DE102004014729B4 - Flexible Verbindungseinrichtung für zwei Rohrteile, insbesondere bei Abgasanlagen von Kraftfahrzeugen - Google Patents

Flexible Verbindungseinrichtung für zwei Rohrteile, insbesondere bei Abgasanlagen von Kraftfahrzeugen Download PDF

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Abstract

Flexible Verbindungseinrichtung (1) für zwei Rohrteile, insbesondere bei Abgasanlagen von Kraftfahrzeugen, mit einem metallischen, axial beidseitig mit Anschlußstücken (2, 3) in Form von im wesentlichen zylindrischen Hülsen (4, 5) oder Stutzen gasdicht verbundenen elastischen Balg (6), wobei die Anschlußstücke (2, 3) an ihren dem Balg (6) zugewandten Seiten radial erweiterte Endabschnitte (8, 9) mit im wesentlichen zylindrischen Endbereichen aufweisen, die zur Längsmittelachse (M-M) der Verbindungseinrichtung (1) konzentrisch verlaufen, zwischen denen ein axialer vom Balg (6) überdeckter Zwischenabschnitt (L) vorliegt, die über mindestens zwei Schenkelfedern (12, 13) miteinander verbunden sind und die an ihren einander zugewandten Seiten jeweils in eine radiale Endfläche auslaufen, wobei jeder Schenkel jeder Schenkelfeder (12; 13) an seinem Endbereich (14; 15) jeweils am Außenumfang eines erweiterten Endabschnitts (8, 9) eines Anschlußstückes (2, 3), axial unmittelbar neben dessen radialer Endfläche, befestigt ist und die Schenkelfedern (12, 13) in Umfangsrichtung der Verbindungseinrichtung (1) verteilt angebracht sind, dadurch gekennzeichnet,...

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine flexible Verbindungseinrichtung für zwei Rohrteile, insbesondere bei Abgasanlagen von Kraftfahrzeugen, mit einem metallischen, axial beidseitig mit Anschlußstücken in Form von im wesentlichen zylindrischen Hülsen oder Stutzen gasdicht verbundenen elastischen Balg, wobei die Anschlußstücke an ihren dem Balg zugewandten Seiten radial erweiterte Endabschnitte mit im wesentlichen zylindrischen Endbereichen aufweisen, die zur Längsmittelachse der Verbindungseinrichtung konzentrisch verlaufen, zwischen denen ein axialer vom Balg überdeckter Zwischenabschnitt vorliegt, die über mindestens zwei Schenkelfedern miteinander verbunden sind und die an ihren einander zugewandten Seiten jeweils in eine radiale Endfläche auslaufen, wobei jeder Schenkel jeder Schenkelfeder an seinem Endbereich jeweils am Außenumfang eines erweiterten Endabschnitt eines Anschlußstückes, axial unmittelbar neben dessen radialer Endfläche, befestigt ist und die Schenkelfedern in Umfangsrichtung der Verbindungseinrichtung verteilt angebracht sind.
  • Bei Kraftfahrzeugen werden solche flexiblen Verbindungsanordnung in Form von Zwischenstücken eingesetzt, um die an sie angeschlossenen Rohrteile federnd, gelenkig oder gedämpft miteinander zu verbinden und sie schwingungstechnisch gegenseitig zu entkoppeln, wobei auftretende Relativbewegungen, Schwingungen und Vibrationen von den benachbarten Bauteilen abgekoppelt werden sollen. Diese Abgasleitungen sind als starre Systeme ausgebildet, so daß die Frage einer elastischen Entkopplung besonders wichtig ist.
  • Aus der DE 42 33 644 A1 ist eine flexible Verbindungsanordnung bekannt, bei der die radial erweiterten Endabschnitte der beiden Anschlußstücke mittels einer radial außen liegenden Schraubenfeder miteinander verbunden sind. Neben vielen Vorteilen, die eine solche Federanordnung mit sich bringt, zeigt sich jedoch, daß häufig eine steifere Kennlinie der Widerstandskraft bei axialer Beaufschlagung wünschenswert ist. Will man bei der bekannten Verbindungseinrichtung eine solche Versteifung erreichen, würde dies aber bedeuten, daß die dort eingesetzte Schraubenfeder erheblich dicker ausgeführt werden müßte. Der dabei auftretende größere Durchmesser der Gesamteinrichtung ist ebenso unerwünscht wie der steigende Preis und die Gewichtsvergrößerung. Eine ähnliche Verbindungsanordnung ist auch aus der DE 197 07 813 C2 bekannt.
