DE19901663A1 - Rohrkupplung - Google Patents

Abstract

Eine bekannte Rohrkupplung hat eine spannbare Schelle (5) mit einer am Umfang der in die Rohrkupplung eingeführten Rohre (1, 2) andrückbaren Dichtungseinrichtung (14) und eine sich innerhalb der Schelle über den größten Umfangsteil der Dichtungseinrichtung (14) erstreckende Halterungseinrichtung (15) für die Dichtungseinrichtung (14). Bei dieser Rohrkupplung erstreckt sich die Dichtungseinrichtung axial über den Spalt zwischen den Rohren. Sie ist daher materialaufwendig und einem durch die Rohre strömenden aggressiven Fluid hoher Temperatur unmittelbar ausgesetzt. Um mit weniger Dichtungsmaterial auszukommen und die Dichtungseinrichtung vor dem Fluid zu schützen, besteht sie erfindungsgemäß aus zwei Dichtungsringen (14), die jeweils einem der Rohre (1, 2) zugeordnet sind. Der Halterungseinrichtung (15) liegt eine Hülse (16) mit aufgeweiteten Abschnitten (17), die jeweils an der einen Stirnseite der Dichtringe (14) anliegen. Die Halterungseinrichtung (15) hat nach innen offene Nuten (21), die mit ihrer einen Seitenwand (22) jeweils an den axial inneren Seiten der Hülsenabschnitte (17) anliegen und mit ihrer anderen Seitenwand (23) beim Spannen der Schelle (15) eine axiale Kraft auf die anderen Stirnseiten der Dichtringe (14) ausüben, so daß die Dichtringe gegen die Rohre gedrückt werden.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Rohrkupplung für Rohre mit unprofilierten Endabschnitten, die, mit ihren freien Enden einander zugekehrt, verbunden werden sol­ len, mit nur einer unter Verringerung ihres Durchmes­ sers durch eine Schraubverbindung spannbaren, in Um­ fangsrichtung unterbrochenen Schelle, mit einer durch das Spannen der Schelle am Umfang der in die Rohrkupp­ lung eingeführten Endabschnitte andrückbaren Dichtungs­ einrichtung aus verformbarem Material, wobei sich über den größten Teil des Umfangs der Dichtungseinrichtung eine Halterungseinrichtung für die Dichtungseinrichtung erstreckt.

Bei einer bekannten Rohrkupplung dieser Art, wie sie beispielsweise der US-Patentschrift 3 116 078 zu ent­ nehmen ist, bildet die Dichtungseinrichtung eine den Spalt zwischen den einander zugekehrten Enden der in die Rohrkupplung eingeführten Rohre überbrückende Man­ schette aus Gummi oder gummiartigem Material, deren ra­ dial innere Seite mit dem durch die Rohre fließenden Fluid in Berührung kommen kann. Bei Verwendung der Rohrkupplung für Rohre, durch die Fluide geleitet wer­ den, die eine sehr hohe Temperatur haben und/oder ag­ gressiv sind, z. B. die Abgase in Abgasrohrleitungen, insbesondere von Verbrennungskraftmaschinen, muß die Dichtungsmanschette daher aus kostspieligem Material hergestellt sein, das solchen Fluiden hinreichend lange standhält. Herkömmliche Elastomere sind hierfür unge­ eignet. Da die Enden der zu verbindenden Rohre nicht in jedem Falle unmittelbar aneinander anliegen, sondern häufig einen verhältnismäßig großen Abstand voneinander haben, ist zur Herstellung der Dichtungsmanschette eine verhältnismäßig große Menge an kostspieligem Dichtungs­ material erforderlich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Rohr­ kupplung der vorstehend genannten Art anzugeben, die bei geringerem Materialaufwand für die Dichtungsein­ richtung eine hohe Dichtigkeit der Verbindung und län­ gere Lebensdauer der Dichtungseinrichtung, insbesondere bei höheren Temperaturen, sicherstellt.

Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Dichtungseinrichtung aus zwei Dichtringen besteht, die jeweils einem der Rohre zugeordnet sind, daß inner­ halb der Halterungseinrichtung eine über ihren Umfang geschlossene Hülse mit schräg nach außen zu den Dicht­ ringen hin umgebogenen Abschnitten angeordnet ist, die jeweils an der einen Stirnseite der Dichtringe anlie­ gen, daß die Halterungseinrichtung zwei nach innen of­ fene, sich in Umfangsrichtung erstreckende, im Quer­ schnitt V-förmige, entsprechend der Halterungseinrich­ tung unterbrochene Nuten aufweist, die mit ihrer einen Seitenwand jeweils an den einander zugekehrten Seiten der umgebogenen Abschnitte der Hülse anliegen und mit ihrer anderen Seitenwand beim Spannen der Schelle je­ weils eine axiale Kraft auf die anderen Stirnseiten der Dichtringe ausüben.

