DE3627363A1 - Gelenkige rohrverbindung - Google Patents
Gelenkige rohrverbindungInfo
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- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
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- F01N13/1805—Fixing exhaust manifolds, exhaust pipes or pipe sections to each other, to engine or to vehicle body
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- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L27/00—Adjustable joints, Joints allowing movement
- F16L27/02—Universal joints, i.e. with mechanical connection allowing angular movement or adjustment of the axes of the parts in any direction
- F16L27/04—Universal joints, i.e. with mechanical connection allowing angular movement or adjustment of the axes of the parts in any direction with partly spherical engaging surfaces
- F16L27/06—Universal joints, i.e. with mechanical connection allowing angular movement or adjustment of the axes of the parts in any direction with partly spherical engaging surfaces with special sealing means between the engaging surfaces
- F16L27/073—Universal joints, i.e. with mechanical connection allowing angular movement or adjustment of the axes of the parts in any direction with partly spherical engaging surfaces with special sealing means between the engaging surfaces one of the cooperating surfaces forming the sealing means
Description
Die Erfindung betrifft eine gelenkige Rohrverbindung für
insbesondere Abgasleitungen in Verbrennungskraftmaschinen mit
einem aus einem hochtemperaturbeständigen Material bestehenden
Dichtungsring, welcher mindestens eine als Gleitfläche
dienende Mantelfläche besitzt.
Zur Vermeidung der Übertragung der vom Motor ausgehenden
Schwingungen auf das gesamte Auspuffsystem ist es bekannt, in
Auspuffanlagen das Abgassammelrohr und das Abgasauslaßrohr
miteinander gelenkig zu verbinden. Benutzt wird hierzu ein
Rohrkupplungssystem nach dem Kugelpfannenprinzip, nach dem die
Verbindungsstellen der Rohre als ineinander passende
Kugel- und Kugelhalbschalensegmente ausgebildet sind, so daß
eine Winkelbeweglichkeit beziehungsweise Relativbewegung der
Rohre miteinander ausgeglichen werden kann.
Üblicherweise ist der dazwischengeschaltete Dichtungsring dazu
auf ein unverformtes zylindrisches Rohrende aufgesteckt,
während die äußere Mantelfläche des Dichtungsringes die Form
eines Kugelsegmentes bildet, auf das das zu einem
Kugelschalensegment verformte zweite Rohrende aufgeschoben
wird. Die äußere Mantelfläche des Dichtungsringes bildet dann
im Betrieb die Gleitfläche, auf der das aufgeweitete Rohrende
gleitet, und entsprechend ist der Ring aus einem
temperaturbeständigen Material entweder nur im
Oberflächenbereich oder massiv gefertigt.
Nach der DE-OS 28 24 333, der DE-PS 28 45 999, der
DE-OS 31 07 920 und der DE-PS 32 34 376 bestehen derartige
Dichtungsringe aus miteinander verpreßten Gleitmitteln und
Metallfasern, wobei die Fasern entweder zu Geweben gewebt, als
Metallfaserwollknäuel oder als gewickelte langsträhnige Fasern
das Skelett des Dichtungsringes bilden, das dann, mit
Gleitmittel imprägniert, in die Form des Dichtungsringes
verpreßt wird. Nach der DE-PS 32 34 376 wird ein Gemisch aus
Gleitmittel und kurzen Fasern direkt in der Form zu einem
Dichtungsring verpreßt.
Maßgebend für ein gutes Funktionieren der
Auspuffgelenkverbindung ist außer der Form und dem Material
des Auspuffgelenkdichtringes auch die Form und das Material
des auf den Dichtungsring aufgeschobenen und zu einem
Kugelschalensegment verformten Auspuffrohrendes. Zur Erzielung
eines optimalen Abdicht- und Gleitverhaltens müßte das
Auspuffrohrende, als Präzisionsteil genau der Kontur des
Dichtungsringes angepaßt, zu einem Kugelschalensegment
verformt und die auf dem Dichtungsring gleitende
Kugelschalensegmentinnenfläche müßte spanabhebend geglättet
oder sogar mit Gleitüberzügen versehen werden.
Eine derartige Verformung des Auspuffrohrendes ist jedoch
aufwendig und kostspielig und kann in vielen Fällen überhaupt
nicht durchgeführt werden. Bei schlechter Maßhaltigkeit und
schlechter Oberflächenqualität des aufnehmenden Rohrendes
kommt es aber zu Undichtigkeiten und zur Verschlechterung des
Gleitverhaltens der Gelenkverbindung, es kommt zum schnellen
Verschleiß des Gelenkdichtringes und im Betrieb zu
quietschenden Geräuschen der aufeinander gleitenden
Gleitflächen. Zur Erzielung eines optimalen Gleitverhaltens
sollten darüber hinaus die Werkstoffe der beiden Gleitpartner
aufeinander abgestimmt sein. Bei Auspuffanlagen jedoch, bei
denen die Werkstoffe der Auspuffrohre in erster Linie
korrosionsbeständig gegenüber den heißen Abgasen sein sollen,
ist die optimale Abstimmung des Auspuffrohrwerkstoffes auf das
Dichtungsringmaterial überhaupt nicht mehr möglich. Bei
Auspuffgelenkverbindungen kann daher auch so kein optimales
Gleitverhalten der Gleitpartner untereinander erzielt werden,
und es kann zum Quietschen beim Aufeinandergleiten und
gegebenenfalls zum Verschleiß und zur Zerstörung des
Dichtungsringes kommen.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde,
eine Gelenkverbindung für Rohre in insbesondere Auspuffanlagen
von Verbrennungskraftmaschinen zu schaffen, bei der unter
Verwendung einfacher und kostengünstiger Mittel ein optimales
Gleitverhalten bei gutem Abdichtverhalten der Gelenkverbindung
erzielt wird.
