DE19752281C2 - Vorrichtung zur Verbinden von zwei rohrförmigen Leitungsteilen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verbinden von zwei rohrförmigen Leitungsteilen, insbesondere vom im Abgasstrang eines Kraftfahrzeuges liegenden Leitungsteilen, gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Vorrichtungen der vorgenannten Art sind aus Fig. 2 und 3 der DE 41 01 849 A1 bekannt und arbeiten mit einer Federklammer, die als Tragteil ein Rückenteil aufweist, von dem Federarme auskragen, über die die endseitigen Flansche zweier aufeinan­ der folgender und miteinander zu verbindender Leitungsteile gegeneinander zu verspannen sind, und zwar dadurch, dass die Federklammer quer zu den Leitungsteilen in Richtung der An­ schlussebene der Flansche seitlich aufgeschoben wird. Das Rüc­ kenteil der Federklammer liegt bei rechteckiger Grundform quer zur Anschlussebene der Flansche und die Federarme erstrecken sich, von den Eckbereichen des Rückenteiles ausgehend, rich­ tungsgleich quer zum Rückenteil, so dass sie, bei auf die Flansche aufgeschobener Federklammer, die Flansche in axial und radial einander gegenüberliegenden Bereichen übergreifen und gegeneinander verspannen. Das rechteckige Rückenteil ist als Rahmen oder Platte ausgebildet und die Federarme sind durch angesetzte Federstahlstäbe gebildet. Eine solche Feder­ klammer ist zwar einfach zu montieren und beansprucht auch we­ nig Bauraum, erfordert in der Herstellung aber einen verhält­ nismäßig großen Aufwand.

Mit der nachveröffentlichten DE 197 28 973 A1, zu der die WO 99/02912 korrespondiert, wurde bereits eine einstückig aus Fe­ derblech bestehende Federklammer vorgeschlagen, die in Rich­ tung der Anschlussebene von endseitigen Flanschen miteinander zu verbindender Leitungsteile seitlich auf die Flansche aufzu­ schieben ist und die ein Tragteil aufweist, das als in Rich­ tung der Anschlussebene geradlinig verlaufender Steg U- förmigen Querschnitts mit über seine Längsränder auskragenden Federarmen versehen ist. Die insgesamt vier vom Steg ausgehen­ den Federarme gleicher Erstreckungsrichtung bilden je zwei die Flansche übergreifende sowie axial und radial gegeneinander verspannende Federarmpaare. Von diesen weisen zumindest die radial einander gegenüberliegenden und den gleichen Flansch beaufschlagenden Federarme eines Federarmpaares, bezogen auf ihre Erstreckungsrichtung, jeweils zwei zueinander beabstande­ te lokale Abstützungen gegenüber dem Flansch auf, so dass sich, bezogen auf eine zum Steg parallele Längsmittelebene der Flanschverbindung eine radial zentrierende, axiale Verspannung mit einander diametral gegenüberliegenden Abstützungen ergibt.

Desweiteren sind zur Verbindung von Rohrleitungen mit endsei­ tig zu diesen vorgesehenen Flanschen aus der JP 07 269 751 A gabelartige Federklammern bekannt, die bei aneinander anlie­ genden Flanschen diese umfangsseitig übergreifend seitlich in Richtung der Anschlussebene der Flansche einschiebbar sind und die in ihren Gabelarmen, im Überdeckungsbereich zu den Flan­ schen, mit in Längsrichtung der Gabelarme verlaufenden Schlit­ zen versehen sind, in die die Flanschränder eingreifen, der­ art, dass die Flansche durch die die Schlitze längsseitig be­ grenzenden Ränder der Gabelarme formschlüssig zusammengehalten sind.

Ferner sind zum Verbinden von Rohrleitungen mit endseitig vor­ gesehenen Flanschen federnde Spannringe mit teilweise U- förmigem Querschnitt bekannt, die, auf die Flansche aufge­ setzt, die umfangsseitigen, äußeren Ränder der Flansche be­ reichsweise übergreifen und axial gegeneinander verspannen. Da diese Spannringe, die aus der DE-U 91 03 511.2 bekannt sind, in Umfangsrichtung zwar aufweitbar, aber nicht überlappungs­ frei zu öffnen sind, müssen derartige Spannvorrichtungen in den Leitungsstrang eingesetzt werden, bevor die Flansche der aneinander anschließenden Leitungsteile zusammengefahren wer­ den.

