DE2845949C2

DE2845949C2 - Dichtring für eine lösbare, elastisch/nachgiebige Verbindung von zwei eine durchgehende Rohrleitung bildenden Rohren

Info

Publication number: DE2845949C2
Application number: DE19782845949
Authority: DE
Inventors: Karl Dipl.-Ing. 3180 Wolfsburg Pape; Werner Dr. 6924 Neckarbischofsheim Schwabbauer; Ulrich Dr.-Ing. Sorgatz
Original assignee: DEUTSCHES METALLFASERWERK BULLMER und DR SCHWABBAUER 6928 HELMSTADT-BARGEN DE; Deutsches Metallfaserwerk Bullmer und Dr Schwabbauer 6928 Helmstadt Bargen; Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1978-10-21
Filing date: 1978-10-21
Publication date: 1982-08-12
Also published as: DE2845949A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Dichtring für eine lösbare, elastisch nachgiebige Verbindung von zwei eine durchgehende Rohrleitung, insbesondere eine Fahrzeug-Abgasleitung, bildenden Rohren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Die Ausbildung einer Fahrzeug-Abgasleitung oder ganz allgemein einer thermisch hochbeanspruchten Leitung macht mitunter deshalb Schwierigkeiten, weil die im Betrieb des Fahrzeugs auftretenden Erschütterungen sowie die Wärmedehnung der einzelnen Bestandteile der Abgasleitung zu Beanspruchungen führen, die durch nachgiebige, aber doch dichte Verbindungen zwischen den einzelnen Rohren aufgenommen werden müssen. Weiterhin ist es aus Reparaturgründen erforderlich, diese Rohrverbindungen lösbar zu gestalten. Alle diese erforderlichen Eigenschaften lassen sich aber bei thermisch hochbeanspruchten Rohren wie sie die Rohre einer Abgasleitung darstellen, nur schwer erfüllen, insbesondere deshalb, weil alle metallischen Bestandteile zur Korrosion neigen und elastische Materialien, wie sie üblicherweise für

ic Dichtungen Einsatz finden, bereits nach relativ kurzer Zeit unbrauchbar werden.

Aus der DE-OS 15 26 557 ist eine Verbindungsanordnung bekannt, bei der ein zwischen den Endflanschen der Rohre angeordnetes Zwischenteil vorgesehen ist,

's das mit aus hitzebeständigem, hoch-kohlenstoffhaltigem Material bestehenden Dichtringen zusammenwirkende kugelförmige Dichtungsflächen aufweist Die axialen Verbindungskräftc werden auf die an den Rohrenden befestigten Flansche über auf den einander abgekehrten Flächen dieser Flansche aufliegende, jeweils eines der zu verbindenden Rohre mit Spiel umgebende FJanschscheiben übertragen, die teils von Gewindestangen, teils von den Enden von Schraubenfedern durchsetzte Bohrungen aufweisen. Solche beispielsweise aus Grafit bestehenden Ringe sind jedoch relativ wenig elastisch und haben sich vor allem dann als problematisch erwiesen, wenn diese Rohrverbindung relativ nahe an dem Motor eines Fahrzeugs angebracht wurde und die im Betrieb auftretenden Abgastemperaturen relativ hoch lagen. Die hohen Temperaturen konnten dann nämlich zu einem Verbrennen der Grafitringe führen, so daß sowohl die Dicht- wie Gleiteigenschaften dieser Ringe verloren gingen.

Es ist auch schon bekannt, als Dichtungsmaterial für veränderliche Temperaturen bis zu 650°C und pulsierende Drücke bis zu 350 atü eine durch Imprägnieren eines porösen Körpers aus Metallfasern (meist Molybdän oder Edelstahl) mit einem weichen Material, wie Silber oder Magnesium, bestehende Komposition zu verwenden.

