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Die Erfindung betrifft eine Rohrverbindung zum Verbinden von Rohren eines Kraftfahrzeuges, insbesondere von Abgasrohren für eine Abgasanlage oder Ansaugrohren für den Ansaugtrakt eines Verbrennungsmotors. Die Erfindung betrifft ferner eine Abgasanlage sowie ein Luftansaugsystem für ein Kraftfahrzeug. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug.
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Rohrverbindungen der hier angesprochenen Art dienen in einem Kraftfahrzeug beispielsweise zum Verbinden von Abgasrohren der Abgasanlage des Kraftfahrzeuges. Die Abgasrohre werden üblicherweise mittels Flanschen miteinander verbunden. Es ist dazu an jeweils einem Abgasrohr endseitig ein Flansch angeschweißt. Die Flansche werden mittels Schrauben, üblicherweise unter Zwischenschaltung einer Dichtung, miteinander verbunden. Eine andere übliche Art der Verbindung der Abgasrohre besteht darin, dass die Abgasrohre direkt gegeneinander verschweißt werden.
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Im Zuge der Neuentwicklung von Kraftfahrzeugen wird angestrebt, die Kraftfahrzeuge möglichst gewichtsmäßig leicht zu bauen, um auf diese Weise eine Reduzierung des Kraftstoffverbrauches und damit eine Verringerung der Schadstoffemissionen zu erreichen. Vor diesem Hintergrund ist man bestrebt, die Rohre des Kraftfahrzeuges, insbesondere die Abgasrohre, möglichst dünnwandig auszuführen. Dünnwandige Rohre lassen sich jedoch nur mit erhöhtem Aufwand schweißen.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Rohrverbindung zum Verbinden von Rohren eines Kraftfahrzeuges mit den eingangs genannten Merkmalen vorzuschlagen, durch welche auch dünnwandige Rohre in einfacher Weise miteinander verbunden werden können. Ferner sollen eine entsprechende Abgasanlage sowie ein Luftansaugsystem für ein Kraftfahrzeug vorgeschlagen werden. Auch soll ein für eine solche Rohrverbindung geeignetes Kraftfahrzeug vorgeschlagen werden.
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Die Aufgabe wird mit einer Rohrverbindung mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Auch wird die Aufgabe mit einer Abgasanlage gelöst, welche die Merkmale des Anspruches 13 aufweist. Ferner wird die Erfindung mit einem Luftansaugsystem für ein Kraftfahrzeug gelöst, welches die Merkmale des Anspruches 14 aufweist. Weiterhin wird ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Anspruches 15 vorgeschlagen.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung und den Figuren.
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Eine erfindungsgemäße Rohrverbindung zum Verbinden von Rohren eines Kraftfahrzeuges, insbesondere von Abgasrohren für eine Abgasanlage oder Ansaugrohren für den Ansaugtrakt eines Verbrennungsmotors, weist zwei miteinander zu verbindende Rohre auf. Bei den Rohren kann es sich um Abgasrohre handeln, welche im heißen Bereich des Kraftfahrzeuges eingesetzt werden. Auch kann es sich um Ansaugrohre des Ansaugtraktes eines Verbrennungsmotors handeln, über welche Außenluft als sogenannte Verbrennungsluft dem Verbrennungsmotor zugeführt wird. Erfindungsgemäß weist wenigstens eines der Rohre ein Gewinde auf, welches mit einem Gegengewinde eines mit dem anderen Rohr verbindbaren Verbindungselementes der Rohrverbindung in Eingriff bringbar ist. Vorzugsweise ist dabei das andere Rohr durch Formschluss und/oder Kraftschluss mit dem Verbindungselement verbindbar, insbesondere fluiddicht verbindbar.
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Durch diese Maßnahme ist in einfacher Weise ein Verbinden der beiden Rohre ohne Schweißen möglich. Insofern ist die Rohrverbindung besonders zum Verbinden von dünnwandigen Rohren eines Kraftfahrzeuges geeignet.
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Durch das Verschrauben des Verbindungselementes gegenüber dem einen Rohr können ferner Toleranzen in der Lage der Rohre in axialer Richtung flexibel ausgeglichen werden, indem das Verbindungselement mehr oder weniger mit dem das Gewinde aufweisenden Rohr verschraubt wird.
