-
Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs
1
-
Eine
derartige Vorrichtung zum flexiblen Verbinden von Rohren, insbesondere
in Abgasleitungen von Kraftfahrzeugen, ist in der OE-OS 33 21 382
beschrieben. Die Vorrichtung dient dabei dazu, die Bewegungen des
Kfz-Motors von der Abgasanlage abzukoppeln bzw. zu isolieren. Bei
dieser Vor richtung bilden die Stützteile
gehäuseartige
Taschen zur Aufnahme der Dämpfungskissen
aus, wobei die Dämpfungskissen
an in axialer und radialer Richtung wirksame Widerlager bildenden
Wandungen der gehäuseartigen
Taschen anliegen. Die Stützteile
weisen entweder Stirnflächen
mit sich im wesentlichen axial erstreckender Flächennormale als Widerlager
für das Dämpfungskissen
auf, um im wesentlichen axiale Bewegungen aufzunehmen, oder aber
Stirnflächen mit
sich im wesentlichen radial erstreckenden Flächennormalen, um so radial
einwirkende Bewegungen, wie Winkelbewegungen oder Lateralbewegungen,
zu ermöglichen.
Die Dämpfungskissen
folgen dabei mit ihren Außenkonturen
jeweils der Kontur der sie tragenden bzw. übergreifenden Stützteile.
Nachteilig bei dieser Vorrichtung ist jedoch, daß die Dämpfungskissen bei Auswinkelung
der aus den Stützelementen
und Dämpfungskissen
bestehenden Dämpfereinheit
an der zum Krümmungsmittelpunkt
zugewandten Seite zusammengepreßt
werden, sich die Dämpfer-Einheiten
bei Auswinkelung also verspannen. Hierdurch ergibt sich dann eine
nachteilige Beeinflussung der axialen Entkopplungseigenschaften der
Dämpfer-Einheiten
und damit des gesamten Entkopplungselementes. Ferner ist die Dämpfung schon bei
kleinen Auslenkungen der Rohrenden relativ steif bzw. steigt die
durch die Dämpfung
gegebene Federkennlinie schon mit endlichem Wert an, was dazu führt, daß die Auslenkung
und somit der Arbeitsbereich bei angularen Bewegungen gering ist.
-
Aus
der DE-GM 93 01 772 ist eine Vorrichtung zum flexiblen Verbinden
von Rohren bekannt, die mit einem mit einem Rohrabschnitt verbundenen, mindestens
ein Dämpfungskissen
tragenden Stützteil
und mit einem mit dem anderen Rohrabschnitt verbundenen, das Dämpfungskissen übergreifenden,
rohrförmigen
Stützteil
versehen ist. Dabei sind zwischen den Stützteilen mindestens zwei Dämpfungskissen
unter angularem Versatz zueinander angeordnet, wobei die Außenkontur der
Kissen der Kontur des umgebenden rohrförmigen Stützteils folgt. Durch die Ausbildung
und Anordnung der Dämpfungskissen
soll Material eingespart und damit eine Gewichtseinsparung erreicht
werden. Zwar können
die Dämpfungskissenabschnitte
in geeigneter Weise um das Leitrohr angeordnet werden, um der Verbindung
Vorzugsrichtung zu geben, so daß eine Abstimmung
der Verbindung bezüglich
der verschiedenen Achsen der Fahrzeuganregungen erfolgen kann, jedoch
weist auch diese Vorrichtung die bereits für die aus der
DE-OS 33 21 382 bekannten Vorrichtung
genannten Nachteile auf. Des weiteren ergibt sich ein erheblicher
baulicher Aufwand durch die notwendige Positionierung der Kissenabschnitte.
-
Der
EP 398 086 A2 ist
eine Verbindung zweier Rohre einer Leitung für heiße Medien, insbesondere auch
als Teil einer Abgasleitung für
Kraftfahrzeuge entnehmbar. Anstelle eines sich in axialer Richtung erstreckenden
Wellrohres oder Balges zur Sicherstellung der Dichtigkeit zwischen
den beiden beweglich miteinander zu verbindenden Rohrenden sieht die
Druckschrift eine radial stehende Wellmembran vor. Parallel zur
Membran ist ein einen Rohrstutzen umgebendes ringförmiges Kissen
angeordnet, das innen und außen
durch mit verschiedenen Rohrenden verbundenen Fassungen eingefaßt ist,
wobei die Querschnittskontur dieser Einfassungen über den gesamten
Umfang gleich ist. Das Verhalten des bei Relativbewegungen der Rohrenden
Schwerbewegungen ausgesetzten Kissens ist bei Angularbewegungen
in beliebiger Richtung über
den gesamten Umfang hin gleich.
