DE19734672A1 - Vorrichtung zum Verbinden von zwei rohrförmigen Leitungsteilen in der Abgasanlage eines Kraftfahrzeuges - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verbinden von zwei rohrförmigen Leitungsteilen in der Abgasanla­ ge eines Kraftfahrzeuges nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art.

Leitungsverbindungen dieser Art dienen unter anderem dazu, die Abgasanlage eines Kraftfahrzeugmotores von den motorangeregten Schwingungen abzukoppeln.

Aus der FR-PS 2 360 028 ist eine Vorrichtung der ein­ gangs erwähnten Art bekannt, wobei zwischen die beiden Anschlußstücke eine Spiralfeder gespannt ist, die die beiden Leitungsteile in axialer Richtung auseinander­ drückt. Auf diese Weise sollen Motorschwingungen abge­ koppelt werden, was jedoch dabei nur unzureichend der Fall ist.

Die DE 44 44 550 A1 zeigt eine Vorrichtung zur Verbin­ dung von zwei rohrförmigen Leitungsteilen in der Ab­ gasanlage eines Kraftfahrzeuges, wobei zwei Anschluß­ stücke der Leitungsteile durch Federmittel mit einer Vorspannkraft zusammengehalten sind. Auch durch diese Vorrichtung soll eine Abkoppelung von Torsionsschwin­ gungen erfolgen.

Die bekannten Leitungsverbindungen haben jedoch den Nachteil, daß beide Leitungsteile bzw. Rohre der Ver­ bindung radial zueinander verdreht werden können. Dies führt dazu, daß die bekannten Leitungsverbindungen nur dort eingesetzt werden können, wo die beiden Leitungs­ teile durch besondere Halter, die am Motor, am Getrie­ be oder an der Karosserie befestigt sind, am Verdrehen gehindert werden.

Zur Abkoppelung und Dämpfung von motorangeregten Tor­ sionsschwingungen in der Abgasanlage sind zusätzliche Abkoppelelemente erforderlich. Hierzu wird z. B. auf die DE 42 19 241 A1 verwiesen, bei der eine gelenkige Verbindung von Rohrteilen in der Abgasanlage eines Kraftfahrzeuges und eine Dämpfung von Torsionsschwin­ gungen dadurch erreicht wird, daß zwischen den beiden Leitungsteilen elastische Stützpolster angeordnet sind.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs erwähnten Art zu schaf­ fen, durch die verhindert wird, daß sich die beiden Leitungsteile radial zueinander verdrehen können, wo­ bei gleichzeitig jedoch durch diese Verbindung mo­ torangeregte Torsionsschwingungen in der Abgasanlage abgekoppelt und nach Möglichkeit auch noch gedämpft werden sollen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im kenn­ zeichnenden Teil des Anspruchs 1 genannten Merkmale gelöst.

Durch die erfindungsgemäße elastische Verbindung bzw. Koppelung der beiden Leitungsteile miteinander wird mechanisch verhindert, daß sich die beiden Leitungs­ teile radial gegeneinander verdrehen können. Gleich­ zeitig erreicht man durch die federelastische Verbin­ dung, daß die durch den Motor in der Abgasanlage ange­ regten Torsionsschwingungen direkt abgekoppelt werden und zwar ohne daß ein zusätzliches Torsionsabkoppel­ element verwendet werden muß.

Die vorstehend erwähnten Verbesserungen der Eigen­ schaften bei derartigen Verbindungen von zwei rohrför­ migen Leitungsteilen, die im allgemeinen auch durch eine Federeinrichtung gegeneinander vorgespannt sind, erreicht man mit einem relativ geringen Aufwand. Gleichzeitig wird damit eine deutliche Verbesserung des Schwingungsverhaltens der Abgasanlage und damit des Fahrzeugkomforts für die Insassen des Kraftfahr­ zeuges erreicht. Durch die Vermeidung von separaten Torsionsabkoppelelementen kann als weiterer Vorteil die gesamte Abgasanlage dadurch kostengünstiger aus ge­ führt werden.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und aus nachfolgend anhand der Zeichnung prinzipmäßig be­ schriebenen Ausführungsbeispielen.

Es zeigt:

Fig. 1 eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Vor­ richtung in einer ersten Ausführungsform,

Fig. 2 eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Vor­ richtung in einer zweiten Ausführungsform,

Fig. 3 eine dritte Ausführungsform in einem Schnitt nach der Linie III-III der Fig. 4, und

Fig. 4 eine Seitenansicht der dritten Ausführungs­ form.

