DE9117206U1

DE9117206U1 - Lamellen- und Expander-Dichtungs-Zentrierkombination

Info

Publication number: DE9117206U1
Application number: DE9117206U
Authority: DE
Original assignee: JOSEF FEY LAMELLENRINGE
Current assignee: JOSEF FEY LAMELLENRINGE
Priority date: 1991-02-18
Filing date: 1991-02-18
Publication date: 1997-05-07
Anticipated expiration: 2001-02-19
Also published as: DE4104906A1

Description

Josef Fey · ·' · · ,»*

Lamellenringe

86343 Königsbrunn

Laraellen- und Expander-Dichtungs-Zentrierkombination

Die Erfindung betrifft eine Lamellen- und Expander-Dichtungs-Zentrierkombination für Abgasrohrsysteme, bei der ein als Glocke ausgebildetes Rohranschlußstück
das andere Rohranschlußstück mit einem Ringträger-Dichtungssatz
umgibt.

Bei Abgasrohrsystemen von Verbrennungsmotoren, Kompressoren oder dgl. werden die Rohre oft mehrteilig ausgeführt, damit die durch die hohe, häufige Er-

hitzung und Abkühlung auftretenden, axialen Ausdehnungen und Verkürzungen keine solche Spannungen auf diese Systeme auslösen, die eine Zerstörung der Rohrverbindungen, insbesondere an den Schweißnähten und auch an Halterungen-derselben, bedingen würden. Diese auftretenden Spannungen werden auch durch die von

den Kolbenmotoren bzw. Kompressoren ausgehenden Dauerschwingungen noch beträchtlich erhöht, wobei besondere Belastungsspitzen beim Lauf der Maschinen, wie bei hohen Leistungsanforderungen und in ihren kritisehen Drehzahlbereichen, auftreten. Solche axiale

Verschiebungen zulassenden und radiales Spiel aufweisenden sowie die Gase abdichtenden Rohrsteckverbindungen werden auch Glocken-oder Tulpenverbindungen
genannt.

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Bekannte Lösungen dieser Art verwenden zur Gas-Abdichtung bei den Steckverbindungen nebeneinander liegend zwei sogenannte stabilisierende Doppel-Lamellenringe , bei denen deren Endbereiche jeweils nach innen so abgebogen sind, daß ihre inneren Anlageflächen hier wesentlich näher zu den Nutgründen liegen, wobei aber immer noch etwas Spiel deswegen vorhanden sein muß, damit bei den trockenen und unter hoher Hitze sowie großen Erschütterungen stehenden Betriebsbedingungen kein Festsetzen dieser Ringpartien in den Nuten entsteht, was dadurch noch begünstigt würde, weil die Anlageflächen der abgebogenen Ringteile in den Nutgründen verhältnismäßig klein sind, also hohe Werte in der Flächenpressung vorliegen.

Durch das unter den geschilderten harten Betriebsverhältnissen vorliegende radiale Spiel der nach innen abgebogenen Ringpartien wird demnach ein, wenn auch geringes radiales Ausschlagen der beiden Partien der Rohrsteckverbindung zueinander eingeleitet, wobei diese Ausschläge durch die Elastizität und nur begrenzte Belastbarkeit dieser Ringe in Verbindung mit den starken Vibrationen höhere Werte annehmen.

Nachteilig ist ferner, daß diese beiden stabilisierten Lamellenringe nicht immer zueinander so eingebaut werden, daß die Stoßbereiche an den Enden um 180° versetzt liegen bzw. sich im Betrieb so verdrehen können, daß die zunächst gegenüberliegende Lage nicht mehr vorliegt und hierdurch eine exzentrische Lage beider Rohrteile, der inneren Ringträger zur Glockenbohrung, eintritt, wodurch auch ein Geräusch verursachendes und auf die Dauer Beschädigungen begünstigendes

Anstoßen dieser Teile eintritt, was dazu führt, daß an der umgebenden Glocke stärkerer Abrieb entsteht, wodurch diese Abdichtung immer undichter wird und somit frühzeitig ausgetauscht werden muß. Auch ist die Abdichtungswirkung sowieso durch die abgebogenen Enden und somit im Stoßbereich verringerte Anlage an der Außenzylinderflache verkleinert, was durch eine exzentrische Lage der Teile noch sehr verstärkt wird.