Eine weitere Vorrichtung zur Verbindung von zwei rohrförmigen Leitungsteilen ist aus der DE 44 44 550 A1 bekannt, bei der den Leitungsteilen endseitig Anschlussstücke zugeordnet sind, die mit radial gegenüber den Leitungsteilen aufgeweiteten Be­ reichen Anlagen für Scheibenfedern bilden, welche über axiale Spannklammern gegeneinander zu verspannen sind. Auch bei die­ ser Lösung müssen die Scheibenfedern in die Rohrleitung axial eingefädelt werden, was als Montagevoraussetzung zusätzlich zur axialen Verklammerung zu einem aufwendigen Aufbau führt, die Montage selbst erschwert und auch einen großen Bauraumbe­ darf zur Folge hat.

Die bekannten Vorrichtungen bedingen somit einen ungünstigen, hohen Bauraumbedarf, Einschränkungen bezüglich der Montierbar­ keit, Einschränkungen bezüglich der aufzubringenden Spannkräf­ te und/oder können bezüglich der geforderten Schwingungsent­ kopplung sowie der notwendigen, wenn auch geringe Winkelbewe­ gungen in der Flanschverbindung ohne Beeinträchtigung des über die Flanschverbindung zu gewährleistenden dichtenden Anschlus­ ses der Leitungsteile aneinander nicht befriedigen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art dahingehend auszubilden, dass sie trotz einfacher und kostengünstiger Ausführung ohne Beeinträchtigung der geforderten Funktionalitäten wenig Bauraum beansprucht und einfach zu montieren ist.

Erfindungsgemäß wird dies durch die Merkmale des Anspruches 1 erreicht. Dieser sieht die Gestaltung der Federklammer aus Fe­ derblech vor und zwar bei Verwendung eines U-förmigen, die Leitungsteile über einen Teil ihres Umfanges umschließenden Tragteiles, das einen mittigen Steg und endseitig daran an­ schließende Schenkel aufweist. Dem Steg und den Schenkeln sind jeweils Federarme zugeordnet, die axial einander gegenüberlie­ gende Federarmpaare bilden, so dass aufgrund der jeweils unab­ hängigen Abstützung der Federarme eines Federarmpaares gegen­ über dem Tragteil eine individuelle Auslegung der über das je­ weilige Federarmpaar aufgebrachten Spannkräfte möglich ist. Trotzdem ist durch die U-förmige, in Umfangsrichtung der Lei­ tungsteile sich erstreckende Ausbildung des Tragteiles eine einfache Montage durch seitliches Aufschieben der Federklammer in Richtung der Flanschebene auf den Leitungsstrang möglich, wobei durch die tangentiale Erstreckung der Federarme zum Au­ ßenumfang der Leitungsteile fallweise auch große Federarmlän­ gen bei vertretbarem Bauraumbedarf realisiert werden können.

Die Erfindung bietet somit auch die Möglichkeit, für die je­ weiligen Federarmpaare, unabhängig voneinander, jeweils gefor­ derte Federkennlinien zu realisieren und dadurch notwendige Anpassungen an die in der Praxis sehr unterschiedlichen Anfor­ derungen auch bezüglich der Höhe der Stützkräfte in vorgegebe­ nen Umfangsabschnitten vorzunehmen. Die Erstreckung der end­ seitig zu den Schenkeln vorgesehenen Federarme in Verlängerung der Schenkel zum Außenumfang der Leitungsteile macht es auch möglich, die Schenkel im Bedarfsfall relativ kurz auszubilden und dennoch Abstützungen der Federarmpaare auf einander gegen­ überliegenden Seiten einer zum mittigen Steg gleichgerichteten Längsmittelebene zu realisieren, was infolge des Umgreifens der Leitungsteile ohne Zusatzaufwand die Halterung der Feder­ klammer im Leitungsstrang sicherstellt.

Im Hinblick auf eine radial möglichst leitungsnahe, führende Abstützung zwischen Leitungsteilen und Federklammer erweist es sich als zweckmäßig, wenn die Federarme bezüglich einer der von ihnen beaufschlagten flanschartigen Endstücke mit Anlage­ flächen versehen sind, die als kreissegmentartige Aussparungen an den Federarmen ausgebildet sind, deren Radien etwa dem Ra­ dius des entsprechenden Leitungsteiles entsprechen.

