DE2111321B2

DE2111321B2 - Rohrverbindung

Info

Publication number: DE2111321B2
Application number: DE19712111321
Authority: DE
Inventors: Hartmut Wolfgang 6200 Wiesbaden Walz
Original assignee: Adam Opel GmbH
Current assignee: Adam Opel GmbH
Priority date: 1971-03-10
Filing date: 1971-03-10
Publication date: 1974-10-10
Also published as: DE2111321A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Rohrverbindung, bei der ein fester Flansch mit einem losen Flansch zusammengespannt ist und beide Flansche miteinander eine kugelkalottenförmige Ausnehmung bilden, in der ein Dichtungskörper aus wärmebeständigem Werkstoff angeordnet ist, der eine entsprechende kugelförmige Oberfläche aufweist und unter dem Druck der Zusammenspannkraft der Flansche steht.

Eine solche Rohrverbindung ist beispielsweise durch die belgische Patentschrift 658 926 bekanntgeworden. Es handelt sich dabei um die Rohrverbindung von Flüssigkeitsleitungen, die insbesondere zu Kühlzwecken in Walzwerken dienen. Die dem Gegenstand der belgischen Patentschrift zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, eine gelenkige Rohrverbindung zu schaffen, die hohen Flüssigkeitsdrücken standhält.

Bei der vorliegenden Erfindung ist jedoch demge- &° genübcr an eine Rohrverbindung zwischen Auspuffkrümmer und Auspuffleitung von Brennkraftmaschinen gedacht. Hierbei sind völlig andere Probleme als bei Kühlrohren, wie sie Gegenstand der belgischen Patentschrift 658 926 sind, zu berücksichtigen. ⁶S

Bei Brennkraftmaschinen in Kraftfahrzeugen ist es allgemein üblich, die Auspuffleitung an den Auspuffkrümmer anzuflanschen. Dadurch wird eine verhältnismäßig starre Verbindung geschaffen, deren einziges SastSches Element ein Dichtungsrmg ist. der allerdings durch die gegenseitige Verspannung der Flansche derart zusammengepreßt wird, daß kaum noch von einer Ss Sn Sng gesprochen werden kann. Die beschriebenen Maßnahmen haben zur Folge daß -durch unvermeidbare Herstellungsungenau.gkeiten bedingt - die Motoren in der Aufhängung verspannt werden, was sich im Fahrbetrieb zumindest als listiges Geräusch äußert. In den meisten Fällen treten jedoch darüber hinaus durch die ständen Erschütterungen des elastisch gelagerten Motors Beschädigungen an der in Rede stehenden Rohrverbindung auf, die zu Undichtigkeiten derselben führen.

Wie aus der deutschen Gebrauchsmusterschnft 1 472 187 ersichtlich, hat man bereits vor längerer Zeit versucht dem geschilderten Mißstand abzuhelfen. Der in der Gebrauchsmusterschnft geoffenbarte Losung weg zeichnet sich im wesentlichen durch trichterfornnge Ausnehmungen bzw. Ausstülpungen in den zu verbindenden Rohteilen aus, zwischen denen ein Dich tungsring eingeklemmt war. Leider hat d.ese bekannte Lösung wie auch weitere Lösungsversuche, die bei spielsweise in der deutschen Gebrauchsmusterschnft 1634 733 sowie in der deutschen Patentschrift 1 005 319 ihren Niederschlag gefunden haben, nicht /u befriedigenden Ergebnissen geführt.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein,· Rohrverbindung der eingangs genannten Art zu schaffen die bei gleichbleibender voll wirksamer Dichtfunk tion einen selbsttätigen Ausgleich der Herstellungs;ingenauigkeiten erlaubt und damit die Nachteile bekannter Verbindungen von Auspuffkrümmer und -leitung vermeidet.

