DE19833302A1 - Leitungsverbindung bei einer Einrichtung zur Abgasrückführung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Leitungsverbindung bei einer Einrichtung zur Abgasrückführung, bei der ein Leitungsabschnitt mit einem endseitigen, radial nach außen gerichteten und dabei vorzugsweise schräg verlaufenden Flansch an einer zugeordneten Stirnfläche eines Ringrades, z. B. eines Gehäuseteils, anliegt bzw. anlegbar ist und zwischen dem Flansch und der zugeordneten Stirnfläche eine Dichtungseinrichtung vorgesehen ist. Am radial äußeren Randbereich zwischen dem Flansch und der Stirnfläche ist ein Ringraum gebildet, wobei die Dichtungseinrichtung einen Dichtungsring aufweist, der in dem Ringraum enthalten ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Leitungsverbindung bei einer Einrichtung zur Abgasrückführung mit den Merkmalen im Oberbegriff des Anspruchs 1.

Es ist eine Leitungsverbindung bekannt (DE 296 08 065 U1) bei der zwischen dem Flansch des Leitungsabschnitts und der zugeordneten Stirnfläche des Ringrandes ein Einlegeteil eingebracht ist, das mindestens einen Ringvorsprung, insbe­ sondere in Form einer überstehenden Ringsicke, aufweist, mit der das Einlegeteil am Flansch oder an der Stirnfläche anliegt.

Bekannt ist ferner eine Leitungsverbindung (US 22 69 664), bei der zwischen dem Flansch des Leitungsabschnitts und der zugeordneten Stirnfläche des Ringrandes eine flächige Dicht­ einrichtung zur Abdichtung plaziert ist, die beim Andrücken des Flansches gegen die Stirnfläche des Ringrandes zusammen­ gedrückt und gequetscht wird. Diese flache Dichtung erstreckt sich über die gesamte Fläche im Anlagebereich zwischen dem Flansch und der Stirnfläche und wird thermisch hoch beansprucht, wenn im Bereich der Leitungsverbindung ein heißes Medium, z. B. Abgas, hindurchgeführt wird. Dem hält die Dichtungs­ einrichtung nicht lange stand, die somit nur eine kurze Lebensdauer hat und eine Dichtheit auf Dauer nicht gewähr­ leisten kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Leitungs­ verbindung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß bei einfacher, kostengünstiger und standfester Gestaltung eine Dichtheit, Schwingungsfestigkeit und Temperaturfestig­ keit auf lange Dauer gewährleistet ist.

Die Aufgabe ist bei einer Leitungsverbindung der eingangs genannten Art gemäß der Erfindung durch die Merkmale im Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte weitere Erfindungsmerkmale und Ausgestaltungen ergeben sich aus den übrigen Ansprüchen 2 bis 13. Dadurch, daß zwischen dem Flansch und der Stirn­ seite ein Ringraum gebildet ist und in diesem als Dichtungs­ einrichtung ein Dichtungsring enthalten ist, ist die Dich­ tungseinrichtung radial soweit außen wie möglich plaziert und damit eine Wärmeabkopplung von den Bereichen der Leitungsverbindung erreicht, durch die ein z. B. heißes Medium, z. B. Abgas, hindurchgeführt wird. Die Dichtungs­ einrichtung ist damit thermisch so weit wie möglich ent­ lastet, was zu einer kostengünstigen und standfesten Ein­ richtung führt. Bereits dadurch ist eine Dichtheit, Schwingungsfestigkeit und Temperaturstandfestigkeit auf lange Dauer gewährleistet. Dadurch, daß die Dichtungsein­ richtung aus einem Ring besteht, ist eine einfach montier­ tierbare und kostengünstige Lösung erreicht. Dadurch, daß der den Ring als Dichtungseinrichtung aufnehmende Bereich als Ringraum am radial äußeren Randbereich zwischen dem Flansch und der Dichtfläche ausgebildet ist, ist einedefi­ nierte Aufnahme für den Dichtungsring und dabei eine solche geschaffen, die bei der Montage eine Beschädigung des Dichtungs­ ringes durch etwaiges Quetschen dieses vermeidet. Durch die Merkmale im Anspruch 9. ist erreicht, daß der Dichtungsring vor dem Zusammenbau der Leitungsverbindung reproduzierbar immer an gleicher Stelle, nämlich in der Hohlkehle, lage­ sicher und montagefertig plaziert werden kann und dabei so, daß der Dichtungsring darin verliersicher gehalten ist, so daß beim Zusammenbau der Leitungsverbindung nicht etwa die Gefahr des Herausfallens des Dichtungsringes besteht.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung.