Gemäß Fig. 1 weist die Vorrichtung als erstes Lei­ tungsteil ein Innenrohr 1 auf, über dessen Endbereich ein zweites Leitungsteil als Außenrohr 2 geschoben ist. Zwischen dem Innenrohr 1 und dem Außenrohr 2 ist eine in der Fig. 1 nicht dargestellte Dämpfungsein­ richtung in Form eines ringförmigen Drahtkissens ange­ ordnet. An dem zweiten Leitungsteil 2 als Außenrohr ist als Koppeleinrichtung ein Bolzen 3 angeordnet, der sich von der Umfangswand aus radial nach außen er­ streckt. Aus Symmetrie- und Stabilitätsgründen wird man im allgemeinen mehrere Bolzen 3 gleichmäßig über den Umfang verteilt anordnen. Aus Vereinfachungsgrün­ den wird nachfolgend nur eine Variante mit einem Bol­ zen 3 und einem Bolzen 4 als Verbindungsglied, der an dem ersten Leitungsteil, nämlich dem Innenrohr 1 ange­ ordnet ist, beschrieben. An einem der beiden Bolzen 3 bzw. 4 wird eine Federeinrichtung 5 starr befestigt. Die Bauart der Federeinrichtung 5 richtet sich nach dem jeweiligen Bauraum und der Zugänglichkeit im bzw. am Fahrzeug. Sie kann z. B. einen Kopfring 5a aufwei­ sen, in dessen Inneren der Bolzen 3 angeordnet und fest mit dem Kopfring 5a verbunden ist, ein längliches in axialer Richtung sich erstreckendes Mittelteil 5b, das aus zwei parallel nebeneinanderliegenden Schenkeln besteht, die sich von dem einseitig offenen Kopfring 5a aus in Richtung zu dem ersten Leitungsteil 1 er­ strecken und unter Bildung einer klammerartigen Erwei­ terung 5c enden. In der klammerartigen Erweiterung 5c ist der Bolzen 4 aufgenommen. Durch diese Ausbildung der Federeinrichtung 5 wird eine blattfederartige Funktion mit einem Einschnappeffekt an dem Bolzen 4 erreicht. Bei der Montage werden die beiden Leitungs­ teile 1 und 2 gegeneinander gedrückt und die Federein­ richtung 5 rastet auf ihrer offenen Seite, nämlich der klammerartigen Erweiterung 5c formschlüssig in den Bolzen 4 ein. Durch eine Vorspannfeder 6, die in einen Schlitz 7 des zweiten Leitungsteiles 2 angelegt ist, und die sich an einer Schlitzwand und an einem ring­ förmigen Absatz 8 am Ende des Leitungsteiles 1 ab­ stützt, sind die beiden Leitungsteile 1 und 2 federbe­ lastet miteinander verbunden bzw. gespannt.

Die Bauart der Federeinrichtung 5 ist abhängig von den geforderten Eigenschaften. Sie kann aus Rundmaterial, z. B. einer Drahtfeder, oder aus ein- oder mehrlagigem Flachmaterial hergestellt werden. Ebenso ist eine Mi­ schung aus beiden Maßnahmen, z. B. halbrund bzw. flachoval und dergleichen, möglich. Darüber hinaus ist es möglich die Federeinrichtung 5 so auszuführen, daß die beiden Schenkel des Mittelteiles 5b im mittleren Bereich aneinander anliegen. Dabei können sie frei aneinander anliegen oder wahlweise auch fest miteinan­ der verbunden sein. Selbstverständlich kann jedoch zwischen den beiden Schenkeln des Mittelteiles 5b auch ein Abstand eingehalten bleiben (siehe Fig. 1). Die Ausbildung des Mittelteils 5b bestimmt im wesentlichen die Federeigenschaft und den Umfang des Auseinander­ biegens der beiden Endbereiche der Schenkel an der klammerartigen Erweiterung 5c.

Statt einer Befestigung der Federeinrichtung 5 über den Kopfring 5a auf dem Bolzen 3, kann die Federein­ richtung gegebenenfalls auch direkt auf dem zweiten Leitungsteil, nämlich dem Außenrohr 2, befestigt sein. Hierzu muß sie nur in diesem Endbereich entsprechend geformt sein, daß eine entsprechende Verbindung, z. B. durch ein Punktschweißen, möglich ist.

Selbstverständlich ist auch die umgekehrte Ausgestal­ tung möglich, d. h. daß der Bolzen 3, auf dem die Fe­ dereinrichtung 5 befestigt ist, sich an dem Innenrohr 1 als ersten Leitungsteil befindet. Gleiches gilt auch für eine direkte Befestigung der Federeinrichtung auf dem Innenrohr 1. Die Bezeichnungen erstes Leitungsteil und zweites Leitungsteil sind deshalb nur als willkür­ lich anzusehen.

