relativ zum Grundkörper in Umfangsrichtung U zur Mittelachse verdrehbar ist und/oder in eine radiale Richtung R zur Mittelachse um einen Winkel β verschwenkbar ist, womit das Lagerteil relativ zum Grundkörper in die verschiedenen Positionen P1, P2 bringbar ist. Eine Gewindepaarung lässt die Anwendung von Gewindemuttern zu, die in ihrer Handhabung sehr einfach sind. Alternativ hierzu könnten auch bajonettartige Verschlüsse oder ähnliches vorgesehen werden, mittels derer die gewünschte Axialkraft zum Festsetzen des Lagerteils gewährleistet sind.
Vorteilhaft kann es auch sein, wenn ein Halteteil vorgesehen ist, über das das Lagerteil mittel- oder unmittelbar gegen den Grundkörper zum Festsetzen vorspannbar ist. Mit dem Halteteil ist der Montagestutzen dreiteilig. Alternativ zur Anwendung des Halteteils kann das Lagerteil mit dem Grundkörper verschraubt sein. Aufgrund der stufenlosen Ausbildung dieser Dreh- und/oder Schwenkbewegung in Umfangsrichtung um die Mittelachse bzw. im besagten Winkel β gewährleistet für den Anwender eine freie Auswahl betreffend die jeweilige Position P1, P2, mithin eine individuelle Abstimmung bei der Montage der Sonde mit Rücksicht auf die gegebenen Bauraum- und Einbauverhältnisse. Alternativ hierzu kann eine gestufte Ausbildung, mithin eine diskrete Verstellung auch praktikabel sein, sofern die verschiedenen Stufen dieser Anstellung ausreichend klein sind, so dass dem Anwender eine möglichst große Auswahl an verschiedenen Positionen möglich ist.
Dabei kann es vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass der Grundkörper und das Halteteil eine ineinandergreifende Gewindepaarung aufweisen und über die Gewindepaarung in axialer Richtung zur Mittelachse relativ zueinander verstellbar sind. Durch Anwendung einer Anlageschulter kann das Lagerteil gegebenenfalls unter ergänzender Anwendung einer Dichtung oder eines Dichtmittels gegen den Grundkörper zur Anlage gebracht werden.
Das Lagerteil weist eine Anlageschulter auf, die gegen den Grundkörper mittel- oder unmittelbar anlegbar ist.
Das Lagerteil weist eine Halteschulter auf gegen die das Halteteil zwecks axialer Vorspannung anlegbar ist.
Von besonderer Bedeutung kann für die vorliegende Erfindung sein, wenn das Lagerteil innerhalb des Grundkörpers in Umfangsrichtung U zur Mittelachse und/oder in radialer Richtung R zur Mittelachse stufenlos zwischen den Positionen P1, P2 verdrehbar oder verschwenkbar ist. Die Halteschulter gewährleistet das Festsetzen des Lagerteils, mithin die Vorspannung des Lagerteils gegen den Grundkörper oder die vorstehend genannte Dichtung zwischen Lagerteil und Grundkörper.
Im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Ausbildung und Anordnung kann es von Vorteil sein, wenn das Lagerteil eine teilkugelförmige Außenfläche aufweist und der Grundkörper eine Kugelkalotte aufweist, in der das Lagerteil über die Außenfläche schwenkbar gelagert ist. Durch Anwendung der teilkugelförmigen Außenfläche, die innerhalb der Kalotte gelagert ist, ist die eingangs genannte Anstellung bzw. Verschwenkbewegung um den Winkel β zwecks Anstellung des Lagerteils, mithin der Sonde gewährleistet. Die teilkugelförmige Außenfläche lässt sich auch über das Halteteil einfach innerhalb des Lagerteils festsetzen, ebenso wie es für das Lagerteil mit Anlage und Halteschulter der Fall ist. Über die Ausrichtung des Lagerteils in Bezug auf die Umfangsrichtung zur Mittelachse hinaus kann durch Anwendung der teilkugelförmigen Außenfläche auch die Anstellung, mithin der Winkel β durch den Anwender beliebig gewählt werden, um auf gegebene Anbau- bzw. Einbausituationen Rücksicht zu nehmen. Die Dichtwirkung zwischen dem Lagerteil und dem Grundkörper wird über die Kalotte gewährleistet, ggf. über eine zusätzliche Dichtung zwischen dem Lagerteil und dem Grundkörper. Die Abgassonde ist gegenüber dem Lagerteil in herkömmlicher Art und Weise abgedichtet.