Der vollständige Wortlaut der Ansprüche ist vorstehend allein zur Vermeidung unnötiger Wiederholungen nicht wiedergegeben, sondern statt dessen lediglich durch Nennung der Anspruchsnummern darauf Bezug genommen, wodurch jedoch alle diese Anspruchsmerkmale als an dieser Stelle aus­ drücklich und erfindungswesentlich offenbart zu gelten haben. Dabei sind alle in der vorstehenden und folgenden Beschreibung erwähnten Merkmale sowie auch die allein aus der Zeichnung entnehmbaren Merkmale weitere Bestandteile der Erfindung, auch wenn sie nicht besonders hervorgehoben und insbesondere nicht in den Ansprüchen erwähnt sind.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in der Zeichnung gezeigten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Die Zeichnung zeigt einen schematischen axialen Schnitt einer Leitungsverbindung einer Einrichtung zur Abgasrückführung.

In der Zeichnung ist schematisch eine Leitungsverbindung 9 bei einer oder für eine ansonsten nicht weiter gezeigte Einrichtung 10 zur Abgasrückführung gezeigt, wobei die Einrichtung 10 in üblicher Weise z. B. ein hier nicht weiter dargestelltes Ventil haben kann, das von einem Stellantrieb gesteuert wird. In der Zeichnung ist ein z. B. etwa zylindrisches Ende 13 eines Gehäuseteils 14 gezeigt, das z. B. das Ventilgehäuse eines Abgasrückführ­ ventils sein kann. An das Gehäuseteil 14 ist ein dazu koaxial verlaufender Leitungsabschnitt 16 lösbar und dicht angeschlossen, durch den für die Abgasrückführung Abgas dem Gehäuseteil 14 zuführbar ist.

In der Regel besteht der Leitungsabschnitt 16 aus einem nichtrostenden legierten Stahl, z. B. aus einem Chrom- Nickel-legierten Stahl. Auch ein hochwarmfester legierter Stahl kann in Betracht kommen. Da die Leitung mitsamt dem Leitungsabschnitt 16 vom heißen und aggressiven Abgas durchströmt ist, ist aus Gründen einer langen Lebensdauer ein derartiges hochwertiges Material notwendig. Dabei muß die Leitung mit dem Leitungsabschnitt 16 temperaturfest, schwingungsfest und vor allem auch dicht mit dem Gehäuse­ teil 14 verbunden sein.

Das Gehäuseteil 14 besteht heutzutage z. B. aus Alumi­ nium-Druckguß. Diese verschiedenen Materialien des Gehäuseteils 14 und des Leitungsabschnitts 16 werfen Probleme im Bereich der Verbindungsstelle auf, wo der Leitungsabschnitt 16 an das Ende 13 des Gehäuseteils 14 angeschlossen ist. Die Verbindung muß nicht nur temperaturfest, schwingungsfest und mechanisch fest sein, sondern insbesondere auch dicht, um einen Austritt des Gases im Verbindungsbereich mit Sicherheit auszuschließen.

Zu diesem Zweck ist der Leitungsabschnitt 16 mit seinem Ende kraftschlüssig und/oder formschlüssig mit dem Ende 13 des Gehäuseteils 14 schwingungsfest und temperaturfest und vor allem auch dicht verbunden.

Am Ende 13 des Gehäuseteils 14 ist ein z. B. verdickter Ringrand 35 ausgebildet, der im Querschnitt etwa trapez­ förmig oder keilförmig gestaltet ist und eine Stirnfläche 38, eine äußere Umfangsfläche 39 und eine rückseitige Ring­ fläche 41 aufweist.

Der Leitungsabschnitt 16 ist am Ringrand 35 mittels einer Spannringverbindung 36 befestigt. Der Leitungsabschnitt 16 weist am Ende einen Stufenabschnitt auf, der aus einem Flansch 22 und einem sich daran einstückig anschließenden Randteil 37 gebildet ist, der den Ringrand 35 auf der äußeren Umfangsfläche 39 übergreift, wobei ein Abstand zwischen der Umfangsfläche 39 und dem Randteil 37 vor­ handen sein kann. Der Randteil 37 dient der Zentrierung zwischen dem Leitungsabschnitt 16 und dem Gehäuseteil 14.

