DE2560039B1 - Axial steifes,winkelbewegliches Verbindungsstueck fuer Abgasleitungen von Brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

• Demgegenüber haben die erfindungsgemäßen Maßnahmen die Wirkung, daß das Wellrohr kurz und dünnwandig ausgebildet werden kann, weil es keinerlei tragende Funktion mehr auszuüben braucht, wodurch es vergleichsweise leicht und billig wird, und zwar auch dann, wenn es aus Gründen des Korrosionsschutzes zur Erfüllung seiner Dichtfunktion aus einem korrosionsbeständigen Metall hergestellt ist. Andererseits werden die tragenden Funktionen bei ausreichender Winkelbeweglichkeit von den Stutzen und dem diese verbindenden einen Steg übernommen, wobei diese Teile aus einem erheblich billigeren Material hergestellt sein können, da sie nur mechanisch beansprucht sind, was insbesondere für den Steg gilt, der mit Ausnahme der Endanschlüsse außerhalb einer erheblichen Temperatur- oder gar Korrosionsbeanspruchung liegt. Da der Steg in einer zu einer Tangentialebene parallelen Ebene angeordnet ist, gibt er dem Verbindungsstück trotz der von ihm ausgeübten tragenden bzw. Stützfunktion senkrecht zu dieser Tangentialebene die erforderliche Winkelbeweglichkeit.
• Was die Austauschbarkeit betrifft, so gibt die Erfindung die zusätzliche Möglichkeit, jeweils bei Verschleiß nur das Wellrohr oder die Stützkonstruktion auszutauschen, so daß sich auch verschleißbedingte Reparaturen besonders billig stellen können, da nicht grundsätzlich das gesamte Verbindungsstück ersetzt zu werden braucht.
• Schließlich können nach einer Ausgestaltung der Erfindung die -Stutzen und der Steg vorteilhaft aus einem durch Ausstanzen od. dgl. hergestellten Blechteil bestehen, indem an den Stegenden vorhandene Lappen durch Biegen zu den Stutzen geformt sind.
• Die Erfindung ist nachfolgend anhand einer Ausführungsform erläutert, die auf der Zeichnung in Seitenansicht und in Axialansicht dargestellt ist.
• Danach besteht das Verbindungsstück aus einem Wellrohr 1, dessen gewellter Teil in im wesentlichen glattzylindrische Wellrohrenden 2 übergeht. Auf diese sind Anschluß-Stutzen 6, 7 aufgesetzt, die durch einen Steg 3 miteinander verbunden sind. Der Steg 3 ist mit seiner größeren Querschnittsabmessung tangential zum Wellrohr 1 bzw. parallel zu der Tangentialebene außerhalb des Wellrohrs angeordnet. Er bildet durch bei seiner Herstellung mittels Ausstanzen od. dgl. endständig belassene Lappen 4, 5 die Anschluß-Stutzen 6, 7, indem die Lappen dazu durch Biegen um die Wellrohrenden 2 geformt sind. Dabei kann den Lappen 4, 5 die Aufgabe zufallen, durch Verformung auf einen geringeren als den erforderlichen Durchmesser einen federnd vorgespannten Sitz auf den Enden der Abgaszu- und -ableitung zu gewährleisten, so daß weitere Befestigungsmittel entfallen können. Um in diesem Falle die Montage zu erleichtern, können die offenen Enden der Anschluß-Stutzen und des Wellrohres konisch aufgeweitet sein.
• Besonders zweckmäßig für die dargestellte Bauform ist es, wenn dem Steg 3 eine Breite angenähert gleich dem Durchmesser des Wellrohres 1 gegeben wird.
• Damit läßt sich bei entsprechendem Einbau des Verbindungsstückes erreichen, daß der Steg gleichzeitig das Wellrohr 1 vor Verschmutzung, Steinschlag etc.
• schützt.
• Der Steg 3 übernimmt zusammen mit den Anschluß-Stutzen 6, 7 die tragende Funktion für das Verbindungsstück, insbesondere auch im Hinblick auf seine axiale Steifigkeit. Er erlaubt jedoch andererseits eine Winkelbeweglichkeit der Anschluß-Stutzen 6, 7 gegeneinander.
• Da sowohl die Anschluß-Stutzen 6, 7 als auch der Steg 3 nicht mit dem Abgas in Berührung kommen, sind sie auch nicht dessen Korrosionseinflüssen ausgesetzt.
• Hinsichtlich der mit dem Abgas einhergehenden Temperatureinflüsse ist insbesondere der Steg 3 dadurch vor diesen geschützt, daß er das Wellrohr 1 mit Abstand übergreift und so in besonderem Maße der kühlenden Umgebungsluft ausgesetzt ist.
• Andererseits kann das Wellrohr 1 dünnwandig ausgebildet sein, da es nur noch die Dichtfunktion wahrzunehmen hat. Durch die Dünnwandigkeit ergibt sich eine erhöhte Flexibilität und ein größeres Schwingungsdämpfungsverhalten, so daß das Wellrohr 1 vergleichsweise kurz und damit insgesamt unter geringem Materialaufwand billig hergestellt sein kann.