  • In der GB 2 348 935 A ist eine flexible Verbindungseinrichtung für zwei Rohrteile bei einem Kraftfahrzeug-Abgassystem beschrieben, bei der an jedem radial erweiterten Endabschnitt jedes Anschlußstückes in einem Abstand vor dessen axialem Ende aus dem Hülsenmaterial zwei in einem kleinen axialen Abstand zueinander versetzte, umlaufende Auswölbungen angebracht sind, die zwischen sich eine Ringnut ausbilden. Die eingesetzte Schenkelfeder ragt mit jedem ihrer Enden in eine solche Ringnut an einem der beiden Endabschnitte hinein, wobei das jeweils freie Ende des betreffenden Schenkels der Schenkelfeder dort gehaltert wird. Die Feder selbst erstreckt sich mit ihrem Federkörper im wesentlichen jedoch in einem radial nach außen geführten Bogen, so daß sich zumindest an der Stelle der Feder eine unerwünschte radiale Durchmesservergrößerung ergibt. Diese bekannte Verbindungseinrichtung ist zwar zur Übertragung axialer und angularer Bewegungen einsetzbar, Torsionsmomente können jedoch nicht übertragen werden, da die Feder mit ihren Schenkeln in den Ringnuten frei laufen kann, was keine Übertragung von Torsionsmomenten zuläßt. So kann auch keine Entlastung des auf Torsion sehr empfindlichen Faltenbalges erreicht werden, der vielmehr alle in der Abgasanlage auftretenden Torsionsbelastungen selbst aushalten muß. Laterale Auslenkungen sind, je nach Ausrichtung der Bewegungsachse relativ zur Feder, entweder nur unter Auftreten eines Gleitens der Federenden in den Rundnuten relativ zum Gehäuse möglich oder werden durch das Federelement gänzlich unterbunden, wobei in jedem Fall eine Entkoppelung bzw. Tolerierung lateraler Auslenkungen durch das Federelement nur in sehr eingeschränkter Form möglich ist. Eine laterale Verlagerung der Gehäusehälften wird zudem durch die eingesetzte Drahtgestricke-Dichtung grundsätzlich verhindert.
  • Auch bei der Verbindungseinrichtung aus der DE 40 09 215 A1 sind die Schenkel der eingesetzten Federn nicht am Außenumfang der Endabschnitte der Anschlußstücke festgelegt und befestigt, sondern dort sind sich nach außen erstreckende Befestigungsansätze angebracht, an denen – in deutlichem radialem Abstand von den Endabschnitten der Anschlußstücke – die jeweils eingesetzte Schraubenfeder angreift, wobei deren Ende am zugeordneten Befestigungsansatz, an dem es angreift, seinerseits nicht befestigt ist. Die Federenden sind nur in an den Befestigungsansätzen eingeprägte Aufnahmevertiefungen eingerastet. Die Verbindung zweier jeweils eine Befestigungsstelle bildenden Befestigungsansätze findet nur in einem Zusammenwirken der eingesetzten Federn mit zwischengeschalteten Metalldraht-Kissen statt. Torsionsmomente und laterale Auslenkungen können nicht gezielt aufgenommen werden.
