DE19731367A1 - Vorrichtung zum Verbinden von zwei rohrförmigen Leitungsteilen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Verbindung von zwei rohrförmigen Leitungsteilen nach dem im Oberbe­ griff von Anspruch 1 näher definierten Art.

Aus der DE 44 44 550 A1 ist eine Vorrichtung zum Verbin­ den von zwei rohrförmigen Leitungsteilen der gattungsge­ mäßen Art bekannt. Die Federeinrichtung zur Erzeugung einer Vorspannkraft zwischen den beiden Anschlußstücken weist eine sich an einem Anschlußstück abstützende Scheibenfeder und eine weitere mit dem jeweils anderen Anschlußstück in Wirkverbindung stehenden Scheibenfeder auf. Die beiden Scheibenfedern sind durch Klammern ge­ geneinander vorgespannt. Die vorbekannte Vorrichtung ist jedoch relativ aufwendig im Aufbau und benötigt darüber hinaus einen relativ hohen zusätzlichen Bauraum.

Eine ähnliche Vorrichtung, durch die ebenfalls eine Ab­ gasanlage eines Kraftfahrzeugmotores von durch den Motor angeregten Schwingungen abgekoppelt werden soll, ist aus der FR-PS 2 360 028 bekannt. Zwischen die beiden An­ schlußstücke ist dabei eine Spiralfeder gespannt, die die beiden Leitungsteile in axialer Richtung auseinan­ derdrückt. Diese Leitungsverbindung hat jedoch den Nach­ teil, daß sie Motorschwingungen nur unzureichend abkop­ pelt.

In der nicht vorveröffentlichten Anmeldung DE 196 53 906.4 ist eine Vorrichtung zum Abkoppeln von Leitungs­ teilen in der Abgasanlage eines Kraftfahrzeuges be­ schrieben, wobei eine Federeinrichtung mit zwei Fe­ derästen in Schlitze eines Anschlußstückes eines Lei­ tungsteiles eingeschoben sind, und sich die Federäste an einem Teil eines Endabschnittes abstützen.

Diese ältere Vorrichtung ist jedoch ebenfalls noch rela­ tiv aufwendig.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zu­ grunde eine Vorrichtung der eingangs erwähnten Art zu schaffen, mit der eine Abkoppelung von motorseitigen Schwingungen auf einfache und kostengünstige Weise unter Verwendung von möglichst wenig Bauraum erreicht werden soll.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im kenn­ zeichnenden Teil von Anspruch 1 genannten Merkmale ge­ löst.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung lassen sich zum einen in optimaler Weise zwei Auspuffrohre einer Ab­ gasanlage eines Kraftfahrzeuges gasdicht verbinden und zum anderen die vom Motor in der Abgasanlage angeregten Schwingungen der Abgasanlage gegenüber der Karosserie abkoppeln.

Im Vergleich zu bekannten Lösungen in Bezug auf Bauraum, Herstellbarkeit, Kosten und Montage kann die erfindungs­ gemäße Lösung den genannten Eigenschaften voll gerecht werden. Insbesondere kann die aus einer Drahtfeder, ins­ besondere einem Runddraht hergestellte Federeinrichtung besonders kostengünstig hergestellt werden. Darüber hin­ aus beansprucht diese Verbindung einen sehr geringen Bauraum, bei gleichzeitig sehr einfachen Umformungen an den Rohrenden bzw. einer einfachen Ausbildung der An­ schlußstücke.

Durch die erfindungsgemäße Verbindungseinrichtung kann auf zusätzliche Abkoppelelemente in der Abgasanlage ver­ zichtet werden, da die in üblicher Weise vorhandene Trennstelle zwischen einem vorderen Teil und einem hin­ teren Teil der Abgasanlage die Funktion des Abkoppelele­ mentes mit übernehmen kann. Auf diese Weise werden so­ wohl Kosten eingespart, als auch das Gewicht der Ab­ gasanlage verringert. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Un­ teransprüchen und aus den nachfolgend anhand der Zeich­ nung erläuterten Ausführungsbeispielen.