Claims (4)

1. Patentansprüche: 1. Axial steifes, winkelbewegliches Verbindungsstück für Abgasleitungen von Brennkraftmaschinen mit einem mit seinen im wesentlichen zylindrischen Anschlußenden auf die Abgaszu- und -ableitung aufgesteckten und dort mit Hilfe aufgesetzter, im wesentlichen zylindrischer, Stutzen lösbar festgelegten Wellenrohr aus einem korrosionsbeständigen Metall, dadurch gekennzeichnet, daß ein blattfederartiger, das Wellrohr (1) außen mit Abstand übergreifender Steg (3) mit beiden Stutzen (6, 7) verbunden ist und daß der Steg mit der größeren seiner beiden Querschnittsabmessungen in einer Tangentialebene des Wellrohres oder in einer dazu parallelen, außerhalb des Wellrohres liegenden Ebene angeordnet ist.
2. 2. Verbindungsstück nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stutzen (6, 7) und der Steg (3) aus einem durch Ausstanzen od. dgl. hergestellten Blechteil bestehen, indem an den Stegenden vorhandene Lappen (4, 5) durch Biegen zu den Stutzen geformt sind.
3. 3. Verbindungsstück nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stutzen (6, 7) zusammen mit den Wellrohrenden (2) an der offenen Seite konisch aufgeweitet sind.
4. 4. Verbindungsstück nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite des Steges (3) angenähert gleich dem Durchmesser des Wellrohres (1) ist.

   Die Erfindung betrifft ein axial steifes, winkelbewegliches Verbindungsstück für Abgasleitungen von Brennkraftmaschinen mit einem mit seinen im wesentlichen zylindrischen Anschlußenden auf die Abgaszu- und -ableitung aufgesteckten und dort mit Hilfe aufgesetzter, im wesentlichen zylindrischer, Stutzen lösbar festgelegten Wellrohr aus einem korrosionsbeständigen Metall.

   Derartige, zum Stand der Technik zählende Verbindungsstücke finden immer häufiger Verwendung, weil in den bezeichneten Abgasanlagen im Zuge der Abgasentgiftung immer höhere Temperaturen auftreten, größer werdende Relativbewegungen zwischen Motor und Abgasanlage wegen weicherer Lagerung der Motoren zuzulassen sind, höhere Standzeiten der Abgasanlagen gefordert werden und zunehmender Wert auf bleibend hohe Dichtigkeit der Abgasanlagen gelegt wird.

   Die bekannten, diese Forderungen weitestgehend erfüllenden Verbindungsstücke bestehen hierzu aus Edelstahlwellrohren, die jedoch ein verhältnismäßig teures Bauteil darstellen. Sie müssen nämlich in Axialrichtung steif genug zur Herstellung einer genügend festen Verbindung zwischen Abgaszu- und -ableitung sein. Gleichzeitig müssen sie aber begrenzte Winkelbewegungen zwischen ihren Enden ausgleichen können bei genügender Widerstandsfähigkeit gegen Schwingungen höherer Frequenz, d. h., ohne die Gefahr eines Auftretens von Resonanzschwingungen; denn sie sollen auf der anderen Seite den Motor schwingungsmäßig von dem übrigen Teil der Abgasanlage »abkoppeln«.