Bei dieser Lösung kommt man mit weniger Dichtungsmate­ rial als bisher aus, unabhängig davon, wie weit die En­ den der verbundenen Rohre auseinanderliegen. Die Dicht­ ringe sind weitgehend eingekammert und kommen daher weitgehend nicht mit dem Fluid in den Rohrleitungen in Berührung. Man ist daher relativ frei in der Wahl des Dichtungsmaterials. Darüber hinaus wird beim Spannen der Schelle eine Axialkraft auf die Stirnseiten der Dichtringe ausgeübt, die bewirkt, daß das Dichtungsma­ terial radial nach innen ausweicht und mit entsprechend hohem Druck gegen die Rohre gedrückt wird. Die Dichtig­ keit der Verbindung ist daher auch bei hohen Innendrüc­ ken der Rohre gewährleistet. Diese Rohrkupplung ist so­ mit besonders für Abgasrohre von Verbrennungsprozessen, insbesondere von Verbrennungskraftmaschinen in Kraft­ fahrzeugen, geeignet.

Vorzugsweise ist dafür gesorgt, daß zwischen den von einander abgekehrten Stirnseiten der Dichtringe und den diesen Stirnseiten gegenüberliegenden Seitenwänden der Nuten jeweils ein konischer, an jeweils einer dieser Stirnseiten der Dichtringe und der ihr gegenüberliegen­ den Seitenwand der Nuten anliegender, geschlossener Ab­ deckring angeordnet ist. Diese Abdeckringe stellen si­ cher, daß die Dichtringe auch im Bereich einer oder mehrerer Umfangs-Unterbrechungen der Schelle bzw. eines Schellenbandes und der Halterungseinrichtung, wie sie zur Verringerung des Durchmessers der Schelle und der Halterungseinrichtung beim Spannen erforderlich sind, auch auf ihren axial äußeren Stirnseiten gegenüber ag­ gressiven Fluiden, wie Luftsauerstoff und/oder streu­ salzhaltigem Schnee-Schmelzwasser, dem Abgasrohranlagen von Straßen-Kraftfahrzeugen ausgesetzt sein können, weitgehend geschützt sind.

An den umgebogenen Abschnitten der Hülse und den Ab­ deckringen können einander radial außerhalb des Dich­ trings, an dem sie anliegen, überlappende axiale Endab­ schnitte ausgebildet sein. Hierbei sind die Dichtringe auch auf ihrer radial äußeren Seite über ihren gesamten Umfang durch die sich überlappenden axialen Endab­ schnitte gegenüber aggressiven Fluiden geschützt. Gleichzeitig erleichtern diese Endabschnitte eine Zen­ trierung der Hülse und Abdeckringe bei der Montage der Rohrkupplung. Die radial inneren dieser axialen Endab­ schnitte können gleichzeitig als Anschlag zur Begren­ zung der axialen Verpressung der Dichtringe wirken.

Ferner kann dafür gesorgt sein, daß die Halterungsein­ richtung in jedem ihrer beiden Endabschnitte zwei radi­ al nach innen gerichtete Wellenberge bildet, deren ein­ ander benachbarte Seitenwände die Seitenwände jeweils einer der Nuten bilden. Dies ermöglichst eine einfache Ausbildung der Nuten. Hierbei kann die Schelle selbst die Halterungseinrichtung bilden.

Alternativ ist es aber auch möglich, daß die Halte­ rungseinrichtung als eine in Umfangsrichtung unterbro­ chene Manschette innerhalb der Schelle ausgebildet ist. Eine solche Manschette läßt sich leicht aus gegenüber aggressiven Fluiden widerstandsfähigem Blech, insbeson­ dere Metallblech, formen, das dünnwandig ist und den­ noch hohen Spannkräften standhält.

Eine Weiterbildung kann darin bestehen, daß zwischen der axial äußeren Seitenwand jedes axial äußeren der radial nach innen gerichteten Wellenberge und einem zur axialen Mittelachse der Rohrkupplung an jedem axialen Ende der Schelle umgebogenen, mit wenigstens einer Un­ terbrechung versehenen Flansch ein weitgehend konischer Sicherungsring angeordnet ist, der an seinem radial in­ neren Rand mit Krallen für den Eingriff ins Rohrmateri­ al versehen ist und mit seinem radial inneren Randbe­ reich an der axial äußeren Seitenwand des axial äußeren Wellenbergs der radial nach innen gerichteten Wellen­ berge anliegt. Solche Sicherungsringe erhöhen die axia­ le Belastbarkeit der Verbindung der Rohre bei hohen In­ nendrücken, wobei sich die Sicherungsringe mit zuneh­ mendem Innendruck unter radialer Aufrichtung immer fe­ ster im Rohrmaterial verkrallen.

