DE202005014011U1

DE202005014011U1 - Verbindung zwischen einem metallischen Wellbalg und einem Anschlussstück

Info

Publication number: DE202005014011U1
Application number: DE200520014011
Authority: DE
Original assignee: IWKA Balg und Kompensatoren Technologie GmbH
Current assignee: BOA Balg und Kompensatoren Technologie GmbH
Priority date: 2005-09-06
Filing date: 2005-09-06
Publication date: 2005-12-29
Anticipated expiration: 2015-09-07

Abstract

Fluiddichte Verbindung zwischen einem metallischen Wellbalg (1) und einem Anschlussstück (2) aus Metall oder Kunststoff, wobei das zylindrische Ende (4) des Wellbalges (1) durch den balgseitigen Innenzylinderabschnitt (5) des Anschlussstückes (2) gesteckt wird, dadurch gekennzeichnet, dass von der Gegenseite ein O-Ring dichtend auf die überstehende Außenseite des zylindrischen Wellbalgendes aufgeschoben und dieses sowohl gegen den Innenzylinderabschnitt (5) des Anschlussstückes (3) als auch gegen den sich anschließenden und konisch erweiternden Übergangsbereich (6) derart verpresst wird, dass sich eine den O-Ring (3) umschließende, dreieckförmige Ringkammer (8) bildet, die aus dem L-förmig geformten Wellbalgende und dem konischen Übergangsbereich des Anschlussstückes besteht.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine fluiddichte Verbindung zwischen einem metallischen Wellbalg und einem Anschlussstück aus Metall oder Kunststoff, wobei das zylindrische Ende des Wellbalges durch den balgseitigen Innenzylinderabschnitt des Anschlussstückes gesteckt und gegen einen konischen Übergangsbereich des Anschlussstückes mit zwischenliegendem O-Ring verpresst wird.
Metallische Wellbälge werden in vielen Gebieten der Technik eingesetzt. Die hier beschriebene Verbindung kommt im Kraftfahrzeugbereich, speziell bei Abgasrückführleitungen und bei Kurbelgehäuse-Entlüftungssystemen zur Anwendung. Aufgrund ihrer dünnwandigen und gewellten Bauweise sind Wellbälge hochflexibel und damit in der Lage, Relativbewegungen zwischen ihren Anschlussenden aufzunehmen.
Die Verbindung des Wellbalges mit einem Anschlussstück, wie z. B. einem Rohrstutzen, einem Flansch oder einer Verschraubung , ist aufgrund der relativ großen Dickenunterschiede der zu verbindenden Teile problematisch. Bei Verbindungen mit hohen Dichtheitsanforderungen haben sich Fügeverfahren wie Schweißen oder Löten durchgesetzt. Eine häufig verwendete Anschlussart sind Bördelflansche, bei denen das Material der Wellbalgenden um den Flansch herumgelegt wird und der Wellbalgbördel die Dichtleiste bildet, die konventionell mit einer Flachdichtung am Gegenflansch abdichtet.
In vielen Fällen ist ein Verschweißen oder Verlöten nicht oder nur unter Schwierigkeiten möglich, da die zu verbindenden Teile entweder aus unterschiedlichen Materialien bestehen oder der Aufwand unter Baustellenbedingungen unverhältnismäßig groß und damit unwirtschaftlich ist.
Für geringere Dichtheits- und Temperaturanforderungen werden immer häufiger Pressverbindungen angewendet, die ohne größere Vorarbeiten problemlos auch auf Baustellen ausgeführt werden können.
Aus der Gebrauchsmusterschrift DE 201 16 285 U1 ist eine Verbindung zwischen den zylinderförmigen Enden eines Wellbalges oder Wellschlauches mit von innen angeordneten Rohrstücken und einer aufgeschobenen Muffe bekannt, die gemeinsam durch Außenverpressung unter Querschnittsverminderung verbunden werden. Nachteilig an dieser Verbindung ist, dass neben der aufgeschobenen Außenmuffe noch zusätzlich innerhalb der zylinderförmigen Enden des Wellbalges angeordnete Rohrstücke erforderlich sind, die „stramm passend" eingefügt oder durch einen Kalibriervorgang „stramm passend „ angepasst werden müssen.