Es zeigt:

Fig. 1 eine Ansicht einer ersten Ausführungsform von vorne;

Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II der Fig. 1;

Fig. 3 eine Seitenansicht auf das Ausführungsbeispiel nach der Fig. 1;

Fig. 4 Eine Draufsicht auf das Ausführungsbeispiel nach der Fig. 1;

Fig. 5 eine Frontansicht einer zweiten Ausführungsform;

Fig. 6 eine Seitenansicht der zweiten Ausführungsform;

Fig. 7 eine Frontansicht einer dritten Ausführungsform;

Fig. 8 eine Seitenansicht der Ausführungsform nach der Fig. 7;

Fig. 9 einen Längsschnitt durch eine vierte Ausfüh­ rungsform;

Fig. 10 eine Seitenansicht einer fünften Ausführungs­ form;

Fig. 11 eine Frontansicht der Ausführungsform nach der Fig. 10;

Fig. 12 eine Stirnansicht aus Pfeilrichtung A der Fig. 10 (entgegengesetzt zu der Ansicht nach Fig. 11);

Fig. 13 eine sechste Ausführungsform in Seitenansicht;

Fig. 14 eine Frontansicht der Ausführungsform nach der Fig. 13;

Fig. 15 eine siebte Ausführungsform in Frontansicht;

Fig. 16 eine Seitenansicht der Ausführungsform nach der Fig. 15; und

Fig. 17 einen Schnitt nach der Linie XVII-XVII nach der Fig. 15 (ohne Drahtfeder).

Zur Vereinheitlichung und zum besseren Verständnis sind in den nachfolgend anhand der einzelnen Figuren be­ schriebenen Ausführungsbeispielen die gleichen Teile mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet.

Um zwei Abgasrohre 1 und 3 miteinander zu verbinden und gleichzeitig von einem nicht dargestellten Motor ange­ regte Schwingungen abzukoppeln, wird zwischen die beiden Rohrenden zur Abdichtung ein Dichtring 4 eingelegt. Eine Drahtfeder 5 als Federeinrichtung, die aus einem Rund­ draht gefertigt ist, drückt die beiden Enden der Abgas­ rohre 1 und 3 gegeneinander. Das Abgasrohr 1, das als Innenrohr in das Abgasrohr 3 ragt, weist an seinem Ende als Anschlußstück einen Wulst 2 auf, an dem sich die Drahtfeder 5 mit einer entsprechend gebogenen Ausformung an zwei gegenüberliegenden Seiten anlegt.

Das Abgasrohr 3 ragt mit einem Anschlußstück 3a über den Dichtring 4 in axialer Richtung hinaus und ist an zwei gegenüberliegenden Stellen mit einem Schlitz 6 versehen. Die Drahtfeder 5 ist bügelförmig ausgebildet mit zwei Seitenästen 5a und 5b und einem die beiden Seitenäste miteinander verbindenden Querteil 5c. Aus den Fig. 2 und 3 ist ersichtlich, daß die beiden Seitenäste 5a und 5b an zwei Stellen 7a und 7b an jeder Seite an einer Wand des Schlitzes 6 des Außenrohres 3 bzw. . seines An­ schlußstückes 3a anliegen. Mit einer Gegenwölbung 7c der Drahtfeder 5, die sich zwischen den beiden Stellen 7a und 7b befindet, liegt die Drahtfeder ebenfalls auf je­ der Seite an dem Wulst 2 des Abgasrohres 1 an.

Aus Fig. 1 ist ersichtlich, daß die Drahtfeder 5 das Innenrohr 1 beidseitig mit leichten Außenwölbungen 8a und Sb umschließt. Gleichzeitig wird auf diese Weise die Drahtfeder 5 zentriert und gegen ein Herausrutschen ge­ sichert. Im oberen Bereich liegt die Drahtfeder 5 eben­ falls formschlüssig an dem Außenrohr 3 mit einer leich­ ten Innenwölbung 9 auf. Durch die Innenwölbung 9 wird gleichzeitig auch ein Anschlag für die Drahtfeder 5 bei der Montage vorgegeben.

Als Montageerleichterung kann vorgesehen sein, daß an der Drahtfeder 5 an dem oberen Querteil 5c eine Ein­ drückplatte 10 (siehe Seitenansicht in der Fig. 1 und der Draufsicht in Fig. 4 in gestrichelter Darstellung) angebracht ist, welche eine leichtere Montage ermög­ licht. Die Verbindung der Eindrückplatte 10 mit der Drahtfeder 5 kann auf beliebige Weise, z. B. durch Ver­ schweißen, Verlöten oder Verkleben erfolgen.