Eine andere Weiterbildung kann darin bestehen, daß die axial äußere Seitenwand jedes axial äußeren Wellenbergs der radial nach innen gerichteten Wellenberge in einen radial nach außen gerichteten, abgeflachten Wellenberg übergeht und in der axial äußeren Biegung des radial nach außen gerichteten Wellenbergs und an dem radial inneren Abschnitt der axial äußeren Seitenwand jedes axial äußeren Wellenbergs der radial nach innen gerich­ teten Wellenberge ein weitgehend konischer Sicherungs­ ring anliegt, der an seinem radial inneren Rand mit Krallen für den Eingriff ins Rohrmaterial versehen ist. Bei dieser Ausbildung haben die Sicherungsringe die gleiche Wirkung wie bei der vorstehend geschilderten Weiterbildung, nur daß die Flansche an den axialen En­ den der Schelle entfallen können, um die Schelle flexi­ bler zu gestalten, aber auch zusätzlich vorgesehen sein könnten.

Vorzugsweise weist die Halteeinrichtung wenigstens eine Längenausgleichwellung auf. Diese Längenausgleichwel­ lung ermöglicht einen Ausgleich einer beim Spannen der Schelle auftretenden Längenänderung der Halterungsein­ richtung.

Vorzugsweise hat die Längenausgleichwellung radiale Durchbrüche. Diese Durchbrüche erhöhen die Biegsamkeit der Längenausgleichwellung und erleichtern dadurch das Spannen der Schelle.

Die Dichtringe sollten aus hitzebeständigem Material bestehen. Vorzugsweise sollten sie Temperaturen von bis zu 1.000°C standhalten, wie sie beispielsweise in Ab­ gasrohren von Verbrennungskraftmaschinen auftreten kön­ nen.

Besonders geeignet sind Dichtringe aus einem der fol­ genden Materialien: Graphit mit darin eingebetteten Ringlamellen aus Metall; kalt verformbares Metall, wie Kupfer oder Aluminium; und elastomeres Material. Dicht­ ringe aus Graphit und/oder leicht verformbarem Metall halten sehr hohen Temperaturen stand und können dennoch unter den durch die Einspannkraft der Schelle bewirkten Axialkräften aufgrund ihrer axialen Zusammendrückung radial nach innen ausweichen und gegen die Rohre drüc­ ken.

Ferner ist es günstig, wenn die aus kaltverformbarem Metall bestehenden Dichtringe auf ihrer radial inneren Seite mit Krallen für den Eingriff ins Rohrmaterial versehen sind. Sie tragen dann zusätzlich zu den Siche­ rungsringen oder, wenn diese nicht vorhanden sind, al­ lein zur Axialsicherung der Verbindung bei.

Die Hülse kann ferner ein radiales Loch aufweisen, an dessen Rand ein Rohrstück befestigt ist, das durch ko­ axiale Löcher in der Schelle und der Halterungseinrich­ tung zugänglich oder herausgeführt ist. Durch dieses Rohrstück, z. B. in Form einer Gewindebuchse, kann ein Meßfühler, z. B. ein Gasfühler, insbesondere eine Lambdasonde eines Kraftfahrzeug-Abgas-Katalysators, eingeführt werden. Es ist aber auch möglich, das Rohr­ stück als Abzweigrohr zu verwenden oder mit einem Ab­ zweigrohr zu verbinden.

Vorzugsweise weist die Schraubverbindung nur eine Spannschraube auf. Dadurch entfallen nicht nur zusätz­ liche Spannschrauben, sondern die Schraubverbindung ist auch einfach zu bedienen. Dennoch kann eine hohe Spann­ kraft ausgeübt werden, insbesondere wenn die Spann­ schraube in Bolzen oder Hülsen, die in Schlaufen an den Enden eines Spannbandes der Schelle drehbar gelagert sind, quer eingreift. Die Spannkraft der Schelle ver­ teilt sich hierbei gleichmäßig auf die beiden Dichtrin­ ge, wobei sie - auch bei Ausübung einer geringeren Spannkraft mittels der Spannschraube - aufgrund ihrer relativ geringen axialen Breite mit hoher Flächenpres­ sung an die Rohre gedrückt werden.

Die Rohrkupplung ist im Verhältnis zum Nenndurchmesser der zu verbindenden Rohre so ausgelegt, daß sie im ge­ spannten Zustand, bis auf die Dichtringe und gegebenen­ falls vorhandene Sicherungsringe, einen minimalen ra­ dialen Abstand von den Rohren aufweist. Dadurch wird bei heißen Fluiden sichergestellt, daß nur eine geringe Wärmeübertragung in die Schelle und insbesondere die Schraubverbindung erfolgt, so daß sich letztere nicht aufgrund von Erschütterungen und Wärmedehnungen löst.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung besteht außerdem darin, daß die Halterungseinrichtung an der Schelle in einer Drehwinkellage relativ zur Schelle befestigt ist, in der Umfangsunterbrechungen der Schelle und der Halte­ rungseinrichtung einander nicht überdecken. Auf diese Weise wird ein unmittelbares Eindringen von Verunreini­ gungen auf die Innenseite der Halterungseinrichtung weitgehend verhindert.

