DE2910429A1 - Dehnungsverbindung fuer eine ein unter druck und unter hoher temperatur stehendes fliessfaehiges medium fuehrende rohrleitung - Google Patents
Dehnungsverbindung fuer eine ein unter druck und unter hoher temperatur stehendes fliessfaehiges medium fuehrende rohrleitungInfo
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Description
Λ-
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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
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Seilwehrpatent | |
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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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2310423 -Y-
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
9O084Q/O&2?
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- <f-• Τ-
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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- r-
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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. /12-
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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■ /ik-
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 (6)
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
gekennzeichnetr 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.
Ö09840/0621
Applications Claiming Priority (1)
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Legal Events
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8128 | New person/name/address of the agent |
Representative=s name: PFENNING, J., DIPL.-ING. MEINIG, K., DIPL.-PHYS., |
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8141 | Disposal/no request for examination |