DE2910429A1

DE2910429A1 - Dehnungsverbindung fuer eine ein unter druck und unter hoher temperatur stehendes fliessfaehiges medium fuehrende rohrleitung

Info

Publication number: DE2910429A1
Application number: DE19792910429
Authority: DE
Inventors: Joseph Habib; Neil Robert Upham
Original assignee: Aeroquip AG
Current assignee: Aeroquip AG
Priority date: 1978-03-15
Filing date: 1979-03-14
Publication date: 1979-10-04
Also published as: GB2016627B; GB2016627A; FR2423709A1

Description

PFENNING · MAAS · MEINIG ■ SPOTT

Λ-

Patentenwitte - KurfOrstendamm 170, D 1000 Berlin 15

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Pf/schu PATENTANWÄLTE BERLJN · MÜNCHEN

J. Pfenning, Oipl.-tng. ■ Berlin Dr. I. Maas, Dipl.-Chem. - München JC H. MeInIg, Dipl.-Priys. - Berlin Or. G. Spott, Dipl.-Chem. ■ München

	Zugelassene Vertreter beim
	Europäischen Patentamt
	BÜRO BERLIN:
	I Kurfüretendamm 170
	I D 1000 Berlin 15
	Telefon:
	030/8812008/8812009
	Telegramme:
	Seilwehrpatent
	Telex: 5215880
Unser Zeichen	Berlin
Our reference	Date

14. März 1979

Aeroguip AG Bahnhofstraße 17, Zug, Schweiz

Dehnungsverbindung für eine ein unter Druck und unter hoher Temperatur stehendes fließfähiges Medium führende Rohrleitung

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Die Erfindung bezieht sich %uf eine Dehnungsverbindung für eine ein unter Druck und hoher Temperatur stehendes fließfähiges Medium führende Rohrleitung, und insbesondere für eine den Auspuff eines Kraftwagens mit einem der Verdichtung des Kraftstoffgemisches dienenden Turbolader verbindende.-Rohrlei tung.

Wenn die Erfindung auch Merkmale hat, die sie anwendbar machen für viele Zwecke, so ist die Erfindung doch insbesondere gerichtet auf die Förderung heißer Auspuffgase zum Zwecke des Antriebes eines Turboladers in einem Kraftfahrzeug, der der Vorverdichtung eines Kraftstoffgemisches für einen Dieselmotor oder einen Ottomotor mit innerer Verbrennung dient. Die hohen Temperaturen der Auspuffgase schaffen besondere Probleme für derartige Dehnungsverbindungen, die dem Ausgleich von Dehnungen und Zusammenziehungen der Rohrleitungen dienen.

Bei den bekannten Ausführungsformen wurde bisher das Gehäuse des Turboladers mit der Auspuffleitung durch ein festes Leitungssystem verbunden, das mit Bälgen, einem festen Rohr, einem Kolbenring oder einer thermischen dichtenden Expansionsverbindung ausgestattet ist. Die beiden letzteren Ausführungsformen sind Rohr-in-Rohr-Expansionsverbindungen. Die mit festen PÜhrungsbälgen

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ausgestattete Verbindung besitzt den Nachteil, daß die Bälge vorzeitig ausfallen aufgrund der punktförmigen Konzentration der Belastung, die zurückzuführen ist auf die ständige Biegebeanspruchung bei hoher Temperatur. Abgesehen von den hohen Herstellungskosten kann ein Ausfallen oder ein Bruch der Bälge zu einer Katastrophe führen. Die starre Leitungs-Kolbenringverbindung und die thermische dichtende Expansionsverbindung haben den Nachteil, daß Abgase während des Startes des Motors im Leckwege aus der Verbindung austreten. Die feste Rohrverbindung ist einem vorzeitigen Bruch unterworfen an den Enden der Flansche und/oder am Gehäuse des Turboladers aufgrund der hohen Beanspruchung wegen der starren Verbindung. Außerdem macht diese letztere Ausführungsform einen schrittweisen Einbau erforderlich, da vor der endgültigen Montage der Verbindung eine Anpassung und eine Ausrichtung erforderlic ist. Alle bekannten Verbindungsanordnungen erfordern einen Ersatz der gesamten Leitung, wenn in ihr Leckstellen auftreten, da sie keine ersetzbaren Komponenten besitzen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die den bekannte: Ausfuhrungsformen anhaftenden Nachteile zu beseitigen, und eine Dehnungsverbindung zu schaffen, die in linearer Richtung teleskopartig ist und die thermisch bedingten

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Ausdehnungen und Zusammenziehungen aufnimmt, um hohe Belastungen an ihren Enden zu vermeiden, und die die zwangsläufig auftretenden Vibrationen dämpft und hierdurch mögliche Beschädigungen ausschließt, und bei der ein Venturieffekt erzeugt wird zur Reduzierung des Druckes und der Temperatur des fließfähigen Mediums an dem Dichtungs- und Dämpfungsorgan, das zwischen den teleskopartigen Rohrteilen angeordnet ist. Außerdem soll die Dehnungsverbindung einfach in ihrem Aufbau, wirtschaftlich in ihrer Herstellung sein und eine hohe Lebensdauer besitzen.