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Bei einer derartigen schweißfreien Rohrverbindung bietet es sich an, dass zumindest eines der Rohre dünnwandig ausgebildet ist. Unter dünnwandig ist im Zuge der Erfindung eine Wandstärke zwischen etwa 0,2 Millimeter und etwa 1,0 Millimeter zu verstehen.
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Bevorzugt weist das dünnwandige Rohr eine Wandstärke von etwa 0,8 mm auf. Diese Wandstärke ist besonders für Abgasrohre, welche heiße Abgase durchleiten, ein optimaler Kompromiss zwischen ausreichender Stabilität des Rohres und ausreichender Standfestigkeit. Auch sind dünnwandige Rohre gewichtsmäßig relativ leicht. Für den Luftansaugbereich bietet es sich an, dass das wenigstens eine dünnwandige Rohr eine Wandstärke von etwa 0,2 mm hat. Wenigstens eines der Rohre oder beide Rohre können aus Kunststoff und/oder Metall bestehen. Es sind Rohre aus Stahl, Gusseisen, Kupfer, Messing ebenso denkbar wie aus Nickel-, Titan- und Aluminium-Legierungen.
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Selbstverständlich können auch beide Rohre dünnwandig ausgebildet sein.
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Nach einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist von den Rohren zumindest das Rohr mit dem Gewinde dünnwandig ausgebildet. Dadurch kann in besonders einfacher Weise das Gewinde mittels Umformen an dem Rohr gebildet werden.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass von den Rohren zumindest das Rohr mit dem Gewinde ein Rollformteil ist oder wenigstens das Gewinde mittels Rollformen gebildet ist. Durch das Rollformen bzw. Walzprofilieren können die Rohre bei gleichbleibender Qualität höchst effizient hergestellt werden. Auch wird mittels des Kaltverformens sich gezielt die Kaltverfestigung des verformten Werkstoffs zunutze gemacht. Durch das Rollformen ist es möglich, dass beispielsweise bereits bei der Herstellung des Rohres zugleich auch das Gewinde eingebracht wird und daher ein zusätzlicher Verfahrensschritt nicht erforderlich ist. Mittels des Rollformens sind gezielt dünnwandige Rohre formbar.
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Selbstverständlich kann es auch vorgesehen sein, dass beide Rohre oder wenigstens das andere Rohr ein Rollformteil ist bzw. mittels Rollformen hergestellt ist.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Rohre mittels des Verbindungselementes gegeneinander verspannt miteinander verbindbar sind. Dadurch lassen sich die beiden Rohre fest miteinander verbinden, so dass ein etwaiges Spiel und damit verbunden eine geringfügige Bewegung eines der Rohre relativ gegenüber dem anderen Rohr vermieden ist.
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Um eine optimale Verbindung zu den Rohren aufbauen zu können, sollte das Verbindungselement ringförmig ausgebildet sein und auf wenigstens eines der Rohre aufschiebbar sein.
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Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, dass das andere Rohr einen Kragen, Bund oder zumindest über einen Umfangsabschnitt seitlich nach außen stehenden Vorsprung aufweist, gegen welchen das Verbindungselement bewegbar ist. Es ist dadurch das andere Rohr mittels Formschluss mit dem Verbindungselement soweit verbindbar, dass ein Herausziehen des anderen Rohres aus dem Verbindungselement in Längsrichtung vermieden ist.
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Es bietet sich dabei an, dass der Kragen, Bund oder Vorsprung durch einen geweiteten Rohrabschnitt, insbesondere Endabschnitt des anderen Rohres, gebildet ist. Ein derartiger Kragen, Bund oder Vorsprung ist herstellungstechnisch einfach mittels Umformen realisierbar.
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Bevorzugt sollte der Kragen, Bund oder Vorsprung durch Rollformen gebildet sein. Es bietet sich dabei an, dass zumindest dieser Bereich des anderen Rohres dünnwandig ausgebildet ist.
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Nach einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass das mit dem Gewinde ausgeführte Rohr
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eine Anlagefläche aufweist, welche mit einer Gegenanlagefläche des Kragens, Bundes oder Vorsprungs des anderen Rohres korrespondiert. Durch die Anlagefläche und die Gegenanlagefläche treten die beiden Rohre gezielt in vorgegebenen Bereichen zusammen, so dass hierdurch eine hohe Dichtwirkung erreicht werden kann, wenn die Anlagefläche an der Gegenanlagefläche anliegt. Die erfindungsgemäße Rohrverbindung ist daher auf diese Art und Weise ohne separates Dichtelement einsetzbar, da im zusammengebauten Zustand der Rohrverbindung die in Wirkstellung gegeneinander tretenden Anlageflächen bereits ausreichend dichtend wirken.
