DE2449753A1

DE2449753A1 - Steckverbindung

Info

Publication number: DE2449753A1
Application number: DE19742449753
Authority: DE
Inventors: Klaus Ing Grad Grimme; Olaf Jautelat; Manfred Ing Grad Schlaupitz
Original assignee: MTU Friedrichshafen GmbH; MTU Motoren und Turbinen Union Muenchen GmbH
Current assignee: MTU Aero Engines GmbH; Rolls Royce Solutions GmbH
Priority date: 1974-10-19
Filing date: 1974-10-19
Publication date: 1976-04-29
Also published as: FR2288266B3; IT1050688B; FR2288266A1; JPS5165414A; GB1497335A; ES215807U; CH589818A5; ES215807Y

Description

MOTOREN- UND TURBIJiEN--JNIOW 2449753

PRIEDRICHSHAPEN GM3H

Priedrichshafen

Steckverbindung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Steckverbindung mit nachgiebigem Dichtelement für Rohrleitungen, insbesondere für Abgasleitungen von Brennkraftmaschinen.

Abgasleitung und Zylinderblock einer Brennkraftmaschine unterliegen Längenänderungen, die auf Grund ihrer unterschiedlichen Betriebstemperatur voneinander verschieden sind. Damit durch diese Längenänderungen keine Zwangskräfte entstehen können, werden Abgasleitungen aus Abschnitten zusammengesetzt, die gegeneinander einen gewissen Längenausgleich zulassen. Es ist jedoch erforderlich, daß die Stoßstellen der einzelnen Leitungsabschnitte trotz der Längsbeweglichkeit gasdicht sind.

Bei bekannten Steckverbindungen für Abgasleitungen werden metallische, elastische Dichtelemente verwendet, z.B. Kolbenringe oder Paltenröhrelemente, die unter Vorspannung zwischen Rohrmuffe und Steckrohrende angeordnet sind.

Um bei diesen rein metallischen Abdichtungen eine ausreichende Gasdichtheit zu erreichen, ist eine hohe Oberflächengüte der Dichtflächen erforderlich, die eine die Herstellkosten erhöhende Peinbearbeitung der Dichtflächen bedingt. Pur Anwendungsfälle, die eine absolute Gasdichtheit der Abgasleitung verlangen, sind die bekannten Steckverbindungen deshalb nicht anwendbar.

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Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, eine Steckverbindung zu schaffen, die die Nachteile bekannter Anordnungen vermeidet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß stirnseitig am Ende des einen Rohres eine ringnutförmige Muffe angeordnet ist, daß am Ende des mit geringem Spiel in die Muffe eingreifenden anderen Rohres Umfangsnuten sowohl an dessen Innen- als auch Außendurchmesser angeordnet sind, und nachgiebige Dichtringe in den Umfangsnuten die beiden Rohre am Umfang dichtend verbinden.

Gemäß der Erfindung bestehen die nachgiebigen Dichtringe aus einem Fluorkunststoff, der eine hohe Wärmebeständigkeit aufweist.

Vorteilhaft sind die nachgiebigen Dichtringe als massive Rundschnurringe aus PTFE-Material ausgebildet.

Zur Verbesserung der Montage sind die Dichtringe nach der Erfindung mit einem in Bezug auf den Schnurquerschnitt radialen Schlitz am Umfang des Ringes ausgestattet.

Für Anwendungsfälle bei Brennkraftmaschinen mit geringer Warmebelastung der Abgasleitungen ist nach der Erfindung auch die Verwendung von Dichtringen aus einer wärmebeständigen Elastomereinlage mit einer PTFE-Ummantelung möglich.

Nach einem anderen Merkmal der Erfindung werden die Umfangsnuten zur Senkung der Herstellkosten durch eine Wellung des Rohrendes in spanloser Formgebung gebildet.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist je eine Muffe an den einander gegenüberliegenden Enden zweier zu verbin-

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dender Rohre angeordnet, und ein an seinen beiden Enden Umfangsnuten mit nachgiebigen Dichtringen aufweisendes Rohrstück greift in die beiden Muffen abdichtend ein.