Die Erfindung und ihre Weiterbildungen werden nachste­ hend anhand der beiliegenden Zeichnungen bevorzugter Ausführungsbeispiel näher beschrieben. Hierin zeigen:

Fig. 1 eine Axialansicht eines ersten Ausführungs­ beispiels einer erfindungsgemäßen Rohrkupp­ lung,

Fig. 2 eine radiale Ansicht der Rohrkupplung nach Fig. 1, teilweise im Axialschnitt, mit in die Rohrkupplung axial eingeführten Endabschnit­ ten der zu verbindenden Rohre, wobei die Rohrkupplung in der linken Hälfte der Figur im gespannten und in der rechten Hälfte im ungespannten Zustand dargestellt ist,

Fig. 3 ein etwas gegenüber dem ersten Ausführungs­ beispiel abgewandeltes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Rohrkupplung,

Fig. 4 ein gegenüber dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 abgewandeltes Ausführungsbeispiel ei­ ner erfindungsgemäßen Rohrkupplung,

Fig. 5 einen Axialschnitt durch einen Dichtring der Ausführungsbeispiele nach den Fig. 1 bis 4 in vergrößertem Maßstab und

Fig. 6 bis 8 andere Ausführungsformen der Dichtringe einer erfindungsgemäßen Rohrkupplung im Axialschnitt und vergrößertem Maßstab.

Das Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Rohrkupp­ lung nach den Fig. 1 und 2 dient zum Verbinden von Roh­ ren 1 und 2 (Fig. 2) mit unprofilierten Endabschnitten 3 und 4, die, mit ihren freien Enden einander zuge­ kehrt, verbunden werden sollen, insbesondere von Abgas­ rohren von Verbrennungskraftmaschinen an der Anschluß­ stelle des Schalldämpfers oder Katalysators.

Die Rohrkupplung hat eine Schelle 5. Die Schelle 5 ist unter Verringerung ihres Durchmessers durch eine Schraubverbindung 6 spannbar und hat ein Spannband 7, das an seinen Enden zu Schlaufen 8 umgebogen ist, die am Hauptteil des Spannbandes 7 durch Punktschweißungen 9 befestigt sind. In den Schlaufen 8 sind Hülsen 10 oder, anstelle der Hülsen, massive Bolzen drehbar gela­ gert. Die Schraubverbindung 6 enthält nur eine Spann­ schraube 6a, die quer in die Hülsen 10 oder Bolzen ein­ greift, wobei sie koaxiale Querlöcher der Hülse 10, die rechts in Fig. 1 dargestellt ist, bzw. ein Querloch ei­ nes Bolzens durchsetzt und in koaxiale Gewindelöcher der linken Hülse 10 bzw. eine Gewindebohrung des linken Bolzens eingeschraubt ist. Zwischen den Schlaufen 8 hat die Schelle 5 mithin eine Unterbrechung 11 in.Form ei­ nes axial durchgehenden Schlitzes. An jedem axialen En­ de ist die Schelle 5 bzw. das Schellenband 7 mit einem zur axialen Mittelachse 25 der Rohrkupplung umgebogenen Flansch 12 versehen, der eine Unterbrechung 13 in Form eines radialen Schlitzes oder mehrerer solcher Unter­ brechungen aufweist, um das Aufbiegen der Schelle 5 und damit das Einsetzen weiterer Bauteile der Rohrkupplung in die Schelle 5 zu erleichtern.