Diese Aufgabe wird durch ein gelenkiges Rohrverbindungssystem
gelöst, bei dem erfindungsgemäß sowohl das das Kugelsegment
bildende Teil als auch das das Kugelschalensegment bildende
Teil aus zwei ineinander passenden separaten ringförmigen
Bauteilen besteht.
Durch die erfindungsgemäße Gestaltung der gelenkigen
Rohrverbindung aus zwei ineinander passenden ringförmigen
Bauteilen brauchen jetzt die miteinander verbundenen Rohrenden
nicht mehr aufwendig verformt und bearbeitet zu werden, und
die Gleitflächen sind unabhängig vom Rohrwerkstoff. Die beiden
ringförmigen Bauteile brauchen jetzt nur noch jeweils auf die
unverformten Rohrenden aufgesteckt zu werden, wobei die
Rohrenden nur noch jeweils eine Flanschfläche zur Auflage der
Ringe mit ihrer Stirnfläche bilden. Die beiden Ringe bilden
dabei mit ihrer äußeren und inneren Mantelfläche die
Gleitflächen der gelenkigen Rohrverbindung in der Form
ineinander passender Kugel- und Kugelschalensegmente.
Bevorzugt besitzt dabei der auf das Rohrende aufgeschobene
Ring am Außenumfang wie der bisher verwendete Dichtungsring
die Form des Kugelsegmentes, während seine innere Mantelfläche
zylindrisch ist. Der zweite Ring bildet mit seiner inneren
Umfangsfläche das aufnehmende Kugelschalensegment, während
seine äußere Mantelfläche zylindrisch ist. Im Prinzip ist es
jedoch auch möglich, entsprechend die innere Umfangsfläche des
einen Ringes als Kugelsegment zu gestalten, während die äußere
Mantelfläche des passenden zweiten Ringes als aufnehmendes
Kugelschalensegment geformt ist.
Vorteilhaft ist es jetzt vor allem, daß die beiden
aufeinandergleitenden Flächen als Teileflächen separater
Bauteile schon bei ihrer Herstellung präzise ineinanderliegend
gefertigt werden können. Dadurch kann wesentlich einfacher und
kostensparender als durch Verformung eines Rohrendes die
optimale Abstimmung der Gleitpartner aufeinander erzielt
werden. Es kommt folglich zum optimalen Laufverhalten der
Ringe untereinander mit gleichzeitig gutem Abdichtverhalten,
so daß vorteilhaft Verschleißerscheinungen der Laufflächen
unter Vermeidung von störenden Geräuschbildungen auf ein
Minimum begrenzt werden. Gegenüber einer herkömmlichen
Rohrverbindung mit einem verformten Rohrende weist die
erfindungsgemäße Rohrverbindung wesentlich verbesserte
Laufeigenschaften auch über längere Laufzeiten auf.
Durch die erfindungsgemäße Verwendung zweier separater Ringe
als Rohrgelenkverbindung ist es darüber hinaus möglich, die
beiden Ringe aus optimal aufeinander abgestimmten
Gleitwerkstoffen unabhängig vom Rohrwerkstoff herzustellen.
Gefunden wurde dabei, daß insbesondere bei gelenkigen
Auspuffrohrverbindungen, wenn der erste Ring aus miteinander
verpreßten Metallfasern, Metallegierungsfasern oder
Nichteisenmetallfasern mit Schmier- und Gleitstoffen besteht,
der als passender Gegenring dienende Ring aus gepreßten
Stahlfasern, aus verpreßten Gemischen von Stahlfasern und
Schmier- und Gleitstoffen, aus verpreßten Stahlfasern mit
massiver Stahlringeinlage oder aus gesintertem Stahlpulver
bestehen kann.
Im 8inne der Erfindung ist es dabei gleichgültig, ob der das
Kugelschalensegment oder der das Kugelsegment bildende Ring
aus dem ersten oder dem zweiten Material besteht. Durch die
erfindungsgemäße Gestaltung der Rohrverbindung aus separaten
Ringen wird so durch die optimale Abstimmung der verwendeten
Gleitwerkstoffe aufeinander eine optimale Abdichtung bei gutem
Laufverhalten über längere Einsatzdauer erzielt.
Vorteilhaft ist es dabei auch, daß nicht wie bei der
bisherigen Gestaltung der Rohrverbindungen der auf den
Rohrwerkstoff angepaßte optimale Dichtungswerkstoff ermittelt
werden muß, sondern optimal angepaßte Ringwerkstoffe können
unabhängig vom Rohrwerkstoff an den Rohrverbindungen ohne
Vorversuche eingesetzt werden.