In den Fig. 5 und 6 sowie 7 und 8 sind bei ansonsten gleichem Aufbau weitere Ausgestaltungen der Drahtfeder 5 beschrieben. Damit die Drahtfeder 5 am Außenrohr 3 bzw. dessen Anschlußstück 3a einen Anlagepunkt je Seite hat, kann aus dem Außenrohr 3 auf jeder Seite eine Lasche 11a und 11b heraus gedrückt werden. Dadurch hat die Drahtfe­ der 5 auf jeder Seite einen Auflagepunkt an dem Wulst 2 des Innenrohres 1 und an den Laschen 11a und 11b des Außenrohres. Wie weiterhin aus den Fig. 5 und 6 er­ sichtlich, weist dabei die Drahtfeder 5 auf jeder Seite Doppelfederäste mit zwei inneren Federästen 5a und 5b und zwei äußeren Federästen 5d und 5e auf. Die beiden Federäste 5a und 5b liegen dabei an dem Wulst 2 an, wäh­ rend die äußeren Federäste 5d und 5e an den Laschen 11a und 11b anliegen.

Das in den Fig. 7 und 8 dargestellte Ausführungsbei­ spiel entspricht bezüglich der Abstützung der Drahtfeder 5 mit den beiden Doppelfederästen 5a bis 5e dem in den Fig. 5 und 6 dargestellten Ausführungsbeispiel. Zur Verstärkung der Federkraft ist diese jedoch in dem Über­ gangsbereich zwischen den inneren und äußeren Federästen jeweils mit einer Spiralwindung 12 versehen. Die Anzahl der Windungen der Spiralwindung 12 kann dabei in Abhän­ gigkeit von der Kennlinie der Drahtfeder 5 und dem zur Verfügung stehenden Bauraum gewählt werden. Dies bedeu­ tet, die Spiralfeder 5 kann mit einer oder auch mit meh­ reren Windungen ausgeführt werden. Ebenso ist die genaue Form der Drahtfeder 5 von der jeweiligen Federkennlinie abhängig und von den vorhandenen Bauräumen, so daß auch andere Bauformen und Ausgestaltungen der Drahtfeder 5 denkbar sind.

Damit die Rohrverbindung nicht nur schwingungsabkoppelnd wirkt, sondern auch noch eine dämpfende Wirkung besitzt, kann zwischen dem Innenrohr und dem Außenrohr 3 ein Drahtkissen 13 eingelegt werden. Diese Ausführungsform ist in der Fig. 9 dargestellt. Hierzu ist das Anschluß­ stück 3a des Außenrohres 3 mit einer zylindrischen Ver­ längerung 3b versehen. Das ringförmige Dämpfungskissen 13 überbrückt den Zwischenraum zwischen der Verlängerung 3b und dem Innenrohr 1. Das aus Draht gefertigte Dämp­ fungskissen 13 kann ein- oder mehrteilig ausgeführt sein und den ganzen Umfang des Innenrohres 1 abdecken. Es ist jedoch auch möglich das Dämpfungskissen 13 nur segment­ weise am Umfang einzusetzen. Durch das Dämpfungskissen 13 erhält man nicht nur ein Feder-Dämpfer-System mit den daraus resultierenden Möglichkeiten der Abstimmung, son­ dern darüber hinaus auch eine Führungs- bzw. Lagerfunk­ tion zwischen den beiden Rohren 1 und 3. Durch die Ver­ wendung des Dämpfungskissens 13 kann man die beiden Roh­ re damit auch an solchen Stellen einsetzen, an denen die Abgasanlage mit herkömmlichen, federbelasteten Rohrver­ bindungen durchhängen würde.

In den Fig. 10, 11 und 12 ist eine fünfte vorteilhaf­ te Ausführungsform für eine Rohrverbindung dargestellt. Wie ersichtlich ist dabei die Drahtfeder 5 so ausge­ führt, daß das Außenrohr 3 das Innenrohr 1 nicht beson­ ders deutlich überragen muß, sondern lediglich ein An­ schlußstück 3a mit einer geringfügigen Erweiterung auf­ weist, an der der Wulst 2 des Innenrohres 3 anliegt.