So enthält die Schelle 5 eine Dichtungseinrichtung aus zwei verformbaren, geschlossenen Dichtringen 14 und ei­ ne sich innerhalb der Schelle 5 über den größten Teil des Umfangs der Dichtringe 14 erstreckende Halterungs­ einrichtung 15 für die Dichtringe 14. Die Dichtringe 14 sind jeweils einem der Rohre 1, 2 zugeordnet. Innerhalb der Halterungseinrichtung 15 ist ferner eine über ihren Umfang geschlossene, zylindrische Hülse 16 (Fig. 2) mit schräg nach außen zu den Dichtringen 14 hin umgebogenen Abschnitten 17 angeordnet. Die Abschnitte 17 liegen je­ weils an der axial inneren Stirnseite der Dichtringe 14 an. Die Halterungseinrichtung 15 besteht aus einer ver­ hältnismäßig dünnwandigen Manschette aus Stahl und weist zwei Halbschalen 18 mit zwei Unterbrechungen in Umfangsrichtung auf. Die Halterungseinrichtung 15 ist im Bereich wenigstens einer Halbschale 18 an der Schel­ le 5 in einer solchen Drehwinkellage relativ zur Schel­ le 5 befestigt, z. B. durch eine Punktschweißung 20, daß die Unterbrechungen 11, 13 der Schelle 5 und die Unter­ brechungen 19 der Halterungseinrichtung 15 einander nicht überdecken, um den Eintritt von Schmutz und/oder eines aggressiven Fluids, insbesondere Luftsauerstoff, von den Axialseiten der Rohrkupplung her in das Innere der Halterungseinrichtung 15 weitgehend zu vermeiden. Die Halterungseinrichtung 15 hat ferner zwei nach innen offene, sich in Umfangsrichtung erstreckende, im Quer­ schnitt etwa V-förmige, entsprechend der Halterungsein­ richtung 15 unterbrochene Nuten 21, die mit ihrer einen Seitenwand 22 jeweils an den einander zugekehrten Sei­ ten der umgebogenen Abschnitte 17 der Hülse 16 anliegen und mit ihrer anderen Seitenwand 23 beim Spannen der Schelle 5 jeweils eine axiale Kraft auf die anderen Stirnseiten der Dichtringe 14 ausüben. Zwischen den voneinander abgekehrten Stirnseiten der Dichtringe 14 und den diesen Stirnseiten gegenüberliegenden Seiten­ wänden 23 der Nuten 21 ist jeweils ein konischer Ab­ deckring 24 angeordnet. Die Abdeckringe 24 liegen je­ weils an einer der Stirnseiten der Dichtringe 14 und der ihr gegenüberliegenden Seitenwand 23 der Nuten 21 an. Die umgebogenen Abschnitte 17 der Hülse 16, die Seitenwände 22 und 23 der Nuten 21 sowie die Abdeckrin­ ge 24 haben alle den gleichen Neigungswinkel gegenüber senkrecht zu einer axialen Mittelachse 25 stehenden Querebenen, die jeweils mit einer Mittelebene der Dichtringe 14 bzw. der Nuten 21 zusammenfallen. Dieser Neigungswinkel liegt zwischen 15 und 25° und beträgt vorzugsweise etwa 20°.

An den umgebogenen Abschnitten 17 der Hülse 16 und den Abdeckringen 24 sind einander radial außerhalb des Dichtrings 14, an dem sie anliegen, überlappende axiale Endabschnitte 26 bzw. 27 ausgebildet.

Die Halterungseinrichtung 15 hat ferner in jedem ihrer beiden Endabschnitte zwei radial nach innen gerichtete Wellenberge 28 und 29, deren einander benachbarte Sei­ tenwände die Seitenwände 22 und 23 jeweils einer der Nuten 21 bilden. Die axial äußere Seitenwand 30 jedes axial äußeren Wellenbergs 29 der radial nach innen ge­ richteten Wellenberge 28, 29 geht in einen radial nach außen gerichteten, abgeflachten Wellenberg 31 über. Zwischen der axial äußeren Seitenwand 30 der radial nach innen gerichteten Wellenberge 28, 29 und jeweils den Flanschen 12 ist jeweils ein weitgehend konischer Sicherungsring 32 angeordnet. Jeder Sicherungsring 32 ist an seinem radial inneren Rand mit Krallen 33 für den Eingriff in das Rohrmaterial versehen und liegt mit seinem radial inneren Randabschnitt an der axial äuße­ ren Seitenwand 30 des axial äußeren Wellenbergs 29 an.

Der radial äußere Rand der Sicherungsringe 32 liegt je­ weils in der axial äußeren Biegung des radial nach au­ ßen gerichteten Wellenbergs 31 an. Die Flansche 12 der Schelle 5 liegen jeweils an den axial äußeren Seiten­ wänden 34 der axial äußeren Wellenberge 31 an. Es ist aber auch möglich, entweder die Seitenwände 34 wegzu­ lassen, so daß sich die Sicherungsringe 32 in den Bie­ gungen der Flansche 12 abstützen, oder die Flansche 12 wegzulassen.

In der axialen Mitte ist die Halterungseinrichtung 15 mit einer Längenausgleichwellung 35 versehen, die ra­ diale Durchbrüche 36 in rechteckiger Form aufweist.

Die Dichtringe 14 bestehen aus hitzebeständigem Materi­ al. das Temperaturen von bis zu 1.000°C standhält. Wie Fig. 5 deutlicher zeigt, bestehen die Dichtringe 14 aus Graphit 37 und darin eingebetteten, parallelen Ringla­ mellen 38 aus Metall, vorzugsweise Stahl. Anstelle von Stahl kann auch ein weicheres Metall, wie Kupfer oder Aluminium, verwendet werden.