Diese Aufgabe kann durch den Gegenstand der be, gischen Patentschrift 658 926 nicht als gelöst gelten. Die Anforderungen hinsichtlich Dichtheit der Rohrver bindung brauchen dort nämlich nicht so hoch zu sein wie bei Abgasleitungssystemen von Verbrennungsmaschinen, bei denen die Rohrverbindung gasdicht sein muß. obwohl sie ständig hohen Temperaturunterschieden und Vibrationen ausgesetzt ist. Auch eine Schwenkbarkeit der Rohrverbindung wie beim Gegenstand der belgischen Patentschrift ist bei Abgasleitungssystemen von Verbrennungsmaschinen nicht erwünscht.

Nach dem Grundgedanken der vorliegenden Erfindung wird die oben angegebene, dieser zugrunde liegenden Aufgabe bei einer Rohrverbindung der eingangs bezeichneten Art dagegen dadurch gelöst, daß in bekannter Weise der Dichtungskörper nachgiebig ausgebildet, der feste Flansch dem Auspuffkrümmer und der lose Flansch der Auspuffleitung einer Brennkraftmaschine, insbesondere in Kraftfahrzeugen, zugeordnet ist.

Durch die erfindungsgemäße nachgiebige Ausbildung des Dichlungskörpers wird nicht nur eine Verspannung der beiden Rohrenden nach beliebiger Ausrichtung derselben erlaubt, sondern auch ein axialer Ausgleich von Herstellungsungenauigkeiten ermöglicht. Es ist somit ohne jegliche Beeinträchtigung der Dichtfunktion eine gute Anpassung der Auspuffleitung an den Auspuffkrümmer ohne Rücksicht auf Herstellungstoleranzen möglich, wodurch ein unverspannter Einbau des Motors gewährleistet und damit unter anderem eine starke Geräuschquelle beseitigt wird.

Ein weiteres Merkmal, das der praktischen Verwirklichung des oben angegebenen Grundgedankens der

2 ill

Erfindung dient, zeichnet sich dadurch aus, daß die Nachgiebigkeit des Dichtungskörpers durch eine oder mehrere innen ausgebildete Ringkerben erreicht wird. Nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung wird die Nachgiebigkeit des Dichtungskörpers dadurch erreicht, daß er aus einer Blechmanschette mit nach innen umgebördelten freien Enden besteht.

Es hat sich nun gezeigt, daß der oben geschilderte Mißstand, nämlich die Verspannung der Motoren in ihrer Aufhängung infolge der bekannten unelastischen Verbindung Auspuffkrümmer—Auspuffleitung, in besonders starkem Ausmaß bei Hochleistungsmotoren auftritt, bei denen der Auspuffkrümmer in der Regel zwei Auslässe aufweist und die sich daran anschließende Auspuffleitung als sogenannte Hose ausgebildet ist; d- h. zwei Leitungen vereinigen sich jeweils zu einer einzigen Auspuffleitung. Eine Ausführungsform der Erfindung, weiche für diesen speziellen Fall besonders geeignet ist, zeichnet sich dadurch aus, daß die Teile des riosenförmigen Auspuffleitungsend^s je einen eigenen Anschlußflansch aufweisen.

Bei Moloren, z. B. Vier-Zylinder-Motoren, bei denen zwei Auspuffkrümmer vorgesehen sind, die sich ebenfalls hosenartig vereinigen und in einem gemeinsamen Flansch auslaufen, ist es indessen zweckmäßiger, wenn der Anschlußflansch des hosenförmigen Auspuffleilungsendes ebenfalls einteilig ausgebildet ist.

Die Erfindung ist nun an Hand von Ausrührungsbeispielen in der Zeichnung und der nachstehenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine Ausführungsform der erfindungsgemä Ben Rohrverbindung im Längsschnitt,

F i g. 2 ebenfalls im Längsschnitt eine andere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Rohrverbindung.

F i g. 3 eine weitere Ausführungsform der erfin- i; dungsgemäßen elastischen Dichtung im teilweisen Längsschnitt,

F i g. 4 ine Verbindung Auspuffkrümmer—Auspuffleitung für einen Vier-Zylinder-Hochleistungsmotor Und

F i g. 5 eine Verbindung Auspuffkrümmer — Auspuffleitung für einen Sechs-Zylinder-Hochleistungsmotor.