Die Federarme können desweiteren dahingehend ausgebildet sein, dass sie zur Anlage am zugehörigen flanschartigen Endstück Hervorhebungen aufweisen, so dass sich geringe Kontaktflächen zwischen dem jeweils beaufschlagten Endstück und der Feder­ klammer ergeben.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist es zweckmäßig, wenn bei im montierten Zustand der Federklammer annähernd tan­ gentialer Lage der Federarme zu den Leitungsteilen die vom Steg ausgehenden Federarme auf der dem Steg zugewandten Seite der Leitungsteile und die von den Schenkeln ausgehenden Feder­ arme auf der vom Steg abgewandten Seite der Leitungsteile an diesen anliegen, so dass über den Umfang der Leitungsteile bzw. deren Endstücke eine günstige Verteilung der über die Fe­ derklammer aufgebrachten Stützkräfte möglich ist. Besonders vorteilhaft ist es in diesem Zusammenhang, wenn dem Steg an dessen symmetrisch gegenüberliegenden Endbereichen zu den Lei­ tungsteilen hin verlaufende Tragarme zugeordnet sind, so dass sowohl endseitig zum Steg wie auch endseitig zu den Schenkeln jeweils Tragarme vorgesehen sind.

Die jeweils unabhängige Festlegung der Spannkraft eines Tragarmpaares, die dadurch ermöglicht wird, dass die stegsei­ tigen Tragarme und die schenkelseitigen Tragarme jeweils vom Steg bzw. von den Schenkeln ausgehen, kann im Rahmen der Er­ findung in Abhängigkeit davon, ob das Tragteil der Federklam­ mer federnd oder starr ausgebildet ist, auch noch über die Ausbildung des Tragteiles beeinflusst werden. So ist insbeson­ dere die radiale Spannkraft der Federklammer durch die federn­ de Ausbildung des U-förmigen Umfangsrichtung der Leitungsteile sich erstreckenden Tragteiles zusätzlich zu beeinflussen.

Auch wenn im Rahmen der Erfindung eine einstückige Ausbildung der Federklammer eine bevorzugte Lösung darstellt, kann es zweckmäßig sein, Federarme und Tragteil durch Vernietung oder mechanische Verriegelung miteinander zu verbinden.

Durch die Erfindung ist somit eine Vorrichtung zum Verbinden zweier rohrförmiger Leitungsteile geschaffen, die konstruktiv in günstiger Weise an die aus dem jeweiligen Einsatzfall sich ergebenden Anforderungen anzupassen ist und die beispielsweise auch für die Verbindung von heizungstechnischen Rohren sowie als Verbindungsvorrichtung im Gerüstbau einzusetzen ist.

Die Erfindung wird nachfolgend mit weiteren Einzelheiten an­ hand von Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Vorrichtung zum Verbinden von zwei Leitungsteilen über eine Federklammer in einer Draufsicht,

Fig. 2 eine kombinierte Vorder- und Rückansicht der Vorrich­ tung von vorne im Schnitt entlang der Linie II-II in Fig. 1,

Fig. 3 eine Seitenansicht der Vorrichtung gemäß Fig. 1,

Fig. 4 eine Abwicklung der Federklammer der Vorrichtung, und

Fig. 5 eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung gemäß Fig. 1 in einer Seitenansicht, wobei die Federklammer zwei­ teilig ausgeführt ist.

Bezugnehmend auf Fig. 1 ist eine Vorrichtung zur Verbindung von zwei rohrförmigen Leitungsteilen 1, 2 in einer Draufsicht dargestellt, wobei zwischen den Leitungsteilen 1, 2 eine nicht näher dargestellte Dichtungseinrichtung angeordnet ist. Die Leitungsteile 1, 2 weisen an ihren Enden jeweils ein flanschar­ tiges Endstück 3, 4 auf, wobei die Leitungsteile 1, 2 von ei­ ner Federeinrichtung, die durch eine sich rechtwinklig zur Längsachse der Leitungsteile 1, 2 erstreckende Federklammer 5 gebildet ist, mit einer Vorspannkraft zusammengehalten sind.

Das Endstück 3 des Leitungsteiles 1 ist, durch Stauchen des Leitungsteiles 1 in diesem Bereich, als faltenartiger Bund ausgebildet, dessen Stirnseite als Anlagefläche für die Feder­ klammer 5 dient. Im montierten Zustand der Leitungsteile 1, 2 ist das Leitungsteil 1 teilweise mit seinem Endstück 3 in das Endstück 4 des Leitungsteiles 2 eingesteckt. Das Endstück 4 ist als sich in Richtung seiner dem Leitungsteil 1 zugewandten Seiten trichterförmig aufweitender Kugelkappenabschnitt ausge­ bildet. Der Öffnungsdurchmesser der Aufweitung ist so bemes­ sen, dass der Bund des Endteiles 3 in die Aufweitung einführ­ bar ist.

In weiteren, von dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbei­ spiel abweichenden Ausführungsformen der Endstücke 3, 4 der Leitungsteile 1, 2 können die Endstücke 3, 4 eine andere be­ liebige Form, wie sie aus dem Stand der Technik bzw. der Ver­ bindungstechnik bekannt ist, aufweisen.