Diese Aufgabe wird bei einer Dehnungsverbindung nach dem Oberbegriff des Hauptanspruches gelöst durch die in dem kennzeichnenden Teil angegebenen Maßnahmen.

Weitere zweckmäßige und vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die erfindungsgemäße Dehnungsverbindung besitzt zwischen einem äußeren Rohrteil und einem inneren teleskopartig in diesem bewegbaren Rohrteil eine Dichtung, die auch der VibrationQdämpfung dient. Außerdem wird die Temperatur md dar Druck des fließfähigen Mediums,der auf die dämpfende Dichtungsvorrichtung wirkt, reduziert.

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Ein elastischer Dichtungskörper umgibt den inneren Rohrteil und ist an dein Ende des äußeren Rohrteiles, der einen Flansch besitzt, angeordnet. Der Dichtkörper wird gegen den Flansch und die Oberfläche durch einen anderen Flansch des inneren Rohrteiles angedrückt, der an einem losen Haltering angeordnet ist,und eine V-förnige Klemmvorrichtung, die ein Paar von Wandungen besitzt, drückt den Flansch des Halteringes gegen den Flansch des äußeren Rohrteiles. Die Temperatur und der Druck des in den Rohrteilen fließenden Mediums, -die auf die eine Dämpfungswirkung besitzende Dichtung einwirken, werden durch einen Venturieffekt reduziert, der gegeben ist durch eine radial nach innen sich erstreckende Lippe, die an dem Teleskopende des inneren Rohrteiles angeordnet ist.

Weitere Merkmale und Vorteile ergeben sich aus dem anschließend beschriebenen Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnungen.

Fig. 1 ist eine perspektivische Darstellung der Dehnungsverbindung;

Fig. 2 ist eine Explosionsdarstellung gemäß Fig. 1;

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Fig. 3 ist eine Seitenansicht in teilweisem Schnitt; und

Fig. 4 ist ein Querschnitt gemäß Linie 4-4 der Fig. 3.

Die Fig. 1 und 2 zeigen die Dehnu-ngsverbindung 10, die aus einem äußeren Rohrteil 11 mit einem Ende 12, das mit dem nicht dargestellten Gehäuse eines Turboladers

besteht verbindbar ist und aus einem inneren Rohrteil 13/ der teleskopartig in dem äußeren Rohrteil 11 unter Abstandsbildung beweglich ist und ein Ende 14 besitzt, das an dem nicht dargestellten Auspuff eines Motors anschließbar ist. Ein Dichtungs- und Dämpfungsorgan 15 ist zwischen dem äußeren Rohrteil 11 und dem inneren Rohrteil 13 angeordnet. Wie am besten aus Fig. 2 und 3 hervorgeht, ist der Rohrteil zylindrisch ausgebildet und besitzt ein offenes Ende 16, das mit einem nach auswärts gerichteten Flansch 17 versehen ist, der von dem offenen Ende 16 schräg geneigt vorsteht. Das entgegengesetzte Ende 12 des Rohrteiles 11 kann mit einem nicht dargestellten Flansch versehen sein, der dem Anschluß an das Gehäuse eines Turboladers dient.

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Gemäß Fig. 2 und 3 ist der innere Rohrteil 13 ebenfalls zylindrisch ausgebildet und besitzt einen Außendurchmesse: der leicht kleiner ist als der Innendurchmesser des äußeren Rohrteiles 11, so daß der innere Rohrteil 13 frei in dem äußeren Rohrteil gleiten kann. Das Teleskopende des inneren Rohrteiles 13 ist mit einer nach innen geneigt gerichteten Lippe 19 versehen. Die Lippe 19 kann in beliebiger Weise geformt sein und verursacht einen Venturieffekt in dem in Richtung des Pfeiles A fließenden Medium, wie später im einzelnen beschrieben wird.Das· entgegengesetzteEnde 14 des Rohrteiles 13 kann mit einem nicht dargestellten Flansch versehen sein zum Anschluß an den Auspuff.

Ein Haltering 20 umgibt lose den Umfang des inneren Rohrteiles 13; er besitzt einen relativ kurzen ringförmige Abschnitt, dessen Innendurchmesser leicht größer ist als der Außendurchmesser des Innenrohrteiles 13. Der Haltering 20 besitzt einen Flansch 21, der sich nach außen erstreckt und geneigt von dem Ende des Halteringes 20 vorsteht. Das freie äußere Ende des Halteringes 20 besitzt eine entgegengesetzt gebogene Rippe 22 zur Verstärkung des Flansches 21.