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Bevorzugt sollte die Anlagefläche des mit dem Gewinde ausgeführten Rohres durch einen umgeformten Endabschnitt des Rohres gebildet sein. Die Anlagefläche ist auf diese Weise besonders einfach und kostengünstig herstellbar.
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Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass im zusammengebauten Zustand der Rohrverbindung das Verbindungselement unter Anlage gegen den Kragen, Bund oder Vorsprung des einen Rohres mit dem anderen Rohr verschraubt ist. Dadurch können mittels des Verbindungselementes die beiden Rohre unter einer wirkenden Spannkraft gegeneinander in Anlagekontakt gebracht werden, wobei die Spannkraft durch Aufschrauben des Verbindungselementes auf das Gewinde des einen Rohres einstellbar ist. Das Verbindungselement drückt dabei gegen den Kragen, Bund oder Vorsprung des einen Rohres.
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Bevorzugt sollte das Verbindungselement eine Überwurfmutter sein. Dadurch kann auf in Massen hergestellte und damit auf kostengünstige Verbindungselemente zurückgegriffen werden.
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Die erfindungsgemäße Rohrverbindung ermöglicht das Verbinden von Rohren eines Kraftfahrzeuges, ohne dass hierzu ein Verschweißen in irgendeiner Weise vorgenommen werden muss. Deshalb ist die Rohrverbindung besonders für ein Verbinden von dünnwandigen Rohren geeignet. Der Einsatz von dünnwandigen Rohren wiederum bietet den Vorteil, dass gewichtsmäßig leichte Bauteile eingesetzt werden können.
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Auch ist die erfindungsgemäße Rohrverbindung besonders kompakt bauend, so dass gegenüber Rohrverbindungen mit Flanschen ein geringerer Bauraumbedarf besteht.
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Darüber hinaus ist aufgrund der Dünnwandigkeit der Rohre die Möglichkeit gegeben, dass zum Herstellen der Rohre und zum Ausbilden des Gewindes oder sonstiger formgebender Merkmale ein Rollformen zum Einsatz kommen kann, welches eine Herstellung mit großer Produktionsleistung bei exakt gleichbleibender Qualität und höchster Effizienz der Bauteile ermöglicht.
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Die Erfindung umfasst weiterhin eine Abgasanlage für ein Kraftfahrzeug mit wenigstens einer Rohrverbindung der vorstehend beschriebenen Art.
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Auch umfasst die Erfindung ein Luftansaugsystem für ein Kraftfahrzeug mit wenigstens einer Rohrverbindung der vorstehend beschriebenen Art.
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Weiterhin umfasst die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit wenigstens einer Rohrverbindung der vorstehend beschriebenen Art.
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Weitere Ziele, Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles anhand der Zeichnung.
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Es zeigt die einzige Zeichnung (Fig.) eine mögliche Ausführungsform einer Rohrverbindung zum Verbinden von Rohren eines Kraftfahrzeuges in Schnittdarstellung.
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Die einzige Figur zeigt – in schematischer Darstellung – eine Rohrverbindung 1, welche zum Verbinden zweier Rohre 2, 3 eines (nicht dargestellten) Kraftfahrzeuges dient. Die Rohre 2, 3 können beispielsweise Abgasrohre einer Abgasanlage des Kraftfahrzeuges oder Ansaugrohre des Ansaugtraktes des Verbrennungsmotors eines Kraftfahrzeuges sein.
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Für den Fall, dass die Rohre 2, 3 die Abgasrohre einer Abgasanlage sind, bietet es sich an, dass das Rohr 3 dem (nicht dargestellten) Verbrennungsmotor zugewandt ist und das Rohr 2 zum Ausgang der Abgasanlage hin zugewandt ist.
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Die Rohrverbindung 1 weist ein Verbindungselement 6 auf, mittels welchem die Rohre 2, 3 endseitig miteinander verbunden werden können. Das Rohr 2 weist dazu ein Gewinde 4 auf, welches mit einem Gegengewinde 5 des Verbindungselementes 6 in Eingriff bringbar ist.
