DE3501166C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Hochtemperaturdichtung für die elastisch nachgiebige, gelenkig bewegliche, lösbare und dichte Verbindung zweier Rohre, insbesondere der die Rohrleitung eines Fahrzeugauspuffsystems bildenden, heißgehenden ein- oder mehrflutigen Rohre, in Form eines mit wenigstens einer als Gleitfläche ausgebildeten Mantel­ fläche versehenen Dichtungsringes, der eine elastische bzw. flexible Dichtmasse aus hitzebständigem Material aufweist, die durch Pressen in die Form des Dichtungs­ ringes gebracht ist.

Bei derartigen bekannten Rohrleitungssystemen, wie sie beispielsweise nach der DE-PS 29 08 367 bei Auspuffanlagen für Kraftfahrzeuge mit querliegenden Motoren vorkommen, sind die Rohre gelenkig miteinander verbunden, wobei das Gelenk nach Art eines Kugelgelenkes ausgebildet ist und zwischen den so von den Rohren gebildeten Dichtflächen ein an diesen flächig anliegender Dichtungsring unver­ lierbar gelagert ist. Dieser Dichtungsring muß den hohen Auspufftemperaturen sowie den Abgasdrücken standhalten und die gelenkige Relativbewegung der Rohre zueinander zulassen, er muß selbsttragend und formstabil sein sowie gute Lagereigenschaften besitzen, um ein Fressen zwischen Dichtungsring und den an ihn angrenzenden Teilen zu ver­ hindern.

Dabei kommen hier und somit für den Gegenstand der Erfin­ dung als temperaturbeständige, elastische Dichtmassen mit guten Gleiteigenschaften in Frage Glimmer, Glimmerpapier, Graphit od. dgl., Metallfasern, Keramikfasern, Metallspäne etc. sowie Mischungen daraus, wobei die Dichtmasse auch aus einem dieses Material ggf. aufnehmenden Drahtgeflecht, -gewebe, -gestricke od. dgl. gebildet sein kann, bei dem zusätzlich für den Draht auch teilweise Metall mit Gleit­ lagereigenschaften Verwendung finden kann.

Bei den bekannten Dichtungsringen stellt sich nun trotz zahlreicher Bemühungen immer wieder als nachteilig heraus, daß diese mit der Zeit gegenüber den durch die Rohre ge­ bildeten Dichtflächen fressen und damit Quietschgeräusche entstehen, die als äußerst unangenehm empfunden werden. Außerdem führt das Fressen zur Beschädigung der Dichtflä­ chen und zum Anbacken von Teilen des Dichtungsringes, so daß beim Austausch eines defekten Dichtungsringes oft mühsame Arbeit aufgewendet werden muß, um die Dichtflä­ chen von angesetzten Dichtungsteilen zu befreien.

Darüber hinaus kommt es bei den bekannten Dichtungsringen durch Verschleiß und Verdichtung des Materials der Dich­ tungsringe zu einem Setzen. Hierdurch ergibt sich, daß die durch den Dichtungsring ursprünglich auf Abstand ge­ haltenen, gegeneinander bewegten Teile miteinander in Be­ rührung kommen können, so daß das Gelenk funktionsun­ tüchtig wird. Außerdem verliert der Dichtungsring an Dicht­ wirkung, so daß er vorzeitig ausgetauscht werden muß. Schließlich muß man bei beispielsweise zweiflutigen Rohr­ leitungen anfänglich einen großen Dichtspalt zwischen den angrenzenden Trennwänden der Rohrleitung einhalten, so daß durch diesen relativ großen Dichtspalt Motorleistung infolge Druckausgleich zwischen den Abgaskanälen verloren­ geht.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Hochtemperaturdichtung der beschriebenen Art auf einfache, die Fertigung nicht erschwerende, materialgünstige und damit billige Weise so weiter auszubilden, daß Ringverschleiß und das Setzen des Ringes auf ein technisch unbedeutendes Maß reduziert wer­ den und den erwähnten Quietschgeräuschen wirksam ent­ gegengetreten ist.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß im Dichtungsring wenigstens ein allseits von der Dicht­ masse umgebener Stützkörper angeordnet bzw. der Dich­ tungsring teilweise durch diesen Stützkörper gebildet ist und daß der Stützkörper eine gegenüber der Dicht­ masse in deren verpreßtem Zustand größere Festigkeit bzw. Härte aufweist.

