DE2156713A1

DE2156713A1 - Elastische rohrverbindung, insbesondere fuer abgasrohre von brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE2156713A1
Application number: DE19712156713
Authority: DE
Inventors: Eberhard Trecker
Original assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Current assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Priority date: 1971-11-16
Filing date: 1971-11-16
Publication date: 1973-05-24

Description

Elastische Rohrverbindung, insbesondere für Abgasrohre von 3rennkraftmaschinen Die Erfindung bezieht sich auf eine elastische Rohrverbindung, insbesondere für Abgasrohre von Brennkraftmaschinen bei der zwei Rohrenden durch eine Muffen-Steckverbindung miteinander verbunden sind.
Bei Brennkraftmaschinen in Reihenbauart wird in der Regel ein Auspuffsammelrohr an der Zylinderreihe entlanggeführt und jeweils mit dem Abgaskanal des Zylinderkopfes durch einen Flansch verbunden. Durch die starke Erwärmung ergibt sich bei einteiligen Auspuffsammelrohren eine Wärmedehnung, die sich über die Flanschverbindungen den Zylinderkdpfen und Zylindern mitteilt und Spannungen und Deformationen in diesen Bauteilen zur Folge hat. Besonders stark wirkt sich dieses bei Einzelzylindern aus, die im Vergleich zu einem geschlossenen Zylinderblock eine geringere Pormsteifigkeit besitzen. Um diese, von der ungleichen Wärmedehnung des Auspuffeammelrohres gegenüber der Zylinderreihe ausgehenden Deformationen zu vermeiden, werden längere Auspuffsamielrohre meistens in Einzelabechnitte- unterteilt und entsprechende Ausdehnungsmöglichkeitender einzelnen Abschnitte vorgesehen.
Es ist bekannt (X PS 1 005 319>, ein Auspuffsammelrohr für eine Mehrzylindrmaschine in Einzelabschnitte zu untarteilen und die einzeln Abschnitte durch eine Muffen-Steckverbindung mittels eines Zwischenstückes zu verbinden. Das Zws schenotiick ist dabei mit zwei balligen Enden gelenkig in den Muffen geführt. Diese Zwicchenticke gleichen durch die Kugelform der Enden einen geringen Mittenversatz und Winkelabweichungen der Rohrabschnitte aus, während die Nuffenlänge eine Längsverecbiebung der Zwischenstücke bei Dehnung ermöglicht. Nachteilig ist hierbei, daß die Dichtfläche nur eine Kreis linie bildet, die eine große Formgenauigkeit der Muffe und des balligen Teiles des Zwischenstückes erfordert, die bei hohen Betriebstemperaturen durch Verzug undicht werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bsi einem mehrteiligen Auspuffsammelrohr eine auch bei hohen Temperaturen wirksame Abdichtung der einze)mn Abschnitte zu erzielen. Die ses wird bei einem Auspufsammelrohr der eingangs genannten Art dadurch erreicht, daE im Ringapalt zwischen Rohrmuffe und dem in diese eingesetzten Rohrende ein F@ltenrohr angeordnet ist, das die Rohrmuffe mit dem Bohrende am Umfang dichtend verbindet. Durch geeignete Werkstoffauswahl des Faltenrohres kann dieses auch bei sehr hohen Betriebstemperaturen verwendet werden. Die mehrfachen Falten haben eine Labyrinthwirkung, die selbst bei Undichtwerden einer einzelnen Falte ein Durchblasen verhindert. Eine besonders dichte und elastische Verbindung ergibt sich dadurch, daß an dem Faltenrohr die radial umlaufenden Falten eine größere Faltenhöhe besitzen als die Breite des Ringepaltes zwischen Rohrmuffe und Rohrende. Zugleich ist die Verbindung durch die gute Verformbarkeit und die Rückfederung des Faltenrohres elastisch und erlaubt einen begrenzten Mittenversatz und Winkelabweichung der zu verbindenden Rohrabschnitte.
In einer weiteren Ausgestalung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß das Faltenrohr im wesentlichen parallel zur Längsachse geschlitzt ist und die Stoßstelle gerade, schräg, sägefbrmig oder mäanderförmig ausgebildet ist. Hierdurch ist es möglich, das Xltenrohr in einer radial umlaufenden Nut einer Rohrmuffe oder eines Rohrendes zu verwenden und damit zugleich eine Begrenzung des axialen Federweges zu erreichen. Ein weiterer Vorteil bei der Lagerung in einer Nut ergibt sich durch die einfache Montage und Demontage, bei der eine Längsverechiebung bei starkem Übermaß der Falten durch die Nutenflanken verhindert wird. Eine andere für die Montage günstige Ausführungsform ergibt sich auch dadurch, daß das Faltenrohr durch einen Bund nahe dem Rohrende und einen Anschlag am Umfang in der Rohrmuffe axial geführt tAt.
Hierbei ist die Anwendung eines Faltenrohres ohne Schlitz mit engen Passungen möglich, bei der ein geschlitztes P%ltenrohr an der Stoßstelle zum Uberspringen und überlappen neigen würde.
Durch eine solche axiale Begrenzung mittels zweier Bunde kann die radiale Spannung des Faltenrohres auch noch durch Vergrößern oder Verkleinern des axialen Einbauraumes in Grenzen verändert werden, so daß grUBere oder kleinere Drücke im Rohr wirksam abgedichtet werden.