Nach F i g. 1 ist der Anschlußteil eines Auspuffkrümmers eines Kraftfahrzeug-Verbrennungsmotors mit 10 und die damit verbundene Auspuffleitung mit M bezeichnet. Die Verbindung der Teile 10, 11 erfolgt durch Flansche 12, 13, die mittels Schrauben 14, 15 gegenein- «nder verspannt sind. Der Flansch 13 weis! zu diesem Zweck Durchgangsbohrungen 16, 17 für die Schrauben 14, 15 auf. wohingegen der Gegenflansch 12 mit Ge-Ivindebohrungen 18, 19 vorsehen ist.

Beide Flansche 12, 13 sind innen kugelförmig ausge (flreht (Pos. 20, 21) und bilden zusammen eine kugelkalottenförmige Ausnehmung. In dieser Ausnehmung 20,

21 ist ein entsprechend kugelförmig ausgebildeter ela Itischer Metalldiehtungskörper 22 angeordnet, der die Auspuffleitung 11 innen dichtend umschließt. Die Auspuffleitung 11 ragt dabei in die kugelkalottenförmige Ausnehmung 20 des Auspuffkrümmers 10 hinein.

Zur Erhöhung der Elastizität ist der Dichtungskörper

22 innen mit einer Ringkerbe 23 versehen. Den gleichen Zweck erfüllen die drei Ringkerben 24, 25, 26 in der AusführungEform eines Dichtungskörpers 27 nach F ig. 3.

Wie aus F i g. I ersichtlich, wird durch Verspannung der Flansche 12, 13 gegeneinander nicht nur die mechanische Verbindung der Rohrteile 10, 11 hergestellt, sondern gleichzeitig auch eine dichtende Verbindung derselben bewirkt. Zu diesem Zweck isrder Flansch 13 als separates Bauteil und axial beweglich gegenüber der Auspuffleitung 11 ausgebildet. Der Gegenflansch 12 dagegen ist an dem Auspuffkrümmer t0 in üblicher Weise angegossen. Werden nun die beiden Flansche 12,13 gegeneinander verspannt, so erfolgt durch die radiale Druckkomponente der Schraubverspannung einerseits eine Abdichtung der Flächen 28,21 gegeneinander, andererseits wird der Dichtungskörper 22 durch die axiale Druckkomponente in den Ringspalt zwischen den Flächen 29, 20 hineingedrückt, so daß auch diese Flächen gegeneinander abgedichtet sind.

Wie aus der Zeichnung leicht zu erkennen, erlaubt die kugelige Form des Dichtungskörpers 22 bzw. der Ausnehmungen 20,21 innerhalb gewisser Grenzen eine beliebige Winkelstellung der Rohrteile 10, 11 zueinander. (Der betreffende Winkel ist in F i g. 1 zwischen den Mittelachsen 30,31 der Rohrteile 10,11 angedeutet und mit λ bezeichnet.) Durch dies~ Winkelbeweglichkeit der Teile 10, 11 können vor der Verspannung der Flansche 12, 13 Herstellungsungenauigkeiten ausgeglichen werden, ohne daß eine Beeinträchtigung der Dichtfunktior zu befürchten wäre.

D.c Ausführungsform nach F i g. 2 unterscheidet sich von derjenigen nach F i g. 1 im wesentlichen nur durch die Ausbildung des hier mit 32 bezeichneten elastischen Dichtungskörpers. Die übrigen T«*ile sind daher entsprechend den vergleichbaren Teilen nach F i g. I bezeichnet, wobei die Bezugszeichen durch »a« ergänzt werden. Der Dichtungskörper 32 ist als geprägte Blechmanschettc ausgebildet, deren freie Enden 33, 34 nach innen umgebördelt sind. Auf diese Weise ist ebenfalls eine gute Elastizität des Dichtungskörpers 32 gewährleistet.