Für die Abgasleitung einer mehrzylindrigen Brennkraftmaschine, die aus einzelnen Teilstücken mit je einem Krümmer zum Anschluß an den Zylinderkopf besteht, ist nach der Erfindung an den einander gegenüberliegenden Enden zweier zu verbindender Teilstücke der Abgasleitung stirnseitig je eine ringnutförmige Muffe angeordnet, und ein an beiden Enden gewelltes Rohrstück mit nachgiebigen Dichtringen in den Umfangsnuten greift in die beiden ringnutförmigen Muffen abdichtend ein.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß sich eine absolute Gasdichtheit ergibtj die unempfindlich gegen Bearbeitungsriefen der Dichtflächen ist, daß eine erhebliche Kostenersparnis gegenüber anderen gasdichten Anordnungen erzielt wurde, daß diese Steckverbindung einfach und schnell zu montieren ist, und daß sich auch die Demontage leicht bewerkstelligen läßt, weil der Werkstoff der Dichtringe wegen seiner schlechten Haftung nicht an den Dichtflächen verklebt.

Verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 einfache Steckverbindung mit spanend geformten Umfangsnuten,

Fig. 2 geschlitzter Rundschnurring,

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Pig. 3 ummantelter Rundschnurring,
Pig. 4 massive Rundschnurringe,

Fig. 5 aus Teilstücken zusammengesetzte Abgasleitung mit doppelter Steckverbindung und spanlos geformten Umfangsnuten.

Zwei Rohre 11, 12 eines Leitungsstranges, der heiße Medien, z.B. Abgas einer Brennkraftmaschine führt, sind miteinander durch eine Steckverbindung 13 verbunden. Am Ende des einen Rohres 11 ist stirnseitig eine ringnutförmige Muffe 14 angeordnet, in die das Ende des anderen Rohres 12 mit geringem Spiel eingreift. Zur Aufnahme von nachgiebigen Dichtringen 15, die die beiden Rohre 11, 12 am Umfang dichtend verbinden, sind in das Ende des Rohres 12 Umfangsnuten 16 sowohl an dessen Innen- als auch Außendurchmesser angeordnet. Um eine dauerhafte Gasdichtheit der Steckverbindung zu erreichen, bestehen die nachgiebigen Dichtringe 15 aus einem Fluorkunststoff mit hoher Wärmebeständigkeit.

Bei Anwendungsfällen mit hohen Temperaturen des heißen Mediums kommen nachgiebige Dichtringe 15 zum Einsatz, die als massive Rundschnurringe aus PTFE-Material ausgebildet sind. Um die Montage der Steckverbindung zu erleichtern, sind die massiven Rundschnurringe 15 mit einem in Bezug auf den Schnurquerschnitt radialen Schlitz 17 am Umfang des Ringes versehen, wobei die radiale Lage des Schlitzes 17 Je nach den Erfordernissen des Einbaufalles eine andere als die in Fig. 2 dargestellte Richtung haben kann.

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Für Anwendungsfälle mit geringerer Temperatur des heißen Mediums sind auch Dichtringe 15 verwendbar, die aus einer wärmebeständigen Elastomereinlage 18 mit einer PTFE-Ummäntelung 19 bestehen. Diese ummantelten Rundschnurringe sind auch kostengünstiger als solche massiv aus PTFE-Material.

Die Dichtwirkung dieser Steckverbindung kommt auf andere Weise zustande als bei den üblichen Rundschnurdichtungen, weil Fluorkunststoff anders als ein Elastomer nur eine geringe Elastizität besitzt. Deshalb ist es nicht möglich, PTFE-Rundschnurringe mit großem Übermaß zu montieren, um durch Pressung eine ausreichende Dichtwirkung zu erzielen.

Die PTFE-Rundschnurringe werden nur mit geringem Übermaß montiert, wodurch sich eine gewisse Anfangsdichtwirkung ergibt. Zur Erzielung der absoluten Gasdichtheit im Betrieb wird eine Eigenschaft des Fluorkunststoffes ausgenutzt, die in der reversiblen Volumenvergrößerung von J>0% bei Erwärmung bis zum Kristallschmelzpunkt besteht. Bei extrem hohen Abgastemperaturen bis zu 900 C, wie sie bei Hochleistungsbrennkraftmaschinen auftreten, werden die PTFE-Rundschnurringe über den Kristallschmelzpunkt des Fluorkunststoffes von 327° C hinaus erwärmt. Dabei entsteht eine gallertartige Schmelze extrem hoher Viskosität, die nicht fließt, so daß die PTFE-Rundschnurringe ihre geemetrische Form weitgehend behalten. Die Wirkung des Abgasdruckes auf die geschmolzenen PTFE-Rundschnurringe ergibt auch bei diesen hohen Temperaturen eine Pressung, die absolute Gasdichtheit der Steckverbindung gewährleistet. Diese

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Wirkung des Abgasdruckes ist besonders ausgeprägt bei Anwendung der PTFE-Rundschnurringe mit radialem Schlitz.

