DE19544576A1 - Flexible end connector for vehicle exhaust pipe - Google Patents

Flexible end connector for vehicle exhaust pipe

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DE19544576A1 DE1995144576 DE19544576A DE19544576A1 DE 19544576 A1 DE19544576 A1 DE 19544576A1 DE 1995144576 DE1995144576 DE 1995144576 DE 19544576 A DE19544576 A DE 19544576A DE 19544576 A1 DE19544576 A1 DE 19544576A1
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    • F16L27/10—Adjustable joints, Joints allowing movement comprising a flexible connection only, e.g. for damping vibrations
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    • F16L27/11—Adjustable joints, Joints allowing movement comprising a flexible connection only, e.g. for damping vibrations the ends of the pipe being interconnected by a flexible sleeve the sleeve having the form of a bellows with multiple corrugations

Abstract

The flexible connector (5) is adjoined by tension and compression bars (6) which are joined to the exhaust pipe ends (3,4) but remain flexible and twistable and are arranged so their centre axis lies in the neutral bending zone. Two bars lie in this zone or one bar adjoins the connector. All bars are circular in section or a flat profile. The connector consists of a corrugated shaft or articulated sleeve. The bars may be made of round spring steel and are welded (7) to the exhaust pipes. When using corrugated shafts as connectors these necessarily prevent the pipes twisting as against the articulated sleeve which allows the pipes to twist with slight bending, but all without the pipes yielding lengthways due to the fitted bars.

Description

Die Erfindung betrifft eine biegsame Rohrverbindung für Abgasrohre nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to a flexible pipe connection for Exhaust pipes according to the preamble of claim 1.

Eine derartige Rohrverbindung ist mit DE 42 43 115 A1 be­ schrieben. Bei dieser ist zur Erzielung einer unter­ schiedlichen Biegehärte in verschiedenen Ebenen ein Well­ rohr als Verbindungselement vorgesehen, dessen Wellungen über den Umfang unterschiedliche Höhen aufweisen. Darüber hinaus hat das Verbindungselement einen abgeflachten Querschnitt. Eine solche Rohrverbindung setzt zwar einer Biegebeanspruchung in verschiedenen Ebenen unterschiedli­ chen Widerstand entgegen, sie gibt aber trotzdem in jeder Richtung elastisch nach, so daß in keiner Richtung über das Abgasrohr eine nennenswerte Kraft übertragen werden kann.Such a pipe connection is with DE 42 43 115 A1 wrote. This one is to achieve one under different bending hardness in different levels a well Pipe provided as a connecting element, the corrugations have different heights over the circumference. About that in addition, the connecting element has a flattened Cross-section. Such a pipe connection sets one Bending stress at different levels opposition to it, but it still exists in everyone Direction towards elastically, so that in no direction over the exhaust pipe a significant force are transmitted can.

Die optimale Aufhängung von Brennkraftmaschinen in Kraft­ fahrzeugen erfordert häufig weiches Nachgeben in bestimm­ ten Achsrichtungen, wobei die Nachgiebigkeit in einigen Achsrichtungen gezielt gedämpft werden muß. Dies kann durch Ankopplung von Massen geschehen, wobei der über das Abgasrohr mit der Brennkraftmaschine verbundene Katalysa­ tor oder Schalldämpfer eine solche wirksame Masse sein kann. Dazu ist es aber erforderlich, daß die Verbindung zwischen der Brennkraftmaschine und dem Katalysator bzw. dem Schalldämpfer in einer Kopplungsrichtung längs des Abgasrohres starr und in den anderen Richtungen nachgie­ big erfolgt.The optimal suspension of internal combustion engines in operation vehicles often require soft yielding in certain areas ten axial directions, with compliance in some Axis directions must be damped in a targeted manner. This can happen by coupling of masses, the over the Exhaust pipe catalytic converter connected to the internal combustion engine such an effective mass can. But this requires that the connection between the internal combustion engine and the catalytic converter or  the muffler in a coupling direction along the Exhaust pipe rigid and nachgie in the other directions big done.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine dafür geeignete Rohr­ verbindung der gattungsgemäßen Art zu schaffen.The object of the invention is a suitable tube to create connection of the generic type.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die kennzeich­ nenden Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.According to the invention, this object is characterized by nenden features of claim 1 solved.

Die Merkmale der weiteren Patentansprüche zeigen vorteil­ hafte Ausführungsformen auf.The features of the further claims show advantage stick embodiments.

