DE19718406A1 - Sealing for axial compensator of exhaust pipes for internal combustion engines - Google Patents

Abstract

A double wound, or two simply wound internally tensioning disc rings(5) are fitted on the external cylindrical face(4) of the connecting piece(3). The disc rings are fitted for spring installation on the end face(6) of the bell-mouth component(2) by a corrugated spring ring(7) lying on the flange(8) of the connecting piece or on a double layered locking ring inserted in a slot in the connecting piece.

Description

Bei Abgasleitungen für Verbrennungsmotoren sind zum Aus­ gleich der unterschiedlichen Ausdehnungen, bedingt durch die hohen Temperaturschwankungen, meistens Axialaus­ gleicher erforderlich.Exhaust pipes for internal combustion engines are out equal to the different dimensions caused by the high temperature fluctuations, mostly axial same required.

Bekannt sind Axialausgleicher mit Dichtelementen, bei denen in ein Glockenteil ein Ringträgerteil axial ver­ schiebbar eingesetzt ist, wobei zur Abdichtung außen spannende, also radial federnd anliegende Doppellamellen­ ringsätze und an der Stirnfläche des Ringträgers außen spannende Lamellenringe zur Anlage kommen, die von einem Wellfederring, der sich anderseitig an der Stirnfläche des Glockenteils abstützt, zur axialen Anlage durch seine Federkraft beaufschlagt werden, siehe DE-PS 41 36 799.Axial balancers with sealing elements are known which axially ver a ring carrier part in a bell part is inserted slidably, for sealing outside exciting, radially resilient double slats ring sets and on the end face of the ring carrier outside exciting slat rings come into contact with one Corrugated spring washer, which is on the other side on the end face of the Bell part supports, for axial contact through its Spring force are applied, see DE-PS 41 36 799.

Nachteilig ist jedoch, daß die Lamellenringe und die Well­ federringe, kaum von außen gekühlt, den Abgastemperaturen, die oftmals unzulässig hoch sind, ausgesetzt werden. Die Folge davon ist, daß die Federhärte der Ringe und Well­ federringe hierdurch nachläßt oder ganz minimiert wird, sich Verkokungen ablagern und somit die erforderliche Ab­ dichtung nicht mehr vorliegt.The disadvantage, however, is that the lamellar rings and the well spring washers, hardly cooled from the outside, the exhaust gas temperatures, which are often inadmissibly high. The The consequence of this is that the spring hardness of the rings and well spring rings thereby diminishes or is completely minimized, coking deposits and thus the required ab seal is no longer present.

Außerdem wird eine Kostensenkung für Axialausgleicher bis­ heriger Art verlangt, die Anzahl der Dichtungsringe, der Bearbeitungsaufwand insbesondere für die einzustechenden Präzisionsnuten zur Aufnahme der Dichtungsringe ist zu hoch. Das Erfordernis bei dieser bekannten Ausführung, die meistens ungleichen Wandstärken der gegossenen Glocken durch Überdrehen zu egalisieren, um Verzüge und damit Undichtigkeiten zu vermeiden, verteuert zusätzlich.In addition, a cost reduction for axial balancers up to of the past requires the number of sealing rings Processing effort especially for those to be stabbed  Precision grooves for receiving the sealing rings is too high. The requirement with this known design, the mostly uneven wall thicknesses of the cast bells leveling by overturning to avoid delays and thus Avoiding leaks is also more expensive.

Der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung liegt das Problem zugrunde, einen in der Herstellung und Montage weniger aufwendigen Axialausgleicher zu schaffen, dessen Abdich­ tung so verbessert ist, daß auch sehr hohe Abgastemperatu­ ren keinen Einfluß auf die Dichtwirkung und die Erhaltung der Federkraft der Lamellenringe und der Wellfederringe haben. Außerdem soll einer Verkokung der Dichtelemente vorge­ beugt werden.The invention specified in claim 1 is the problem based, one less in the manufacture and assembly to create elaborate axial compensator, the seal tion is so improved that even very high exhaust gas temperature ren no influence on the sealing effect and the preservation the spring force of the lamellar rings and the wave spring rings to have. In addition, a coking of the sealing elements is intended be bowed.

Die mit der Erfindung erzielten preislichen und tech­ nischen Vorteile bestehen insbesondere in der Vereinfachung der konstruktiven Ausführung des Axialausgleichers und in der vereinfachten, leicht zu montierenden, nicht im heißen Gasstrom liegenden Lamellenringabdichtung, die nicht mehr durch Ausglühen Festigkeitsverluste erleidet und auch nicht mehr verkoken kann.The price and tech achieved with the invention There are particular advantages in terms of simplification the design of the axial compensator and the simplified, easy to assemble, not hot Gas flow lying lamellar ring seal that no longer suffered loss of strength from annealing and also not can coke more.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist im An­ spruch 2 angegeben. Durch diese Weiterbildung ergibt sich eine erhöhte Dichtwirkung der Innenspannenden Lamellen­ ringe.An advantageous embodiment of the invention is in the pronounced 2. This further education results an increased sealing effect of the internal clamping slats rings.