Bei der Steckverbindung nach Fig. 1 sind die Umfangsnuten 16 durch spanende Formgebung in das Rohr 12 eingearbeitet. Eine Senkung der Herstellkosten läßt sich dadurch erreichen, daß die Umfangsnuten durch eine Wellung des Rohrendes in spanloser Formgebung gebildet werden, wie in Fig. 5 dargestellt. Eine Variante der Steckverbindung besteht darin, daß je eine Muffe 20, 23 an den einander gegenüberliegenden Enden zweier zu verbindender Rohre 21, angeordnet ist und ein an seinen beiden Enden Umfangsnuten 26 mit nachgiebigen Dichtringen 15 aufweisendes Rohrstück 24 in die beiden Muffen abdichtend eingreift.

Hierbei können die Umfangsnuten des Rohrstückes 24 entweder durch spanende Formgebung entsprechend der Anordnung nach Fig. 1 oder spanlos hergestellt sein.

Die Ausbildung der Muffen ist nicht an die dargestellte Form gebunden. Für manche Anwendungsfälle ist es ausreichend, ein oder zwei Dichtringe nur am Außendurchmesser des Rohres 12 bzw. des Rohrstückes 24 anzuordnen und dafür die innere Muffenwand 25, 27, 28 wegzulassen.

In Fig. 5 ist die Anwendung einer Doppelsteckverbindung am Beispiel einer aus einzelnen Teilstücken zusammengesetzten Abgasleitung einer mehrzylindrigen Brennkraftmaschine dargestellt, wobei jedes Teilstück je einen Krümmer zum Anschluß an den Zylinderkopf aufweist. An den einander gegenüberliegenden Enden zweier zu verbindender Teil-

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stücke der Abgasleitung ist stirnseitig je eine ringnutförmige Muffe 20, 27) angeordnet und ein an seinen beiden Enden gewelltes Rohrstück 24 mit nachgiebigen Dichtringen 15 in den Umfangsnuten 26 greift in die beiden Muffen abdichtend ein.

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Claims

"⁸" 24A9753

Patentansprüche

1.j Steckverbindung mit nachgiebigem Dichtelement für Rohrleitungen, insbesondere für Abgasleitungen von Brennkraftmaschinen, dadurch gekennzeichnet, daß stirnseitig am Ende des einen Rohres (11) eine ringnutfö'rmige Muffe

(14) angeordnet ist, daß am Ende des mit geringem Spiel in die Muffe eingreifenden anderen Rohres (12) Umfangsnuten (16) sowohl an dessen Innen- als auch Außendurchmesser angeordnet sind, und daß nachgiebige Dichtringe

(15) in den Umfangsnuten (16) die beiden Rohre (11, 12) am Umfang dichtend verbinden.

2. Steckverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die nachgiebigen Dichtringe (I5) aus einem Fluorkunststoff bestehen.

j5. Steckverbindung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die nachgiebigen Dichtringe (I5) als massive Rundschnurringe aus PTPE-Material ausgebildet sind.

4. Steckverbindung nach Anspruch 3* gekennzeichnet durch Dichtringe (I5) mit einem in Bezug auf den Schnurquerschnitt radialen Schlitz am Umfang des Ringes.

5. Steckverbindung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch Dichtringe (I5) aus einer wärmebeständigen Elastomereinlage (18) mit einer PTFE-Ummantelung (19).

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6. Steckverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangsnuten (26) durch Wellung des Rohrendes in spanloser Formgebung gebildet werden.

¹Ji Steckverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß je eine Muffe (20, 2J) an den einander gegenüberliegenden Enden zweier zu verbindender Rohre (21, 22) angeordnet ist und ein an seinen beiden Enden Umfangsnuten (26) mit nachgiebigen Dichtringen (15) aufweisendes Rohrstück (24) in die beiden Muffen (20, 23) abdichtend eingreift.

8. Steckverbindung nach Anspruch 1 bis ¹J für eine aus einzelnen Teilstücken zusammengesetzte Abgasleitung einer mehrzylindrigen Brennkraftmaschine, wobei jedes Teilstück je einen Krümmer zum Anschluß an den Zylinderkopf aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß an den einander gegenüberliegenden Enden zweier zu verbindender Teilstücke (21, 22) der Abgasleitung stirnseitig je eine ringnutförmige Muffe (20, 23) angeordnet ist und ein an seinen beiden Enden gewelltes Rohrstück (24) mit nachgiebigen Dichtringen in den Umfangsnuten in die beiden ringnutförmigen Muffen (20, 23) abdichtend eingreift.

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