Die Ausgestaltung der Rohrverbindung nach den Fig. 10, 11 und 12 ermöglicht es mit einer einfach geformten, einteiligen Drahtfeder 5 beide Rohre direkt miteinander zu verbinden, ohne daß eines der beiden Rohre geschlitzt werden muß. Auf der einen Seite liegt die Drahtfeder 5 formschlüssig an dem Rohr 3 auf (siehe Fig. 10 und 12), wobei das Rohr nahezu um 180° in einer Bogenform 14a umschlossen ist. Auf diese Weise wird die Drahtfeder 5 zentriert und gleichzeitig gegen ein Herausrutschen gesichert. An gegenüberliegenden Seiten wird jeweils ein Seitenast 5a bzw. 5b über einen Gegenbogen 14b mit dem Bogen 14a verbunden. Auf jeder Seite liegt dann jeder Seitenast 5a bzw. 5b mit einem Auflagepunkt 7d in einer Punktberührung an dem Wulst 2 des Rohres 1 an (siehe Fig. 10 und 11).

Die Fig. 13 und 14 zeigen eine Abwandlung des in den Fig. 10 bis 12 dargestellten Ausführungsbeispieles. Durch eine Formgebung der Drahtfeder 5 mit einem Zwi­ schenast 5f auf jeder Seite zwischen dem Gegenbogen 14b und dem Seitenast 5a werden drei Anlagestellen an dem Ringwulst 2 geschaffen, nämlich 15a und 15c auf jeder Seite und 15bb in einem Bereich zwischen den beiden Sei­ ten, z. B. der Oberseite. Auf diese Weise erreicht man eine gleichmäßige Verteilung der Federkraft über den Rohrwulst 2 auf den Dichtring 4. Bei dieser Ausgestal­ tung der Drahtfeder 5 ist es darüber hinaus auch möglich die beiden Enden der Drahtfeder bzw. die beiden Fe­ deräste 5a und 5b offen zu lassen oder mechanisch mit­ einander zu verbinden. Dies bedeutet in diesem Falle sind nicht nur die beiden Federäste 5a und 5b miteinan­ der verbunden, sondern auch durch die Bogenform 14a auf dem Außenrohr 3. Selbstverständlich ist jedoch auch eine Trennung der Drahtfeder 5 durch das Fehlen einer Bogen­ form 14a möglich. Aufgrund der Außenwölbungen 8a und 8b ist die Drahtfeder 5 auch in einem derartigen Falle si­ cher auf dem Außenrohr 3 gehalten.

Anstelle von zwei oder drei Auflagepunkten 7d bzw. 15a, 15b, 15c an dem Wulst 2 ist auch ein gerades Vielfaches der jeweiligen Anzahl der Auflagepunkte möglich, (d. h. z. B. 4, 6, 8 × 9 usw.). Hierzu ist es lediglich erfor­ derlich die Drahtfeder 5 entsprechend zu gestalten.

In den Fig. 15 bis 17 ist eine Ausführungsform der Rohrverbindung dargestellt, bei der die Anschlußstücke an beiden Rohren 1, 3 in Kugelform 1a bzw. 3c ausgeführt sein können (siehe Fig. 17 im Schnitt ohne die Drahtfe­ der) . Das Anschlußstück 3c des Rohres 3 wird dabei als Rohrtulpe ausgebildet und das Gegenstück als Anschluß­ stück 1a als Rohrwulst, an das sich jedoch ein zusätzli­ ches zylindrisches Teil 1b anschließt. Der Dichtring 4 ist in diesem Falle zwischen dem zylindrischen Teil 1b und der rohrtulpenartigen Erweiterung 3c des Rohres 3 eingelegt.

Durch diese kugelförmige Ausgestaltung der beiden Rohrenden kann die Drahtfeder 5 voll symmetrisch gestal­ tet werden, wie dies aus den Fig. 15 und 16 ersicht­ lich ist. Durch diese Maßnahme wird vermieden, daß die Drahtfeder 5 evtl. falsch montiert wird. Wie ersichtlich wiederholt sich dabei die Bogenform 14a der Drahtfeder 5 durch eine in gleicher Weise geformte Bogenform 14c auf dem anderen Rohrteil, nämlich dem Rohr 1. Je nach Anfor­ derung kann dabei die Drahtfeder 5 an ihren beiden Enden offen gelassen oder mechanisch verbunden sein.

