DE1526557A1 - In einen Auspuffstrang einfuegbares Gelenk - Google Patents

Description

• IN EINEN AUSPUFFSTRANG EINFÜGBARES GELENK Die Erfindung betrifft ein in einen Auspuffstrang eines Explosionsmotors einfügbares kardanisches Gelenk.
• Auf den Auspuffstrang von Explosionsmotoren wirken die relativ niederfrequenten Erschütterungen durch den Fahrbetrieb, die hochfrequenten Erschütterungen durch den laufenden Motor, die insbesondere bei Vierzylindermotoren auftreten und die Wärmedehnung bei den wechselnden Temperaturen des Auspuffstrangs. Diese Beanspruchungen können Brüche am Auspuffstrang verursachen. Außerdem können die hochfrequenten und niederfrequenten Schwingungen des Auspuffstrangs nie völlig vom Fahrgastraum ferngehalten werden, so daß dort störende Geräusche auftreten.
• Zur Abhilfe-hat man schon den Auspuffstrang an einer Stelle aufgetrennt und dort ein kardanisches Gelenk vorgesehen, das etwa kugelige Verbindungsstellen aufwies, die durch einen Dichtring abgedichtet wurden. Diese Gelenke hatten jedoch den Nachteil, daß sie kompliziert herstellbar waren, überdies bald festsassen und damit ihre Aufgabe nicht mehr erfüllen konnten.
• Ferner hat man zur Lösung der oben angeführten Probleme flexible Metallschläuche verwendet, die jedoch eine Lebensdauer von nur wenigen 1000 Fahrkilometer hatten. Aufgäbe der Erfindung ist es, ein= kärdanisches Gelenk zu schaffen, das zur Unterdrückung und Filterung von Schwingungen im Auspuffsträng sowie zur Aufnahme der Längenänderung. des Auspuffstrangs dienen kann und das im Betrieb weder seine Gelenkigkeit noch seine Dichtfähigkeit verliert.
• Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß am einen Ende eines ersten Auspuffrohr-Teilstücks ein erster Ring mit kugelkalottenförmiger Oberfläche gehalten ist, daß an einem auf das erstgenannte Ende folgenden Ende eines zweiten Auspuffrohr-Teilstücks ein Gegenstück mit komplementär-kugelkalottenförmiger Oberfläche vorgesehen ist, daß der erste Ring und das Gegenstück durch eine Federvorrichtung an ihren kugelkalottenförmigen Oberflächen dichtend, jedoch verschwenkbar gegeneinander preßbar sind und daß entweder der erste Ring oder das Gegenstück aus hitzebeständigem, hochkohlenstoffhaltigem Material besteht. Ein solches Gelenk eignet sich insbesondere sehr gut zur Siebung von hochfrequenten Schwingungen, die hauptsächlich für Dauerbrüche verantwortlich sind. Durch die Verwendung eines Rings erhält man relativ schmale und gut beherrschbare Dichtflächen. Ein solcher Ring hat eine kleine Masse, so daß gegebenenfalls zu verwendendes hochwertiges Material preismäßig nicht ins Gewicht fällt. Sein Kohlenstoffgehalt verleiht ihm auch bei hohen Temperaturen gute Gleiteigenschaften. Symmetrische Verhältnisse mit ihren Vorteilen, eine noch bessere Siebung der Schwingungen und eine verbesserte Aufnahme der Längenänderungen im Auspuffstrang erhält man, wenn am zweiten Auspuffrohr-Teilstück ein dem ersten Ring gleicher zweiter Ring gehalten ist und wenn an den beiden Stirnseiten eines hülsenförmigen Zwischenstücks Gegenstücke für die Ringe vorgesehen sind.
• Vorteilhafter Weise können die Ringe in Halteflanschen gefaßt sein, die einstöckig mit dem Ende des zugehörigen Auspuffrohr-Teilstücks sind. Der Ring wird dadurch nur auf Druck beansprucht und kann als schnell auswechselbares Teil ausgebildet sein. Außerdem hat diese Bauweise bei der Montage Vorteile.
• Ringe aus Grafit haben sich beim erfindungsgemäßen Gelenk sehr gut bewährt. Es können jedoch auch hochkohlenstoffhaltige federnde Gußeisen verwendet werden, wie sie z.ß. als Dichtleisten in Drehkolbenmotoren eingesetzt sind.
• Im Gegensatz zu Ringen, die konvex-kugelkalottenförmige Oberflachen haben, kann man eine erhebliche Materialersparnis bei Ringen erreichen, die eine konl:av-kugelkalottenförmige Oberflüche haben.
