-
Anordnung zur nachgiebigen Verbindung von zwei Rohren, insbesondere
einer Abgasanlage Die Ausgestaltung der Rohre einer Abgasanlage eines Kraftfahrzeugs
gestaltet sich immer wieder problematisch. Dies beruht nicht nur auf der hohen Temperatur
der Abgase, die keine nachteilige Veränderung der Abgasrohre hervorrufen darf, sondern
auch darauf, daß die Rohre mit ihren einen Enden mit der Maschine verbunden sind,
die Schwingungen gegenüber dem Rahmen des Fahrzeugs ausführen kann, während zumindest
die anderen Enden der Rohre am Rahmen des Fahrzeugs festgelegt werden müssen.
-
Daher ist es erforderlich, die Rohre unter Wahrung einer guten Dichtigkeit
gegen den Austritt von Abgasen an unerwünschten Stellen nachgiebig auszubilden,
und zwar zumindest so, daß die Rohre zumindest in einem gewissen Rahmen tordierbar
und biegbar sind.
-
Bekannt ist, derartige Rohre unter Verwendung von Wellrohren aufzubauen.
Diese bieten zwar in Richtung ihrer Achse eine hinreichende Nachgiebigkeit, jedoch
ist ihre Tordierbarkeit nur verhältnismäßig gering. Gegen ihre Verwendung spricht
ferner ihr relativ hoher Preis. So müssen sie über Flanschverbindungen miteinander
bzw.
mit dem Motor verbunden werden, da sie aus nicht schweißbarem Edelstahl im Hinblick
auf die erforderliche Temperaturbeständigkeit hergestellt sein müssen.
-
In der älteren Anmeldung P 23 53 914.2, F161, 27-02, wird zur Vermeidung
von Wellrohren eine gelenkige Verbindung zweier Rohre, insbesondere Abgasrohre,
vorgeschlagen, die eine an einem der Enden eines der Rohre vorgesehene Erweiterung
enthält, die eines der Enden des anderen Rohres mit Radialspiel aufnimmt und deren
Fußbereich eine axiale Abstützung des anderen Rohres gegen die Kraft einer zwischen
beiden Rohren eingespannten Federanordnung bildet. Im einzelnen ist diese ältere
Konstruktion so ausgebildet, daß die Federanordnung in Gestalt einer vorzugsweise
kegelförmigen Wendelfeder in dem dem-entsprechend relativ groß ausgebildeten Radialspiel
angeordnet ist. Die Feder stützt sich mit einem ihrer Enden an einer entsprechenden
Abbiegung des Randes des innenliegenden anderen Rohres und an einer auf das innenliegende
Rohr weisenden Abbiegung oder dergleichen des Randes der Erweiterung ab. Diese Anordnung
der Feder innerhalb des Zwischenraumes zwischen den beiden ineinandergesteckten
Rohren kann bei hohen Abgastemperaturen Schwierigkeiten hinsichtlich der Materialwahl
und der Alterungsbeständigkeit der Feder begründen.
-
Die Erfindung geht aus von einer Anordnung der in der älteren Anmeldung
beschriebenen Art, stellt sich jedoch die Aufgabe, die genannte mögliche Schwierigkeit
zu vermeiden und darüber hinaus nicht nur eine Begrenzang der Nachgiebigkeit in
axialer Richtung, sondern auch bezüglich Tordierbarkeit zu schaffen. Die erfindungsgemäße
Lösung dieser Aufgabe ist dadurch gekennzeichnet, daß die Federanordnung außerhalb
der Rohre angeordnete, sich paarweise gegenüberliegende Zugfedern enthält, die zwischen
Radialstegen an den Rohren eingespannt sind, und daß Mittel zur
Begrenzung
von Drehbewegungen der Rohre gegeneinander vorgesehen sind. Die erfindungsgemäße
Befestigung der Federanordnung außerhalb des Zwischenraums zwischen den beiden ineinandergesteckten
Rohrenden ermöglicht es, nicht nur übliche Metallzugfedern zu verwenden, sondern
auch Gummiteile.
-
Die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung zeichnet sich dadurch
aus, daß das eine Rohr einen Außendurchmesser besitzt, der etwas kleiner als der
Innendurchmesser des anderen Rohres ist und die Erweiterung durch ein nahe dem einen
Ende des einen Rohres befestigtes, die einen Enden beider Rohre übergreifendes zylindrisches
Teil gebildet ist. Diese Ausbildung besitzt den Vorteil, daß das eine Ende des anderen
Rohres gleichsam zwischen dem einen Rohr und der Erweiterung liegt, wodurch - in
dem bevorzugten Anwendungsfall einer Abgasrohrleitung - für das Abgas allenfalls
ein labyrinthförmiger Weg durch die so gebildete ringförmige Aufnahme für das eine
Ende des anderen Rohres verbleibt. Schon hierdurch ist eine gute Dichtwirkung sichergestellt.
Verständlicherweise wird man die Anordnung so einbauen, daß der Gasstrom zunächst
das eine und dann das andere Rohr durchsetzt, so daß das offene Ende dieser ringförmigen
Aufnahme für den Endbereich des anderen Rohres gleichsam im Strömungsschatten liegt.
