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Die Erfindung betrifft eine Dichtung für eine Leitungsverbindung eines Kraftwagens gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1. Sie betrifft ferner eine Leitungsverbindung für einen Kraftwagen gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 7.
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In Kraftwagen findet sich eine Vielzahl von Leitungsverbindungen. Diese sind oft als Flansch ausgeführt. Insbesondere werden in einer komplexen Motor- und Abgastechnik aktive Bauteile, wie zum Beispiel eine Dosiervorrichtung für ein Medium eines selektiven katalytischen Reduktionsvorgangs in einer Abgasanlage, mit einem Metallflansch in den Abgasstrom integriert. Der Flansch wird üblicherweise durch eine Dichtung nach außen verschlossen. In thermisch beanspruchten Bereichen werden zum Beispiel Grafit, Metall oder Papier als Dichtungsmaterialien eingesetzt. Dabei wird das jeweilige aktive Bauteil mit großem Aufwand vor Überhitzung geschützt. Stand der Technik sind hier Abschirmbleche oder Isolationsmaterialien, die außen um die Bauteile angebracht werden und das Bauteil thermisch oder akustisch dämmen.
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So beschreibt beispielsweise die
EP 2 192 283 A1 eine Anordnung einer Pumpe an einem Auspuffrohr, bei welcher die Vibrationen der Pumpe über O-Ringe, die beispielsweise aus einem Perfluoroelastomer gefertigt sind, gedämpft werden. Gleichzeitig kann durch diese Dämpfungselemente auch der Hitzetransfer von dem Auspuffrohr auf die Pumpe reduziert werden.
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Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Leitungsverbindung in einem Kraftwagen zu ermöglichen, welche mechanisch fest eine thermische und akustische Entkoppelung der beteiligten Leitungsteile besonders montagefreundlich bereitstellt.
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Diese Aufgabe wird durch eine Dichtung und durch eine Leitungsverbindung gemäß den jeweiligen unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen, der Beschreibung und den Figuren.
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Eine erfindungsgemäße Dichtung für eine Leitungsverbindung eines Kraftwagens, insbesondere für eine Flanschverbindung einer Abgasanlage, ist mittels jeweiliger Dichtflächen gegen eine jeweils korrespondierende Dichtfläche eines jeweiligen Leitungsteils, insbesondere eines jeweiligen Flansches, der Leitungsverbindung abdichtbar. Um hier besonders montagefreundlich, mechanisch fest, gasdicht und dauerhaft eine thermische und akustische Entkoppelung der jeweiligen Leitungsteile zu erreichen, sind die Dichtflächen der Dichtung durch jeweilige Metallelemente gebildet, zwischen welchen ein nichtmetallisches Zwischenelement angeordnet ist. Die Dichtung ist also insbesondere einstückig ausgeführt. Die Dichtflächen können hier insbesondere durch eine ausreichend feste Metallfolie, welche gegen die an die Dichtung anstehenden Medien beständig ist, gebildet oder teilweise gebildet sein. Insbesondere sind die Dichtflächen hier schneidringbeständig, so dass in einen jeweiligen Flansch einer Leitungsverbindung, für welche die Dichtung vorgesehen ist, ein Schneidring zur besseren Abdichtung der Dichtung eingearbeitet sein kann, ohne dass die Dichtung dabei beschädigt wird. Das hat den Vorteil, dass die jeweiligen Leitungsteile thermisch und akustisch voneinander entkoppelt werden, so dass weitere Maßnahmen zum thermischen Schutz oder zur akustischen Dämmung entfallen können. Auch können so neue Einbaupositionen von Anbauteilen gefunden werden, da auf den thermischen Schutz und die akustische Dämmung nun weniger geachtet werden muss, beispielsweise um Grenzwerte einzuhalten. Zudem ist so die thermische und akustische Entkoppelung besonders montagefreundlich zu erreichen, da bei einem Zusammenbau nur wenige Komponenten zueinander angeordnet werden müssen. Die Leitungsverbindung, insbesondere die Abgasanlage, wird auch eine erhöhte Lebensdauer aufweisen, da bspw. Schweißnähte weniger über Vibrationen belastet werden.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass das nichtmetallische Zwischenelement sich in einem Querschnitt der Dichtung von einer Seite der Dichtung zu einer gegenüberliegenden Seite der Dichtung parallel zu den Dichtflächen erstreckt, so dass das Zwischenelement die Dichtflächen der Dichtung weitgehend vollständig thermisch und akustisch entkoppelt. Die Dichtung ist also über die praktisch gesamte Schall- und Wärmeeinkoppelungsfläche von der Isolierung, dem nichtmetallischen Zwischenelement, hinterlegt. Das resultiert in einer besonders effektiven thermischen und akustischen Isolierung beziehungsweise Entkoppelung.