-
Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs
genannten Art zu schaffen, die in Vorzugsrichtung eine größere angulare
Beweglichkeit und somit einen größeren Arbeitsbereich
ohne Beeinträchtigung
der axialen Entkopplungseigenschaften der Dämpfer-Einheiten und insbe sondere
ohne nachteilige Einwirkungen auf die Dämpfungskissen, wie eine Verspannung,
ermöglicht.
-
Erfindungsgemäß wird die
genannte Aufgabe durch eine Vorrichtung der eingangs genannten Art
mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
-
Aufgrund
der erfindungsgemäßen Ausgestaltung
ist es möglich,
in Vorzugsrichtungen ein Verspannen der Dämpfungskissen bei Auswinkelung
bis in einen vorgegebenen Winkelbereich zu vermeiden. Entsprechend
wirkt dann in der so gegebenen Ebene über einen festgelegten Auslenkungsbereich
kein Biegemoment der Auswinkelung entgegen. Da das Dämpfungskissen
jedoch auch in Vorzugsrichtung hoher Angularbeweglichkeit der Dämpfungseinheit zumindest
teilweise axial am durch den Stößelkopf bzw.
die Stützteile
gebildeten Widerlager anliegt, bleiben die translatorische Bewegungen
elastisch dämpfenden
Eigenschaften erhalten. Erst an den Grenzen des konstruktiv festgelegten
Auslenkungsbereiches erfolgt ein Widerstand gegenüber einer weiteren
Auswinkelung. Auf diese Weise können
sowohl Zug- als auch Druck- sowie Winkel- und Lateralbelastungen
des Leitungselementes zuverlässig
aufgenommen werden.
-
Auf
dem die Dämpfungskissen
im wesentlichen zentral zumindest teilweise durchsetzenden Stößel, der
zumindest ein zugeordnetes Stützteil
frei beweglich durchragt, sitzen die Dämpfungskissen zumindest teilweise
auf. Der Stößel bildet
somit ein Widerlager zur axialen Anlage zwischen Stützteil und Dämpfungskissen.
Der Stößel weist
hierbei einen als Widerlager für
die Dämpfungskissen
dienenden Kopf auf.
-
Um
nun den notwendigen Spielraum bzw. Zwischenraum zwischen Dämpfungskissen
und Stößelkopf
bzw. Stützteilen
zu schaffen, können
die Dämpfungskissen
zentral eine im wesentlichen teilbogenförmige Aussparung aufweisen,
so daß eine Auswinkelung
in zumindest einer Ebene möglich
ist, wobei die Dämpfungskissen
und/oder der Stößel rotationssymmetrisch
ausgebildet sein können.
Auf jeden Fall ist so zumindest in einer Axialebene genügend Spielraum
zwischen Stößelkopf
und Dämpfungskissen
gegeben, um ohne Beeinträchtigung
der axialen Kopplungseigenschaften eine ausreichende Winkelbeweglichkeit
zu schaffen.
-
Wird
ein rollenartiger Stößel verwendet,
so ist eine Gelenkbildung zwischen dem Stößel und dem teilweise axial
anliegenden Dämpfungskissen ebenso
möglich
wie bei einem ku gelförmig
ausgebildeten Stößel, der
bevorzugt abgeflachte axiale Stirnflächen aufweist. In beiden Fällen ist
zur Erzielung einer ausreichenden Winkelbeweglichkeit in zumindest einer
Ebene lediglich eine bauliche Veränderung von Stößel oder
Dämpfungskissen
durchzuführen.
Die das Gehäuse
bildenden Stützteile
bleiben baugleich. Insbesondere in Verbindung mit dem Dämpfungskissen
mit zentralen teilbogenförmigen
Aussparungen ist ein kugelförmig
ausgebildeter Stößel mit
abgeflachten axialen Stirnseiten vorteilhaft, da hier zum einen
durch die ballige Ausführung
der aneinandergrenzenden Mantelflächen von Stößelkopf und Dämpfungskissen
die angulare Beweglichkeit in zwei Ebenen unterstützt wird,
zum anderen bei der Montage keine Orientierung notwendig ist.
-
Es
ist aber auch möglich,
Stößel und
Dämpfungskissen
baugleich auszuführen
und die bauliche Veränderung
an den das Gehäuse
bildenden Stützteilen
vorzunehmen, indem zumindest ein die Dämpfungskissen über- bzw.
untergreifendes Stützteil
in zumindest einer Ebene parallel zur axialen Erstrekkungsrichtung
beabstandet zum Dämpfungskissen angeordnete
Wandabschnitte aufweist. Auch hierdurch ist eine Auswinkelung in
zumindest einer Ebene möglich.
Ist das Dämpfungskissen
kugelförmig bzw.
sind die Dämpfungskissen
halbkugelförmig
ausgebildet, so ist dabei zusätzlich
eine Gelenkbildung zwischen Dämpfungskissen
und den als Fassung dienenden Stützteilen
möglich.