Der Stufenabschnitt ist außen von einem Spannring 43 umfaßt oder umfaßbar, der im Querschnitt etwa trapez­ förmig oder keilförmig ist und somit an den Querschnitt des Ringrandes 35 angepaßt ist. Der Spannring 43 liegt mit einer Flanke 44 an der rückseitigen Ringfläche 41 des Ringrandes 35 an. Die andere Flanke 45 des Spannringes 43 übergreift den Flansch 22 des Leitungsabschnitts 16. Der Spannring 43 ist in Radialrichtung zusammenspannbar. Bei diesem radialen Festspannen preßt der Spannring 43 mit der Flanke 45 den Flansch 22 an den Ringrand 35 an, und zwar an dessen Stirnfläche 38, die ebenso wie die Ringfläche 41 schräg ausgerichtet ist. Der Winkel der kegelstumpfförmig verlaufenden Stirnfläche 38 entspricht zumindest im wesent­ lichen dem Winkel des ebenfalls kegelstumpfförmig ver­ laufenden Flansches 22.

Zwischen dem Flansch 22 und der zugeordneten Stirnfläche 38 ist eine Dichtungseinrichtung 24 vorgesehen. Diese weist einen hier als O-Ring 25 ausgebildeten Dichtungs­ ring auf. Am radial äußeren Randbereich zwischen dem Flansch 22 und der Stirnfläche 38 ist ein Ringraum 26 gebildet, in dem der O-Ring 25 enthalten ist. Der Ringraum 26 ist im Querschnitt etwa dreieckförmig gestaltet. Er ist einerseits vom Flansch 22 und Randteil 37 und anderer­ seits vom Ringrand 35 gebildet und begrenzt. Im Übergangs­ bereich vom Flansch 22 zum Randteil 37 ist eine Hohlkehle 27 gebildet, die der Aufnahme des O-Ringes 25 dient und im Querschnitt etwa V-förmig oder etwa bogenförmig ist, wobei die Hohlkehle 27 mit Vorteil durch eine Ringein­ tiefung im Übergangsbereich zwischen dem Flansch 22 und dem Randteil 37 gebildet ist. Die Hohlkehle 27, insbeson­ dere die Ringeintiefung, ist in Bezug auf den O-Ring 25 derart bemessen, daß der O-Ring 25 in der Hohlkehle 27 verliersicher und montagefertig gehalten ist. Für die Herstellung der Leitungsverbindung 9 kann somit zunächst der O-Ring 25 in die Hohlkehle 27 des Leitungsabschnitts 16 eingelegt werden, wobei der O-Ring 25 dann reproduzier­ bar in der Hohlkehle 27 verbleibt und für die nächsten Montageschritte nicht die Gefahr des Herausfallens besteht.

Die Stirnfläche 38 des Ringrandes 35 weist im radial außen verlaufenden Randbereich eine Schrägfläche 28 auf, die der ringrandseitigen Begrenzung des Ringraumes 26 dient. Die Schrägfläche 28 verläuft in Bezug auf den Flansch 22 spitzwinklig schräg. Die Schrägfläche 28 erstreckt sich dabei bis zur äußeren Umfangsfläche 39 des Ringrandes 35.

Bei der beschriebenen Leitungsverbindung 9 befindet sich der O-Ring 25 radial so weit außen wie möglich, so daß damit diese Dichtungseinrichtung 24 von der Wärme des durch den Leitungsabschnitt 16 und das Gehäuseteil 14 hindurchgeführten Abgas es so weit wie möglich entkoppelt ist. Dabei ist der O-Ring 25 im Ringraum 26 so aufgenommen, daß er beim Herstellen der Leitungsverbindung 9 durch radiales Anziehen der Spannringverbindung 36 nicht stärker gequetscht wird. Der Ringraum 26 läßt dem O-Ring 25 Platz, in den der O-Ring 25 beim Herstellen der Leitungsverbindung 9 durch elastische Verformung hinein ausweichen kann. Eine Beschädigung des O-Ringes 25 ist damit vermieden. Die von der Leitungsverbindung 9 zu übertragenden Kräfte werden zwischen dem Flansch 22 und dem Ringrand 35, an dessen Stirnfläche 38 der Flansch 22 anliegt, über den Spannring 43 übertragen, wobei der O-Ring 25 praktisch keinen Anteil an der Übertragung der Kräfte hat und somit allein seine Dichtaufgabe erfüllen kann. Durch die Anordnung des O-Ringes 25 im radial äußeren Randbereich zwischen dem Flansch 22 und der Stirnfläche 38 ist der O-Ring 25 an kälterer Stelle plaziert und somit nicht hohen Temperaturen ausgesetzt, die radial weiter innen herrschen können. Dadurch ist eine hohe Lebensdauer des O-Ringes 25 und damit die dauerhafte Dichtheit gewährleistet.

