DE1005319B - Rohrgelenkverbindung fuer Auspuff- und Ansaugeleitungen von Brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Gegenstand der Erfindung ist eine gelenkige Rohrverbindung für Auspuff- und Ansaugeleitungen von Brennkraftmaschinen.

Bei Mehrzylinder-Brennkraftmaschinen, insbesondere mit unmittelbarer Luftkühlung arbeitenden Maschinen und getrennten Köpfen für die einzelnen Zylinder, bestehen Schwierigkeiten in der Abdichtung der Auspuffleitungen und der Ansaugeleitungen. Die sehr hohen Temperaturschwankungen führen zu ungleichen Wärmedehnungen und damit zu Spannungen zwischen den einzelnen, an den Zylinderköpfen befestigten Abschnitten der Sammelleitungen, die dadurch häufig einreißen oder brechen. Auch die Zylinderköpfe und die Zylinder werden durch diese Spannungen in unerwünschter Weise beansprucht.

Zur Abführung der Abgase einer Brennkraftmaschine nach einer Gasturbine wurde ein Rohrgelenk zwischen einzelnen Abschnitten des Abgasrohres vorgeschlagen, bei dem ein Zwischenstück mit zwei nebeneinanderliegenden Kugelzonen verwendet wird. Die konkaven Kugelzonen dieses Zwischenstückes übergreifen dabei entsprechende konvexe Kugelzonen an den Enden der zu verbindenden Rohrleitungsteile. Eine weitere innerhalb der einen Kugelzonenpassung angeordnete Verbindungsstelle besitzt dabei ineinandergreifende zylindrische Innen- und Außenflächen, um eine gegenseitige axiale Verschiebung der Rohrenden bei Temperaturdehnungen zu ermöglichen. Ein Nachteil besteht darin, daß entweder das mit konkaven Kugelflächen versehene Zwischenstück den konvexen Kugelflächen beim Zusammenbau im Drückverfahren angepaßt werden muß oder daß hierfür eine Querteilung mit Flanschverbindung vorgesehen ist. Die zuletzt genannte Art hat, abgesehen von der Umständlichkeit, einen erheblichen Platzbedarf.

Nach der Erfindung wird ebenfalls ein Zwischenstück mit zwei nebeneinanderliegenden Kugelzonen als Begrenzungsflächen verwendet. Die Erfindung besteht darin, daß die Kugelzonen auf der Außenseite des Zwischenstückes angeordnet sind und in je eine zylindrisch aufgeweitete Mündung der einander nahe gegenüberliegenden Rohrenden schließend eingreifen. Diese Verbindung ermöglicht in Übereinstimmung mit der vorher erwähnten bekannten Verbindung sowohl Parallelversetzungen als auch Winkelabweichungen zwischen den gegenüberliegenden Leitungsteilen. Dabei ist die Verbindung aber wesentlich vereinfacht. Denn die Passung zwischen den konvexen Kugelflächen des Zwischenstückes und den konkaven Zylinderflächen der Leitungsenden läßt zugleich Längsverschiebungen ohne irgendeinen zusätzlichen Aufwand zu. Flanschverbindungen sind an dieser Stelle ganz vermieden. Der Zusammenbau der Verbindung

Rohrgelenkverbindung

für Auspuff- und Ansaugeleitungen

von Brennkraftmaschinen

Anmelder:
Klöckner-Humboldt-Deutz

Aktienges ells chaf t,
Köln-Deutz, Mülheimer Str. 149

Karl Langmaier, Ulm/Donau,
ist als Erfinder genannt worden

geschieht einfach dadurch, daß das Zwischenstück in die aufgeweiteten Rohrenden eingeschoben wird.

Für die Stellen der Verbindung von Zylinderköpfen einer Brennkraftmaschine mit den einzelnen Zweigen einer Auspuffleitung wurde schon vorgeschlagen, einen Flansch mit einer zylindrischen Bohrung zu verwenden, in der das erweiterte Rohrende mit einer kugeligen Außenfläche geführt ist. Einzelne Gelenke dieser Art bieten jedoch nicht die Möglichkeit, die durch ungleiche Wärmedehnung zwischen den Abschnitten einer Auspuffsammelleitung hervorgerufenen Spannungen auszugleichen. Dies ist vielmehr erst mit der erfindungsgemäßen Anwendung eines Zwischenstückes mit zwei nebeneinanderliegenden Kugelzonen gegeben, weil dadurch vor allem gegenseitige Verschiebungen der gegenüberliegenden Rohrenden quer zur Achse möglich sind.