-
Insgesamt
ist so eine Vorrichtung zum flexiblen Verbinden von Rohren geschaffen,
bei der eine Auswinkelung der Dämpfungseinheit
ohne Entgegenwirkung eines Biegemomentes und ohne Beeinträchtigung
der axialen Dämpfungseigenschaften
der Dämpfungseinheit
ermöglicht
wird.
-
Weitere
Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung, in der Ausführungsbeispiele
unter Bezugnahme auf die Zeichnungen im einzelnen erläutert sind.
Dabei zeigt:
-
1 eine Außenansicht
einer Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
zum flexiblen Verbinden von Rohren mit seitlich des flexiblen Leitungselementes
angeordneten Gehäusen
zur Aufnahme der Dämpfungskissen;
-
2 eine Detailansicht zur
Veranschaulichung der Befestigung der Gehäuse zur Aufnahme der Dämpfungskissen
an dem flexiblen Leitungselement gemäß 1;
-
3 einen Längsschnitt
durch ein Gehäuse einer
aus Dämpfungskissen
und Stützteilen
gebildeten Dämpfungseinheit
gemäß 1 mit teilbogenförmiger Aussparung
der Dämpfungskissen
und
-
4 einen Längsschnitt
durch ein Gehäuse einer
aus Dämpfungskissen
und Stützteilen
gebildeten Dämpfungseinheit
gemäß 1 mit axial beabstandet
zu den Dämpfungskissen
angeordneten Wandabschnitten der Stützteile.
-
Die
in 1 dargestellte Ausführungsform einer
Vorrichtung 1 zum flexiblen Verbinden von Rohren weist
ein aus einem Metallbalg 2 gebildetes flexibles Leitungselement
auf. An den Enden 3, 4 des Leitungselementes 2 sind
jeweils Anschlußflansche 5, 6 angeordnet,
wobei das Leitungselement 2 mit seinem Ende 3 an
einem den Anschlußflansch 6 durchragenden
Rohrstück 38 festgelegt
ist (siehe 2), das den
Anschlußflansch 6 beispielsweise mit
seinem Endabschnitt 4 durchgreift. An dem dem Leitungselement 2 abgewandten
Ende des Anschlußflansches 6 ist
ein mit dem Rohrstück 38 verbundenes,
in dieses eingeschobenes Rohr 7 angeordnet. Das Leitungselement 2 umgibt
einen am Anschlußflansch 5 festgelegten
Rohrstutzen 39 (siehe 2),
der an seinem dem Anschlußflansch 6 zugewandten
Ende von dem Rohrstück 38 übergriffen
ist. Über
den Anschlußflansch 5 ist
das Leitungselement bzw. der Balg 2 bzw. der Rohrstutzen 39 an
einem nicht dargestellten Motor eines Kraftfahrzeuges befestigt. Über das
Rohr 7 ist das Leitungselement 2 mit der ebenfalls
nicht dargestellten Abgasanlage des Kraftfahrzeuges verbindbar.
-
Seitlich
des Leitungselementes 2 sind jeweils zwischen den Anschlußflanschen 5, 6 das
Leitungselement 2 übergreifende
Dämpfungseinheiten 8, 8' gleicher Ausbildung
angeordnet. Die Dämpfungseinheiten 8, 8' weisen jeweils
ein topfförmig ausgebildetes
Gehäuse 9, 9' zur Aufnahme
des Dämpfungskissens
sowie eine Stößels (siehe 3 und 4) auf. Die Dämpfungseinheiten 8, 8' sind dabei im
wesentlichen gleichmäßig um den
Umfang des flexiblen Leitungselementes bzw. Balges 2 verteilt
angeordnet.
-
Wie
insbesondere den 3 und 4 zu entnehmen ist, wird
das topfförmige
Gehäuse 9 durch ein
bevorzugt einstückig
ausgebildetes Stützteil
für das
innenliegende Dämpfungskissen 41, 41', 42, 42' gebildet. Das
Stützteil 9 weist
dabei an seinem oberen Ende einen umlaufenden Rand 14 auf,
mit dem es an der Unterseite des Flansches 6 festgelegt
ist. Im Bodenbereich 15 ist das Stützteil 9 jeweils zentral mit
einem Durchbruch 16 versehen, den ein im Inneren des Gehäuses 9 angeordneter
Stößel 43, 44 frei beweglich
durchragt. Wie insbesondere aus 1 ersichtlich,
ist die Dämpfungs-Einheit 8, 8' mittels des aus
dem Gehäuse 9, 9' herausragenden
Stößelendes 21, 21' am Anschlußflansch 5 festgelegt.