Um eine größere Elastizität und Abweichung von der Fluchtlinie zwischen den einzelnen Rohrabschnitten zu erreichen1 wie sie besonders bei Auspuffeammelrohren von Re@nenmaschinen erwünscht ist, wird vorgeschlagen, daß zwei Rohrenden durch ein kurzes Zwischenstück, gebildet aus zwei Muffen, miteinander verbunden sind, oder daß zwei Rohrmuffen durch ein kurzes Zwischenstück, gebildet aus zwei Rohrenden, miteinander verbunden sind. Durch eine solche Anordnung der Auspuffsammelrohre wird nicht nur die Lang@@ausdehnung infolge der Wärmedehnung ausgeglichen sondern auch eine Lage- und Winkelabweichung der einzelnen Robrabsohnitte untereinander, so daß an die Herstellung der einzelnen Rohrabschnitte keine großen Genauigkeitsansprüche gestellt werden.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
Die Abb. 1 zeigt eine Muffen-Steckverbindung eines Auspuffsammelrohres im längsechnitt.
Die Abb. 2 zeigt eine Muffen-Steckverbindung eines AueFuffsammelrohres im Längsschnitt.
Die Abb. 3 zeigt eine Muffen-Steckverbindung zweier Ròhrabschnitte eines Auspufsammelrohres mit Zwischenstücken im Längeschnitt.
In Abb. 1 ist eine Muffen-Steckverbindung eines Auspuffsamiael rohres dargestellt, bei der der Ringspalt 3 zwischen der Rohrmuffe 1 und dem in diese eingesetzten Rohrende 2 durch ein Faltenrohr 4 ausgefüllt ist. Das Faltenrohr 4 mit mehreren nebeneinruder liegenden radial umlaufenden Falten 5 ist aus einem hochwarmfesten Werkstoff mit guten Rückfederungseigenschaften hergestellt. Die einzelnen Falten 5 liegen fest an den zylindrischen Wänden 6, 7 der Rohrmuffe 1 und dem in diese eingesetzten Rohrende 2 an und bewirken durch eine radiale Vorspannung eine dichte Verbindung beider Teile.
Durch die Anordnung mehrerer Falten 5 hin@ereinander, wird selbst bei Undichtwerden einer Falte 5 durch-die Labyrinthwirkung eine einwandfreie Abdichtung der Rohrverbindung erzielt. Durch die Federungseigenschaften des Faltenrohres 4 bleibt auch bei kleinen endelbewegungen dea einen Rohres gegenüber dem anderen Rohr die Dichtfähigkeit erhalten, so daß Fluchtabweichungen der Rohre untereinander durch ungenaue Fertigung, schlechte Montage oder betriebsbedingtes Verziehen, kein Undichtwerden der Rohrverbindung-zur Folge haben. Bei größeren Rohrlängen ist deren Wärmeausdehnung im Betrieb durch die.Schiebemdglichkeit in der Rohrmuffe 1 unschädlich. Un, das Faltenroh 4 in den nutenförmigen Ringepalt 3 in der Rohrmuffe 1 einlegen zu können, ist dieses im wesentlichen parallel zur Längsachse geachlitzt. Zur besseren Abdichtung kann der Schlitz an der Stoßstelle,ähnlich wie bei Kolbenringen, gerade, schräg, sägeförmig oder mäanderförmig ausgebildet sein. Eine Lagerung des Faltenrohres 4 auf einem wie eine Nut ausgebildeten Rohrende fst abweichend von der Darstellung ebenso möglich. Auch hier werden axiale Verschiebungen von den Nut flanken oder bunde, an denen sich das Faltenrohr 4 axial abstützt, aufgenommen, so daß die Rohrmuffe 1, gegenüber dem Rohrende 2 verschiebbar ist.
In Abb. 2 ist eine Muffen-Steckverbindung dargestellt, bei der der Ringapalt 3 zwischen der Muffe 1 und dem in diese eingesetzten Rohrende 2 durch ein Faltenrohr 4 ausgefüllt ist.
Das Faltenrohr 4 entspricht dem in Abb. 1 dargestellten. Es ist jedoch nicht geschlitzt, weil die beiden Bunde 49 zwischen denen es anliegt, einmal am Rohrende 2 und einmal in der Rohrmuffe 1 eind. Diese Verbindungsart ermöglicht es, durch die genaue Festlegung der axialen Lage der zu verbindenden Rohre, den Abstand der Bunde8,9so gering zu halten, daß das Faltenrohr 4 axial verspannt wird und dadurch seine radiale Vorspannung noch verstärkt. Von dieser Möglichkeit kann in besonders einfacher Weise bei einzelnen Rohrabschnitten, die als Auspuffsammelrohre an Zylinderköpfen mit genauem Abstand angeflanecht sind, Gebrauch gemacht werden.
In Abb. 3 sind zwei Rohrmuffen 1 durch ein Zwischenstück 10, welches die beiden zugehörigen Rohrenden 2 darstelLt, miteinander verbunden. Der Ringspalt 3, zwischen den Rohrmuffen 1 und dem Zwischenstück 10 ist mit dem Faltenrohr 4 dichtend außgefüllt. Das Faltenrohr 4 ist gleich dem in Abb. 2 dargestellten Faltenrohr 4, nicht geschlitzt. Dadurch kann es leicht für die Montage auf das Zwischenstück 10 oder in die Rohrmuffe 1 geschoben werden. Die axiale Begrenzung für das Faltenrohr 4 ist durch den Bund 8,9in der Muffe 1 und am Zwischenstück gegeben. Bei dieser Ausführung ergibt sich durch die Anordnung von zwei nebeneinander angeordneten Filtenrohren 4 eine besondern gute Elastizitt der Rohrverbindung, die Mittenversatz und Winkelabweichungen der zu verbindenden Rohre ausgleicht und Längenveränderungen der verbundenen Rohre ohne Verlust des Dichtvermögens aufnimmt.