Im übrigen kann man die Dichtheit noch weiter verbessern, wenn das eine Ende des
anderen Rohres eine an den Verlauf des Fußbereichs der Erweiterung angepaßte Fase
als Dichtfläche besitzt.
-
Betrachtet man nun die Mittel zur Begrenzung der Drehbewegungen der
beiden Rohre gegeneinander, so können sie einen in eine Ausnehmung in einem der
einen Enden der Rohre hineinragenden Vorsprung an dem anderen der einen Enden enthalten.
Dieser Vorsprung kann beispielsweise durch einen Schweißpunkt oder ein anderes starres,
mit einem der Rohre befestigtes Teil gebildet sein.
-
Dann erhält man eine starre Begrenzung der Torsionsbewegnngen.
-
Die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung zeichnet sich aber dadurch
aus, daß der Vorsprung durch/ ederndes Glied nach Art eines Stahldrahts gebildet
ist, der mit einem seiner Enden festgelegt ist. Dann erhält man eine Verbindungsanordnung,
die zumindest in einem ausreichenden Bereich biege- und torsionselastisch ausgeführt
ist.
-
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der
Figuren erläutert, von denen Figur 1 einen Längsmittelschnitt und Figur 2 eine perspektivische
Ansicht wiedergeben.
-
In dem figürlich dargestellten Ausführungsbeispiel besitzt das eine
Rohr 1 zumindest im Bereich seines in den Figuren rechten Endes einen Außendurchmesser,
der etwas kleiner ist als der Innendurchmesser des anderen Rohres 2. Zur Gewinnung
einer Erweiterung in dem in den Figuren rechten einen Endbereich des einen Rohres
1 ist auf dieses das zylindrische Teil 3 aufgeschoben, das den etwa kegelförmigen
Fußbereich 4 besitzt und im Bereich des freien Endes dieses Fußbereichs bei 5 durch
Schweißung dicht mit dem einen Rohr 1 verbunden ist. Der Zwischenreiiim 6 zwischen
dem ersten Rohr 1 und dem zylindrischen Teil 3 besitzt eine radiale Weite, die etwas
größer ist als die Wandstärke des anderen Rohres 2, so daß dessen in den Figuren
linker einer Endbereich mit etwas radialem Spiel von dem Zwischenraum 6 aufgenommen
ist. Im Hinblick auf die durch den Pfeil 7 veranschaulichte Richtung der Gasströmung
liegt das innere freie Ende des etwa U-förmigen verbleibenden Zwischenraumes 6 gleichsam
im Strömungsschatten der Kante des ersten Rohres 1, wodurch zumindest in einem gewissen
Rahmen eine gute Dichtwirkung erzielt wird. Sie wird unterstützt durch die Fase
8 am Rand des einen Endes des anderen Rohres 2, die in ihrer Formgebung dem Verlauf
des Fußbereichs 4 des zylindrischen Teils 3 angepaßt ist, so daß dort eine gute
Abdichtung erzielt wird.
-
Die beiden Rohre 1 und 2 werden in axialer Richtung nachgiebig zusammengehalten
durch in diesem Ausführungsbeispiel ein Paar von Zugfedern 9 und 10, die sich bezüglich
der Achsen der Rohre 1 und 2 diametral gegenüberliegen und die zwischen jeweils
zwei Radialstegen 11 und 12 bzw. 13 und 14 an den Rohren 1 und 2 eingespannt sind.
Die gesamte Federanordnung 9, 10 liegt damit au-Berhalb der Rohranordnung 1, 2,
3 an einer Stelle, die auch bei einem sehr heißen Abgasstrom 7 keine kritischen
Temperaturen annimmt. Ein weiterer Vorteil der Anordnung der Federn 9 und 10 außerhalb
der eigentlichen Rohranordnung ist darin zu sehen, daß beispielsweise bei einem
Federbruch lediglich die jeweilige Feder ausgewechselt zu werden braucht, ohne daß
die beiden Rohre 1 und 2 außer Eingriff gebracht werden müssen.
-
Während also die Federanordnung 9, 10 zur nachgiebigen Begrenzung
von Bewegungen der Rohre 1 und 2 in Richtung ihrer gemeinsamen Achse dient, ist
zur Erzielung einer nachgiebigen Begrenzung von Torsionsbewegungen in diesem Ausführungsbeispiel
an'das andere Rohr 2 das in den Figuren rechte Ende des Stahldrahtfingers 15 angeschweißt,
der mit seinem abgebogenen linken Ende in eine hier durch einen Einschnitt gebildete
Ausnehmung 16 am freien Rand des zylindrischen Teils 3, also der Erweiterung, hineinragt.
Die Breite der Ausnehmung 16 bestimmt zusammen mit dem Durchmesser des Stahldrahts
15 in seinem in sie hineinragenden Endbereich die Größe derjenigen Torsionsbewegungen,
die widerstandslos durchgeführt werden, während sich bei größeren Torsionebewegungen
eine durch den Stahldraht 15 erzeugte elastische Gegenkraft einstellt, die mit zunehmender
Beanspruchung wächst.
-
Verständlicherweise läßt sich die Erfindung auch in anderen Fällen
immer dann mit Vorteil einsetzen, wenn ähnliche Bewegungs-und Temperaturanforderungen
wie bei Abgasleitungen auftreten.