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Das Dichtungs- und Dämpfungsorgan 15 besteht aus einem Dichtkörper 23 und einer V-förmigen bandartigen Klemmvorrichtung 24, die mit den Flanschen 17 und 21 des äußeren Rohrteiles 11 und des Halteringes 20 einen Ringspalt 25 zwischen den Rohrteilen 11 und 13 abdichtet und die Rohrteile voneinander trennt.

Wie insbesondere aus Fig. 3 hervorgeht, ist der Dichtkörper 23 zwischen den Flanschen 17 und 21 angeordnet, und seine Innenfläche ist breiter als seine obere Fläche. Der Dichtkörper 23 kann diagonal geschnitten sein, um ein einwandfreies Andrücken gegen den Flansch 11 und gegen die Umfangsfläche des Innenrohrteiles 13 zu gewährleisten. Wenn der Dichtkörper 23 aus einem in sich geschlossenen Ring besteht, dient die Lippe 19 seiner Aufbringung auf den inneren Rohrteil 13. Der Dichtkörper 23 besteht aus einem geeigneten Material, beispielsweise aus einem doppelkonischen Asbestmaterial, um den herrschenjden hohen Temperaturen der Auspuffgase zu widerstehen.

Gemäß Fig. 1, 2 und 4 umgibt die Klemmvorrichtung 24 die Flanschen 17 und 21 und besitzt ein Würgeband 26, eine Mehrzahl von V-förmigen Segmenten 27 und ein Kupplungjs organ 28.

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Wie die Fig. 1 bis 3 zeigen, ist das eine Ende des Würgebandes 26 mit einer Schneckenscnrauben-Vorrichtung 29 versehen, die in eine Mehrzahl von quergerichteten Schlitzen 30 eingreift, die am anderen Ende des Würgebandes 26 angeordnet sind, um das Würgeband 26 anziehen oder lösen zu können durch entsprechende Drehung einer Schneckenschraube 31 in der Vorrichtung 29. Anstelle des Kupplungsorganes 28 kann auch jedes andere geeignete, dem gleichen Zweck dienende Kupplungsorgan vorgesehen sein.

Jedes V-förmige Segment 27 ist bogenförmig ausgebildet und ist an der inneren Oberfläche des Würgebandes 26 unter Abstandsbildung, beispielsweise durch Punktschweißung, befestigt. Jedes bogenförmige Segment 27 bildet einen Känalabschnitt und besitzt einen zentralen Steg 32, ein Paar von nach innen divergierenden Seitenwänden 33 und 34 und ein Paar von axial gerichteten Flanschen 35 und 36, die von den inneren Rändern der Wandungen 33, 34 vorstehen und ihrer Verstärkung dienen. Die Segmente 27 umfassen die Flanschen 17 und 21 und bilden Backen,zur Ausübung einer Keilwirkung gegen die Flanschen 17, 21, wenn das Würgeband 26 unter ümfangsspannung gesetzt wird.

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Bei einem Zusammendrücken der Flanschen 17 land 21 gegen den Dichtkörper 23 wird der Dichtkörper 23 gegen die Umfangsfläche des inneren Rohrteiles 13 gepreßt; zu diesem Zwecke wird die Schneckenschraube 31 der Vorrichtung 29 in Drehung versetzt, um das Würgeband 26 zu verkürzen, wobei die Wandungen 33 und 34 gegen die geneigten Flanschen 17 und 21 angequetscht werden in dichter Anlage gegen den Dichtkörper 23; hierbei wirkt eine radial nach innengerichtete Kraft auf den Dichtkörper 23, durch den er fest gegen die Oberfläche des inneren Rohrteiles 13 angepreßt wird. Bei einer Dehnungsverbindung derartiger Ausführungsform kann kein Medium aus der Verbindung austreten, da das Eintreten einer Leckstelle dadurch verhindert wird, daß der Dichtkörper 23 an den inneren Rohrteil 13 und an den Flansch 17 des

wird

äußeren Rohrteiles 11 angepreßt. Die V-förmige Klemmverbindung 24 vereinigt die Teile 11, 13, 20 und 23 zu einem einheitlichen Aufbau, wobei die äußeren und inneren Rohrteile 11 und 13 teleskopartig axial zueinande bewegbar sind. Nach einer gewissen Betriebszeit kann der Dichtkörper verschlissen oder komprimiert werden; er kann jedoch durch Nachspannen der Klemmvorrichtung 24 durch das Würgeband 26 enger an die Rohrteile herangezogen werden, ohne daß weitere Maßnahmen als die vorerwähnten erforderlich sind.