Durch die Anwendung der Erfindung bei doppelseitiger Steck- Verbindung gemäß dem Merkmal des Anspruchs 3 ist ein ver­ größerter Ausgleich der Wärmeausdehnung erreicht.By applying the invention to double-sided plug Connection according to the feature of claim 3 is a ver greater compensation of thermal expansion achieved.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Embodiments of the invention are in the drawing are shown and are described in more detail below.  

Es zeigenShow it

Fig. 1 eine Schnittdarstellung eines Axialausgleichers als Steckverbindung einer Abgasleitung, Fig. 1 is a sectional view of a Axialausgleichers as a plug connection of an exhaust pipe,

Fig. 2 eine Einzelheit Z nach Fig. 1, im vergrößerten Maß- stab dargestellt, Fig. 2 is a detail Z according to Fig. 1, shown on an enlarged yardstick,

Fig. 3 eine Alternativlösung zur Fig. 1, Fig. 3 shows an alternative solution for Fig. 1,

Fig. 4 eine Einzelheit Y nach Fig. 3, im vergrößerten Maß- stab dargestellt, Fig. 4 shows a detail Y of Fig. 3, shown on an enlarged yardstick,

Fig. 5 eine Schnittdarstellung eines Axialausgleichers als doppelseitige Steckverbindung einer Abgasleitung, Fig. 5 is a sectional view of a Axialausgleichers as double-sided plug-in connection of an exhaust pipe,

Fig. 6 eine Teilansicht auf die Windungsenden bei Doppel­ lamellenringen. Fig. 6 is a partial view of the winding ends with double lamellar rings.

Ein Axialausgleicher 1 einer Abgasleitung für Verbrennungs­ motoren weist gemäß Fig. 1 ein Glockenteil 2 und ein in dieses mit Laufsitz eingesetztes Verbindungsstück 3 auf. Auf einer Außenzylinderfläche 4 des Verbindungsstückes 3 ist ein innenspannender, doppelt gewundener Lamellenring 5 aufgesetzt, der an einer Stirnfläche 6 des Glockenteils 2 anliegt und anderseitig von einem ebenfalls auf die Außen­ zylinderfläche 4 aufgesetzten Wellfederring 7 mit dessen axialer Federkraft beaufschlagt wird. Der Wellfederring 7 kommt anderseitig an einer Stirnfläche 9 eines Bundes 8 des Verbindungsstückes 3 zur Anlage.An axial compensator 1 of an exhaust pipe for internal combustion engines has, according to FIG. 1, a bell part 2 and a connector 3 inserted into it with a sliding seat. On an outer cylindrical surface 4 of the connecting piece 3, an internal clamping, double wound lamellar ring 5 is fitted, which rests against an end face 6 of the cup portion 2 and is on the other side acted on by a likewise cylindrical surface on the exterior 4 mounted corrugated spring ring 7 with the axial spring force. The wave spring ring 7 comes to rest on the other side on an end face 9 of a collar 8 of the connecting piece 3 .

Vorzugsweise ist der doppelt gewundene Lamellenring 5 mit angeschrägten Enden und mit einem geringen Spalt von 0,1 - 0,3 mm ausgeführt, wie es später noch näher erläutert wird. The double-wound lamellar ring 5 is preferably designed with bevelled ends and with a small gap of 0.1-0.3 mm, as will be explained in more detail later.

Anstelle des doppelt gewundenen Lamellenrings 5 können auch zwei einfach gewundene nebeneinanderliegende Lamellen­ ringe mit geringem Stoßspiel von 0,1 bis 0,3 mm angewandt werden.Instead of the double-wound lamellar ring 5 , two single-wound lamellar rings lying next to one another can also be used with a small amount of backlash from 0.1 to 0.3 mm.

Dadurch, daß die innenspannenden doppelt gewundenen Lamellenringe 5 oder jeweils zwei bekannte nicht darge­ stellte einfach gewundene Lamellenringe passend auf der Außenzylinderfläche 4 mit Federspannung radial aufliegen und durch den Wellfederring 7 ständig axial an der Stirn­ fläche 6 des Glockenteils 2 zur Anlage gebracht sind, ist eine gute Abdichtung gegen den Gasaustritt, der durch den Spalt des Laufsitzes zwischen dem Glockenteil 2 und dem Verbindungsstück 3 erfolgen würde, erreicht.The fact that the inner double-wound lamellar rings 5 or two known not Darge presented simply wound lamellar rings fit radially on the outer cylindrical surface 4 with spring tension and are constantly brought axially by the corrugated spring ring 7 on the end face 6 of the bell part 2 , one good sealing against the gas outlet, which would take place through the gap of the barrel seat between the bell part 2 and the connecting piece 3 , achieved.