Bei einem anderen, nicht gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Dichtungsring 25 anders gestaltet. Statt aus einem Elastomer, wie z. B. ein O-Ring, besteht der Dichtungs­ ring aus anderem Material, z. B. aus Metall, wie bei­ spielsweise Kupfer. Statt eines kreisförmigen Querschnitts, wie ihn ein O-Ring hat, kann der Querschnitt des Dich­ tungsringes auch anders rund, z. B. oval, oder auch eckig sein.

Claims (13)

1. Leitungsverbindung bei einer Einrichtung zur Abgas­ rückführung, bei der ein Leitungsabschnitt (16) mit einem endseitigen, radial nach außen gerichteten und dabei vor­ zugsweise schräg verlaufenden Flansch (22) an einer zuge­ ordneten Stirnfläche (38) eines Ringrandes (35), z. B. eines Gehäuseteils (14), anliegt bzw. anlegbar ist und zwischen dem Flansch (22) und der zugeordneten Stirnfläche (38) eine Dichtungseinrichtung (24) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß am radial äußeren Randbereich zwischen dem Flansch (22) und der Stirnfläche (38) ein Ringraum (26) gebildet ist und daß die Dichtungseinrichtung (24) einen Dichtungs­ ring (25) aufweist, der in dem Ringraum (26) enthalten ist.

2. Leitungsverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtungsring (25) aus Metall oder einem Elastomer besteht.

3. Leitungsverbindung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtungsring (25) einen eckigen oder runden, ins­ besondere kreisförmigen, Querschnitt aufweist.

4. Leitungsverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtungsring (25) aus einem O-Ring besteht.

5. Leitungsverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringraum (26) im Querschnitt etwa dreieckförmig gestaltet ist.

6. Leitungsverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß sich an den Flansch (22) außen ein Randteil (37) an­ schließt, der den Ringrand (35) auf dessen äußerer Um­ fangsfläche (39) übergreift, und daß im Übergangsbereich vom Flansch (22) zum Randteil (37) eine Hohlkehle (27) für den Dichtungsring (25) gebildet ist.

7. Leitungsverbindung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlkehle (27) im Querschnitt etwa V-förmig oder etwa bogenförmig gestaltet ist.

8. Leitungsverbindung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlkehle (27) durch eine Ringeintiefung im Über­ gangsbereich des Flansches (22) zum Randteil (37) ge­ bildet ist.

9. Leitungsverbindung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlkehle (27), insbesondere die Ringeintiefung, in Bezug auf den Dichtungsring (25) derart bemessen ist, daß der Dichtungsring (25) in der Hohlkehle (37) verlier­ sicher und montagefertig gehalten ist.

10. Leitungsverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnfläche (38) des Ringrandes (35) im radial außen verlaufenden Randbereich eine Schrägfläche (28) aufweist, die in Bezug auf den Flansch (22) spitzwinklig schräg verläuft.

11. Leitungsverbindung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Schrägfläche (28) der Stirnfläche (38) sich bis zur äußeren Umfangsfläche (39) des Ringrandes (35) er­ streckt.

12. Leitungsverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der aus Flansch (22) und anschließendem Randteil (37) gebildete Stufenabschnitt des Leitungsabschnitts (16) außen von einem Spannring (43) umfaßt oder umfaßbar ist, der im Querschnitt etwa trapezförmig oder keilförmig ausgebildet ist.

13. Leitungsverbindung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannring (43) mit einer Flanke (45) den Flansch (22) des Leitungsabschnitts (16) übergreift und mit einer in axialem Abstand davon befindlichen zweiten Flanke (44) an einer rückseitigen Ringfläche (41) des Ringrandes (35) anliegt.