Beim Spannen der Schelle 5 mittels der Spannschraube 6a nach dem Einführen der Rohre 1 und 2 in axialer Rich­ tung in die Rohrkupplung verringert sich der Schellen­ durchmesser, so daß auch die Halterungseinrichtung 15 aus der in Fig. 2 rechts dargestellten Lage in die in Fig. 2 links dargestellte Lage nach innen wandert und dabei mittels der Seitenwänden 22 und 23 der Nuten 21 eine axial wirkende Kraft gegensinnig auf die Abschnit­ te 17 und die Abdeckringe 24 ausübt. Die Abschnitte 17 und Abdeckringe 24 werden dadurch axial unter weiterer Überlappung ihrer Endabschnitte 26 und 27 bis zur Anla­ ge des jeweiligen Endabschnitts 26 an der Seitenwand des benachbarten Abdeckrings 24 zusammengedrückt, wobei das Material der Dichtringe 14, insbesondere der Gra­ phit 37, unter Verformung radial nach innen an das je­ weilige Rohr 1, 2 gedrückt wird. Die Anlage der Endab­ schnitte 26 an der Seitenwand des benachbarten Abdeck­ rings 24 begrenzt dabei die Verformung des jeweiligen Dichtrings 14. Die Abschnitte 17 und die Abdeckringe 24 bewirken hierbei eine radiale Führung der Seitenwände 22, 23 der Nuten 21, ohne die Dichtringe 14 durch Rei­ bung zu beanspruchen. Die Hülse 16 und ihre Abschnitte 17 stellen gleichzeitig sicher, daß ein heißes und/oder aggressives Fluid, das durch die Rohre 1, 2 strömt, nicht großflächig mit den Dichtringen 14 in Berührung kommt. Die Abdeckringe 24 verhindern zusätzlich, daß von außen her ein aggressives Fluid, insbesondere Luftsauerstoff, durch die Unterbrechungen 19 hindurch mit den Dichtringen 14 in Berührung kommt.

Beim Spannen der Schelle 5 werden ferner die Abdeckrin­ ge 24 axial zur Mitte hin verschoben, wobei sich gleichzeitig die axiale Länge der Halterungseinrichtung 15 etwas verringert. Diese Längenänderung wird durch die Längenausgleichwellung 35 ausgeglichen, soweit die übrigen Wellungen der Halterungseinrichtung 15 aufgrund ihrer hohen Steifigkeit keinen solchen Längenausgleich zulassen. Durch die Durchbrüche 36 in der Längenaus­ gleichwellung 35 wird diese besonders leicht biegsam, da sie nur durch die zwischen den Durchbrüchen 36 ver­ bleibenden axialen Stege gebildet wird.

Die Sicherungsringe 32 werden gleichzeitig beim Spannen der Schelle 5 mit ihren Krallen 33 tiefer in das Rohr­ material gedrückt, so daß durch den Innendruck der Roh­ re 1, 2 auf diese ausgeübte axiale Kräfte, die bestrebt sind, die Rohre 1, 2 axial auseinanderzudrücken, durch die Sicherungsringe 32 aufgenommen werden. Aufgrund der weitgehend konischen Form der Sicherungsringe 32 sind diese, bei einer Axialbewegung der Rohre 1, 2 nach au­ ßen, bestrebt, sich etwas weiter in die senkrechte Lage aufzurichten, so daß sie mit zunehmendem Innendruck der Rohre mit ihren Krallen 33 um so tiefer in das Rohrma­ terial gepreßt werden und damit gleichzeitig die axiale Zugbelastbarkeit der Rohrverbindung erhöhen. Die Siche­ rungsringe 32 sind, wie Fig. 1 zeigt, mit ihrer Unter­ brechung 39 in einer solchen Drehwinkellage relativ zur Halterungseinrichtung 15 eingesetzt, daß sie die eine Unterbrechung 19 an jedem Ende der Halterungseinrich­ tung 15 abdecken.

Die Ausführungsform der erfindungsgemäßen Rohrkupplung nach Fig. 3 unterscheidet sich von der nach den Fig. 1 und 2 lediglich dadurch, daß die Hülse 16 ein radiales Loch 40 aufweist, an dessen Rand ein Rohrstück 41 mit Innengewinde befestigt ist, das durch koaxiale Löcher 42 und 43 in der Schelle 5 und der Halterungseinrich­ tung 15 zugänglich ist. Durch die Löcher 42, 43 hin­ durch kann ein Meßfühler in das Gewinde des Rohrstücks 41 eingeschraubt werden, z. B. ein Gasfühler, insbeson­ dere eine Lambdasonde, wenn es sich bei den Rohren 1 und 2 um Abgasrohre einer Verbrennungskraftmaschine handelt, wobei beispielsweise das Rohr 1 mit der Ver­ brennungskraftmaschine und das Rohr 2 mit einem Schall­ dämpfer verbunden ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist zwar keine Längenausgleichwellung, wie die Län­ genausgleichwellung 35 bei dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 und 2 dargestellt, sie kann jedoch ebenfalls vorhanden sein.

Das Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Rohrkupp­ lung nach Fig. 4 unterscheidet sich von dem nach Fig. 3 wiederum nur dadurch, daß ein Rohrstück 44 am Rand des Loches 40 befestigt und durch die Löcher 42, 43 radial nach außen herausgeführt ist. Bei diesem Rohrstück 44 kann es sich um ein Abzweigungsrohrstück oder einen An­ schlußstutzen handeln.