  • Schließlich ist aus der DE 102 01 801 A (4) eine flexible Verbindungseinrichtung der eingangs genannten Art bekannt, bei der die Federeinrichtung aus mindestens zwei im wesentlichen S-förmig oder doppel-S-förmig ausgebildeten Schenkelfedern besteht, wobei die Mittelachse jeder Schenkelfeder im wesentlichen in einer konzentrisch zur Mittelachse der Verbindungseinrichtung liegenden zylindrischen Hüllfläche liegt, deren radialer Abstand von der Außenumfangsfläche jedes erweiterten Endabschnitts dieser beiden Anschlußstücke etwa dem halben Federdurchmesser entspricht. Diese bekannte flexible Verbindungseinrichtung ermöglicht gegenüber bekannten Verbindungseinrichtungen mit umlaufender Schraubenfeder ein geringeres Gewicht und damit geringere Herstellungskosten, wobei bei kleineren Außenabmessungen (in einer Koordinatenachse) und trotz des geringeren Gewichts eine steifere Kennlinie der Widerstandskraft bei axialer Beaufschlagung erreicht werden kann. Damit ergeben sich kleinere Auslenkungen in axialer Richtung bei Zug- oder Druckbeanspruchung im Verbindungsbereich. Allerdings läßt sich mit dieser bekannten Verbindungseinrichtung nicht immer eine ausreichend weiche Charakteristik bei der gegebenen Tragfähigkeit realisieren, da der für die wirksamen Hebelarme der eingesetzten S-Federn zur Verfügung stehende Platz relativ begrenzt ist. Zudem ergibt sich bei dieser bekannten Verbindungseinrichtung auch eine gewisse Empfindlichkeit im Hinblick auf unterschiedliche Einbaulagen infolge einer nicht immer ausreichend ausgeglichenen Relation zwischen lateraler Steifigkeit in der Y- und der Z-Achse.
  • Hier will nun die Erfindung Abhilfe schaffen und eine flexible Verbindungseinrichtung der eingangs genannten Art so verbessern, daß eine weichere Charakteristik bei prinzipiell gleicher Tragfähigkeit realisiert werden kann und sich auch eine geringere Empfindlichkeit gegenüber unterschiedlichen Einbaulagen erreichen läßt.
  • Erfindungsgemäß wird dies bei einer flexiblen Verbindungseinrichtung der eingangs genannten Art dadurch erreicht, daß die Erstreckung jeder Schenkelfeder zwischen deren befestigten Endbereichen im wesentlichen außerhalb des axialen Zwischenabschnitts zwischen den Enden der erweiterten Endabschnitte der Anschlußstücke verläuft sowie diesen nur in Form eines Quersteges jeweils angenähert axial-parallel zur Längsmittelachse der Verbindungseinrichtung überquert, und daß jede Schenkelfeder allgemein in Form eines U ausgebildet ist, wobei ihre Seitenschenkel zur Innenseite des U hin umgebogen sind und dort im wesentlichen parallel zueinander in Richtung auf den Quersteg des U hin etwa bis zur halben Länge der äußeren Seitenschenkel oder bis über den Quersteg hinaus und unter diesem hindurch zurücklaufen.
  • Bei der erfindungsgemäßen Verbindungseinrichtung liegt die Position der Federanbindung am Gehäuse des zugeordneten Anschlußstückes, nämlich axial unmittelbar neben der radialen Endfläche dessen Endabschnitts, sehr nahe dem angularen Bewegungszentrum dieses Anschlußstückes (nämlich des Momentanpols bei Biegung), wodurch bei angularer Auslenkung desselben eine Minimierung der der Feder aufgeprägten translatorischen Bewegung relativ zum Drehpunkt des Anschlußstückes und somit entsprechend eine minimale resultierende Belastung aus Winkelauslenkung auftritt. Denn von allen auftretenden Verformungen einer solchen flexiblen Verbindungseinrichtung ist, insbesondere bei quer eingebauten Motoren, die Winkelauslenkung in der Regel die zwangsläufig auftretende Bewegung, die somit mit Priorität zu beachten ist. Die bei dieser Verformung sich ergebende Gesamtverformung der eingesetzten Feder(n) setzt sich zusammen aus einer Winkelbewegung (die unabhängig von der Position der Federanbindung am Anschlußstück ist) und aus einer vom Abstand der Federanbindung zum Pol der Winkelauslegung abhängigen translatorischen Komponente. Diese wird durch die erfindungsgemäße Wahl der Position der Federanbindung am Anschlußstück minimiert, indem dort die Anbindung am Anschlußstück ganz in der Nähe dessen Bewegungszentrums realisiert wird.