Die Erfahrung hat gezeigt, daß sich mit den in die zylindrischen Rohrenden eingreifenden Kugelzonen selbst bei Auspuffleitungen von Brennkraftmaschinen eine ausreichende Abdichtung ergibt. Dies wird durch den sich ansetzenden Ruß noch begünstigt. Es ist natürlich möglich, in an sich bekannter Weise besondere Dichtungsringe, z. B. nach Art von Kolbenringen, in die Kugelzone einzusetzen. In den meisten Anwendungsfällen der erfindungsgemäßen Rohrverbindung werden solche zusätzlichen Dichtungsmittel jedoch überflüssig sein. Die Abdichtung kann ferner dadurch begünstigt werden, daß das Zwischenstück aus einem Werkstoff von höherer Wärmedehnung hergestellt ist als die anschließenden Auspuffleitungen, so z. B. aus Aluminium. Unter Umständen genügt jedoch die Tatsache, daß die Beheizung des Zwischenstückes von innen eine stärkere Wärmedehnung dieses Teiles verursacht als für die anschließenden, ihre Wärme nach außen abstrahlenden Leitungsenden. Zwischenstücke

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aus einem Werkstoff höherer Wärmedehnung können innen als besonderer Schutz gegen zu hohe Temperaturen eine Stahlarmierung erhalten.

In der Zeichnung ist die Erfindung in einem Ausführungsbeispiel wiedergegeben.

Abb. 1 zeigt eine Auspuffsammelleitung für eine Sechszylinder-Brennkraftmaschine; in

Abb. 2 und 3 ist die Verbindungsstelle in einem größeren Maßstab mit je einer Quer- und Winkelversetzung der gegenüberliegenden Leitungsenden dargestellt;

Abb. 4 zeigt nochmals ein Zwischenstück mit einer Stahlarmierung.

In Abb. 1 besteht die Auspuffsammelleitung aus drei Teilen 1, 2 und 3, die je ein Paar von Anschluß stutzen für benachbarte Zylinder besitzen. Zwischen den Teilen 1 und 2 einerseits und den Teilen 2 und 3 anderseits ist je ein Zwischenstück 4 eingesetzt.

Aus den Abb. 2 und 3 ist die genauere Form der Zwischenstücke 4 erkennbar. Sie haben außen die Gestalt zweier unmittelbarer benachbarter Kugelzonen 5, die mit einem möglichst geringen Spiel in die innere Zylinderform 6 der Leitungsenden passen. Diese Enden sind in an sich bekannter Weise gegenüber dem übrigen Rohrdurchmesser erweitert, so daß der Innendurchmesser der Zwischenstücke annähernd dem Innendurchmesser der Rohrteile entspricht. Die äußersten Rohrenden sind als Randversteifung nochmals nach außen umgebogen.

In Abb. 2 sind die Rohrenden um das Maß 7 parallel verschoben. Abb. 3 zeigt eine Winkelversetzung um das Maß 8. Die Rohrverbindung nach der Erfindung ermöglicht auch zugleich Quer- und Winkelversetzungen.

Nach Abb. 4 ist das Zwischenstück 4 aus einem weicheren Werkstoff, z. B. einem Leichtmetall oder einer Leichtmetallegierung hergestellt. Zum Schutz gegen hohe Temperaturen hat das Zwischenstück innen eine Auskleidung 9, beispielsweise aus Stahlblech.

Claims (5)

Patentansprüche

1. Rohrgelenkverbindung für Auspuff- und Ansaugeleitungen von Brennkraftmaschinen unter Verwendung eines Zwischenstückes mit zwei nebeneinanderliegenden Kugelzonen als Begrenzungsflächen, dadurch gekennzeichnet, daß die Kugelzonen (5) auf der Außenseite des Zwischenstückes (4) angeordnet sind und in je eine zylindrische aufgeweitete Mündung (6) der einander nahe gegenüberliegenden Rohrenden in an sich bekannter Weise schließend eingreifen.

2. Verbindung nach Anspruch 1 für Auspuffleitungen, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischenstück (4) aus einem Werkstoff von höherer Wärmedehnung hergestellt ist als die anschließenden Auspuffleitungen (1, 2, 3), z. B. aus Aluminium.

3. Verbindung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischenstück (4) innen eine Stahlarmierung (9) besitzt.

4. Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der innen zylindrische Teil (6) der Leitungsenden (1,2,3) gegenüber dem übrigen Leitungsdurchgang etwa um die Wanddicke des Zwischenstückes (4) erweitert ist.

5. Anwendung der Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 4 zwischen einzelnen Teilen (1, 2,3) der Auspuffsammelleitung von Mehrzylinder-Brennkraftmaschinen.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Französische Patentschriften Nr. 704 944, 709 962; britische Patentschrift Nr. 530 965 ;
USA.-Patentschriften Nr. 2 206 414, 2 517 290.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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