Vorteilhaft kann es ferner sein, wenn das Halteteil zwecks axialer Vorspannung des Lagerteils gegen die Außenfläche des Lagerteils anlegbar ist. Das Halteteil weist hierzu vorzugsweise eine der Außenfläche nach gebildete, konkave Klemmfläche auf. Somit wird eine Deformation der Außenfläche verhindert.
Gelöst wird die Aufgabe ebenfalls durch ein Abgasrohr mit einem Montagestutzen wie vorgehend beschrieben.
Ebenfalls wird die Aufgabe gelöst durch ein Abgasrohr mit einer Rohrwand und mit mindestens einer in der Rohrwand angeordneten Ausformung mit einem daran angeschlossenen Montagestutzen wie vorgehend beschrieben.
Dabei kann es von Vorteil sein, wenn mehrere Ausformungen über den Umfang U des Abgasrohrs verteilt vorgesehen sind. Aufgrund des Vorhandenseins mehrerer Ausformungen, vorzugsweise vier bis acht solcher Ausformungen über den Umfang des Abgasrohres verteilt, steht es dem Anwender frei, unabhängig von der Flexibilität hinsichtlich der Ausrichtung bzw. Anstellung des Lagerteils wie vorgehend beschrieben die Anordnung bzw. Positionierung am Abgasrohr selbst den Einbau- bzw. den Bauraumverhältnissen nach auszusuchen.
Schließlich kann es von Vorteil sein, wenn die Ausformung eine plane, zumindest kreisringförmige Kontaktzone aufweist, gegen die der Stutzen anlegbar ist. Die kreisringförmige Ausbildung der Kontaktzone gewährleistet einen zumindest linienförmigen Kontakt bzw. eine linienförmige Anlage zwischen dem Grundkörper und dem Abgasrohr, so dass beispielsweise unter Anwendung eines Reib-/Schweißverfahrens der Grundkörper mit dem Abgasrohr gekoppelt werden kann.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sind in den Patentansprüchen und in der Beschreibung erläutert und in den Figuren dargestellt. Es zeigen:

1 eine Schnittdarstellung des Montagestutzens mit Sonde;
2a, b eine Prinzipdarstellung in der Ansicht von oben in zwei verschiedenen Positionen P1, P2;
3a, b ein alternatives Ausführungsbeispiel für den Montagestutzen;
4 eine Prinzipskizze einer Schnittdarstellung des Abgasrohres mit mehreren Ausformungen.

Ein nach 1 dargestellter Montagestutzen 1 weist einen Grundkörper 1.2 auf, der über eine Reibschweißverbindung mit einem Abgasrohr 3 fest verbunden ist. Das Abgasrohr 3 weist hierzu eine Ausformung 6.1 mit einer flachen Kontaktzone 7 auf, gegen die der Grundkörper 1.2 zumindest linienförmig anlegbar ist.
Innerhalb des so am Abgasrohr 3 befestigten Grundkörpers 1.2 ist ein Lagerteil 4 vorgesehen, welches zur Aufnahme einer Sonde 2 dient. Die Sonde 2 ist über ein Gewinde 2.1 innerhalb des Lagerteils 4 auf herkömmliche Art verschraubt und dicht festgesetzt. Vorbesagtes Gewinde 2.1 ist hierbei koaxial zu einer Längsachse 4.2 des Lagerteils 4 angeordnet. Die Längsachse 4.2 ist um einen Winkel α angestellt gegenüber einer Mittelachse 1.1 des Grundkörpers 1.2, so dass die im Lagerteil 4 eingeschraubte Sonde 2 entsprechend um den Winkel α gegenüber der Mittelachse 1.1 angestellt ist.