  • Insgesamt lassen sich die wirksamen Hebelarme der Feder bei der erfindungsgemäßen Verbindungseinrichtung relativ lang ausbilden, weil die Erstreckung der Schenkel jeder Feder im wesentlichen außerhalb des axialen Zwischenabschnitts zwischen den Enden der erweiterten Endabschnitte der Anschlußstücke verläuft, wo die räumlichen Beschränkungen, die ansonsten im Zwischenabschnitt insoweit vorlägen, nicht mehr wirksam werden und erheblich mehr Platz für die Ausbildung geeignet langer Federschenkel vorliegt. Dadurch kann eine deutlich weichere Charakteristik des Federverhaltens bei prinzipiell gleicher Tragfähigkeit erreicht werden. Auch ist die Relation zwischen der lateralen Steifigkeit in der Y- und in der Z-Achse ausgeglichener, weshalb sich eine geringere Empfindlichkeit gegenüber unterschiedlichen Einbaulagen ergibt. Die bei der Erfindung erreichbare größere Federlänge ermöglicht gleichzeitig auch eine prinzipiell bessere Wärmeabfuhr über die Feder. Schließlich ist das Verhältnis von axialer zu lateraler Steifigkeit über einfache Geometrieänderungen der Feder wirksam beeinflußbar, wobei z. B. über eine geeignete Wahl der Länge der Federquerstege die laterale Tragfähigkeit bzw. die Kennlinie der Feder beeinflußt werden kann. So ergibt etwa eine kurze Länge eine hohe und eine größere Länge eine niedrigere laterale Steifigkeit. Somit läßt sich bei der erfindungsgemäßen Verbindungseinrichtung durch die Variation der Federgeometrie ganz grundsätzlich in einfacher Weise eine sehr weitgehende Anpassung der Kennlinien an die unterschiedlichsten Forderungen der Praxis erreichen.
  • Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Verbindungseinrichtung besteht darin, daß jede montierte Schenkelfeder eine Form aufweist, die zu einer axial in der Mitte des Zwischenabschnitts senkrecht zur Längsmittelachse der Verbindungseinrichtung liegenden Mittelebene symmetrisch ist. Es hat sich gezeigt, daß es besonders vorteilhaft ist, wenn die äußeren Seitenschenkel des U zueinander um einen Winkel zwischen 30° und 45° angestellt verlaufen. Für manche Einsatzfälle ist es dabei vorteilhaft, wenn die Seitenschenkel im Bereich ihrer Umbiegung nach innen teilweise axial über den erweiterten Bereich der Endabschnitte der Anschlußstücke überstehen.
  • Bei diesen vorteilhaften Ausgestaltungen der Erfindung weist die eingesetzte Feder eine relativ einfache Formgebung bei gleichzeitiger Symmetrie zu einer axial in der Mitte des Zwischenabschnitts senkrecht zur Längsmittelachse der Verbindungseinrichtung liegenden Mittelebene auf und kann über eine ausreichend lange Ausbildung der wirksame Hebelarme für eine weiche Charakteristik bei gleichzeitig dennoch ungeänderter Tragfähigkeit der Federn (und damit der ganzen Verbindungseinrichtung) ausgelegt werden. Auch ist hier die Relation zwischen der lateralen Steifigkeit in der Y- und der Z-Achse relativ ausgeglichen, weshalb diese Verbindungseinrichtung wenig empfindlich gegenüber unterschiedlichen Einbaulagen ist. Zudem bietet sich eine recht gute Wärmeabfuhr entlang der relativ großen Federlänge über die Feder hinweg und bei angularer Auslenkung tritt eine Minimierung der in die Feder eingebrachten translatorischen Bewegung (relativ zum Drehpunkt des betreffenden Anschlußstückes) und damit entsprechend auch eine minimale resultierende Belastung aus der Winkelauslegung auf. Günstig ist dabei auch, das der gesamte Federverlauf keinerlei Wendepunkt aufweist.
  • Die geschilderten Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Verbindungseinrichtung führen zu einer sehr geringen translatorischen Komponente der Auslenkung bei gegebener Winkelauslenkung, wobei in beiden Fällen die Federgesamtbelastung besonders klein ist.
  • Selbstverständlich läßt sich die erfindungsgemäße Verbindungseinrichtung mit einer Vielzahl unterschiedlicher Federformen ausführen, die alle zu den genannten vorteilhaften Wirkungen führen.
  • Weiter bevorzugt ist bei der erfindungsgemäßen Verbindungseinrichtung der elastische Balg ein Faltenbalg oder ein Wellbalg.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen im Prinzip beispielshalber noch näher erläutert. Es zeigen:
  • 1 eine (teilweise in Längsrichtung geschnittene) Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Verbindungseinrichtung in Seitenansicht;
  • 2 eine Vorderansicht der Verbindungseinrichtung aus 1;
  • 3 eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Verbindungseinrichtung, und
  • 4 eine Vorderansicht der Verbindungseinrichtung aus 3.