Durch die Trennung der Aufgabe der Kraftübertragung von der der Abdichtung durch das Verbindungselement können sowohl die Kraftübertragung als auch die Abdichtung opti­ miert werden. Da die Kraftübertragung reduziert ist auf die Stäbe, die innerhalb der neutralen Biegezone verlau­ fen, kann neben einer sicheren Zug- und Druckkraft-Über­ tragung entlang der Achsen der Stäbe in jeder weiteren Richtung eine gezielte elastische Nachgiebigkeit erreicht werden. Das gilt sowohl für Biegung als auch für Torsion der Rohrverbindung. Die Möglichkeit der starren Übertra­ gung von Zug- und Druckkräften ermöglicht die Anbindung der Masse des Katalysators oder des Schalldämpfers über das Abgasrohr an die Masse der Brennkraftmaschine und da­ mit eine deutliche Beeinflussung des Schwingverhaltens der Brennkraftmaschine in ihrer Aufhängung durch Nutzung dieser Masse.By separating the task of power transmission from of the seal through the connecting element both the power transmission and the sealing opti be lubricated. Because the power transmission is reduced to the bars that remain within the neutral bending zone fen, in addition to a safe tensile and compressive force over support along the axes of the bars in each additional one Directed a targeted elastic compliance will. This applies to both bending and torsion the pipe connection. The possibility of rigid transfers The connection is made possible by tensile and compressive forces the mass of the catalytic converter or the muffler the exhaust pipe to the mass of the internal combustion engine and there with a significant influence on the vibration behavior the internal combustion engine in its suspension through use this mass.

Mit der gezielten Anordnung der Stäbe kann die biegeneu­ trale Ebene der Rohrverbindung innerhalb weiter Grenzen festgelegt werden, so daß die Biegeachse z. B. auch außerhalb des Abgasrohres liegen kann. Dies kann für eine optimale Verlegung des Abgasrohre s unter beengten Raum­ verhältnissen von Vorteil sein. Bei Anordnung von zwei Stäben ist eine Biegeebene für die Rohrverbindung festge­ legt. Ein Biegen in anderen Ebenen ist nicht möglich.With the targeted arrangement of the bars, the new bend can central level of the pipe connection within wide limits be set so that the bending axis z. Belly can lie outside the exhaust pipe. This can be for one optimal installation of the exhaust pipes under confined spaces conditions are an advantage. When two are arranged Bars is a bending plane for the pipe connection festge  sets. Bending in other planes is not possible.

Bei Anordnung nur eines Stabes mit rundem Querschnitt kann die Rohrverbindung in allen Richtungen gebogen wer­ den und auch in Torsionsrichtung nachgeben.When arranging only one rod with a round cross-section the pipe connection can be bent in all directions give in and also in the torsion direction.

Bei Verwendung eines Stabes mit einem flachen Querschnitt kann die Biegehärte in senkrecht aufeinander stehenden Richtungen in gewünschter Weise variiert werden.When using a rod with a flat cross section can the bending hardness in perpendicular to each other Directions can be varied as desired.

Bei Verwendung eines Wellschlauches oder eines Glieder­ schlauches als Verbindungselement kann die Rohrverbindung in begrenztem Maße auch Torsionsbewegungen des Abgasroh­ res ausgleichen. Bei Verwendung eines an beiden Enden fest mit den Enden der zu verbindenden Abgasrohre verbun­ denen Wellrohres ist die Rohrverbindung drehstarr.When using a corrugated hose or a link hose as a connecting element can be the pipe connection to a limited extent also torsional movements of the exhaust pipe compensate for res. When using one at both ends firmly connected to the ends of the exhaust pipes to be connected which corrugated pipe, the pipe connection is torsionally rigid.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachstehend an­ hand von Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigenEmbodiments of the invention are shown below hand described in more detail by drawings. Show it

Fig. 1 eine Seitenansicht einer Rohrverbindung; Figure 1 is a side view of a pipe connection.

Fig. 2 eine Ansicht in Richtung des Pfeiles X in Fig. 1; Figure 2 is a view in the direction of arrow X in Fig. 1.

Fig. 3 bis Fig. 6 jeweils einen schematisierten Schnitt senk­ recht zur Längsachse verschiedener Rohrver­ bindungen. Fig. 3 to Fig. 6 each show a schematic section perpendicular to the longitudinal axis of various Rohrver connections.