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Das Rohr 3 weist einen seitlich nach außen stehenden Vorsprung 10 auf, welcher bevorzugt über den gesamten Umfang des Rohres 3 gebildet ist. Der Vorsprung 10 ist bevorzugt an einem Endabschnitt des Rohres 3 gebildet, insbesondere durch Aufweiten des Endabschnittes des Rohres 3 geformt. Im geformten Zustand steht der Vorsprung 10 bevorzugt schräg in der Weise nach außen, dass das Ende des Rohres 3 dem aufgeweiteten Ende des Vorsprunges 10 entspricht.
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Das Rohr 2 weist bevorzugt an seinem Ende, welches dem Gewinde 4 nachgeschaltet ist, eine Anlagefläche 7 auf, welche mit einer Gegenanlagefläche 8 des Rohres 3 korrespondiert. Die Anlagefläche 7 des Rohres 2 ist bevorzugt im Anschluss an das Gewinde 4 gebildet. Dabei kann es sein, dass die Anlagefläche 7 durch eine Flanke des Gewindes 4 gebildet ist, welche beispielsweise nach innen oder nach außen bezüglich des Rohres 2 verlängert ist. Die Gegenanlagefläche 8 des Rohres 3 ist bevorzugt an dem Vorsprung 10 gebildet.
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Die Anlagefläche 7 und die Gegenanlagefläche 8 sind in der Weise ausgebildet, dass bei einem Anlagekontakt der beiden Flächen 7, 8 eine Dichtwirkung erzielt ist, so dass in Anlagekontakt im Bereich der Flächen 7 und 8 die Rohrverbindung 1 gas- und/oder flüssigkeitsdicht ist.
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Das Verbindungselement 6, welches bevorzugt eine Überwurfmutter ist, weist einen Flächenabschnitt 9 auf, gegen welchen das über das Rohr 3 aufgeschobene Verbindungselement 6 zur Anlage gelangt und damit in einer weiteren Verschiebebewegung in axialer Richtung des Rohres 3 gehindert ist.
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Der Flächenabschnitt 9 kann Teil einer Flanke des Gegengewindes 5 des Verbindungselementes 6 sein, welche vorzugsweise zur Vergrößerung der Fläche gegenüber den anderen Flanken des Gegengewindes 5 verlängert sein kann. Auch kann der Flächenabschnitt 9 ein gegenüber den Flanken des Gegengewindes 5 separater Abschnitt sein.
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Zum Verbinden der Rohre 2, 3 wird das Verbindungselement 6 von einem von den in der einzigen Figur (nicht dargestellten) freien Ende des Rohres 3 aufgeschoben.
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Auch kann es sein, dass das Verbindungselement 6 bereits auf das Rohr 3 aufgeschoben wurde und dann erst der endseitige Vorsprung 10 gebildet worden ist.
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Das Rohr 3 wird gegenüber dem Rohr 2 in der Lage ausgerichtet und das Verbindungselement 6 gegenüber dem das Gewinde 4 aufweisenden Ende des Rohres 2 eingefädelt. Das Verbindungselement 6 wird dann auf das Gewinde 4 des Rohres 2 aufgeschraubt, wobei der Flächenabschnitt 9 des Verbindungselementes 6 gegen den Vorsprung 10 des Rohres 3 drückt und dadurch das Rohr 3 soweit in axialer Richtung verschiebt, bis der Vorsprung 10 mit seiner Gegenanlagefläche 8 gegen die Anlagefläche 7 des Rohres 2 in Anlagestellung tritt.
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Durch Weiterdrehen des Verbindungselementes 6 in das Gewinde 4 des Rohres 2 kommt es zu einer Verklemmung des Vorsprunges 10 des Rohres 3 gegen die Anlagefläche 7 des Rohres 2, wodurch eine feste und gas- bzw. flüssigkeitsdichte Rohrverbindung 1 der beiden Rohre 2 und 3 hergestellt ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Rohrverbindung
- 2
- Rohr
- 3
- Rohr
- 4
- Gewinde
- 5
- Gegengewinde
- 6
- Verbindungselement, Überwurfmutter
- 7
- Anlagefläche
- 8
- Gegenanlagefläche
- 9
- Flächenabschnitt
- 10
- Vorsprung