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Es kann ferner vorgesehen sein, dass das nichtmetallische Zwischenelement ein Fasergewebe, insbesondere Silikatfasern und/oder Kohlefasern, umfasst. Da dieses Material besonders gut für eine thermische und akustische Entkoppelung geeignet ist, wird so eine besonders gute Isolation erreicht.
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In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Dichtung an Außenflächen gegen Harnstoff und/oder Ammoniak beständig ist. Das hat den Vorteil, dass die Dichtung für einen Einsatz zwischen zu einer Dosiervorrichtung für eine selektive katalytische Reaktion in der Abgasanlage und einer Abgasanlage geeignet ist, da es den genannten Stoffen gegenüber eine dauerhafte Dichtigkeit garantieren kann.
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In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Dichtung die Form eines flachen Ringes hat und sich an einer nach innen orientierten Seite und/oder einer nach außen orientierten Seite des Ringes die Dichtflächen in der Ringebene in Form einer Metallfahne fortsetzen. Das hat den Vorteil, dass über diese Metallfahne eine stabilere Verbindung zwischen gegenüberliegenden Dichtungsseiten gewährleistet werden kann, so dass eine bessere Haltbarkeit der Dichtung erzielt wird. Zudem ermöglicht dies auch eine günstige Herstellung, beispielsweise über ein Verpressen zweier Metallschalen mit einem dazwischen liegendem Zwischenelement, so dass auch eine Kostenersparnis realisierbar ist.
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In einer anderen Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Dichtung in einer Flanschverbindung zwischen einer Abgasanlage und einer Dosiervorrichtung, insbesondere einer Dosiervorrichtung für ein Medium einer selektiven katalytischen Reduktion in der Abgasanlage, einsetzbar ist, wobei die Flanschverbindung insbesondere mit 1 bis 10 Millimeter breiten, koaxialen Dichtflächen ausgeführt ist. Das hat den Vorteil, dass auch der dauerhafte Betrieb einer solchen Dosiervorrichtung, welche im allgemeinen über eine geräuschemittierende Pumpe verfügt, besonders leise ist, da die Pumpe akustisch nicht an die Abgasanlage koppelt. Resonanzen und dergleichen, insbesondere typische in einem Dauerbetrieb auftretende Geräusche, werden also vermieden. Auch wird die Lebensdauer der im Allgemeinen durchgängig aktiven Dosiervorrichtung so erheblich verlängert, da sich die Dosiervorrichtung weniger erwärmt. Die breiten koaxialen Dichtflächen ermöglichen so besonders leicht das Erreichen einer dauerhaften Gasdichtigkeit, so dass die Dosierung auch besonders genau erfolgen kann.
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Ebenfalls Teil der Erfindung ist eine Leitungsverbindung für einen Kraftwagen, insbesondere Flanschverbindung für eine Abgasanlage, mit einer Dichtung, welche mittels jeweiliger Dichtflächen gegen eine jeweils korrespondierende Dichtfläche eines jeweiligen Leitungsteils, insbesondere eines jeweiligen Flansches, der Leitungsverbindung abgedichtet ist. Wesentlich ist hier, dass die Dichtflächen der Dichtung durch jeweilige Metallelemente gebildet sind, zwischen welchen ein nichtmetallisches Zwischenelement angeordnet ist. Die Dichtung kann hier auch nach einem oder mehreren der beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen ausgebildet sein. Vorteile einer derartigen Leitungsverbindung ergeben sich analog zu obigen Ausführungen.