Nach F i g. 4 ist der Auspuffkrümmer einer Vier-Zylinder-Brennkraftmaschine mit 35 bezeichne; und seine beiden Auslässe mit 36, 37. Die beiden Auslässe 36, 37 'aufen in einem gemeinsamen Flansch 38 aus, der durch schematisch angedeutete Schrauben 39, 40, 41 mit einem Gegenflansch 42 verbunden ist. Der Gegenflansch 42 ist einer Auspuffleitung 43 zugeordnet. Die Auspuffleitung 43 schließt sich an den Auslässen 36, 37 mit je einem Leitungsstutzen 44 bzw. 45 an, die sich in rückwärtiger Richtung hosenartig zu einer gemeinsamen Leitung 46 vereinigen. Die Auspuffleitung 44, 45, 46 ist gegenüber der Ebene der Flansche 38, 42 seitlich abgebogen (in F i g. 4 nach links) ausgebildet, wobei sich zwischen einer zu dieser Ebene parallelen, strichpunktiert angedeuteten Ebene 47 und der Auspuffleitu.ig 46 ein Winkel ä bildet.

Dei der Ausführungsform nach F i g. 5 handelt es sich um eine Verbindung Auspuffkrümmer —Auspuffleitung für einen Sechs-Zylinder-Verbrennungsmotor. Der Auspuffkrümmer ist mit 48 bezeichnet. Er besteht aus zwei Auslaßp?iren 49. 50, die sich in je zwei Auslässe 51, 52 und 53, 54 aufteilen. Je ein Auslaßpaar 49 bzw. 50 hat einen Flansch 55 bzw. 56 gemeinsam, an den sich jeweils ein Gegenflansch 57 bzw. 58 der Auspuffanlage 59 anschließt. Flansch und Gegenflans'jh 55,57 bzw. 56, 58 sind dabei jeweils durch zwei Schrauben 60,61 bzw. 62, 63 gegeneinander verspannt. Die Auspuffanlage 59 ist wiederum hosenartig ausgebildet, wobei es aus zwei Leitungsstutzen 64, 65 besteht, die sich zu einer gemeinsamen Auspuffleitung 66 vereinigen. Auch hier ist die Auspuffanlage entsprechend der Ausführungsform nach F i g. 4 seitlich abgebogen ausgebildet.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

2 ill Patentansprüche:

1. Rohrverbindung, bei der ein fester Flansch mit einem losen Flansch ziisammengespannt ist und beide Flansche miteinander eine kugelkalottenförmige Ausnehmung bilden, in der ein Dichtungskörper aus wärmebeständigem Werkstoff angeordnet ist, der eine entsprechende kugelförmige Oberfläche aufweist und unter dem Druck der Zusammenspann- to kraft der Flansche steht, dadurch gekennzeichnet, daß in bekannter Weise der Dichtungskörper (22,27,32) nachgiebig ausgebildet, der feste Flansch (12, 12a) dem Auspuffkrümmer und der lose Flansch (13,13a) der Auspuffleitung einer Brennkraftmaschine, insbesondere in Kraftfahrzeu gen, zugeordnet ist.

2. Rohrverhindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachgiebigkeit des Dichtungskörpers (22, 27) durch eine (23) oder mehrere (24 25, 2β^ innen ausgebildete Rin^kerben erreicht wird (F i g. 1 bzw. 3).

3. Rohrverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachgiebigkeit des Dichtungskörpers (32) dadurch erreicht wird, daß er aus einer Blechmanschelte mit nach innen umgebördelten freien Enden (33,34) besteht (Fig. 4).

4. Rohrverbindung nach einem der Ansprüche I bis 3 für eineii Auspuffkrümmer mit mehreren Auslässen und ein an diese anschließendes hosenförmiges Auspuffltitungsendä, dadurch gekennzeichnet, daß dessen Anschlußflansch (47" einteilig ausgebildet ist (F i g. 4).

5. Rohrverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 für einen Auspuffkrümmer mit mehreren Auslassen und eine an diese anschließendes hosenförmiges Auspuffleitungsende. dadurch gekennzeichnet, daß dessen Teile (64, 65) je einen Anschlußflansch (57 bzw. 58) aufweisen (F i g. 5).

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