Diese Übelstände sollten nach ebenfalls bekannten Vorschlägen durch Zwischenschalten von biegbaren und axial nachgebenden Metallwickelschläuchen in die Abgasrohrleitung ausgeschaltet werden. Solche Schläuche liegen aber hoch im Preis und ihre Lebensdauer ist verhältnismäßig niedrig, da infolge der Schwingungseinflüsse - insbesondere an den Anschlußstellen - oft Risse auftreten. Auch lassen solche Metallwickelschläuche größere Abbiegungen nicht zu und sind somit bei kurzen Einbauverhältnissen - insbesondere bei größerem Seitenversatz der Zu- und Abgänge - nicht verwendbar.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Rohrsteckverbindung dieser Art zu schaffen, die niedrig im Anschaffungspreis liegt, eine hohe Betriebsstundenzahl garantiert, keine Klappergeräusche und auch keinen hohen Verschleiß und somit Beschädigungen verursacht, eine narrensichere Montage erlaubt bei hochwirksamen Abdichtungsverhältnissen, die sowohl auch bei starkem Seitenversatz des Zu- und Abganges zueinander als auch insbesondere bei kurzen Einbauräumen hierbei anwendbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in einen Ringträger nebeneinander mindestens zwei Nuten vorgesehen sind, in die zwei außenspannende Doppellamellenringe bzw. ein Expanderring eingesetzt sind.

Weitere Merkmale der Erfindung sind durch die Patentansprüche gekennzeichnet.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß bei axial verschiebbaren Rohrsteckverbindungen für Abgasrohrleitungen der beschriebenen Art, die hohen Belastungen und Temperaturschwankungen ausgesetzt sind, eine stets hochwirksame Abdichtung bei langer Lebensdauer und lärmfreiem Betrieb gewährleistet ist und die ineinandergesteckten Hälften der Rohranschlüsse stets eine zueinander zentrische Lage einnehmen bei ausreichendem Radialspiel der Dichtungen, wobei kein nennens-0 werter Verschleiß auftritt und eine Dämpfung der Schwingungseinflüsse vorliegt. Die Abdicht- und schwingungsabfangende Wirkung kann auf einfache Weise durch Anwendung mehrerer gleicher Lamellen bzw. Expanderringe wunschgemäß eingestellt werden. Dies alles ist erreicht bei wenig aufwendiger Bauweise der Steckverbindungen, die zudem kurze Einbauräume und/oder starken Seitenversatz der Zu- und Abgänge ermöglichen.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt, es zeigen

Fig. 1 eine Schnittdarstellung durch den Erfindungsgegenstand,

Fig. 2 eine Einzelheit Z nach Fig. 1, im vergrößerten Maßstab,

Fig. 3 eine Schnittdarstellung gemäß der Linie A-B nach Fig. 1, bei der die Wandstärken zur Verdeutlichung der Darstellung verdickt ausgeführt sind,
5

Fig. 4 eine verhältnismäßig kurze Ausführung einer Doppelsteckverbindung bei starkem Seitenversatz der Zu- und Abgänge, ausgerüstet mit Mehrfachlamellenringsätzen, 10

Fig. 5 eine Einzelheit Y nach Fig. 4 im vergrößerten Maßstab.

Bei einer Lamellen- und Expanderzentrierring-Kombination 1 gemäß den Fig. 1 und 2 weist das das Gas abführende Rohr 2 an seinem Ende eine Glocke 3 als Rohranschlußstück auf, die durch Aufweiten desselben gebildet ist, wobei die äußere Partie mit einem erweiternden Konusbereich 4 zum Ermöglichen eines einfachen Einsteckens bei der Montage versehen ist.

Auf dem in den Glockenbereich eingesteckten Rohranschlußstück des zweiten, das Gas heranführenden Rohres 5 ist ein Ringträger 6 festsitzend angeordnet, der vorn mit einer Nute 7 zur Aufnahme zweier Doppellamellenringe 8 und anschließend mit einer zweiten Nute 9 zur Aufnahme eines sogenannten Expanderringes 10 versehen ist. Die Doppellamellenringe 8 sind aus vergütetem, hitzebeständigem Material gefertigt, ebenso der offene Expanderring 10, der vieleckig, z.B. neunfach, gestaltet ist und mit seinen äußeren Kantenbereichen 12 an einer Zylinderinnenfläche 13 der Glocke 3 und mit seinen Zwischenbereichen 14 tangential an der Grundfläche 16 der Nute 9 anliegt. Letzterer unter solcher Federspannung, daß die beiden

Rohre 2 und 5 unter den auftretenden, durch den beispielsweise vorliegenden Kolbenmotorbetrieb verursachten Schwingungen nur noch sehr leicht gegeneinander ausschwingen, ohne anzuschlagen, wobei die auftretenden Biegespannungen im Expanderring 10 innerhalb der zulässigen Werte liegen. Hierdurch ist stets sowohl eine Zentrierung beider Rohrteile zueinander als auch eine infolge der auftretenden Reibung bedingte Abdämpfung der Schwingungseinflüsse in dieser Steckverbindung erreicht.

Wenig Abrieb verursachende Reibungsverhältnisse sind dadurch begünstigt, daß die Kanten 17 und 20 der Doppe11amellenringe 8 bzw. des Expanderringes 10 abgerundet oder abgefast ausgeführt sind und auch die beiden Enden der Doppellamellenringe geometrisch gleich wie ihre übrigen Partien geformt sind.