  • Die in den Figuren dargestellten Ausführungsformen einer Verbindungseinrichtung 1 dienen zum Verbinden zweier (in den Figuren nicht gezeigter) Rohrenden bei einer Abgasanlage eines Kraftfahrzeuges.
  • Zunächst sei Bezug genommen auf die 1 und 2, wobei 1 eine (teilweise geschnittene) Seitenansicht einer solchen Verbindungseinrichtung 1 und 2 eine Ansicht derselben entsprechend der Blickrichtung A (in 1) darstellt.
  • Die Verbindungseinrichtung 1 besteht hierbei aus zwei Anschlußstücken 2 und 3 in Form von im wesentlichen zylindrischen Hülsen 4 bzw. 5, innerhalb derer ein elastischer Balg 6, z. B. ein metallischer Wellbalg oder Faltenbalg, angeordnet ist, der axial beidseitig mit den zylindrischen Hülsen 4 und 5 der beiden Anschlußstücke 2 und 3 gasdicht (in geeigneter Weise) verbunden ist, wobei er in dem jeweils betreffenden Endbereich einen ebenfalls zylindrischen Endabschnitt ausbildet, der in der Schnittdarstellung in 1 nur auf der Seite der zylindrischen Hülse 5 als zylindrischer Endabschnitt 7 erkennbar ist. Auf der gegenüberliegenden Seite bildet bei der zylindrischen Hülse 4 der elastische Balg 6 in völlig gleicher Weise einen ebenfalls zylindrischen Endabschnitt (nicht gezeigt) aus.
  • An ihren dem Balg 6 zugewandten Seiten sind die beiden Anschlußstücke 2 und 3 jeweils mit einem radial erweiterten Endabschnitt 8 bzw. 9 verbunden, wobei diese Endabschnitte ebenfalls im wesentlichen zylindrische Endbereiche aufweisen, wie dies in 1 dargestellt ist.
  • Die Anschlußstücke 2 und 3, ihre zylindrischen Hülsen 4 und 5 und ihre radial erweiterten Endabschnitt 8 und 9 verlaufen zur Längsmittelachse M-M der Verbindungseinrichtung 1 konzentrisch.
  • Radial zwischen dem Außenumfang des elastischen Balges 6 und dem Innenumfang der radial erweiterten Endabschnitte 8, 9 ist ein Spalt ausgebildet, in dem eine geeignete Dämpfungseinlage 10 angeordnet ist, die ihn ausfüllt. Diese Dämpfungseinlage 10 kann aus jedem geeigneten Material bzw. Werkstoff bestehen, ist aber ganz besonders bevorzugt aus einem metallischen Gestricke gefertigt.
  • Bei der in 1 dargestellten Ausführungsform ist in diesem axialen Zwischenbereich zwischen den beiden einander zugewandten Enden der erweiterten Endabschnitte 8 und 9 die Dämpfungseinlage 10 radial nach oben so weit vergrößert, daß ihre radiale Umfangsfläche etwa den radialen Außenflächen der erweiterten Endabschnitte 8 und 9 entspricht, wobei dort ein verdickter Mittelbereich 11 der Dämpfungseinlage 10 ausgebildet wird, wie ihn dies 1 deutlich zeigt.
  • Die beiden Anschlußstücke 2 und 3 sind mittels zweier Schenkelfedern 12 und 13 (vgl. 2) miteinander verbunden, die, wie 2 zeigt, einander um 180° gegenüberliegen und in Richtung der Hochachse Y (2) ausgerichtet sind.
  • Dabei liegt, wie ebenfalls der 2 gut entnommen werden kann, die Längsmittelachse S jeder Schenkelfeder 12 und 13 in einer zylindrischen Hüllfläche H, deren radialer Abstand r von der Umfangsfläche der Endabschnitte 8 und 9 dem halben Durchmesser d/2 der eingesetzten Schenkelfedern 12 bzw. 13 (die von gleicher Dicke und Form sind) entspricht.