Das Lagerteil 4 weist eine Anlageschulter 4.1 auf, über die es im Grundkörper 1.2 zumindest mittelbar über einen Dichtungskörper 8 gegen den Grundkörper 1.2 in axialer Richtung zur Mittelachse 1.1 anlegbar ist.
Zum Festsetzen bzw. Fixieren des Lagerteils 4 ist ein Halteteil 5 vorgesehen, welches über eine Gewindepaarung 1.5 auf den Grundkörper 1.2 aufgeschraubt ist. Das Halteteil 5 weist hierzu eine nicht weiter dargestellte Sechskantgeometrie 5.1 auf, mittels derer es durch Anwendung von herkömmlichen Schraubenschlüsseln schraubbar bzw. festziehbar ist. Gegenüberliegend zu der bereits genannten Anlageschulter 4.1 weist das Lagerteil 4 eine Halteschulter 4.5 auf, gegen die das Halteteil 5 in axialer Richtung zur Mittelachse 1.1 anlegbar bzw. derart vorspannbar ist, dass das Halteteil 4 dichtend über den Dichtungskörper 8 im Grundkörper 1.2 festgesetzt ist.
Bei gelöstem Halteteil 5 lässt sich das Lagerteil 4 in Umfangsrichtung zur Mittelachse 1.1 stufenlos drehen, so dass die Ausrichtung der Sonde 2 mit Bezug auf die Anstellung um den Winkel α um 160 ° frei gewählt werden kann.
Letzteres ist skizziert in den 2a und 2b. Während nach 2a die Sonde 2 nach rechts gekippt in der Position P1 angeordnet ist, ist sie gemäß 2b in Umfangsrichtung um 90 ° verdreht und befindet sich in der Position P2, hier nach oben angestellt. Die 2a und 2b stellen eine Prinzipskizze in der Ansicht von oben aus 1 dar. Das Abgasrohr 3 ist hier nicht dargestellt.
Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel gemäß den 3a und 3b ist das Halteteil 5 kugelförmig ausgebildet bzw. weist eine teilkugelförmige Außenfläche 4.3 auf, die innerhalb einer Kugelkalotte 1.4 des Grundkörpers 1.2 gelagert ist. Das Lagerteil 4 lässt sich somit innerhalb des Grundkörpers 1.2 beliebig um einen Winkel β anstellen und gemäß den 2a und 2b auch beliebig in Umfangsrichtung zur Mittelachse 1.1 drehen. Zum Festsetzen des Lagerteils 4 ist ebenfalls ein Halteteil 5 vorgesehen, welches auf den Grundkörper 1.2 über ein nicht weiter dargestelltes Gewinde aufgeschraubt ist und über eine Schulter 5.2 in axialer Richtung gegen das Lagerteil 4 vorspannbar ist, so dass das Lagerteil 4 in der Kugelkalotte 1.4 festsetzbar ist. Nach 3b ist das Lagerteil 4 abweichend von 3a in eine Position P2 mit einem kleineren Anstellwinkel β festgesetzt. Somit befindet sich die Sonde 2 nach 3a in der Position P1 und nach 3b ebenfalls in der Position P2 mit verkleinertem Anstellwinkel β.
Nach 4 weist das Abgasrohr 3 bzw. eine Rohrwand 3.1 sechs über den Umfang verteilt angeordnete Ausformungen 6.1 bis 6.6 auf, die zur Anlage bzw. Aufnahme des Grundkörpers 1.2 dienen. Die jeweiligen Ausformungen 6.1 bis 6.6 weisen die flache Kontaktzone 7 auf, die wie gesagt eine zumindest linienförmige Anlage des Grundkörpers 1.2, vorzugsweise zwecks Anwendung eines Reib-/Schweißverfahrens aufweist.