In der Fig. 2 ist eine zweite Ausführungsform darge­ stellt. Anstelle der Federeinrichtung 5 auf dem ersten Leitungsteil 1 ist ein federelastisches Drahtkissen 9 an dem Bolzen 4 des ersten Leitungsteiles 1 befestigt. Das Außenrohr 2 als zweites Leitungsteil besitzt eine entsprechende Aussparung 10, die der Kontur des Draht­ kissens angepaßt ist. Das Drahtkissen 9 ist kreisför­ mig oder oval ausgebildet mit einer zentralen Bohrung, die wiederum an den Durchmesser des Bolzens 4 als Ver­ bindungsglied zu dem ersten Leitungsteil 1 angepaßt ist.

Zur bündigen Aufnahme des Drahtkissens 9 in der Aus­ sparung 10 ist die Aussparung 10 entsprechend halb­ kreisförmig in das Ende des zweiten Leitungsteiles, nämlich des Außenrohres 2, eingeformt. Damit das Drahtkissen 9 während des Betriebes nicht beschädigt oder gar zerstört wird, ist die Aussparung 10 in dem Außenrohr 2 mit einem ganz oder teilweise umlaufenden Rand 11 hochgestellt. Auf diese Weise werden scharfe Kanten vermieden und für das Drahtkissen 9 ist eine bessere Anlage gegeben. Wie ersichtlich, erfolgt die Verbindung zwischen dem ersten Leitungsteil 1 und dem zweiten Leitungsteil 2 auf federelastische Weise da­ durch, daß der Bolzen 4 in die Bohrung des Drahtkis­ sens 9 eingesteckt ist. Für die federbelastete Verbin­ dung der beiden Leitungsteile miteinander ist wiederum eine Vorspannfeder 6 vorgesehen, die gegenüber der Vorspannfeder 6 aus der Fig. 1 abgewandelt ist.

Durch die Bauweise mit dem Drahtkissen 9 ist es mög­ lich, motorangeregte Schwingungen nicht nur abzukop­ peln, sondern durch eine innere Reibung im Drahtkissen 9 auch zu dämpfen. Die Anzahl der eingesetzten Draht­ kissen 9, entsprechend über den Umfang verteilt, ist abhängig von den geforderten Eigenschaften der gesam­ ten Verbindung. Um ein Verkanten der beiden Leitungs­ teile zu vermeiden, sollten jedoch mindestens zwei auf Abstand voneinander angeordnete Drahtkissen 9 vorgese­ hen sein.

In den Fig. 3 und 4 ist eine weitere Ausführungs­ form dargestellt. In diesem Falle wird die elastische Verbindung über ein Verbindungsglied und eine Koppel­ einrichtung mit dem schon vorhandenen Drahtkissen als Dämpfungseinrichtung zwischen den beiden Leitungstei­ len kombiniert. Wie ersichtlich, befindet sich zwi­ schen dem ersten Leitungsteil 1, d. h. dem Innenrohr, und dem zweiten Leitungsteil, d. h. dem Außenrohr 2, ein ringförmiges Drahtkissen 12. Das ringförmige Drahtkissen 12 ist in einer zweiteiligen Bauweise aus zwei Halbschalen 12a und 12b hergestellt. Das Draht­ kissen 12 besitzt in jeder Halbschale 12a bzw. 12b eine radial nach außen gerichtete kreisförmige Erwei­ terung 9, die in ihrer Form dem Drahtkissen 9 ent­ spricht. Die beiden Erweiterungen 9 in den Halbschalen 12a und 12b liegen sich, wie aus der Fig. 3 ersicht­ lich ist, diametral gegenüber. Aufgrund dieser Anord­ nung und Ausbildung ist aus konstruktiven Gründen bzw. aus Montagegründen das Drahtkissen 12 in Form von zwei Halbschalen 12a und 12b gebildet.

Die beiden Erweiterungen 9 sind in gleicher Weise wie bei dem Ausführungsbeispiel nach der Fig. 2 mit einer zentralen Bohrung als Aussparung versehen, in die je­ weils ein Bolzen 4, der fest mit dem ersten Leitungs­ teil, nämlich dem Innenrohr 1 verbunden ist, geschoben ist. Zum Schutz der Erweiterung bzw. des Drahtkissens 9 ist die Umfangswand des zweiten Leitungsteiles in diesem Bereich wiederum mit einem nach außen gezogenen hochgestellten Rand 11 versehen.