  • Die Endbereiche 14 und 15 der freien Schenkel jeder Schenkelfeder 12, 13 sind, wie dies insbesondere in 1 dargestellt ist, an der Außenfläche des dem betreffenden Endbereich 14 bzw. 15 jeweils zugeordneten radial erweiterten Endabschnittes 8, 9 der Anschlußstücke 2, 3 in geeigneter Weise befestigt, im dargestellten Ausführungsbeispiel durch Schweißen. Gleichzeitig ist jeder Endbereich der freien Schenkel der Schenkelfedern 12 und 13, wie dies ebenfalls 1 zeigt, kurz vor seinem Ende durch eine Haltehülse 16, 17 hindurchgeführt, die ihrerseits an der Außenumfangsfläche des betreffenden erweiterten Endabschnittes 8, 9 angeschweißt ist.
  • Die in 1 dargestellte Ausführungsform der Schenkelfedern 12, 13 ist allgemein in Form eines U ausgebildet, dessen freie Enden jeweils auf die Innenseite des U hin umgebogen sind, im wesentlichen parallel zueinander etwa bis zur halben Höhe der äußeren Seitenschenkel 18, 19 zwischen diesen zurücklaufen und dort am Außenumfang des zugeordneten erweiterten Endabschnittes 8, 9 in der geschilderten Weise befestigt sind. Diese Form für die Schenkelfedern 12, 13 ist aus 1 im einzelnen entnehmbar, wobei auf die zeichnerische Darstellung der Federform dort ausdrücklich verwiesen wird.
  • Die beiden äußeren Seitenschenkel 18, 19 der Schenkelfedern 12, 13 sind jeweils durch einen unteren Quersteg 20 miteinander verbunden (wobei hier die Bezeichnung „unterer" auf die zeichnerische Darstellung der 1 abstellt). Dieser Quersteg 20 überquert den Zwischenabschnitt L zwischen den Enden der erweiterten Endabschnitte 8, 9 der Anschlußstücke 2, 3 angenähert axial-parallel zur Längsmittelachse M-M der Verbindungseinrichtung 1 und stellt in diesem Bereich zwischen den beiden befestigten Endbereichen 14, 15 der freien Schenkel der Schenkelfedern 12, 13 den jeweils einzigen Abschnitt der Schenkelfedern 12, 13 dar, der dort verläuft. Die äußeren Seitenschenkel 18, 19 jeder Schenkelfeder 12, 13 verlaufen ebenso wie die oberen Umbiegungen dieser äußeren Seitenschenkel, welche den Verlauf der Feder zu der jeweiligen Haltehülse 16 bzw. 17 hinführen, außerhalb des Bereichs des Zwischenabschnitts L, also, relativ zu den beiden Haltehülsen 16, 17 gesehen, auf deren einander abgewandten axialen Seiten im wesentlichen axial zur Mittelachse M-M, wobei, wie 1 zeigt, die Seitenschenkel 18, 19 der Schenkelfedern 12, 13 im Bereich ihrer oberen Umbiegung nach innen hin teilweise sogar über den erweiterten Bereich der Endabschnitte 8, 9 der Anschlußstücke 2, 3 axial hinausragen. Dies geschieht axial in den Bereich hinein, der, wie 1 deutlich zeigt, die radial erweiterten Endabschnitte 8, 9 mit den daneben liegenden, im wesentlichen zylindrischen Hülsen 4, 5 (kleineren Durchmessers) verbindet. In diesen jeweils axial zu den Haltehülsen bzw. den dort befestigten Endabschnitten 14, 15 der Schenkelfedern 12, 13 seitlich liegenden Bereichen außerhalb des Zwischenabschnitts L steht ein ausreichend großer Raum zur Verfügung, der es ermöglicht, relativ lange Federlängen für die eingesetzten Schenkelfedern 12, 13 auszubilden. Dadurch kann bei einer vorgegebenen Tragfähigkeit eine weiche Federungscharakteristik erreicht werden, ohne daß hierzu platzmäßige Einschränkungen derart vorliegen, wie sie gegeben sind, wenn nur in dem Zwischenbereich L zwischen den beiden Endflächen der radial erweiterten Endabschnitte 8, 9 die wesentliche Federlänge untergebracht werden müßte.
  • Bei den Darstellungen der 3 und 4 wird eine Verbindungseinrichtung 1 gezeigt, bei der jedoch eine Schenkelfeder anderer Form eingesetzt ist. Bei der nachfolgenden Beschreibung der 3 und 4 werden Teile, die Teilen aus den 1 und 2 entsprechen, mit gleichen Bezugszeichen wie dort versehen.