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Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung, sowie anhand der Figuren. Dabei zeigen:
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1 einen Querschnitt einer ringförmigen Dichtung senkrecht zur Ebene des Ringes;
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2 einen Ausschnitt eines Querschnitts durch eine alternative Ausführungsform einer Dichtung; und
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3 eine schematische Schnittdarstellung einer Ausführungsform einer Leitungsverbindung.
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Gleiche oder funktionsgleiche Elemente sind dabei mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt einen Querschnitt einer Ausführungsvariante einer Dichtung. Die Dichtung 1 hat im gezeigten Beispiel die Form eines flachen Ringes. Durch den Mittelpunkt des Ringes verläuft eine Achse A, welche auch in der Schnittebene des gezeigten Querschnittes liegt. Die Ober- und Unterseite des flachen Ringes liegt hier jeweils in Ebenen senkrecht zu der Achse A und bilden die Dichtflächen 2 der Dichtung 1. Diese Dichtflächen 2 sind im gezeigten Beispiel die voneinander wegweisenden, parallelen Oberflächen zweier Metallelemente 3, zwischen welchen ein nichtmetallisches Zwischenelement 4 angeordnet ist. Das nichtmetallische Zwischenelement 4 erstreckt sich im Inneren der Dichtung 1 über die gesamte Breite B der Dichtflächen 2. Im vorliegenden Beispiel wird die einstückige Dichtung 1 also durch drei nach Art von miteinander verbundenen Unterlegscheiben aufeinander konzentrisch angeordneten Bauteilen gebildet. Dabei sind hier an den Innen- beziehungsweise Außenseiten des Ringes, also den zur Achse A hin- beziehungsweise wegweisenden Seiten, die gegenüberliegenden Metallelemente 3 so ausgebildet, dass sie in einer Rundung ineinander übergehen. Es ist also hier das nichtmetallische Zwischenelement 4 von keiner Außenseite der Dichtung 1 zu erkennen. Die Metallelemente 3 schützen also das nichtmetallische Zwischenelement 4 vor äußeren Einflüssen, wie sie beispielsweise im Betrieb eines SCR-Dosiermoduls, also eines Dosiervorrichtung 11 (3) für eine selektive katalytische Reduktion im Abgasweg, vorkommen. Das nichtmetallische Zwischenelement 4 ist also gegen die Umwelt durch die Metallelemente 3 abgekapselt.
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Die Abkapselung kann auch nur teilweise erfolgen, beispielsweise indem sie nur auf den Innenseiten der im vorliegenden Beispiel ringartigen Dichtung vorgesehen ist. Im Allgemeinen ist die Abkapselung dann also auf der Seite der Dichtung vorgesehen, von welcher der Einfluss eines aggressiven Mediums, wie Harnsäure oder Ammoniak oder ähnliches, zu erwarten ist. Auf einer Seite, die nicht mit einem derartigen Medium in Berührung kommt, braucht dann das nichtmetallische Zwischenelement 4 nicht in dieser Art gegen Umwelteinflüsse geschützt zu werden und kann z. B. auch optisch erkennbar sein.