Durch die Kombination der beiden Drahtkissen 9 und 12 gemäß Ausführungsform nach den Fig. 3 und 4 verrin­ gert man die Anzahl der erforderlichen Einzelbauteile der Rohrverbindung und ermöglicht eine einfache Monta­ ge der gesamten Vorrichtung, da man in der Praxis die beiden Drahtkissen 9 und 12 aus einem einzigen Teil herstellen wird, so daß eine Einstückigkeit für jede Halbschale 12a bzw. 12b gegeben ist. Mit anderen Wor­ ten: aus dem zur Dämpfung der beiden Leitungsteile 1 und 2 vorgesehenen Drahtkissen 12 sind die beiden Er­ weiterungen 9 als zusätzliche Verdrehsicherung nach außen herausgeformt.

Claims (15)

1. Vorrichtung zum Verbinden von zwei rohrförmigen Leitungsteilen in der Abgasanlage eines Kraftfahr­ zeuges, wobei zwischen den Leitungsteilen eine Dämpfungseinrichtung angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Leitungsteil (1) mit wenigstens einem radial über dessen Außenumfang vorstehenden Ver­ bindungsglied (4) versehen ist, das wenigstens in Umfangsrichtung elastisch mit einer an dem zweiten Leitungsteil (2) angeordneten Koppeleinrichtung (3, 5 bzw. 9, 10) verbunden ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungsglied (4) über eine in axialer Richtung angeordnete Federeinrichtung (5), die an dem zweiten Leitungsteil (2) befestigt ist, mit dem zweiten Leitungsteil (2) verbunden ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Federeinrichtung (5) mit einer klammerartigen Erweiterung (5c) versehen ist, über die sie mit dem Verbindungsglied (4) verbunden ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die klammerartige Erweiterung (5c) nachgiebig aus­ gebildet ist und an dem Verbindungsglied (4) ein­ rastet.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Federeinrichtung (5) mit einem Ende direkt an dem zweiten Leitungsteil (2) befestigt ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungsglied (4) und die Koppeleinrichtung (3) jeweils als radial aus dem Umfang des ersten Leitungsteiles (1) bzw. zweiten Leitungsteiles (2) vorstehende Bolzen ausgebildet sind, wobei ein En­ de der Federeinrichtung (5) mit einem Kopfring (5a) versehen ist, über den die Federeinrichtung (5) mit einem der beiden Leitungsteile (1 bzw. 2) verbunden ist, während sie an dem anderen Lei­ tungsteil mit der klammerartigen Erweiterung (5c) an dem dazugehörigen Bolzen (4) eingerastet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Federeinrichtung (5) zwischen dem Kopfring (5a) und der klammerartigen Erweiterung (5c) mit einem in axialer Richtung verlaufenden Mittelteil (5b) versehen ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Federeinrichtung (5) als Blattfeder oder Drahtfeder ausgebildet ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Koppeleinrichtung wenigstens ein federelasti­ sches Kissen (9) aufweist, das in einer Aussparung (10) des zweiten Leitungsteiles (2) angeordnet ist und das eine zentrale Aussparung aufweist, in der das Verbindungsglied (4) des ersten Leitungsteiles (1) aufgenommen ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungsglied als Bolzen (4) ausgebildet ist, der in eine zentrale Bohrung des als ringför­ miges Drahtkissen (9) ausgebildeten Kissens einge­ schoben ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Aussparung (10) mit einem nach außen hochge­ stellten Rand (11) versehen ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungseinrichtung als wenigstens annähernd ringförmiges Drahtkissen (12) ausgebildet ist, das zwischen dem ersten Leitungsteil (1) und dem zwei­ ten Leitungsteil (2) angeordnet ist und das mit wenigstens einer radialen Erweiterung (9) versehen ist, die eine Aussparung aufweist, in die das Ver­ bindungsglied (4) des ersten Leitungsteiles (1) eingeschoben ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Erweiterung (9) kreisförmig ausgebildet und mit einer zentralen Bohrung versehen ist, in die das als Bolzen (4) ausgebildete Verbindungsglied eingeschoben ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das ringförmige Drahtkissen (12) aus zwei Halb­ schalen (12a, 12b) gebildet ist, wobei jede Halb­ schale (12a bzw. 12b) mit einer mit einer Bohrung versehenen Erweiterung (9) versehen ist, in die jeweils ein Bolzen (4) als Verbindungsglied des ersten Leitungsteiles (1) gesteckt ist.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Leitungsteil als Innenrohr (1) und das zweite Leitungsteil als das erste Leitungsteil in seinem Endbereich dieses um gebende Außenrohr (2) ausgebildet ist.