Zwei Rohrteile 1, 2 eines Abgasrohrs sind an den Rohren­ den 3, 4 mit einem als Wellrohr ausgebildeten flexiblen Verbindungselement 5 verbunden, wobei das Verbindungsele­ ment 5 an den Rohrenden 3, 4 fixiert ist. Neben dem Ver­ bindungselement 5 sind bei der Rohrverbindung nach Fig. 1 und 2 die Rohrteile 1, 2 mit zwei aus Federstahl beste­ henden im Querschnitt runden Stäben 6 verbunden, die in ihrer Längsrichtung zug- und drucksteif sind, jedoch auf Biegebeanspruchung und Torsion elastisch nachgeben kön­ nen. Die Stäbe 6 sind mit den Rohrteilen 1, 2 jeweils durch Schweißnähte 7 fest verbunden.Two pipe parts 1 , 2 of an exhaust pipe are connected to the pipes 3 , 4 with a flexible connecting element 5 designed as a corrugated pipe, the connecting element 5 being fixed to the pipe ends 3 , 4 . In addition to the United connecting element 5 , the pipe parts 1 , 2 are connected in the pipe connection according to FIGS . 1 and 2 with two best of spring steel existing in cross-section round bars 6 , which are tensile and compression-resistant in their longitudinal direction, but give way elastically to bending stress and torsion can. The rods 6 are firmly connected to the pipe parts 1 , 2 by welds 7 .

Die Verbindung zwischen den Rohrteilen 1 und 2 kann sich in einer die beiden Stäbe 6 einschließenden Ebene biegen, wobei sich sowohl die Stäbe 6 als auch das Verbindungs­ element 5 biegen. Soweit das Verbindungselement 5 als Wellrohr ausgebildet ist, können sich die Rohrteile 1 und 2 nicht gegeneinander verdrehen, da Wellrohre torsions­ steif sind. Ist das Verbindungselement 5 jedoch als Well­ schlauch oder Gliederschlauch ausgebildet, dann kann die Rohrverbindung auch bei Torsion elastisch nachgeben, in­ dem sich dann die Stäbe 6 sowohl verdrehen als auch ge­ ringfügig verbiegen.The connection between the pipe parts 1 and 2 can bend in a plane including the two rods 6 , both the rods 6 and the connecting element 5 bending. As far as the connecting element 5 is designed as a corrugated tube, the tube parts 1 and 2 cannot twist against each other, since corrugated tubes are torsionally rigid. However, if the connecting element 5 is designed as a corrugated hose or flexible hose, the pipe connection can also yield elastically in the event of torsion, in which the rods 6 then both twist and bend slightly.

In Längsrichtung des Abgasrohres wird die Rohrverbindung jedoch nicht nachgeben, da die Stäbe 6 weder auf Zug noch auf Druck nachgiebig sind. Somit kann über eine solche Rohrverbindung eine erhebliche Kraft in Längsrichtung des Abgasrohres übertragen werden, die zur Ankopplung einer Masse an die Brennkraftmaschine genutzt werden kann.In the longitudinal direction of the exhaust pipe, however, the pipe connection will not yield, since the rods 6 are not flexible under tension or pressure. Thus, a considerable force can be transmitted in the longitudinal direction of the exhaust pipe via such a pipe connection, which force can be used to couple a mass to the internal combustion engine.

Durch veränderte Anordnung der Stäbe 6 zu den Rohrteilen 1, 2 kann das Bewegungsverhalten der Rohrverbindung den Anforderungen leicht angepaßt werden.By changing the arrangement of the rods 6 to the pipe parts 1 , 2 , the movement behavior of the pipe connection can be easily adapted to the requirements.

Fig. 3 zeigt eine Rohrverbindung, die im wesentlichen der nach Fig. 1 und 2 entspricht. Diese Rohrverbindung kann sich, wie bereits ausgeführt, um eine durch die Mitte der Rohrteile 1, 2 verlaufende Achse 8 biegen und unter be­ stimmten Bedingungen auch verdrehen. Fig. 3 shows a pipe connection which corresponds essentially to that of FIGS. 1 and 2. This pipe connection can, as already stated, bend around an axis 8 running through the center of the pipe parts 1 , 2 and also twist under certain conditions.

Fig. 4 zeigt eine Rohrverbindung, bei der zwei Stäbe 61 asymmetrisch zu den Rohrteilen 1, 2 angeordnet und befe­ stigt sind. Diese Rohrverbindung kann sich um eine außer­ halb der Rohrteile 1, 2 verlaufende Achse 9 biegen und ebenso wie die Rohrverbindung nach Fig. 3 auch verdrehen. Fig. 4 shows a pipe connection in which two rods 61 are arranged asymmetrically to the pipe parts 1 , 2 and BEFE Stigt. This pipe connection can bend around an axis 9 extending outside half of the pipe parts 1 , 2 and, like the pipe connection according to FIG. 3, also twist.