Diese Abdichtung bleibt bei langer Einsatz zeit im Dauer­ betrieb erhalten, da die verwendeten Lamellen- und Well­ federringe 5 bzw. 7 infolge der Kühlung, die sie durch ihre Platzierung auf der Außenzylinderfläche 4 in Verbindung mit der sie umgebenden Außenluft erfahren, nicht so heiß werden, daß sie durch Ausglühen ihre Federhärte verlieren, insbe­ sondere, weil sie aus hochwarmfestem Federstahl hergestellt sind. Außerdem unterbleibt die Verkokung, die sonst bei in Innenräumen angeordneten Dichtungsringen dieser Art zu be­ obachten ist, da die geringen Mengen der noch durch die Dichtungen entweichenden Abgase bei niedrigeren Temperatu­ ren frei abfließen.This seal remains in operation for a long period of time, since the lamellar and corrugated spring washers 5 and 7 used do not become as hot as a result of the cooling which they experience through their placement on the outer cylindrical surface 4 in connection with the surrounding air that they lose their spring hardness by annealing, especially because they are made of heat-resistant spring steel. In addition, there is no coking, which is otherwise to be observed with sealing rings of this type arranged in the interior, since the small amounts of the exhaust gases still escaping through the seals flow freely at lower temperatures.

Die Einzelheit gemäß Fig. 2 zeigt deutlich die plane An­ lage des doppelt gewundenen Lamellenrings 5 an der Stirn­ fläche 6 und die Anlage des Wellfederrings 7 an dem Lamellenring 5.The detail according to FIG. 2 clearly shows the flat position of the double-wound plate ring 5 on the end face 6 and the contact of the wave spring ring 7 on the plate ring 5 .

Ein Axialausgleicher Ia gemäß den Fig. 3 und 4 stimmt mit dem nach den Fig. 1 und 2 bis auf den Bund 8 des Verbin­ dungsstückes 3 überein, der hier durch einen in eine Nut 11 eines Verbindungsstückes 12 eingesetzten Doppellamellen-Sicherungsring 13 ersetzt ist. Hierdurch ist das Verbindungsstück 12 dem Verbindungsstück 3 gegenüber material- und damit gewichtsparend ausgeführt.A Axialausgleicher Ia according true Figs. 3 and 4 correspond to the extension piece in Figs. 1 and 2 up to the collar 8 of the Verbin 3, which is here replaced by a in a groove 11 of a connector 12 used double laminar retaining ring 13. As a result, the connecting piece 12 is made of the connecting piece 3 with respect to material and thus to save weight.

Bei einem doppelseitigen Axialausgleicher 15 gemäß der Fig. 5 als doppelseitige Steckverbindung ist der Längen­ ausgleich entsprechend vergrößert, indem ein loses Zwischenstück 17 bzw. 17a beidseitig in die Glockenteile 2 eingesetzt ist. An den Stirnflächen 6 der Glockenteile 2 liegen entsprechend dem Beispiel nach Fig. 1 beidseitig innenspannende, doppelt gewundene Lamellenringe 5 an, die mittels Wellfederringen 7 federnd beaufschlagt sind. Die Lamellenringe 5 können auch in diesem Falle durch zwei innenspannende, einfach gewundene Lamellenringe ersetzt werden. Durch den Einsatz der Zwischenstücke 17, 17a liegt bei diesem doppelseitigen Axialausgleicher ein zweifacher Längenausgleich vor.In double-sided Axialausgleicher 15 of FIG. 5 as a double-sided plug-in connection of the lengths enlarged compensating accordingly by a loose intermediate piece 17 is inserted or 17 a both sides into the parts of 2 bells. Example 1 lie on the end surfaces 6 of the bell 2 parts corresponding to Fig. On both sides inside tensioning, double wound lamellar rings 5 which are resiliently urged by means of a corrugated spring rings 7. The lamellar rings 5 can also be replaced in this case by two internal, lathed lamellar rings. Through the use of the intermediate pieces 17 , 17 a, there is a double length compensation in this double-sided axial compensator.