Die annähernd U-förmige Federklammer 5 ist aus einem Tragteil 6 und jeweils vier von diesem von dessen Stirnseiten als Längsrändern ausgehenden Federarmen 7 und Federarmen 8 gebil­ det, wobei jeweils zwei einander axial gegenüberliegende Fe­ derarme 7, 7 bzw. 8, 8 ein Federarmpaar bilden. Das Tragteil 6 besteht aus einem mittigen Steg 9 und zwei Schenkeln 10, wobei sich das Tragteil 6 teilweise über den Außenumfang der Lei­ tungsteile 1, 2 erstreckt.

In Fig. 2 ist eine kombinierte Vorder- und Rückansicht der Fe­ derklammer 5 in einem Schnitt entlang der Linie II-II in Fig. 1 dargestellt, wobei sich die Federarme 8 vom Steg 9 und die Federarme 7 von den Schenkeln 10 ausgehend jeweils teilweise über den Außenumfang der Leitungsteile 1, 2 erstrecken. Die Federklammer 5 erstreckt sich in axialer Richtung der Lei­ tungsteile 1, 2 derart über die flanschartigen Endstücke 3, 4, dass diese von der Federklammer 5 klammerartig umfasst werden.

An den Federarmen 7 und 8 sind jeweils Anlageflächen zur Anla­ ge an den Endstücken 3, 4 vorgesehen. Insbesondere aus Fig. 2 ist ersichtlich, dass die Anlageflächen der Federarme 7, 8, welche zur Anlage an dem Endstück 3 vorgesehen sind, als kreissegmentartige Aussparungen 11 ausgebildet sind. Der Radi­ us der Aussparungen 11 ist dem Radius des Leitungsteiles 1 im Bereich des Endstückes 3 angepasst. Die Anlageflächen der Fe­ derarme 7, 8, welche zur Anlage an dem Endstück 4 vorgesehen sind, sind als Hervorhebungen 12 ausgebildet.

Fig. 3 zeigt eine Seitenansicht der Vorrichtung gemäß Fig. 1. Die Anlageflächen der Federarme 7 und 8, welche an dem End­ stück 4 anliegen und mit den Hervorhebungen 12 versehen sind, ermöglichen eine günstige Anlage der Federklammer 5 an der ge­ krümmten Oberfläche des Endstückes 4.

Der Steg 9 erstreckt sich rechtwinklig zur Längsachse der Lei­ tungsteile 1, 2 über den gesamten Durchmesser der Leitungstei­ le 1, 2. Die Schenkel 10 des Tragteiles 6 verlaufen von den Enden des Steges 9 aus tangential zu den Leitungsteilen 1, 2, so dass die Leitungsteile 1, 2 teilweise von dem Tragteil 6 umfasst sind. Die Federarme 8 sind an den sich symmetrisch ge­ genüberliegenden Endbereichen des Steges 9 angeordnet, und verlaufen von den Stirnseiten des Steges 9 zu den Leitungstei­ len 1, 2 hin.

Die Federarme 7 erstrecken sich von den dem Steg 9 abgewandten Enden der Schenkel 10 zu den Leitungsteilen 1, 2 hin. Die An­ lageflächen 11, 12 der Federarme 7, 8 sind dabei derart an den Federarmen 7, 8 angeordnet, dass im montierten Zustand der Fe­ derklammer 5 die Anlageflächen 11, 12 der Federarme 8 auf der dem Steg 9 zugewandten Seiten der Leitungsteile 1, 2 und die Anlageflächen 11, 12 der Federarme 7 auf der vom Steg 9 abge­ wandten Seite der Leitungsteile 1, 2 an den Leitungsteilen 1, 2 anliegen. Dadurch ist gewährleistet, dass die montierte Fe­ derklammer 5 in einer Position fixiert ist und ein selbsttäti­ ges Abheben der Federklammer 5 von den Leitungsteilen 1, 2 verhindert wird.

Die in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel beschriebene Fe­ derklammer 5 ist leicht auf die Leitungsteile 1, 2 aufschieb­ bar und in jeder Lage einbaubar. Torsionsschwingungen, welche in einer Abgasanlage während des Betriebes eines Kraftfahrzeu­ ges vorhanden sind, werden auf einfache Art und Weise über die Federklammer 5 abgekoppelt.