Die Rohrverbindung nach Fig. 5 weist nur einen Stab 62 auf, so daß sich diese Rohrverbindung in jeder Richtung biegen und bei Verwendung eines tordierbaren Verbindungs­ elementes 5 auch begrenzt verdrehen kann.The pipe joint of FIG. 5 has only one rod 62, so that this pipe connection bend in any direction and when using a twistable connecting element 5 can also twist limited.

Die Rohrverbindung nach Fig. 6 ist mit zwei Stäben 63 aus Flachbandmaterial versehen. Eine solche Rohrverbindung ermöglicht den Rohrteilen 1, 2 ein paralleles Ausweichen in einer Ebene, welche die Stäbe 63 einschließt. Biegen und Tordieren sind bei einer solchen Rohrverbindung nicht möglich.The pipe joint of FIG. 6 is provided with two rods 63 made of flat strip material. Such a pipe connection enables the pipe parts 1 , 2 to evade in parallel in a plane which includes the rods 63 . Bending and twisting are not possible with such a pipe connection.

Nach der Erfindung sind weitere Ausführungsbeispiele mög­ lich. Allen gemeinsam ist, daß bei unterschiedlicher Be­ wegungsmöglichkeit eine axiale Nachgiebigkeit ausge­ schlossen ist.According to the invention, further embodiments are possible Lich. Common to all is that with different Be possibility of movement out an axial compliance is closed.

Claims (8)

1. Biegsame Rohrverbindung für Abgasrohre an einer ins­ besondere für den Antrieb eines Kraftfahrzeuges ge­ nutzten Brennkraftmaschine, wobei die Rohre an ihren einander zugekehrten Enden mit einem an dem Rohrende fixierten flexiblen Verbindungselement verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß neben dem flexi­ blen Verbindungselement (5) ein oder mehrere zug- und drucksteife, jedoch biege- und torsionselasti­ sche fest mit den Rohrenden (3, 4) verbundene Stäbe (6, 61, 62, 63) vorgesehen sind, deren Mittenachsen in einer biegeneutralen Zone der Rohrverbindung ver­ laufen.1. Flexible pipe connection for exhaust pipes on an internal combustion engine used in particular for driving a motor vehicle, the pipes being connected at their mutually facing ends to a flexible connecting element fixed to the pipe end, characterized in that in addition to the flexible connecting element ( 5 ) one or more tensile and compressive, but bend- and torsionselastic cal with the pipe ends ( 3 , 4 ) connected rods ( 6 , 61 , 62 , 63 ) are provided, the center axes of which run ver in a bending-neutral zone of the pipe connection. 2. Biegsame Rohrverbindung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß zwei Stäbe (6, 61) in einer biege­ neutralen Ebene angeordnet sind.2. Flexible pipe connection according to claim 1, characterized in that two rods ( 6 , 61 ) are arranged in a bend neutral plane. 3. Biegsame Rohrverbindung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß ein Stab (62) neben dem Verbin­ dungselement (5) angeordnet ist.3. Flexible pipe connection according to claim 1, characterized in that a rod ( 62 ) next to the connec tion element ( 5 ) is arranged. 4. Biegsame Rohrverbindung nach Anspruch 2 oder 3, da­ durch gekennzeichnet, daß der oder die Stäbe (6, 61, 62) einen im wesentlichen runden Querschnitt aufwei­ sen.4. Flexible pipe connection according to claim 2 or 3, characterized in that the one or more rods ( 6 , 61 , 62 ) have a substantially round cross-section. 5. Biegsame Rohrverbindung nach Anspruch 2 oder 3, da­ durch gekennzeichnet, daß der oder die Stäbe (63) einen Querschnitt aufweisen, der in Biegerichtung ein gegenüber den anderen Richtungen geringeres Bie­ gewiderstandsmoment haben.5. Flexible pipe connection according to claim 2 or 3, characterized in that the one or more rods ( 63 ) have a cross section which have a lower bending moment in the bending direction than the other directions. 6. Biegsame Rohrverbindung nach Anspruch 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der oder die Stäbe (63) als Flach­ bandprofil ausgeführt sind. 6. Flexible pipe connection according to claim 5, characterized in that the one or more rods ( 63 ) are designed as a flat band profile. 7. Biegsame Rohrverbindung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das flexible Verbindungselement (5) ein Wellrohr ist.7. Flexible pipe connection according to one or more of claims 1 to 6, characterized in that the flexible connecting element ( 5 ) is a corrugated pipe. 8. Biegsame Rohrverbindung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das flexible Verbindungselement (5) ein Wellschlauch oder Gliederschlauch ist.8. Flexible pipe connection according to one or more of claims 1 to 6, characterized in that the flexible connecting element ( 5 ) is a corrugated hose or flexible hose.
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