Der Zu- und Abgang des verkröpften Rohrstückes 18 nach Fig. 4 ist um das Maß 19 seitlich versetzt ausgeführt, wobei es beispielsweise an einen Turbolader 20 angeschlossen ist.

Zur Erhöhung der Abdichtwirkung, wenn z. B. höhere Gasdrücke vorliegen, und auch zur Beherrschung stärkerer Schwingungen sind verschiedene Kombinationen von Lamellen- und Expanderringen anzuwenden. So sind in einem Ringträger 21 drei Nuten vorgesehen, zwei Nuten 7 für zwei Doppellamellenringe 8 und zwischen ihnen eine Nute 9 für einen Expanderring 10.

In einem Ringträger 23 eines zuführenden Rohres 24, siehe auch Fig. 5, sind zwei Nuten 25 so ausgebildet, daß sie außenliegend je einen außenspannenden Doppel-35

Laraellenring 8 und zwischen diesen einen innenspannenden Doppellamellenring 2 6 aufnehmen, wodurch die Gasabdichtung noch weiter erhöht ist. Zwischen diesen beiden Lamellenringabdichtungen ist ein Expanderring 10 in einer Nut 25 eingesetzt, es kann aber auch so vorgegangen werden, daß der Expanderring 10 entsprechend hinter den beiden Lamellenringabdichtungen, gleich welcher Ausstattung, angeordnet wird, wobei zur weiteren Erhöhung der Abdichtwirkung anstelle der Doppellamellenringe 8 auch zwei Doppellamellenringe 8 nebeneinander in entsprechenden Nuten entsprechender Ringträger verwendet werden können.

Für extrem hohe Abdichtforderungen können auch, wie nicht dargestellt, je Nute drei außenspannende und jeweils zwischen ihnen je ein innenspannender Doppellamellenring 8 bzw. 26 berücksichtigt werden.

Ebenso können im Rahmen der Erfindung je Dichtungs- und Führungssatz zwei oder drei Expanderringe 10 mit den Doppellamellenringen 8 bzw. 26 kombiniert werden, wenn z. B. sehr starke Schwingungseinflüsse abzufangen sind. Hierdurch können die einzelnen Expanderringe 10 auch elastischer und somit weicher federnd ausgeführt sein, was geringere Flächenpressungen an den Anlagen ergibt und ein leichteres Montieren erlaubt, da die auftretenden Kräfte je Ring kleiner sind.

Das Rohr 24 ist vor der Steckverbindung durch seinen Bereich 27 abgewinkelt ausgeführt, womit gezeigt ist, daß es jede gewünschte Form annehmen kann, wie z. B. eine strichpunktiert gezeichnete gerade Rohr-Ausführung 28, was deutlich macht, daß mit der erfindungsgemäßen Ausführung der kombinierten Lamellen-Expanderring-Bauart, den oft verwinkelten und engen

Platzverhältnissen im Motoren- oder Kompressorraum weitgehendet Rechnung getragen werden kann, im Gegensatz zu den erwähnten Metallwickelschläuchen, was sich im besonderen auf den Seitenversatz, Maß 19, der Gas zu- und abführenden Rohre bezieht. Gleichermaßen ist die Erfindung auch bei oft verwendeten starkwandigeren Anschlußrohren bzw. Abgaskrümmern, die meist als Gußteile hergestellt werden, anwendbar.

Claims

Josef Fey Lamellenringe 8634-3" Königsbrünn Lamellen- und Expander-Dichtungs-Zentrierkombination Schutzansprüche

1. Lamellen- und Expander-Dichtungs-Zentrierkombination für Abgasrohrsysteme, bei der ein als Glocke ausgebildetes Rohranschlußstück das andere Rohranschlußstück mit einem Ringträger-Dichtungssatz umgibt, dadurch gekennzeichnet, daß in einen Ringträger (6, 21, 23) nebeneinander.mindestens zwei Nuten (7, 9) vorgesehen sind, in die zwei außenspannende Doppellamellenringe (8) bzw. ein Expanderring (10) eingesetzt sind. 10

2. Lamellen- und Expander-Dichtungs-Zentrierkombination nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in Ringträgern (21) jeweils in Nuten (7) zwei außenspannende Doppellamellenrxnge (8) zwischen einem Expanderring (10) in einer Nute (9) oder nebeneinander vor Letzterem vorgesehen sind.

3. Lamellen- und Expander-Dichtungs-Zentrierkombination nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß entweder in einem Ringträger (23) in einer Nute

(25) zwei bzw. drei außenspannende Doppellamellenrxnge (8) und zwischen diesen- jeweils 'ein bzw. zwei innenspannende Doppellamellenrxnge [26) und benachbart zur■gasentfernten Seite ein bzw. zwei Expanderringe (10) in Nuten (9) oder daß weiter von letzterem benachbart nochmals nur außen- bzw. außen- und innenspannende Doppellamellenrxnge (8, 26) vorgesehen sind.