  • Die 3 zeigt eine Seitenansicht einer Verbindungseinrichtung 1 entsprechend der Ansicht aus 1, jedoch ohne Schnittdarstellung, da insoweit das Innere der in 3 gezeigten Verbindungseinrichtung 1 dem geschnittenen Innenaufbau aus 1 völlig entspricht.
  • Der einzige Unterschied zwischen den Ausführungsformen der 1 und der 3 besteht in der unterschiedlichen Form der eingesetzten Feder (und entsprechend auch der unterschiedlichen Befestigung deren freier Endbereiche).
  • Die Schenkelfedern 12, 13 bilden bei der Ausführungsform der 3 und 4 ebenfalls einen nach unten gerichteten U-förmigen Abschnitt, dessen äußere Seitenschenkel 18, 19 an ihren Enden wiederum zur Innenseite hin umgebogen sind und auf der Innenseite, parallel zueinander, in Gegenrichtung, zum Quersteg 20 des U-Abschnitts hin, zurücklaufen. Jedoch anders als bei der Ausführungsform nach 1, bei der die freien Endbereiche 14, 15 der Schenkelfedern 12, 13 nicht ganz bis zu dem Quersteg 20 des U zurücklaufen, sind bei der Ausgestaltung nach den 3 und 4 die freien Enden der Schenkel der eingesetzten Federn 12, 13 unter dem Quersteg 20 hindurch verlängert und erst hinter diesem (nämlich bei der Darstellung in 3: oberhalb desselben) in die Haltehülsen 16, 17 eingeführt. Bei dieser Ausführungsform der Federn 12, 13 ist es nicht mehr unbedingt erforderlich, die freien Endbereiche 14, 15 der Schenkel der Federn 12, 13 ihrerseits noch einmal an dem Außenumfang des zugeordneten radial erweiterten Endabschnitts 8, 9 anzuschweißen, da hier die Halterung innerhalb der (ihrerseits allerdings an den betreffenden erweiterten Endbereich 8, 9 z. B. durch Schweißen befestigten) Haltehülse 16 bzw. 17 ausreichend festgehalten ist.
  • Auch hier verläuft im Zwischenbereich L zwischen den einander zugewandten Endflächen der erweiterten Endabschnitte 8, 9 nur die Querstege 20 der Schenkelfedern 12, 13, und zwar auch hier wieder im wesentlichen axial-parallel zur Mittelachse M-M der Verbindungseinrichtung 1. Der restliche Verlauf der Feder liegt bei der in 3 gezeigten Form nicht innerhalb dieses Bereiches, sondern unterhalb der Haltehülsen 16 bzw. 17 und seitlich von diesen, und zwar auf deren voneinander abgewandten Seiten. So ist auch hier wieder die Möglichkeit gegeben, die gewünschte Feder 12 bzw. 13 in einer Länge auszubilden, die eine geforderte oder gewünschte Federweichheit bei einer Winkelbewegung zwischen den Anschlußstücken 2 und 3 realisiert. Gleichzeitig liegen aber hier (wie auch bei der Ausführungsform nach 1) recht ausgeglichene Verhältnisse hinsichtlich der lateralen Steifigkeit in der Y- und der Z-Richtung vor, wodurch sich eine relativ große Unempfindlichkeit gegenüber unterschiedlichen Einbaulagen ergibt (die Lage der Z-Achse fällt bei den in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen mit der der Längsmittelachse M-M der Verbindungseinrichtung 1 zusammen).
  • Während bei der Federform der Ausführung nach den 1 und 2, wie bereits erwähnt, jede Schenkelfeder 12 mit ihrer Längsmittelachse S auf einer Hüllfläche H um die Längsmittelachse M-M der Verbindungseinrichtung 1 herum angeordnet ist, liegt bei der Ausführungsform der Feder 12 bzw. 13 aus den 3 und 4 der Quersteg 20 der jeweiligen Feder 12, 13 oberhalb der Federschenkelabschnitte, die zu den Haltehülsen 16, 17 hin verlaufen. Somit liegt hier die Feder 12 bzw. 13 in ihrem Gesamtverlauf nicht mehr innerhalb einer solchen Hüllfläche.