• Damit das Gelenk unter dem Einfluß der Federvorrichtung nicht ausknickt, kann an ihm ein auslenkungsbegrenzender Anschlag vorgesehen sein.
• Zur Aufnahme von Längenänderungen von Auspuffsträngen, die erhebliche Ausdehnung parallel zur Fahrzeuglängsachse haben, ist es förderlich, wenn die geometrische Längsachse des Gelenks quer zur Fahrtrichtung steht.
• Bei sehr vielen Kraftwagen ist die erste Aufhängevorrichtung fur den Auspuffstrang, nachdem er aus dem Motor austritt, am hinteren Motorlagerquertrüger vorgesehen. Insbesondere durch diese Aufhängevorrichtung wird Körperschall vom Auspuffstrang in das Wageninnere geleitet. Bei solchen Konstruktionen empfiehlt es sich, das Gelenk im Auspuffstrang zwischen Explosionsmotors und der am hinteren Motorlagerquertröger vorgesehenen Auspuffrohrhalterung anzubringen. Außerdem kann dann das erste Auspuffrohr-Teilstück relativ Die Erfindung wird nunmehr anhand eines Ausführungsbeispiels beschrieben. In der zugehörigen Zeichnung zeigen: Fig. 1 eine schematische Untersicht unter einen Explosionsmotor samt Getriebegehause mit einem Teil eines Auspuffstrangs, Fig. 2 einen Schnitt durch das Gelenk mit Auspuffrohr-Teilstucken.
• Gemäß Fig. 1 ist das erfindungsgemäße Gelenk 24 im Auspuffstrang zwischen einem ersten Auspuffrohr-Teilstuck 26 und einem zweiten Auspuffrohr-TeilstUck 28 vorgesehen. Das erste Auspuffrohrteilstuck 26 ist in üblicher Weise an einem Explosionsmotor 30 starr befestigt, der seinerseits unter anderem an einem Motorlagerquertröger 32 in der Nähe eines Getriebegehäuses 34 gelagert ist. Am Motorlagerquertrager 32 ist eine Auspuffrohrhalterung 36 befestigt, die einen Teil der Halterung für den Auspuffstrang bildet. Über diese Brucke, die die Auspuffrohr-Halterung 36 und den Motorlagerquerträger 32 umfaßt gelangt bei Kraftfahrzeugen, die nicht mit dem Gelenk 24 ausgestattet sind, Körperschall zur Karosserie. Das Auspuffrohr-Teilstuck 28 weist oft beträchtliche Lange auf, so daß sein in der Nähe des Explosionsmotors 30 befindliches Ende bei Erwärmung bzw. Abkühlung Bewegungen ausführt, die durch den Doppelpfeil 38 angedeutet sind. Das Gelenk 24 hält diese Längenänderungsbewegungen vom Auspuffrohr-Teilstuck 26 fern, indem es Schwenkbewegungen ausfuhrt. .
• Das genauer in Fig. 2 gezeigte Gelenk 24 weist Ringflansche 40 mit hochgebogenem Rand 42 auf. In die hierdurch gebildete Fassung ist jeweils ein Grafitring 44 eingesetzt. Dieser weist eine konkave-kugelkalottenförmige Oberfläche 46 auf. Zwischen die Grafitringe 44 ist ein hulsenförmiges Zwischenstück 48 geschaltet, das eine Bohrung 50 aufweist, die etwa Bleich dem Innendurchmesser der Auspuffrohr-Teilstücke 26, 28 ist. An seinen beiden Stirn seiten besitzt das Zwischenstuck 48 einstöckig angeformte Gegenstucke 52, die konvexkugelkalottenförmige Oberflächen 54 aufweisen, die so gestaltet sind, daß sie passend von den konkaven Oberflächen 46 aufgenommen werden können.
• Auf die 26, 28 sind ebene Flansche 56 lose aufgeschoben, die je- weils eine Durchbrechung 58 aufweisen, die größeren Durchmesser als der Außendurchmesser der Auspuffrohrteilstucke 26, 28 hat. Außerdem weisen die Flansche 56 in Randnähe Bohrungen 60 auf, deren Durchmesser wesentlich kleiner als derjenige der Durchbrechung 58 ist.
• Im zusammengebauten Zustand fluchten jeweils zwei Bohrungen 60 der Flansche 56. Zwei dieser fluchtenden Bohrungen 60 durchquert eine Kopfschraube 62, auf deren öber den einen Flansch 56 hinausreichendem Ende eine gegen Drehungen gesichterte Mutter 64 aufgeschraubt ist.