Aus der Gebrauchsmusterschrift DE 298 19 932 U1 ist eine Verbindung zwischen einem metallischen Wellrohr und einem Anschlussstück bekannt, bei dem der Rundschnurring in einer im Innenzylinderabschnitt des Anschlussstückes vorgesehenen Ringnut gekammert ist und durch eine bleibende radiale Aufweitung des im Einsteckbereich glatt ausgeführten Wellrohrendes radial gepresst ist, wobei die Ringnut für den Rundschnurring im Boden einer breiteren Ringnut angeordnet ist, an deren Kontur das radial aufgeweitete Wellrohrende anliegt.
Nachteilig an dieser Verbindung ist der erhebliche Aufwand für die mechanische Bearbeitung des Anschlussstückes zur Erzeugung der beiden Ringnuten sowie die erforderliche Wandicke zur Unterbringung der Ringnuten, die die übliche Wanddicke der weiterführenden Rohrleitung um ein Mehrfaches überschreitet.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Verbindung der eingangs genannten Art zur Verfügung zu stellen, die für geringe Dichtheits- und Temperaturanforderungen geeignet, wirtschaftlich und montagefreundlich ist und die oben dargestellten Nachteile des Standes der Technik vermeidet.
Die Aufgabe zur Schaffung einer fluiddichten Verbindung zwischen einem metallischen Wellbalg und einem Anschlussstück aus Metall oder Kunststoff wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das zylindrische Ende des Wellbalges durch den balgseitigen Innenzylinderabschnitt des Anschlussstückes gesteckt wird, von der Gegenseite ein O-Ring dichtend auf die Außenseite des zylindrischen Wellbalgendes aufgeschoben und dieses sowohl gegen den Innenzylinderabschnitt des Anschlussstückes als auch gegen den sich anschließenden und konisch erweiternden Übergangsbereich derart verpresst wird, dass sich eine den O-Ring umschließende, dreieckförmige Ringkammer bildet, die aus dem L-förmig geformten Wellbalgende und dem konischen Übergangsbereich des Anschlussstückes besteht.
Die erfindungsgemäße Verbindung ist für niedrige Drücke geeignet und ihre Leckrate ist kleiner als 10^–1 mbar l/sec.
Im Gegensatz zu Pressverbindungen von Rohrleitungen, die immer die vom Innendruck erzeugte axiale Druckreaktionskraft sicher übertragen müssen, sind die Kräfteverhältnisse bei der Verbindung von Wellbälgen mit Anschlussteilen grundsätzlich unterschiedlich. Die sehr flexiblen Wellbälge sind nicht in der Lage, die bei Innendruck auftretende Druckreaktionskraft aufzunehmen bzw. zu übertragen. Diese muss bei Rohrleitungen von beidseitig angeordneten Festpunkten oder bei Anschluß an Aggregate von deren Lagerung aufgenommen werden. Die Verbindung zwischen dem Wellbalg und dem Anschlussstück wird lediglich von den geringen Rückstellkräften des flexiblen Wellbalges beansprucht die sich aus den Relativbewegungen seiner Anschlussenden ergeben. Eine vom Innendruck abhängige Komponente, die auf die Endhalbwellen der Bälge wirkt und versucht den Balg zu verlängern, steht nahezu im Gleichgewicht mit dem resultierenden Druckanteil, der auf das radialgerichtete Wellbalgende wirkt und einen Axialkraftausgleich schafft. Somit ist die erfindungsgemäße Verbindung in der Lage, ohne besondere Zugentlastung die auftretenden Kräfte durch die beim Verpressen entstandene mechanische und/oder formschlüssige Verbindung zu übertragen.
Die bei der Verpressung entstehende dreieckförmige Ringkammer zur Aufnahme des O-Ringes ist geometrisch so gewählt, dass der O-Ring eine Vorpressung an den Kontaktstellen zur Ringkammer erfährt.
Bei Beaufschlagung mit Innendruck, wird der O-Ring in Richtung der keilförmigen Verjüngung der Ringkammer gepresst, wodurch sich die Dichtungspressung zwischen O-Ring und Ringkammer verstärkt und sich damit die Dichtwirkung erhöht.
Das radial nach außen verpresste Endstück des Wellbalgendes dient als Anschlag bei der Übertragung axialer Zugkräfte und verhindert somit ein übermäßiges Zusammenquetschen des O-Ringes.