Bezugszeichenliste

1: Montagestutzen
1.1: Mittelachse
1.2: Grundkörper
1.4: Kugelkalotte
1.5: Gewindepaarung
2: Abgassonde
2.1: Gewinde
3: Abgasrohr
3.1: Rohrwand
4: Lagerteil
4.1: Anlageschulter
4.2: Längsachse
4.3: Außenfläche
4.5: Halteschulter
5: Halteteil
5.1: Sechskantgeometrie
5.2: Schulter
6.1: Ausformung
6.2: Ausformung
6.3: Ausformung
6.4: Ausformung
6.5: Ausformung
6.6: Ausformung
7: Kontaktzone
8: Dichtungskörper
α: Winkel
β: Winkel
P1: Position
P2: Position
R: Richtung, radial
U: Umfangsrichtung

Claims

Montagestutzen (1) für die Montage und zum Befestigen einer Abgassonde (2) an einem Abgasrohr (3) mit einem eine Mittelachse (1.1) aufweisenden, am Abgasrohr (3) festsetzbaren Grundkörper (1.2) mit einem eine Längsachse (4.2) aufweisenden Lagerteil (4) zur Aufnahme der Abgassonde (2), wobei das Lagerteil (4) und der Grundkörper (1.2) zumindest zweiteilig ausgebildet sind und das Lagerteil (4) im Grundkörper (1.2) in verschiedenen Positionen P1, P2 festsetzbar ist, wobei durch Ausrichten das Lagerteil in die Positionen P1, P2 bringbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (1.2) und das Lagerteil (4) relativ zueinander in Umfangsrichtung zur Mittelachse (1.1) ausrichtbar sind.
Montagestutzen (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsachse (4.2) relativ zur Mittelachse (1.1) um einen Winkel α angestellt ist und das Lagerteil (4) in gelöstem Zustand relativ zum Grundkörper (1.2) in eine Umfangsrichtung U zur Mittelachse (1.1) verdrehbar ist und so in die Positionen P1, P2 bringbar ist.
Montagestutzen (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Lagerteil (4) in gelöstem Zustand mit Bezug auf die Längsachse (4.2) relativ zum Grundkörper (1.2) in Umfangsrichtung U zur Mittelachse (1.1) verdrehbar ist und/oder in eine radiale Richtung R zur Mittelachse (1.1) um einen Winkel β verschwenkbar ist.
Montagestutzen (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Halteteil (5) vorgesehen ist, über das das Lagerteil (4) mittel- oder unmittelbar gegen den Grundkörper (1.2) zum Festsetzen vorspannbar ist.
Montagestutzen (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (1.2) und das Halteteil (5) eine ineinandergreifende Gewindepaarung (1.5) aufweisen und über die Gewindepaarung (1.5) in axialer Richtung zur Mittelachse (1.1) relativ zueinander verstellbar sind.
Montagestutzen (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Lagerteil (4) innerhalb des Grundkörpers (1.2) in Umfangsrichtung U zur Mittelachse (1.1) und/oder in radiale Richtung R zur Mittelachse (1.1) stufenlos zwischen den Positionen P1, P2 verdrehbar oder verschwenkbar ist.
Montagestutzen (1) nach einem der Ansprüche 1, 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Lagerteil (4) eine teilkugelförmige Außenfläche (4.3) aufweist und der Grundkörper (1.2) eine Kugelkalotte (1.4) aufweist, in der das Lagerteil (4) über die Außenfläche (4.3) schwenkbar gelagert ist.
Montagestutzen (1) nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteteil (5) zwecks axialer Vorspannung des Lagerteils (4) gegen die Außenfläche (4.3) des Lagerteils (4) anlegbar ist.
Abgasrohr (3) mit einem Montagestutzen (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
Abgasrohr (3) mit einer Rohrwand (3.1) und mit mindestens einer in der Rohrwand (3.1) angeordneten Ausformung (6.1) mit einem daran angeschlossenen Montagestutzen (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8.
Abgasrohr (3) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Ausformungen (6.1 - 6.6) über den Umfang U des Abgasrohrs (3) verteilt vorgesehen sind.
Abgasrohr (3) nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausformung (6.1) eine plane, zumindest kreisringförmige Kontaktzone (7) aufweist, gegen die der Stutzen (1) anlegbar ist.