• In die anderen beiden Bohrungen 60 ist eine Zugfeder 66 eingehängt, die die beiden Flansche 56 mit dem Bereich der einen Bohrungen 60 als Gelenkpunkte die beiden Flansche 56 gegeneinanderzieht und dadurch für dichtendes Aneinanderliegen der Oberflächen 46 und 54 sorgt.
• Es leuchtet ohne weiteres ein, daß sich dank dieser Konstruktion des Gelenks 24 die Auspuffrohr-Teilstücke 26 und 28 zueinander kardanisch bewegen können. Um das Gelenk 2.4. gegen Ausknicken zu sichern ist eine Anschlagvorrichtung vorgesehen, die beim Ausfuhr rungsbeispiel durch die Bohrungen 60 und den Schaft der sie durchquerenden Kopfschraube 62 gebildet ist. Da die Bohrungen 60 nur wenig größeren Durchmesser als der Schaft der Kopfschraube 62 haben, können sich die Flansche 56 nur solange winkelmäßig bewegen, bis eine Kante der Bohrungen 60 an den Schaft der Kopfschraube 62 anstößt.
• Zwar wurde im Ausfuhrungsbeispiel ein Gelenk gezeigt, das kardanisch wirkt. Für manche Ftille wurde es jedoch auch ausreichen, ein etwa halbkardanisch wirkendes Gelenk vorzusehen, bei dem dann eines der Auspuffrohr-Teilstucke starr mit dem Zwischenstuck 4$ verbunden ist und ein Ringflansch 40, ein Grafitring 44 usw. wegfällt.
• Das Gelenk kann vorteilhaft sowohl bei stationären als auch an Fahrzeugen untergebrachten Motoren verwendet werden, da bei stationären Motoren sowohl die hochfrequenten Schwingungen als auch Längenänderungen auftreten.

Claims (7)

1. Patentansprüche: 1. In einen Auspuffstrang eines Explosionsmotors einfugbares Gelenk zur Unterdrückung und Filterung von Schwingungen im Auspuffstrang sowie zur Aufnahme von Längenänderungen des Auspuffstrangs, dadurch gekennzeichnet, daß am einen Ende eines ersten Auspuffrohr-Teilstücks (26) ein erster Ring (44) mit kugelkalottenförmiger Oberfläche (46) gehalten ist, daß an einem auf das erstgenannte Ende folgenden Ende eines zweiten Auspuffrohr-Teilstucks (28) ein Gegenstück (52) mit komplementörkugelkalottenförmiger Oberfläche (54) vorgesehen ist, daß der erste Ring (44) und das Gegenstuck (52) durch eine Federvorrichtung (66) an ihren kugelkalottenfönnigen Oberflächen (46, 54) dichtend, jedoch verschwenkbar gegeneinander preßbar sind und daß entweder der erste Ring (44) oder das Gegenstuck (52) aus hitzebeständigem, hochkohlenstoffhaltigem Material besteht.
2. 2. Gelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am zweiten Auspuffrohr-Teilstuck (28) ein dem ersten Ring (44) gleicher zweiter Ring (44) gehalten ist und daß an den beiden Stirnseiten eines hülsenförmigen Zwischenstucks (48) Gegenstucke (52) für die Ringe (4.4) vorgesehen sind.
3. 3. Gelenk nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringe (44) in Halteflanschen (40) gefaßt sind, die einstuckig mit dem Ende des zugehörigen Auspuffrohr-Teilstucks (26, 28) sind.
4. 4. Gelenk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringe (44) aus Grafit sind. ,
5. 5. Gelenk nach einem der vorhergehenden Ansprache, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringe (44) eine konkave kugelkalottenförmige Oberfläche (46) haben.
6. 6. Gelenk nach einem der vorhergehenden Ansprache, dadurch gekennzeichnet, daß eine auslenkungsbegrenzende Anschlagvorrichtung (60, 62) am Gelenk (24) vorgesehen ist.
7. 7. Gelenk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die geometrische Längsachse des Gelenks (24.' iuer zur Fahrtrichtung steht. B. Gelenk nach einem der vorhergehenden Ansprache, dadurch gekennzeichnet, daß das Gelenk (24) im Auspuffstrang zwischen Explosionsmotor (30) vorgesehenen Auspuffrohrhalterung (36) angebracht ist.