Die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Aufgabe ist darin zu sehen, einen Dichtring für eine Rohrleitungsverbindung entsprechend der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art zu schaffen, die eine höhere Elastizität aufweist und die den in den herkömmlichen Fahrzeug-Abgasanlagen auftretenden Temperaturen besser standhält. Insbesondere soll ein für solche Anwendungsfälle besser geeigneter Dichtring geschaffen werden, der temperaturbeständig ist und durch eine verbesserte Gleitmittelaufnahmefähigkeit gute Gleiteigenschaften für die beiden miteinander zu verbindenden Rohrenden bietet, wobei es auch Teil dieser Aufgabe ist, ein Verfahren zum Herstellen eines derartigen Dichtringes vorzuschlagen.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt gemäß dem Kennzeichen des Patentanspruchs 1.

In Weiterbildung der Erfindung sollten die Metallfasern zweckmäßigerweise langsträhnig sein, einen Durchmesser im Bereich von 20 bis 200 μ aufweisen und vorzugsweise aus Edelstahl bestehen. Zwecks Erreichung günstiger Gleiteigenschaften sollte der Dichtring ein vorzugsweise unter hohen Temperaturen unveränderbares Gleitmittel enthalten, das die Zwischenräume zwischen den zusammengepreßten Metallfasern zumindest im Bereich der Gleitflächen ausfüllt und das aus anorganischen Feststoffen, einzeln oder in Mischungen, vorzugsweise aber aus Molybdändisulfid, besteht.
Dadurch, daß gemäß der Erfindung als Grundmaterial

für die Dichtringe vorzugsweise langsträhnige Edelstahlfasern, wie sie als Metallspäne bei spanabhebender Bearbeitung von Metalldraht oder -band entstehen, verwendet werden, ergeben sich besonders gute elastische Eigenschaften und eine ausgezeichnete Hitze- und Korrosionsbeständigkeit Herste'lungsbedingt haben diese Metallfasern eine vieleckige und rauhe Oberfläche, die deshalb eine hervorragende Aufnahmefähigkeit für das Gleitmittel bietet Der besondere Vorteil der Verwendung von Molybdändisulfid als Gleitmittel besteht darin, daß es Temperaturen bis etwa 1100⁰C verträgt und bei hohen Temperaturen die guten Gleiteigenschaften nicht verliert

Zur Herstellung eines solchen Dichtringes schlägt die Erfindung ein Verfahren vor, gemäß dem aus hitze- und korrosionsbeständigen, spanförmigen Metallfasern, insbesondere Edelstahlfasern, durch Vorpressen zunächst eine Büchse mit Kreisquerschnitt hergestellt wird, und daß nach Zusatz eines hohen Temperaturen aussetzbaren Gleitmittels in einer Preßform dtr Dichtring fertiggepreßt wird

Der Dichtring kann vorteilhafterweise auf einem axialen Fortsatz eines an einem Rohrende angebrachten Flansches gehalten sein und mit einer kugelmantelförmigen Außenkontur in eine kugelkalottenförmige Aufnahme an dem anderen Rohrende hineinragen.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an Hand der Zeichnung beschrieben.

Die Zeichnung zeigt einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Rohrverbindung. Dabei sind die beiden miteinander zu verbindenden Rohre der Abgasleitung mit 1 und 2 bezeichnet. Sie weisen Flansche 3 und 4 auf, die unter Zwischenlage eines Dichtringes 5 und unter Verwendung von Federn 8 und 9 elastisch verbunden sind. Der Dichtring 5 sitzt dabei auf einem axialen Fortsatz 14 des Rohrendes 1 und legt sich mit einer radialen Stirnfläche 15 an einer entsprechenden Stirnfläche 16 des Flansches 3 an. Die Außenkontur 7 des Dichtringes 5 ist ballig, in dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel kugelmantelförmig, ausgebildet und ragt in eine entsprechende kugelkalottenförmige Aufnahme 6 des anderen Rohrendes 2 hinein, so daß eine gute Gelenkigkeit der beiden Rohrenden 1 und 2 relativ zueinander gegeben ist Damit werden günstige Voraussetzungen zur Siebung der vorn Fahrzeugmotor übertragenen hochfrequenten Schwingungen geschaffen, die hauptsächlich für das Entstehen von Dauerbrüchen an solchen Abgasrohrleitungen verantwortlich sind.