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In 2 ist ein Ausschnitt einer alternativen Ausführungsform einer Dichtung gezeigt. Es kann sich hier beispielsweise wieder um einen Dichtungsring handeln. Zu sehen ist jedoch nur ein Ausschnitt eines Querschnitts, beispielsweise also ein einfacherer Schnitt durch eine als Ring ausgeführte Dichtung 1 an einer Stelle. Wieder sind hier ähnlich des in 1 gezeigten Beispiels zwei Metallelemente 3 um ein nichtmetallisches Zwischenelement 4 herum angeordnet. Wieder bilden die beiden Metallelemente 3 zwei parallele Dichtflächen 2 und das nichtmetallische Zwischenelement 4 erstreckt sich im Inneren der Dichtung 1 über die gesamte Breite B der Dichtflächen 2. An den jeweiligen Enden der Metallelemente 3, also an der Übergangsstelle von dem einen Metallelement 3 zu dem anderen Metallelement 3, sind jedoch im vorliegenden Fall zwei Metallfahnen (5) angeordnet. Dies kann beispielsweise erzielt werden, indem das obere, also das in positiver y-Richtung gelegene Metallelement und das untere, also in negative y-Richtung gelegene Metallelement 3, in den jeweiligen Endbereichen miteinander verpresst werden. Dies ermöglicht eine einfache Herstellungsform besagter Dichtung 1, indem beispielsweise zwischen zwei Metallschalen ein ringförmiges nichtmetallisches Zwischenelement 4 gelegt wird, woraufhin in einem weiteren Fertigungsschritt die Dichtung 1 ausgestanzt wird und gleichzeitig die beiden unterschiedlichen Metallschalen miteinander verpresst werden, so dass das nichtmetallische Zwischenelement 4 von äußeren Einflüssen geschützt ist. Auch ist die Dichtung 1 so stabiler.
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3 zeigt eine schematische Schnittdarstellung durch eine Leitungsverbindung parallel zu einer Rotationsachse A. Dabei ist nach Art einer Explosionszeichnung der Abstand der einzelnen Komponenten mit dem Ziel der besseren Übersichtlichkeit erhöht. Die Leitungsverbindung 6 umfasst hier ein erstes Bauteil, welches eine Dosiervorrichtung 11 für ein Medium für eine selektive katalytische Reduktion in der Abgasanlage und ein als Flansch ausgeführtes Leitungsteil 9 umfasst. Das als Flansch ausgeführte Leitungsteil 9 weist hier eine Dichtfläche 7 auf, welche parallel zu einer x-Achse in negativer y-Richtung orientiert ist. Die Leitungsverbindung 6 weist ferner ein als Flansch ausgeführtes Leitungsteil 10 einer Abgasanlage auf, welche über eine Dichtfläche 8 verfügt, die parallel zur x-Achse in positiver y-Richtung orientiert ist. Seitlich der beiden beschriebenen Bauteile, also in positiver und negativer x-Richtung beabstandet, sind hier neben den beiden Leitungsteilen 9, 10 Klammern 13 angeordnet, die dazu dienen, die beiden Bauteile aneinander zu pressen. Zwischen den Bauteilen ist die Dichtung 1 angeordnet, deren jeweilige Dichtflächen 2 parallel zu den Dichtflächen 7, 8 der beiden Bauteil angeordnet sind.
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Es kann sich hier beispielsweise um ein in 1 gezeigtes Ausführungsbeispiel der Dichtung 1 handeln. Dieser Ring ist hier parallel zur x-Achse konzentrisch um eine Achse A, welche parallel zur y-Achse verläuft, angeordnet, so dass bei einem Zusammenpressen der beiden Bauteile durch die Klammern 13 ein Bereich 12, in welchen ein Medium durch die Dosiervorrichtung 11 eingebracht wird, von einem Außenraum abgedichtet wird. Die Metallelemente 3 schützen das nichtmetallische Zwischenelement 4 hier vor dem Medium aus dem Bereich 12. Durch die über das sich über die gesamte Breite B im Innern der Dichtung 1 zwischen dem Außenraum und dem Bereich 12 mit dem Medium erstreckende Zwischenelement 4 erzielte Isolation werden einerseits Vibrationen einer beispielsweise in der Dosiervorrichtung 11 vorhandenen Pumpe nicht auf die Abgasanlage übertragen, wo es entsprechend nicht zu Resonanzen und dergleichen kommt. Andererseits wird dadurch ein Hitzeübertrag von der Abgasanlage in die Dosiervorrichtung 11, welcher die Lebensdauer der Dosiervorrichtung 11 vermindern würde, verringert beziehungsweise unterbunden. Insgesamt wird also an der als Flansch ausgebildeten Leitungsverbindung eine thermische und akustische Entkoppelung erzielt, welche eine mechanisch feste Verbindung bereitstellt, gasdicht ist, dauerhaft ist, und in besonderem Maße montagefreundlich ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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