Durch die eine andere Gattung betreffenden Gegenstände gemäß der DE-OS 26 51 018 und der US-PS 27 39 001 ist es zwar bekannt, in Verbindung mit statischen Dichtungen zwischen den gegeneinander abzudichtenden Teilen Stütz­ körper vorzusehen. Diese kommen jedoch mit den genannten Bauteilen direkt in Berührung, um die Bauteile auf eine bestimmte Distanz festzulegen. Diese Distanz ist dann auch, ohne daß noch eine gegenseitige Bewegungsmöglich­ keit der beiden Teile gegeben wäre, endgültig fixiert, wobei durch diese Distanz gleichzeitig der Kompressions­ zustand der Dichtung festgelegt ist, die in dem ihr so gegebenen Zustand keinerlei Bewegung mehr ausführt und auch nicht mehr wechselnden Kompressionen unterworfen wird. Hier sind also die Stützkörper nicht Bestandteil der Dichtung. Da sie mit den angrenzenden Bauteilen di­ rekt in Verbindung stehen, tritt volle Schallübertragung ein, es kann also eine Dämpfungswirkung durch die Dich­ tung nicht vorkommen.

Demgegenüber sind beim Gegenstand der Erfindung die Stützkörper Bestandteil der Dichtung, die eine die Be­ lastung der angrenzenden Bauteile tragende Bewegungs­ dichtung ist, welche im Rahmen ihrer eigenen Elastizität gedämpft federnd Bewegungen der beiden angrenzenden Bau­ teile zuläßt bzw. abstützt, wobei der mögliche "Federweg" der Dichtung durch die Größe der eingesetzten Stützkörper wählbar bzw. einstellbar ist.

Beim erfindungsgemäßen Dichtungsring sind also zwei bis­ her von der Dichtmasse allein übernommenen Aufgaben funk­ tionsmäßig voneinander getrennt, nämlich die Aufgabe der Aufnahme von statischen und dynamischen Lagerkräften einer­ seits und die Ausübung der Dichtfunktion andererseits. Die Lagerkräfte werden nunmehr von den Stützkörpern über­ nommen, wobei diese ihre Form behalten, während die Dicht­ masse durch eigenelastisches Anfedern nur noch für die Ab­ dichtung zu sorgen hat. Diese Aufgabentrennung führt zu einer starken Herabsetzung des Ringverschleißes sowie des Setzens des Ringes und unterbindet die Entwicklung von Geräuschen, insbesondere Quietschgeräuschen, denn die ver­ gleichsweise starren Stützkörper heben für das durch sie eingenommene Volumen die Federwirkung des Ringes auf, so daß die Reibpaarung Dichtungsring - Gegenfläche deutlich weniger schwingungsfähig ist. Bisher aufgetretene Stick- Slip-Erscheinungen werden verhindert, so daß akustische Anregungen erheblich verringert werden.

Außerdem erfolgt die wirksame Einleitung schwingungs­ erregender Reibkräfte nicht mehr über eine große Fläche, sondern im wesentlichen nur über die engbegrenzten Druck­ flächen an den Stützkörpern, von wo sich die Schwingungen ausbreiten müssen und dabei eine Dämpfung erfahren. Die lokal angeregten Schwingungen können sich zudem durch Inter­ ferenz teilweise auslöschen. Schließlich sorgt die über den Ringquerschnitt ungleichmäßige Steifigkeitsverteilung in­ folge der unterschiedlichen Verdichtung des Ringes an den Stützkörpern einerseits und zwischen diesen andererseits für eine akustische Verstimmung.

Ausgestaltungen des Gegenstandes der Erfindung ergeben sich unter Anwendung der teilweise an sich bekannten Merkmale der Ansprüche 2-11.

Was die Herstellung der erfindungsgemäßen Dichtungs­ ringe betrifft, so ist diese gegenüber den bekannten Verfahrensweisen nicht erschwert, denn die Stützkörper können als Schüttgut eingebracht und bei der Herstellung des Dichtungsringes mit verpreßt werden. Es besteht je­ doch beispielsweise auch die Möglichkeit, die Stütz­ körper nachträglich in den Dichtungsring an bestimmten Stellen einzupressen.

Bei einer Ausführungsform nach der Erfindung wurde ein Dichtungsring hergestellt, der gleichmäßig über den Um­ fang verteilt innerhalb einer Glimmerfüllung sieben Stahl­ kugeln mit verpreßt enthält. Der Ring ist mit einem Draht­ gestrickestrumpf umhüllt und hat an der Gleitfläche direkt innerhalb des Gestrickes eine Graphitfolie zur Verbesserung der Gleitverhältnisse.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand von weiteren Aus­ führungsformen näher erläutert, die in der Zeichnung dar­ gestellt sind. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 die Gelenkstelle einer Auspuffleitung im Axialschnitt und

Fig. 2 einen Dichtungsring im Axialschnitt.