Im 8inne der Erfindung können dabei entweder die Ringe massiv
oder nur im Gleitbereich aus den genannten Gleitwerkstoffen
gefertigt werden.
Durch die Erfindung ist somit eine gelenkige Rohrverbindung
geschaffen, welche in Bezug auf Formgebung und die verwendeten
Gleitwerkstoffe optimal aufeinander abgestimmt ist. Die
erfindungsgemäße gelenkige Rohrverbindung besitzt ein
verbessertes Lauf- und Abdichtverhalten und durch das damit
verbesserte Verschleißverhalten eine höhere Lebensdauer ohne
störende Nebengeräusche beim Gleiten der Ringe aufeinander.
Bei der erfindungsgemäßen gelenkigen Rohrverbindung entfällt
darüber hinaus die Verformung und Bearbeitung eines Rohrendes,
so daß die erfindungsgemäße gelenkige Rohrverbindung gegenüber
der bisherigen Form wesentlich einfacher und kostengünstiger
mit verbesserten Funktionseigenschaften herstellbar ist.
Die Abbildung verdeutlicht ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel
der Erfindung.
Die Abbildung zeigt dabei eine gelenkige
Auspuffrohrverbindung (1) im Querschnitt mit dem
Abgasauslaßrohrende (2) und dem Abgassammelrohrende (3), die
jeweils die Flanschflächen (4, 5) der Auflage der Ringe (6, 7)
bilden. Der Ring (6) ist an seinem zylindrischen Innenumfang
auf das Abgasauslaßrohrende aufgesteckt und bildet an seiner
äußeren Mantelfläche (8) das Kugelsegment. Der Ring (7) bildet
an seiner Innenumfangsfläche (9) ein Kugelschalensegment, in
das das Kugelsegment des Ringes (6) eingepaßt ist. Der
Ring (6) besteht aus miteinander verpreßten kurzen Stahlfasern
von 1 bis 8 mm Länge und Graphit im Mischungsverhältnis 1 : 1.
Der Ring (7) ist lediglich aus kurzen Stahlfasern mit einer
Länge von 1 bis 8 mm gepreßt.
Die gelenkige Auspuffverbindung zeigt im Testversuch bei
Laufzeiten von über 200 Stunden keine Verschleißspuren bei
gleichzeitig sehr guter Abdichtung ohne Geräuschentwicklung im
Betrieb.
Claims (5)
1. Gelenkige Rohrverbindung für insbesondere Abgasleitungen
in Verbrennungskraftmaschinen mit einem aus
hochtemperaturbeständigem Material bestehenden
Dichtungsring, welcher mindestens eine als Gleitfläche
dienende Mantelfläche besitzt, dadurch gekennzeichnet,
daß sowohl das das Kugelsegment bildende Teil (6) als
auch das das Kugelschalensegment bildende Teil (7) aus
zwei ineinander passenden separaten ringförmigen
Bauteilen (6, 7) besteht.
2. Gelenkige Rohrverbindung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die äußere Mantelfläche (8) des
ersten Ringes (6) das Kugelsegment und die innere
Mantelfläche (9) des zweiten Ringes (7) das
Kugelschalensegment bildet.
3. Gelenkige Rohrverbindung nach den Ansprüchen 1 und/oder
2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ring (6, 7) der
gelenkigen Rohrverbindung aus miteinander verpreßten
Gemischen von Gleitmitteln und Metallfasern aus legiertem
und/oder unlegiertem Gußeisen, Stahl und/oder
Nichteisenmetall besteht, und daß der Gegenring (7, 6) aus
gepreßten Stahlfasern, gepreßten Stahlfasern und
Gleitmitteln, gepreßten Stahlfasern mit Stahlringeinlage
oder gesintertem Stahlpulver besteht.
4. Gelenkige Rohrverbindung nach den Ansprüchen 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die Ringe (6 und/oder 7)
massiv aus den Materialien des Anspruches 3 bestehen.
5. Gelenkige Rohrverbindung nach den Ansprüchen 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer der Ringe (6
oder 7) im Gleitbereich aus den Materialien des
Anspruches 3 besteht.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19863627363 DE3627363A1 (de) | 1986-08-12 | 1986-08-12 | Gelenkige rohrverbindung |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19863627363 DE3627363A1 (de) | 1986-08-12 | 1986-08-12 | Gelenkige rohrverbindung |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3627363A1 true DE3627363A1 (de) | 1988-02-25 |
DE3627363C2 DE3627363C2 (de) | 1990-10-25 |
Family
ID=6307245
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19863627363 Granted DE3627363A1 (de) | 1986-08-12 | 1986-08-12 | Gelenkige rohrverbindung |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3627363A1 (de) |
Cited By (2)
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-
1986
- 1986-08-12 DE DE19863627363 patent/DE3627363A1/de active Granted
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Also Published As
Publication number | Publication date |
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DE3627363C2 (de) | 1990-10-25 |
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Legal Events
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