Das zylindrische Ende des Wellbalges wird beim Verpressen im Bereich des Innenzylinderabschnittes des Anschlussstückes radial aufgeweitet, so dass eine mechanische Verbindung zwischen dem zylindrischen Ende und dem Anschlussstück entsteht, die der Übertragung von axialen Druckkräften dient.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert. In der einzigen Figur der dazugehörigen Zeichnung ist die Seitenansicht einer Verbindung zwischen einem leicht lyraförmig gewellten metallischen Wellbalg 1 und einem Anschlussstück 2 aus Kunststoff im Axialschnitt dargestellt. Dabei zeigt die untere Bildhälfte den Zustand vor der radialen Aufweitung und die obere Bildhälfte den Zustand nach der radialen Aufweitung des zylindrischen Balgendes 4.
Zunächst wird, wie die untere Bildhälfte zeigt, das zylindrische Ende des Wellbalges durch den balgseitigen Innenzylinderabschnitt 5 des Anschlussstückes 2 gesteckt und von der Gegenseite ein O-Ring 3 dichtend auf die überstehende Außenseite des zylindrischen Wellbalgendes aufgeschoben bis er am sich konisch erweiternden Übergangsbereich 6 des Anschlussstückes anliegt. Das Anschlussstück selbst ist hierbei von außen fixiert (nicht dargestellt).
Anschließend wird das zylindrische Ende 4 des Wellbalges 1 gegen den sich konisch erweiternden Übergangsbereich 6 sowie gegen den sich anschließenden Innenzylinderabschnitt 5 des Anschlussstückes 3 mittels eines Innenwerkzeuges (nicht dargestellt) radial verpresst, so dass sich eine den O-Ring 3 umschließende, dreieckförmige Ringkammer 8 bildet, die aus dem L-förmig geformten Wellbalgende 7 und dem konischen Übergangsbereich 6 des Anschlussstückes besteht. Hierbei erfährt der O-Ring eine Vorpressung im Bereich der Kontaktflächen zur Ringkammer.
Bei Beaufschlagung mit Innendruck, wird der O-Ring 3 in Richtung der keilförmigen Verjüngung der Ringkammer gepresst, wodurch sich die Dichtungspressung zwischen O-Ring und Ringkammer verstärkt und sich damit die Dichtwirkung erhöht.
Das radial nach außen verpresste Endstück des Wellbalgendes dient zusätzlich als Anschlag bei der Übertragung axialer Zugkräfte und verhindert somit ein übermäßiges Zusammenquetschen des O-Ringes. Das zylindrische Ende des Wellbalges wird beim Verpressen im Bereich des Innenzylinderabschnittes 5 des Anschlussstückes radial aufgeweitet, so dass eine mechanische Verbindung zwischen dem zylindrischen Ende 4 und dem Anschlussstück 2 entsteht, die der Übertragung von axialen Druckkräften dient.
Auf diese Weise ist in einem Arbeitsgang eine druckdichte und montagefreundliche Verbindung zwischen dem Wellbalg 1 und dem Anschlussstück 2 geschaffen.

1: Wellbalg
2: Anschlussstück
3: O-Ring
4: zylindrisches Balgendes
5: Innenzylinderabschnitt des Anschlussstückes
6: konischer Übergangsbereich des Anschlussstückes
7: L-förmig geformtes Wellbalgende
8: dreieckförmige Ringkammer

Claims

Fluiddichte Verbindung zwischen einem metallischen Wellbalg (1) und einem Anschlussstück (2) aus Metall oder Kunststoff, wobei das zylindrische Ende (4) des Wellbalges (1) durch den balgseitigen Innenzylinderabschnitt (5) des Anschlussstückes (2) gesteckt wird, dadurch gekennzeichnet, dass von der Gegenseite ein O-Ring dichtend auf die überstehende Außenseite des zylindrischen Wellbalgendes aufgeschoben und dieses sowohl gegen den Innenzylinderabschnitt (5) des Anschlussstückes (3) als auch gegen den sich anschließenden und konisch erweiternden Übergangsbereich (6) derart verpresst wird, dass sich eine den O-Ring (3) umschließende, dreieckförmige Ringkammer (8) bildet, die aus dem L-förmig geformten Wellbalgende und dem konischen Übergangsbereich des Anschlussstückes besteht.