Fig. 1 zeigt eine zweiflutige Auspuffleitung, bei der die beiden Auspuffrohre mit einem Abflußflansch 1 verbunden sind. Dieser ragt mit einem zylindrischen Fortsatz 2 in die Aufnahme 3 des Anschlußflansches 4 der weitergehenden Lei­ tung 5 hinein. Der Fortsatz 2 hat eine zylindrische, eine Dichtfläche bildende äußere Mantelfläche, während die Auf­ nahme 3 eine kugelkalottenförmige Innenfläche als Gegen­ dichtfläche bildet. Zwischen die Dichtflächen ist ein Dich­ tungsring 6 eingelegt. Die Flansche 1 und 4 sind über radia­ le Bunde 7 und 8 und diese aufeinanderzu bewegende Feder­ elemente 9 und 10 elastisch und lösbar miteinander verbunden.

Fig. 2 zeigt den Dichtungsring gemäß Fig. 1 in vergrößer­ ter Schnittdarstellung. Danach besteht der Dichtungsring aus einer Umhüllung 11 aus einem Geflecht, Gewebe, Ge­ stricke oder dergleichen aus Metalldraht, die einen Füll­ stoff 12 aus Mineralfaser, beispielsweise Aluminiumsilikat­ faser, schuppenförmigem Glimmer, Graphit oder dergleichen als elastische Dichtmasse enthält. Auf der Innenseite der Umhüllung 11 kann außerdem noch in nicht dargestellter Weise eine Folie aus Glimmermaterial eingelegt sein.

In seinem Querschnittsinneren weist der Dichtungsring 6 Stützkörper 13, 14 auf, wobei der Stützkörper 13 als Ring ausgebildet ist, während der Stützkörper 14 eine unregel­ mäßige Form nach Art eines Granulates hat. Wie ersichtlich, ist der Stützkörper 13 so ausgelegt und angeordnet, daß er bis an alle drei Dichtflächen des Ringes 6 reicht, während der Stützkörper 14 von der äußeren Dichtfläche einen Ab­ stand 15 hat. Dadurch ist die Menge des zwischen Außen­ kontur des Ringes 6 und Stützkörper 13 bzw. 14 befindlichen Füllstoffes 12 bestimmt und somit hier jeweils das elasti­ sche Verhalten des Dichtungsringes bzw. die Direktheit der Abstützwirkung der Körper 13 bzw. 14.

Die Stützkörper können aus Metall, jedoch auch aus billi­ gerem Material in Form von Keramik, Mineralien (Stein), Glas oder dergleichen bestehen.

Claims (11)

1. Hochtemperaturdichtung für die elastisch nachgiebige, ge­ lenkig bewegliche, lösbare und dichte Verbindung zweier Rohre, insbesondere der die Rohrleitung eines Fahrzeug­ auspuffsystems bildenden, heißgehenden ein- oder mehrfluti­ gen Rohre, in Form eines mit wenigstens einer als Gleit­ fläche ausgebildeten Mantelfläche versehenen Dichtungs­ ringes, der eine elastische bzw. flexible Dichtmasse aus hitzebeständigem Material aufweist, die durch Pressen in die Form des Dichtungsringes gebracht ist, dadurch gekennzeichnet, daß im Dichtungsring (6) wenigstens ein allseits von der Dichtmasse (12) umgebener Stützkörper (13, 14) angeordnet bzw. der Dichtungsring teilweise durch diesen Stützkörper gebildet ist und daß der Stützkörper eine gegenüber der Dichtmasse in deren verpreßtem Zustand größere Festigkeit bzw. Härte aufweist.

2. Hochtemperaturdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß bei mehreren Stützkörpern (13, 14) diese gleichmäßig über den Umfang des Dichtungsringes (6) ver­ teilt sind.

3. Hochtemperaturdichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt der Stützkörper (13, 14) sich bis nahe an eine oder meh­ rere Außenfläche des Dichtungsringes (6) erstreckt.

4. Hochtemperaturdichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützkörper (13, 14) von einer oder mehreren Außenflächen des Dich­ tungsringes einen Abstand (15) von etwa 5 bis 30% der Dicke des Dichtungsringes einhalten.

5. Hochtemperaturdichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützkörper kugelförmig, ringförmig, scheibenförmig, prismatisch, granulatförmig mit unregelmäßiger Außenkontur oder der­ gleichen ausgebildet sind.

6. Hochtemperaturdichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützkörper hinsichtlich der Gestaltung wenigstens eines Teiles ih­ rer Oberfläche an die Form der diesen benachbarten Außenfläche des Dichtungsringes (6) angepaßt sind.

7. Hochtemperaturdichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützkörper (13, 14) aus druckfestem, wärmebeständigem Material be­ stehen.

8. Hochtemperaturdichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Material der Stützkörper (13, 14) Notlaufeigenschaften aufweist.

9. Hochtemperaturdichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützkörper aus Metall bestehen.

10. Hochtemperaturdichtung nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützkörper (13, 14) aus Keramik, Mineralien (Stein), Glas oder dergleichen be­ stehen.

11. Hochtemperaturdichtung nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützkörper (13, 14) aus einem Festschmierstoff oder Sinterstoff bestehen.