Eine weitere Abwandlung kann darin bestehen, daß die Schelle 5 selbst mit Wellungen entsprechend den Wellun­ gen 28, 29 versehen ist, so daß sie gleichzeitig als Halterungseinrichtung wirkt und die als separate Man­ schette ausgebildete Halterungseinrichtung 15 entfällt.

Die Fig. 6, 7 und 8 stellen Abwandlungen der Dichtringe 14 dar.

Der Dichtring 14a nach Fig. 6 besteht aus einem leicht kalt verformbaren Metall, wie Kupfer oder Aluminium. Vorzugsweise hat er an seiner radial inneren Dichtflä­ che Zähne 45, von denen zur Vereinfachung der Darstel­ lung die meisten nur als Punkte dargestellt sind. Die Zähne 45 werden beim Spannen der Schelle 5 in das Mate­ rial der Rohre 1, 2 gedrückt und tragen daher zusätz­ lich zur Axialsicherung der Rohre 1, 2 bei, wobei die Sicherungsringe 32 auch entfallen können.

Der Dichtring 14b nach Fig. 7 besteht aus einem hitze­ beständigen elastomeren Kunststoff. Statt des etwa tra­ pezförmigen Querschnitts, wie im Falle der Fig. 5 und 7, kann der Querschnitt des Dichtrings 14b auch kreis­ förmig sein.

Auch der Dichtring 14c nach Fig. 8 besteht aus einem hitzebeständigen, elastomeren Kunststoff, hat jedoch auf seiner radial inneren Dichtfläche umlaufende Dicht­ lippen 46.

Weitere Abwandlungen der Dichtringe können darin beste­ hen, daß sie hohl mit kreisförmigem oder C-förmigem Querschnitt aus leicht verformbarem Metall, z. B. Kupfer oder Aluminium, ausgebildet sind.

Im gespannten Zustand hat die Rohrkupplung, bis auf die Dichtringe 14, 14a-14c und die gegebenenfalls vorhande­ nen Sicherungsringe 32, einen minimalen radialen Ab­ stand von den Rohren 1, 2. Dadurch wird sichergestellt, daß nur eine geringe Wärmemenge von den Rohren 1, 2, wenn sie von heißem Fluid durchströmt werden, in die Rohrkupplung übertragen wird. Das Luftpolster zwischen Hülse 16, Halterungseinrichtung 15 und Schelle 5 trägt ebenfalls in vorteilhafter Weise dazu bei, daß die Fluidtemperatur nicht vollständig auf die einzelnen Bauteile, bis hin zur Spannschraube 6a, übertragen wird, da die Luft als Isolator wirkt.

Claims (17)

1. Rohrkupplung für Rohre (1; 2) mit unprofilierten Endabschnitten (3, 4), die, mit ihren freien Enden einander zugekehrt, verbunden werden sollen, mit nur einer unter Verringerung ihres Durchmessers durch eine Schraubverbindung (6) spannbaren, in Umfangsrichtung unterbrochenen Schelle (5), mit einer durch das Spannen der Schelle (5) am Umfang der in die Rohrkupplung eingeführten Endabschnitte (3, 4) andrückbaren Dichtungseinrichtung (14; 14a- 14c) aus verformbarem Material, wobei sich über den größten Teil des Umfangs der Dichtungseinrich­ tung (14; 14a-14c) eine Halterungseinrichtung (15) für die Dichtungseinrichtung (14; 14a-14c) er­ streckt, dadurch gekennzeichnet, daß die Dich­ tungseinrichtung aus zwei Dichtringen (14; 14a-14c) besteht, die jeweils einem der Rohre (1, 2) zugeordnet sind, daß innerhalb der Halterungs­ einrichtung (15) eine über ihren Umfang geschlos­ sene Hülse (16) mit schräg nach außen zu den Dich­ tringen (14; 14a-14c) hin umgebogenen Abschnitten (17) angeordnet ist, die jeweils an der einen Stirnseite der Dichtringe (14; 14a-14c) anliegen, daß die Halterungseinrichtung (15) zwei nach innen offene, sich in Umfangsrichtung erstreckende, im Querschnitt V-förmige, entsprechend der Halte­ rungseinrichtung (15) unterbrochene Nuten (21) aufweist, die mit ihrer einen Seitenwand (22) je­ weils an den einander zugekehrten Seiten der umge­ bogenen Abschnitte (17) der Hülse (16) anliegen und mit ihrer anderen Seitenwand (23) beim Spannen der Schelle (5) jeweils eine axiale Kraft auf die anderen Stirnseiten der Dichtringe (14; 14a-14c) ausüben.

2. Rohrkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß zwischen den von einander abgekehrten Stirnseiten der Dichtringe (14; 14a-14c) und den diesen Stirnseiten gegenüberliegenden Seitenwänden (23) der Nuten (21) jeweils ein konischer, an je­ weils einer dieser Stirnseiten der Dichtringe (14; 14a-14c) und der ihr gegenüberliegenden Seitenwand (23) der Nuten (21) anliegender, geschlossener Ab­ deckring (24) angeordnet ist.

3. Rohrkupplung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich­ net, daß an den umgebogenen Abschnitten (17) der Hülse (16) und den Abdeckringen (24) einander ra­ dial außerhalb des Dichtrings (14; 14a-14c), an dem sie anliegen, überlappende axiale Endabschnit­ te (26, 27) ausgebildet sind.

4. Rohrkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß die Halterungseinrich­ tung in jedem ihrer beiden axialen Endabschnitte zwei radial nach innen gerichtete Wellenberge (28, 29) bildet, deren einander benachbarte Seitenwände die Seitenwände (22, 23) jeweils einer der Nuten (21) bilden.

5. Rohrkupplung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich­ net, daß die Halterungseinrichtung (15) als eine in Umfangsrichtung unterbrochene Manschette inner­ halb der Schelle (5) ausgebildet ist.

6. Rohrkupplung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß zwischen der axial äußeren Sei­ tenwand (30) jedes axial äußeren der radial nach innen gerichteten Wellenberge (28, 29) und einem zur axialen Mittelachse (25) der Rohrkupplung an jedem axialen Ende der Schelle umgebogenen, mit wenigstens einer Unterbrechung (11) versehenen Flansch (12) ein weitgehend konischer Sicherungs­ ring (32) angeordnet ist, der an seinem radial in­ neren Rand mit Krallen (33) für den Eingriff ins Rohrmaterial versehen ist und mit seinem radial inneren Randbereich an der axial äußeren Seiten­ wand (30) des axial äußeren Wellenbergs (29) der radial nach innen gerichteten Wellenberge (28, 29) anliegt.

7. Rohrkupplung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, da­ durch gekennzeichnet, daß die axial äußere Seiten­ wand (30) jedes axial äußeren Wellenbergs (29) der radial nach innen gerichteten Wellenberge (28, 29) in einen radial nach außen gerichteten, abgeflach­ ten Wellenberg (31) übergeht und in der axial äu­ ßeren Biegung des radial nach außen gerichteten Wellenbergs (31) und an dem radial inneren Ab­ schnitt der axial äußeren Seitenwand (30) jedes axial äußeren Wellenbergs (29) der radial nach in­ nen gerichteten Wellenberge (28, 29) ein weitge­ hend konischer Sicherungsring (32) anliegt, der an seinem radial inneren Rand mit Krallen (33) für den Eingriff ins Rohrmaterial versehen ist.

8. Rohrkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, da­ durch gekennzeichnet, daß die Halterungseinrich­ tung (15) wenigstens eine Längenausgleichwellung (35) aufweist.

9. Rohrkupplung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeich­ net, daß die Längenausgleichwellung radiale Durch­ brüche (36) aufweist.

10. Rohrkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, da­ durch gekennzeichnet, daß die Dichtringe (14; 14a- 14c) aus hitzebeständigem Material bestehen.

11. Rohrkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtringe (14; 14a-14c) aus einem der folgenden Materialien be­ stehen: Graphit (37) mit darin eingebetteten Rin­ glamellen (38) aus Metall; kalt verformbares Me­ tall, wie Kupfer oder Aluminium; und elastomeres Material.

12. Rohrkupplung nach Anspruch 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Dichtringe (14a) aus kaltver­ formbarem Metall auf ihrer radial inneren Seite mit Krallen (45) für den Eingriff ins Rohrmaterial versehen sind.

13. Rohrkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (16) ein ra­ diales Loch (40) aufweist, an dessen Rand ein Rohrstück (41; 44) befestigt ist, das durch ko­ axiale Löcher (42, 43) in der Schelle (5) und der Halterungseinrichtung (15) zugänglich oder heraus­ geführt ist.

14. Rohrkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraubverbindung (6) nur eine Spannschraube (6a) aufweist.

15. Rohrkupplung nach Anspruch 14, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Spannschraube (6a) in Bolzen oder Hülsen (10), die in Schlaufen (8) an den En­ den eines Spannbandes (7) der Schelle (5) drehbar gelagert sind, quer eingreift.

16. Rohrkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß sie im gespannten Zu­ stand, bis auf die Dichtringe (14; 14a-14c) und gegebenenfalls vorhandene Sicherungsringe (32), einen minimalen radialen Abstand von den Rohren (1, 2) aufweist.

17. Rohrkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterungseinrich­ tung (15) an der Schelle (5) in einer Drehwinkel­ lage relativ zur Schelle (5) befestigt ist, in der Umfangsunterbrechungen (11, 13; 19) der Schelle (5) und der Halterungseinrichtung (15) einander nicht überdecken.