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Das durch die Rohrteile 11 und 13 in Richtung des Pfeiles A fließende Medium unterliegt einem Venturieffekt aufgrund des reduzierten Durchmessers der Lippe 19 am Ende des inneren Rohrteiles 13. Dieser Venturieffekt reduziert natürlich die Temperatur und den Druck des Mediums, die durch den Ringspalt 25 zwischen den Rohrteilen 11 und 13 auf den Dichtkörper 23 einwirken. Durch diesen Venturieffekt wird die Dichtwirkung und die Lebensdauer wesentlich erhöht.

Wie aus der Fig. 3 ersichtlich ist, trennt der Dichtkörper 23 den äußeren Rohrteil 11 von dem inneren Rohrteijl 13 und wirkt somit als Vibrationsdämpfung zwischen diesen Rohrteilen. Dieses Merkmal ist von Bedeutung, da es Vibrationen zwischen den Rohrteilen verhindert und damit die Rohrteile und die mit ihnen verbundenen Bestandteile gegen Beschädigung schützt und außerdem eine Lärmübertragung durch die Rohre reduziert.

Die Erfindung ist nicht auf das vorstehend geschilderte Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern kann im Rahmen der Erfindung liegende Änderungen und Modifizierungen erfahren.

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Leerseite

Claims

2910423 ANSPRÜCHE

1. Dehnungsverbindung für eine ein unter Druck und hoher Temperatur stehendes, fließfähiges Medium führende Rohrleitung, insbesondere für eine den Auspuff eines Kraftwagens mit einem der Verdichtung des Kraftstoffgemisches dienenden Turbolader verbindende Rohrleitung, dadurch gekennzeichnet , - daß ein äußerer Rohrteil (11) und ein innerer, teleskopartig in diesem {11} verschiebbarer Rohrteil (13) vorgesehen sind, daß zwischen dem Ende des äußeren Rohrteiles. (11) und der Umfangsfläche des inneren Rohrteiles C13> eine Dichtvorrichtung (15) angeordnet ist, und daß an dem Teleskopende (18) des inneren Rohrteiles (13> eine einen Venturieffekt erzeugende Vorrichtung befestigt ist zur Reduzierung des Druckes und der Tesmperatur des fließfähigen Mediums an der Dichtvorrichtung {15}.

2. Dehnungsverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem äußeren Rohrteil {11} und dem inneren Rohrteil {13} ein durch die öichfcvorrichtang (15) verschlossener Singspalt {25) besteht»

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3. Dehnungsverbindung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die den Venturieffekt erzeugende Vorrichtung aus einer am inneren Ende des inneren Rohres (13) angeordneten, sich radial nach innen erstreckenden Tülle (19) besteht.

4. Dehnungs verbindung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet_r daß an dem Ende (17) des äußeren Rohres (11) ein radial schräg nach außen gerichteter Flansch (17) angeordnet ist, daß der innere Rohrteil (13) in dem mit dem Flansch (17) versehenen Ende des äußeren Rohrteiles (11) teleskopartig verschiebbar aufgenominen ist, daß ein die Urafangsfläche des inneren Rohrteiles (13) lose umgreifender Haltering (20) angeordnet ist, der einen spiegelbildlich zum Flansch (17) angeordneten Außenflansch {21) besitzt, daß zwischen den Flanschen (17 und 21) ein Dichtungskorpeir C23) mit nach außen konvergieren-'■ den, den Flächen der Flansche (17 und 21) parallelen Seitenflächen angeordnet ist, und daß eine die Flansche (17 und 21) umgreifende, einstellbare, V—förmige Klemmvorrichtung (24) vorgesehen ist, die mit den Flanschen (17 und 21) in Eingriff bringbare Teile besitzt, die bei Betätigung der Klemmvorrichtung (24) die Flansche (17 und 21) in Druckeingriff mit dem Dichtkörper (23) und diesen in DichteingriffL

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mit der ümfangsfläche des inneren Rohrteiles (13) bringen zur Abdichtung des inneren Rohrteiles (13) gegenüber dem äußeren Rohrteil (11).

5. Dehnungsverbindung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtkörper (23) aus einem hitzebeständigen Asbestmaterial besteht.

6. Dehnungsverbindung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmvorrichtung (24) aus einem Würgeband (26), einer Mehrzahl von bogenartigen V-förmigen, an dem Würgeband (26) befestigten Segmenten (27) besteht, deren Wandungen an dem Flansch (21) des Halteringes (20) und an dem Flansch (17) des äußeren Rohrteiles (11) anliegen, und daß der Dichtkörper (23) den inneren Rohrteil (13) umschließt und den äußeren Rohrteil und den inneren Rohrteil in einem Abstand zueinander hält zur Absorbierung von zwischen diesen auftretenden Vibrationen.

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