DE10248710A1 - Anordnung zum Verbinden eines ersten mit einem zweiten Rohr - Google Patents

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Sibylle Dipl.-Ing. Birk
Georg Dipl.-Ing. Ruetz
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Abstract

Zur Verbindung eines ersten Rohrs (2) mit einem zweiten Rohr (3), welche von einem Heißgas durchströmt werden, ist eine Anordnung mit einem Ausgleichselement (1) zur Aufnahme eines lateralen Versatzes vorgesehen. Das Ausgleichselement (1) umfasst einen ersten (5) und zweiten Ring (6) sowie einen Dichtring (7). Das Ausgleichselement (1) ist leicht montierbar und vermeidet Wärmespannungen zwischen den beiden Rohren.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Verbinden eines ersten Rohrs mit einem zweiten Rohr, welche von einem Heißgas durchströmt werden, sowie ein Montageverfahren hierfür.
  • Zum Verbinden von zwei Rohren ist dem Fachmann die Steckrohrverbindung bekannt. Bei dieser wird ein erstes Rohr, welches einen größeren Innendurchmesser aufweist, über ein zweites Rohr geschoben. Auf Grund der Selbsthemmung ist eine weitere Befestigung der Rohre gegeneinander nicht notwendig. Damit bei dieser Anordnung die Selbsthemmung auftritt, darf das Verhältnis von Überlappung zu Rohr-Durchmesser nicht unter eins sein. Hieraus resultiert eine entsprechende Baulänge. Bei beengten Platzverhältnissen ist dies nachteilig.
    •
  • Aufgabe der Erfindung ist es, eine Anordnung bereitzustellen, welche eine kürzere Baulänge aufweist und einfach zu montieren ist.
  • Die Aufgabe wird durch die Merkmale von Anspruch 1 und Anspruch 8 gelöst. Die vorteilhaften Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen dargestellt.
  • Die Anordnung umfasst ein Ausgleichselement zur Aufnahme eines lateralen Versatzes zwischen dem ersten und zweiten Rohr. Bei dem Ausgleichselement handelt es sich um eine mehrstufige, gebaute Ausführung. Diese besteht aus einem ersten und zweiten Ring sowie einem Dichtring. Zur Verbindung des ersten mit dem zweiten Rohr werden in einem ersten Schritt der Dichtring und der erste Ring auf das zweite Rohr aufgeschoben. Danach wird mittels des zweiten Rings der Dichtring gegenüber dem ersten Ring axial fixiert und anschließend das Ausgleichselement über ein V-Band mit dem ersten Rohr verbunden.
  • In einer Ausführung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Ausgleichselement eine erste und zweite Ringhälfte umfasst. Das zweite Rohr besitzt ein flanschartiges Endstück, welches vom Ausgleichselement umfasst wird.
  • Durch das Ausgleichselement werden laterale und axiale Versätze, welche durch Wärmedehnungen und Toleranzen hervorgerufen werden, zwischen den beiden Rohren ausgeglichen. Hierdurch werden Wärmespannungen zwischen den beiden Rohren verhindert. Da eine absolute Dichtheit ebenso wie bei Steckrohren nicht erforderlich ist, kann der Dichtring einstückig ausgeführt werden, das heißt, er muss nicht geschlitzt sein. Durch die mehrteilige, gebaute Ausführung des Ausgleichselements lässt sich dieses einfach montieren. Gegenüber einer Steckrohrverbindung baut das Ausgleichselement kürzer.
    •
  • In den Zeichnungen sind die bevorzugten Ausführungsbeispiele dargestellt. Es zeigen:
  • 1 eine Anordnung mit zwei Rohren,
  • 2 ein Ausgleichselement, erste Ausführung,
  • 3 ein Ausgleichselement, zweite Ausführung,
  • 4 ein Schnitt der 3.
  • In 1 ist eine Anordnung bestehend aus einem ersten Rohr 2 und zweiten Rohr 3 dargestellt. Das zweite Rohr 3 ist als Hosenrohr 4 ausgeführt. Die beiden Rohre werden von einem Heißgas durchströmt. Eine derartige Anordnung wird beispielsweise bei einer Brennkraftmaschine zur Zusammenführung von zwei Abgasströmen nach den Abgasturboladern verwendet. In 1 ist dies exemplarisch mit entsprechenden Strömungspfeilen für die Zuführung bzw. Abführung dargestellt. Zur Verbindung des ersten Rohrs 2 mit dem zweiten Rohr 3 des Hosenrohrs 4 ist eine Anordnung mit einem Ausgleichselement 1 vorgesehen. Das Ausgleichselement 1 dient zur Aufnahme lateraler und axialer Versätze zwischen dem ersten Rohr 2 und zweitem Rohr 3. Diese Versätze werden durch Wärmedehnungen und Toleranzen hervorgerufen.
  • 2 zeigt das Ausgleichselement 1 in einer ersten Ausführungsform. Das Ausgleichselement 1 besteht aus einem ersten Ring 5, einem Dichtring 7 und einem zweiten Ring 6. Der Dichtring 7 sitzt auf dem äußeren Durchmesser des zweiten Rohrs 3. Der Dichtring 7 und der zweite Ring 6 werden vom ersten Ring 5 umgeben. Der zweite Ring 6 dient zur axialen Fixierung des Dichtrings 7 gegenüber dem ersten Ring 5. Zwischen dem zweiten Ring 6 und dem Dichtring 7 ist eine Dichtkante 9 vorgesehen. Eine absolute Dichtheit ist jedoch nicht notwendig. Zur Verbindung des Ausgleichselements 1 mit dem ersten Rohr 2 ist ein V-Band 8 angeordnet.
  • Die Funktionalität der Anordnung ist folgendermaßen:
    Das zweite Rohr 3 kann sich gegenüber dem ersten Rohr 2 bzw. vice versa in axialer Richtung bewegen, da der Dichtring 7 auf dem zweiten Rohr 3 verschieblich ist. Dies ist in 2 mit den Pfeilen A dargestellt. In radialer Richtung kann sich das zweite Rohr 3 gegenüber dem ersten Rohr 2 bewegen bzw. vice versa, da der Dichtring 7 innerhalb der U-förmigen Innenkontur des ersten Rings 5 sich bewegen kann. Dies ist in 2 mit den Pfeilen B dargestellt.
  • Die Montage der Anordnung erfolgt in drei Schritten. In einem ersten Schritt wird der Dichtring 7 und der erste Ring 5 auf das zweite Rohr 3 gemeinsam aufgeschoben. In einem zweiten Schritt wird der Dichtring 7 mittels des zweiten Rings 6 gegenüber dem ersten Ring 5 axial fixiert. Hierdurch wird ein Ausfädeln des Dichtrings 7 verhindert. In einem dritten Schritt wird das Ausgleichselement 1 über das V-Band 8 mit dem ersten Rohr 2 verbunden.
  • In 3 ist das Ausgleichselement 1 in einer zweiten Ausführung dargestellt. In der 4 ist ein entsprechender Schnitt entlang der Linie AA der 3 dargestellt. Die weitere Erläuterung erfolgt anhand beider Figuren. Das Ausgleichselement 1 umfasst eine erste Ringhälfte 10 und eine zweite Ringhälfte 11. Diese werden mittels einer Verschraubung 12 lösbar miteinander verbunden. Die beiden Ringhälften besitzen eine U-förmige Innenkontur. Diese Innenkontur umgreift ein flanschartiges Endstück 13 des zweiten Rohrs 3. Zur Abdichtung des ersten Rohrs 2 gegenüber der ersten Ringhälfte 10 und zweiten Ringhälfte 11 sind Kolbenringe 14 vorgesehen.
    • 1
    Ausgleichselement
    2
    Erstes Rohr
    3
    Zweites Rohr
    4
    Hosenrohr
    5
    Erster Ring
    6
    Zweiter Ring
    7
    Dichtring
    8
    V-Band
    9
    Dichtkante
    10
    Erste Ringhälfte
    11
    Zweite Ringhälfte
    12
    Verschraubung
    13
    Endstück
    14
    Kolbenring