Die beiden Federn 8 und 9, von denen die Feder 9 nur durch eine strichpunktierte Linie angedeutet ist, bestehen im wesentlichen aus C-förmigen blattfederartigen Federklammern, deren aufeinanderzuweisende Enden, wie an der Blattfeder 8 bei 10 und 11 angedeutet ist in Vertiefungen 12 und 13 der Flansche 3 bzw. 4 eingreifen, so daß sie die genannten Dichtflächen auch bei Relativbewegung zwischen den Rohren 1 und 2 dichtend zusammenhalten. Zur Erleichterung der Montage, das heißt zum Einsatz eines Spreizwerkzeugs, sind die Blattfedern 8 und 9, wie bezüglich der Blattfeder 8 in der Zeichnung angedeutet nahe ihren Enden mit Löchern 14 und 15 versehen.

Der Dichtring 5 ist erfindungsgemäß aus hitze- und korrosionsbeständigen, spanförmigen Metallfasern gepreßt und weist ein unter hohen Temperaturen unveränderbares Gleitmittel auf. Die Herstellung des Gleitringes erfolgt dabei in der Weise, daß zunächst die durch spanbildende Bearbeitungsverfahren aus einem Edelstahldraht oder -band hergestellten, im Durchmesser etwa 20 bis 200 μ starken, vorzugsweise langsträhnigen Metallfasern zu einem zylindrischen oder kegelförmigen Rohling vorgepreßt und anschließend nach Zusatz des vorzugsweise aus Molybdändisulfid, gegebenenfalls aber auch aus Grafit oder anderen Materialien, bestehenden Gleitmittels in einer Preßform fertiggepreßt werden.

Durch die Verwendung solcher Metallfasern, die durch ihr Herstellungsverfahren eine relativ große Elastizität aufweisen, die auch während der Fertigpressung des Dichtringes nicht vollständig verloren geht, ergibt sich ein mit sehr guten elastischen Eigenschaften ausgestatteter Träger für das Gleitmittel, das infolge der rauhen Oberfläche der einzelnen Metallfasern sehr gut an diesem haftet und die zwischen diesen verbleibenden Zwischenräume dichtend ausfüllt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Dichtring für eine lösbare, elastisch nachgiebige Verbindung von zwei eine durchgehende Rohrleitung, insbesondere eine Fahrzeug-Abgasleitung, bildenden Rohren, der zwischen einander zugewandten, durch Federkraft gegeneinander gedrückten Rohrenden vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtring (5) als PreBteil aus solchen hitze- und korrosionsfesten Metallfasern gebildet ist, wie sie als Metallspäne bei spanabhebender Bearbeitung von Metalldraht oder -band entstehen.

2. Dichtring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallfasern langsträhnig sind.

3. Dichtring nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallfasern einen Durchmesser im Bereich von 20—200 μ aufweisen.

4. Dichtring nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallfasern aus Edelstahl bestehen.

5. Dichtring nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtring (5) ein Gleitmittel enthält

6. Dichtring nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Gleitmittel die Zwischenräume zwischen den zusammengepreßten Metallfasern des Dichtringes (5) ausfüllt.

7. Dichtring nach Anspruch 5 oder 6, gekennzeichnet durch ein unter hohen Temperaturen unveränderbares Gleitmittel.

8. Dichtring nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß als Gleitmittel anorganische Feststoffe, einzeln oder in Mischungen, vorgesehen sind.

9. Dichtring nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß als Gleitmittel Molybdändisulfid vorgesehen ist.

10. Verfahren zur Herstellung eines Dichtringes nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß aus den spanförmigen Metallfasern, insbesondere Edelstahlfasern, dvirch Vorpressen zunächst eine Büchse mit Kreisquerschnitt hergestellt wird und daß nach Zusatz des Gleitmittels in einer Preßform der Dichtring (5) fertiggepreßt wird.

11. Verwendung eines Dichtringes nach einem der Ansprüche 1 bis 9 zur Anordnung auf einem axialen Fortsatz (14) eines an einem Rohrende (1) angebrachten Flansches (3) und zur Anlage seiner kugelmantelförmigen Außenkontur (7) in einer kugelkalottenförmigen Aufnahmefläche (6) am anderen Rohrende (2).