   Dies konnte nur durch große Baulänge und Wanddicke der Verbindungsstücke erreicht werden, womit ein entsprechend großer Einbauraum und ein entsprechend hoher Materialeinsatz des wegen seiner Korrosionsbeständigkeit teuren Metalls einhergehen.

   Dabei konnte aber andererseits die schwingungsmäßige Abkopplung noch nicht in dem gewünschten Maße erreicht werden.

   Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verbindungsstück der eingangs beschriebenen Art derart weiter auszubilden, daß es auch bei kurzer Baulänge die genügende Winkelbeweglichkeit, Axialsteifigkeit und Fähigkeit zur Verhinderung von Resonanzschwingungen aufweist.

   Dabei soll gleichzeitig das Ausmaß des Einsatzes von korrosionsbeständigem Metall über die Maßnahme der Baulängenverkürzung verringert werden. Insgesamt soll also eine kleinere und erheblich billigere Ersatzkonstruktion mit gegenüber dem Bekannten zumindest gleichguten Gebrauchseigenschaften angeboten werden.

   Auf dem Wege zur Lösung dieser Aufgabe liegt der Erfindung die Erkenntnis zugrunde, daß sich die Funktionen Dichtigkeit und Widerstandsfähigkeit gegen Korrosions- und Temperatureinflüsse einerseits sowie Axialsteifigkeit bei gleichzeitiger Gewährleistung ausreichender Winkelbeweglichkeit konstruktiv und damit auch materialmäßig voneinander trennen lassen.

   Die Aufgabe ist, ausgehend vom eingangs angeführten Verbindungsstück, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein blattfederartiger, das Wellrohr außen mit Abstand übergreifender Steg mit beiden Stutzen verbunden ist und daß der Steg mit der größeren seiner beiden Querschnittsabmessungen in einer Tangentialebene des Wellrohres oder in einer dazu parallelen, außerhalb des Wellrohres liegenden Ebene angeordnet ist.

   Durch die CH-PS 5 39810 ist ein Lateralkompensator bekannt, dessen mit den zu verbindenden Rohrleitungsenden verschweißte Anschlußstutzen durch zwei blattfederartige Stege miteinander verbunden sind, die auf beiden Seiten des Kompensators mit der größeren ihrer beiden Querschnittsabmessungen je in einer Ebene angeordnet sind, welche zu einer Tangentialebene des Lateralkompensators parallel und außerhalb von zwischen den Anschlußstutzen vorgesehenen Wellrohrstücken verläuft. Die Verbindung der Enden der Stege mit den Anschlußstutzen ist dabei eine Schweißverbindung. Diese Konstruktion erlaubt jedoch keine Winkelbewegungen der durch den Kompensator miteinander verbundenen Rohrleitungsenden zueinander, sondern nur laterale, d. h. seitliche Versatzbewegungen. Darüber hinaus läßt die bekannte Konstruktion einen einfachen Austausch des Kompensators nicht zu, vielmehr müßte dieser erst aus dem Leitungsverbund herausgetrennt und der neue Kompensator wiederum eingeschweißt werden Darüber hinaus dienen hier die blattfederartigen Stege primär der Aufnahme und Abstützung der Axialkräfte, die bei hoher Innendruckbelastung durch die mehreren Wellrohrstücke ausgeübt werden. Letztere sind hier durch ein frei angeordnetes Rohrstück miteinander verbunden, so daß einmal wegen der für dieses Rohrstück erforderlichen Tragkraft und zum anderen wegen der Innendruckbelastung die Wellrohrstücke dickwandig ausgebildet sein müssen, damit sie die tragende und die abdichtende Funktion gleichzeitig übernehmen können.