  • Die Federn aus den Ausführungsbeispielen der 1 bis 3 zeigen eine Symmetrie hinsichtlich einer senkrecht zur Längsmittelachse M-M in der Mitte des Zwischenabschnitts L liegenden Querebene.
  • Bei der Federform, wie sie in 1 gezeigt ist, laufen die äußeren Seitenschenkel 18, 19 der Schenkelfedern 12, 13 in der dargestellten Draufsicht V-förmig zueinander, wobei sie miteinander einen Winkel einschließen, der bevorzugt in einem Bereich von 30° bis 45° liegt.
  • Durch eine Veränderung der Federform lassen sich, wie leicht eingesehen werden kann, gezielt sehr unterschiedliche Steifigkeitscharakteristiken für die eingesetzten Federn erreichen. Dabei kann nicht nur der Verlauf der eingesetzten Schenkelfeder über deren Länge hinweg, sondern auch der Querschnitt der Feder zum Erreichen der gewünschten Gesamteigenschaften verändert werden, weshalb nicht nur im Querschnitt kreisförmige, sondern im Querschnitt auch ovale oder gar quadratische oder rechteckige Federn eingesetzt werden können.

Claims (5)

  1. Flexible Verbindungseinrichtung (1) für zwei Rohrteile, insbesondere bei Abgasanlagen von Kraftfahrzeugen, mit einem metallischen, axial beidseitig mit Anschlußstücken (2, 3) in Form von im wesentlichen zylindrischen Hülsen (4, 5) oder Stutzen gasdicht verbundenen elastischen Balg (6), wobei die Anschlußstücke (2, 3) an ihren dem Balg (6) zugewandten Seiten radial erweiterte Endabschnitte (8, 9) mit im wesentlichen zylindrischen Endbereichen aufweisen, die zur Längsmittelachse (M-M) der Verbindungseinrichtung (1) konzentrisch verlaufen, zwischen denen ein axialer vom Balg (6) überdeckter Zwischenabschnitt (L) vorliegt, die über mindestens zwei Schenkelfedern (12, 13) miteinander verbunden sind und die an ihren einander zugewandten Seiten jeweils in eine radiale Endfläche auslaufen, wobei jeder Schenkel jeder Schenkelfeder (12; 13) an seinem Endbereich (14; 15) jeweils am Außenumfang eines erweiterten Endabschnitts (8, 9) eines Anschlußstückes (2, 3), axial unmittelbar neben dessen radialer Endfläche, befestigt ist und die Schenkelfedern (12, 13) in Umfangsrichtung der Verbindungseinrichtung (1) verteilt angebracht sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Erstreckung jeder Schenkelfeder (12; 13) zwischen deren befestigten Endbereichen (14; 15) im wesentlichen außerhalb des axialen Zwischenabschnitts (L) zwischen den Enden der erweiterten Endabschnitte (8; 9) der Anschlußstücke (2; 3) verläuft sowie diesen nur in Form eines Quersteges (20) jeweils angenähert axial-parallel zur Längsmittelachse (M-M) der Verbindungseinrichtung (1) überquert, und daß jede Schenkelfeder (12; 13) allgemein in Form eines U ausgebildet ist, wobei ihre Seitenschenkel (18; 19) zur Innenseite des U hin umgebogen sind und dort im wesentlichen parallel zueinander in Richtung auf den Quersteg (20) des U hin etwa bis zur halben Länge der äußeren Seitenschenkel (18; 19) oder bis über dem Quersteg (20) hinaus und unter diesem hindurch zurücklaufen.
  2. Flexible Verbindungseinrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die montierte Schenkelfeder (12; 13) eine Form aufweist, die zu einer axial in der Mitte des Zwischenabschnitts (L) senkrecht zur Längsmittelachse (M-M) der Verbindungseinrichtung (1) liegenden Mittelebene symmetrisch ist.
  3. Flexible Verbindungseinrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die äußeren Seitenschenkel (18; 19) des U zueinander um einen Winkel zwischen 30° und 45° angestellt verlaufen.
  4. Flexible Verbindungseinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die äußeren Seitenschenkel (18; 19) im Bereich ihrer Umbiegung nach innen teilweise axial über den erweiterten Bereich der Endabschnitte (8; 9) der Anschlußstücke (2; 3) überstehen.
  5. Flexible Verbindungseinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der elastische Balg (6) ein Faltenbalg oder ein Wellbalg ist.
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