Claims

Patentans prüche
c)i. Elastische Rohrverbindung, insbesondere für Abgasrohre von Brennkraftmaschinen, bei der zwei Rohrenden durch eine Muffen-Steckverbindung miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß im Ringspalt (3) zwischen Rohrouffe (1) und dem in-diese eingesetzten Rohrende (2) ein Falten-, rohr (4) angeordnet ist, das die Rohrmuffe (1) mit dem Rohrende (2) am Umfang dichtend verbindet 2. Elastische Rohrverbindung nach Anspruch -1, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Faltenrohr (4) die radial umlaufenden Falten(5) eine größere Faltenhöhe besitzen, als die Breite des Ringapaltes (3) zwischen Rohrmuffe (1) und Rohrende (2).
3. Elastische Rohrverbindung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Faltenrohr (4) im wesentlichen parallel zur Längsachse geschlitzt ist und die Stoßstelle gerade, schräg, sägeförmig oder mäanderförmig ausgebildet ist.
4. Elastische Rohrverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Faltenrohr (4) in einer radialen Innennut der Muffe (1) oder radialen Außennut des Rohrendes (2) lagert.
5. Elastische Rohrverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Faltenrohr (4) durch einen Band (§) nahe dem Rohrende (2) und einem Anschlag (8) am Umfang in der Rohrmuffe (1) axial geführt ist.
6. Elastische Rohrverbindun nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwei ohre.nden (2) durch ein kurzes Zwischenstück, gebildet aus zwei Muffen (1), miteinander verbunden sind.
7. Elastische Rohrverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Rohrmuffen (1) durch ein kurzes Zwischenstück (10), gebildet aus zwei Rohrenden (2), miteinander verbunden sind.

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