Bei der Ausführung gemäß der oberen Hälfte der Fig. 5 weist das Zwischenstück 17 zur Anlage der Wellfederringe 7 Stirnflächen 9 eines Mittelbereichs 14 auf. Bei der unte­ ren Hälfte der Fig. 5 ist ein Zwischenstück 17a angewandt, bei dem die Stirnflächen 9, wie es zur Fig. 3 beschrieben wurde, durch Doppellamellen-Sicherungsringe 13 ersetzt sind, so daß auch hier die Material- und Gewichtersparnisse erreicht sind.In the embodiment according to the upper half of FIG. 5, the intermediate piece 17 has end faces 9 of a central region 14 for the contact of the wave spring rings 7 . In the lower half of FIG. 5, an intermediate piece 17 a is applied, in which the end faces 9 , as described for FIG. 3, are replaced by double-lamellar locking rings 13 , so that the material and weight savings are achieved here as well .

Gemäß Fig. 6 sind Abschlußflächen 18 von Windungen 19 des doppelt gewundenen Lamellenrings 5 der Form eines verkröpften mittleren Ringstückes 20 angepaßt, bei einem Spalt 21 in der Größe von 0,1-0,3 mm.Referring to FIG. 6 end surfaces are adapted 18 of turns 19 of the double-wound lamellar ring 5 the form of a cranked middle ring piece 20 mm with a gap 21 on the order of 0.1-0.3.

Claims (4)

1. Abdichtung für Axial-Ausgleicher von Abgasleitungen für Verbrennungsmotoren, bei der ein Verbindungsstück (3) mit Laufsitz in ein Glockenteil (2) eingesetzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Außenzylinderfläche (4) des Verbindungsstückes (3) ein doppelt gewundener, innenspannender Lamellenring (5) oder zwei einfach ge­ wundene, innenspannende Lamellenringe aufgesetzt ist bzw. sind, der oder die durch einen axial wirkenden, an dem Bund (8) des Verbindungsstückes (3) oder an einem in eine Nut (11) des Verbindungsstückes (12) eingesetztem Doppellamellen-Sicherungsring (13) anlie­ genden Wellfederring (7) an die Stirnfläche (6) des Glockenteils (2) zur federnden Anlage gebracht wird bzw. werden.1. Seal for axial compensators for exhaust pipes for internal combustion engines, in which a connecting piece ( 3 ) with a seat in a bell part ( 2 ) is used, characterized in that on the outer cylindrical surface ( 4 ) of the connecting piece ( 3 ) a double-wound, internal tensioning Lamellar ring ( 5 ) or two simply wound internal clamping lamellar rings is or are placed by an axially acting, on the collar ( 8 ) of the connecting piece ( 3 ) or on a in a groove ( 11 ) of the connecting piece ( 12 ) inserted double lamella circlip ( 13 ) lying wave spring ring ( 7 ) on the end face ( 6 ) of the bell part ( 2 ) for resilient contact. 2. Abdichtung für Axialausgleicher von Abgasleitungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Anwendung eines doppelt gewundenen Lamellenrings (5) die der Form des verkröpften Ringstückes (20) angepaßten Abschluß­ flächen (18) einen Spalt (21) von 0,1-0,3 mm zum Ring­ stück (20) aufweisen.2. Sealing for axial compensators of exhaust pipes according to claim 1, characterized in that when using a double-wound lamellar ring ( 5 ) the shape of the cranked ring piece ( 20 ) adapted end faces ( 18 ) a gap ( 21 ) of 0.1-0 , 3 mm to the ring piece ( 20 ). 3. Abdichtungen für Axialausgleicher von Abgasleitungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Anwen­ dung einfach gewundener Lamellenringe das Stoßspiel 0,1 bis 0,3 mm beträgt. 3. Seals for axial compensators in exhaust pipes according to claim 1, characterized in that for users simply winding lamellar rings 0.1 to 0.3 mm.   4. Abdichtung für Axialausgleicher von Abgasleitungen nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem doppelseitigen Axialausgleicher (15) zwischen den Stirnflächen (6) der Glockenteile (2) und den Stirn­ flächen (9) eines Zwischenstücks (17) bzw. zwischen den Stirnflächen (6) der Glockenteile (2) und den in Nuten (11) eines Zwischenstücks (17a) eingesetzten Doppel­ lamellen-Sicherungsringe (13), jeweils ein Lamellenring (5) durch einen Wellfederring (7) zur federnden Anlage gebracht ist.4. Sealing for axial compensators for exhaust pipes according to claims 1 to 3, characterized in that in a double-sided axial compensator ( 15 ) between the end faces ( 6 ) of the bell parts ( 2 ) and the end faces ( 9 ) of an intermediate piece ( 17 ) or between the end faces ( 6 ) of the bell parts ( 2 ) and in the grooves ( 11 ) of an intermediate piece ( 17 a) double lamellar locking rings ( 13 ), one lamellar ring ( 5 ) is brought through a corrugated spring washer ( 7 ) for resilient contact .