Claims (8)

  1. Anordnung zum Verbinden eines ersten Rohrs (2) mit einem zweiten Rohr (3), welche von einem Heißgas durchströmt werden, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ausgleichselement (1) zur Aufnahme eines lateralen Versatzes zwischen dem ersten (2) und zweiten Rohr (3) angeordnet wird.
  2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgleichselement (1) einen ersten (5) und zweiten Ring (6) sowie einen Dichtring (7) umfasst.
  3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtring (7) in der Art ausgeführt wird, dass er auf dem zweiten Rohr (3) gleitet.
  4. Anordnung nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Ring (6) den Dichtring (7) in axialer Richtung fixiert und der erste Ring (5) um den Dichtring (7) und um den zweiten Ring (6) angeordnet wird.
  5. Anordnung nach einem der vorausgegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein V-Band (8) zur Verbindung des Ausgleichselements (1) mit dem ersten Rohr (2) angeordnet wird.
  6. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgleichselement (1) eine erste (10) und zweite Ringhälfte (11) umfasst.
  7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Rohr (3) ein flanschartiges Endstück (13) aufweist, welches vom Ausgleichselement (1) umfasst wird.
  8. Montageverfahren einer nach Anspruch 1 ausgeführten Anordnung, dadurch gekennzeichnet, dass in einem ersten Schritt der Dichtring (7) und der erste Ring (5) auf das zweite Rohr (3) geschoben werden, in einem zweiten Schritt mittels des zweiten Rings (6) der Dichtring (7) gegenüber dem ersten Ring (5) axial fixiert wird und in einem dritten Schritt das Ausgleichselement (1) über ein V-Band (8) mit dem ersten Rohr (2) verbunden wird.
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