In einer von dem vorliegenden Ausführungsbeispiel abweichenden Ausführungsform der Federklammer 5 sind die Federarme 7, 8 und das Tragteil 6 nicht einstückig ausgebildet, vielmehr sind die Federarme 7, 8 mit dem Tragteil 6 vernietet oder über eine me­ chanische Verriegelung in montiertem Zustand fest miteinander verbunden.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung liegt darin, dass die Dimensionierung der Federarme 7, 8 beliebig ausgeführt werden kann. Dadurch besteht die Möglichkeit, die Federsteifigkeit über verschieden dicke und/oder lange Feder­ arme 7, 8 einzustellen, so dass für einen Federarm 7, 8 bzw. für ein Federarmpaar 7, 7 bzw. 8, 8 eine individuelle Feder­ kennlinie bei gleicher Federkraft vorhanden ist.

Ebenso kann das Tragteil 6 der Federklammer 5 je nach Anwen­ dungsfall federnd oder starr ausgeführt werden, um die auftre­ tenden Schwingungen in der Abgasanlage bedarfsgerecht abkop­ peln zu können.

Fig. 5 zeigt eine weitere Ausführungsform des Tragteiles 6 mit zwei sich in axialer Richtung der Leitungsteile 1, 2 jeweils über wenigstens einen Teilbereich der Endstücke 3, 4 erstrec­ kenden Schalen 13. Die Schalen 13 sind über einen (nicht dar­ gestellten) mechanischen Verbund bzw. eine Verriegelung mit­ einander verbunden. Es liegt jedoch selbstverständlich im Er­ messen des Fachmannes eine andere geeignete Verbindungsart, wie beispielsweise eine Verschweißung, Vernietung oder Ver­ schraubung zwischen den beiden Schalen 13 vorzusehen.

Claims (10)

1. Vorrichtung zum Verbinden von zwei rohrförmigen Leitungs­ teilen, insbesondere von im Abgasstrang eines Kraftfahrzeuges liegenden Leitungsteilen, die mit flanschartigen Endstücken versehen sind und unter Vorspannung über eine die Flansche be­ aufschlagende, quer zu den Leitungsteilen aufschiebbare Feder­ klammer zusammengehalten sind, welche von einem Tragteil aus­ kragende, die Flansche jeweils einander gegenüberliegend axial und radial beaufschlagende Federarme aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass bei aus Federblech bestehender Federklammer (5) deren sich U-förmig in Umfangsrichtung der Leitungsteile (1, 2) er­ streckendes Tragteil (6) einen mittigen Steg (9) und endseitig daran anschließende Schenkel (10) aufweist, wobei der Steg (9) und die Schenkel (10) von ihren in Umfangsrichtung verlaufen­ den Längsrändern auskragende Federarme (7, 8) aufweisen, die axial einander gegenüberliegend paarweise angeordnet sind und von denen mindestens ein Federarmpaar (8, 8) dem Steg (9) und je ein Federarmpaar (7, 7) endseitig den Schenkeln (10) zuge­ ordnet ist und sich in Erstreckungsrichtung der Schenkel (10) über den Außenumfang der Leitungsteile (1, 2) erstreckt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Federarme (7, 8) mit eines der flanschartigen End­ stücke (3) beaufschlagenden Anlageflächen (Aussparungen 11) versehen sind, die als kreissegmentartige Aussparungen (11) an den Federarmen (7, 8) ausgebildet sind, wobei die Radien der Aussparungen (11) wenigstens annähernd dem Radius des zugehö­ rigen Leitungsteiles (1) entsprechen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Federarme (7, 8) mit eines der flanschseitigen End­ stücke (4) beaufschlagenden Anlageflächen (Hervorhebungen 12) versehen sind, die als Hervorhebungen (12) an den Federarmen (7, 8) ausgebildet sind.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass im montierten Zustand der Federklammer (5) bei annähernd tangentialer Lage der Federarme (7, 8) zu den Leitungsteilen (1, 2) die vom Steg (9) ausgehenden Federarme (8) auf der dem Steg (9) zugewandten Seite der Leitungsteile (1, 2) und die von den Schenkeln (10) ausgehenden Federarme (7) auf der vom Steg (9) abgewandten Seite der Leitungsteile (1, 2) an den Leitungsteilen (1, 2) anliegen.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass dem Steg (9) an dessen symmetrisch gegenüberliegenden Endbereichen zu den Leitungsteilen (1, 2) hin verlaufende Tragarme (8) zugeordnet sind.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Tragteil (6) der Federklammer (5) federnd ausgebildet ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Tragteil (6) der Federklammer (5) starr ausgebildet ist.

8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Federklammer (5) einstückig ausgebildet ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Federarme (7, 8) mit dem Tragteil (6) mittels einer Vernietung verbunden sind.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Federarme (7, 8) mit dem Tragteil (6) mittels einer mechanischen Verriegelung verbunden sind.