-
An
dem dem Stützteilboden 15 abgewandten Ende
wird das topfförmige
Gehäuse 9 durch
einen tellerförmig
ausgebildeten Bodenbereich 22 einer Schweiß-Anschlußplatte 47 des
Anschlußflansches 6 nach
oben verschlossen. Der tellerförmig
ausgebildete Bodenbereich 22 ist dabei im wesentlichen
komplementär
zum Bodenbereich 15 des Stützteils 9 ausgebildet.
-
Die
Stützteile 9 und 22 bilden
gemeinsam mit dem Stößel 43, 44 einzelne
Taschen für
die Dämpfungskissen 41, 41', 42, 42' aus. Wie 3 und 4 zu entnehmen ist, ist der Stößel 43, 44 zunächst mit
einem das Dämpfungskissen 41', 42' zentral durchgreifenden
Schaft 23 versehen, an dessen der Öffnung 16 abgewandtem
Ende ein das Gehäuse 9 radial durchsetzender
Kopf 49, 55 angeordnet ist. Der Kopf 49, 55 ist
dabei im unbelasteten Zustand zentral zwischen dem Boden 15 des
Stützteils 9 sowie
dem Bodenbereich 22 in der Funktion eines Widerlagers angeordnet.
Die Dämpfungskissen 41, 41', 42, 42' sind einerseits
zwischen dem durch den Bodenbereich 22 gebildeten Widerlager
und dem Stößelkopf 49, 55, andererseits
zwischen dem Stößelkopf 49, 55 und dem
durch den Boden 15 gebildeten Widerlager angeordnet und
durch das Stützteil 9 gehäuseartig
eingeschlossen. Das Dämpfungskissen 41, 42 weist
zur symmetrischen Ausbildung zum Dämpfungskissen 41', 42' ebenfalls einen
zentralen Durchbruch 25 auf.
-
Bei
der 3 dargestellten
Ausführungsform
weist der Stößel 44 einen
kugelförmig
ausgebildeten Stößelkopf 55 mit
abgeflachten axialen Stirnflächen 56, 56' auf. Die bevorzugt
rotationssymmetrisch ausgebildeten, den rotationssymmetrisch ausgebildeten
Stößelkopf 55 umgebenden
Dämpfungskissen 41, 41' weisen jeweils
zentral eine im wesentlichen teilbogenförmige Aussparung 57, 57' auf, so daß zwischen
den Dämpfungskissen 41, 41' und den abgeflachten
Stirnflä chen 56, 56' des Stößelkopf
es 55 Zwischenräume 58 ausgebildet
werden. Auf diese Weise liegen die Dämpfungskissen 41, 41' mit ihren Stirnseiten 59, 59' mit Flächennormalen
mit axial gerichteter Komponente lediglich im durch a gekennzeichneten
Bereich an dem Stößelkopf 55 an.
Durch den kugelförmig
ausgebildeten Stößelkopf 55 wird ein
Gelenk zwischen den Dämpfungskissen 41, 41' und dem Stößelkopf 55 ausgebildet
und aufgrund der rotationssymmetrischen Ausbildung von Dämpfungskissen
und Stößelkopf
ist eine Auswinkelung in zwei Ebenen möglich.
-
Bei
der in 4 dargestellten
Ausführungsform
sind die Dämpfungskissen 42, 42' jeweils halbkugelförmig ausgebildet
und liegen an den Widerlagerflächen 50, 50' des Stößelkopfes 49 an.
Das die Dämpfungskissen 42, 42' umgebende Gehäuse 9 weist
dabei Wandabschnitte 60, 61 auf, die zu Stirnflächen 62, 63 mit
Flächennormalen
mit axial gerichteter Komponente beabstandet angeordnet sind. Hierdurch
werden Zwischenräume 64, 64 ausgebildet,
so daß die
Dämpfungskissen 42, 42' lediglich partiell
im Bereich b mit ihren äußeren Ringflächen am
durch das Gehäuse 9 gebildeten
Stützteil
anliegen. Aufgrund der kugelförmigen
Ausgestaltung bzw. teilkugelförmigen
Ausgestaltung der Dämpfungskissen 42, 42' wird zwischen
dem Gehäuse 9 und
den Dämpfungskissen 42, 42' ein Gelenk
ausgebildet. Da das Gehäuse 9 rotationssymmetrisch
ausgebildet ist, ist so eine Auswinkelung in zwei Ebenen möglich.
-
Insgesamt
wird so erfindungsgemäß eine Vorrichtung
zum flexiblen Verbinden von Rohrenden geschaffen, bei der zumindest
in einer Ebene eine angulare Beweglichkeit für das Dämpfungskissen entsteht, ohne
daß dieser
Biegemomente über
einen vorgegebenen Winkelbereich entgegenwirken, während axiale
Belastungen über
die am Dämpfungskissen
anliegenden Bereiche des Stößelkopfes
bzw. der stirnseitigen Wandabschnitte der Stützteile aufgenommen werden.