Durch die vielfältigen Möglichkeiten der Federungs- und Dämpfungseigenschaften über die Drahtfeder 5 läßt sich die Abgasanlage besser auf die jeweiligen Schwingungs­ probleme eines Fahrzeuges abstimmen.

Da die Drahtfeder 5 nur aufgesteckt wird, ist sowohl die Erstmontage beim Fahrzeughersteller, als auch ein Wech­ sel im Reparaturfall problemlos und kostengünstig.

Claims (13)

1. Vorrichtung zum Verbinden von zwei rohrförmigen Lei­ tungsteilen, insbesondere von Leitungsteilen in der Abgasanlage eines Kraftfahrzeuges, wobei die Lei­ tungsteile Anschlußstücke aufweisen zwischen denen eine Dichtungseinrichtung angeordnet ist und wobei die Anschlußstücke durch eine Federeinrichtung in axialer Richtung gegeneinander gespannt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Federeinrichtung eine Drahtfeder (5) aufweist, die eines der beiden Anschlußstücke (1a, 2, 3a, 3c) we­ nigstens teilweise mit zwei Federästen (5a, 5b) um­ schlingt und sich an diesem Anschlußstück (3a, 3c) abstützt, während sie mit den gleichen Federästen (5a, 5b) oder einem anderen Bereich der Drahtfeder (5) gegen einen Anschlag des anderen Anschlußstüc­ kes (2, 1a) gespannt ist.

2. Vorrichtung in Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das die Drahtfeder (5) wenigstens teilweise um­ schlingende Anschlußstück (3a) mit sich gegenüber­ liegenden Schlitzen (6) versehen ist, in die die beiden Federäste (5a, 5b) eingeschoben sind, welche sich mit einer Seite an dem Anschlußstück (3a) ab­ stützen und an der gegenüberliegenden Seite an einem Anschlag (2) des anderen Anschlußstückes (1a) ange­ preßt sind.

3. Vorrichtung zum Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag als Ringwulst (2) ausgebildet ist.

4. Vorrichtung in Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Drahtfeder (5) Doppelfederäste (5a-5e) aufweist, wobei jeweils auf gegenüberliegenden Seiten ein in­ nerer und ein äußerer Federast (5a, 5e, bzw. 5b, 5d) vorgesehen sind und wobei sich die inneren Federäste (5a, 5b) an einem Anschlag (2) des einen Rohres (1) und die äußeren Federäste (5d, 5e) an einem Anschlag (11a, 11b) des anderen Rohres (3) abstützen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag als Anschlußstück an dem einem Rohr (1) als Ringwulst (2) und der Anschlag an dem anderen Anschlagstück (3a) durch zwei radial nach außen ra­ gende Lappen (11a, 11b) gebildet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils zwischen dem inneren und dem äußeren Fe­ derast (5a, 5e bzw. 5b, 5d) wenigstens eine Spiralwen­ dung (12) angeordnet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet daß eines der Anschlußstücke (3a) mit einer zylinderför­ migen Verlängerung (3b) versehen ist, in der ein ringförmiges Dämpfungskissen (13) angeordnet ist, das den Zwischenraum zwischen der Verlängerung (3b) des Anschlußstückes (3a) und dem anderen Rohrteil (1) überbrückt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drahtfeder (5) wenigstens ein Anschlußstück (3a) in einem Bogen (14a) von wenigstens annähernd 180 Grad umschließt, wobei von dem Bogenende (14a) aus jeweils ein Seitenast (5a, 5b) in einem Gegenbogen (14b) über das andere Anschlußstück (2) geführt ist, und wobei jeder Seitenast (5a, 5b) mit wenigstens ei­ ner Anlagestelle (15a, 15c) an einem Anschlag (2) des anderen Rohres (1) angepreßt ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den beiden Seitenästen (5a, 5b wenigstens eine dritte Anlagestelle (15b) zur Anpressung an ei­ nen Anschlag (2) des anderen Rohres (1) angeordnet ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Seitenäste (5a, 5b) unter Bildung einer geschlossenen Drahtfeder zusammengeführt sind.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Anschlußstücke (1a, 3c) wenigstens annä­ hernd kugelförmig ausgebildet sind, daß die Drahtfe­ der (3) symmetrisch ausgebildet ist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Drahtfeder als Runddraht (5) ausgebildet ist.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Drahtfeder (5) mit einer Eindrückplatte (10) versehen ist.